A téma jelentése: A víz és a benne oldott anyagok megteremtik a szervezet belső környezetét. A víz-só homeosztázis legfontosabb paraméterei az ozmotikus nyomás, a pH és az intracelluláris és extracelluláris folyadék térfogata. Ezen paraméterek változása vérnyomás-változáshoz, acidózishoz vagy alkalózishoz, kiszáradáshoz és szöveti ödémához vezethet. A víz-só anyagcsere finom szabályozásában részt vevő fő hormonok, amelyek a vese disztális tubulusaira és gyűjtőcsatornáira hatnak: antidiuretikus hormon, aldoszteron és natriuretikus faktor; a vesék renin-angiotenzin rendszere. A vesékben történik a vizelet összetételének és térfogatának végső kialakulása, biztosítva a belső környezet szabályozását és állandóságát. A vesékre jellemző az intenzív energia-anyagcsere, amely a vizeletképződés során jelentős mennyiségű anyag aktív transzmembrán transzportjának szükségességével jár.
A vizelet biokémiai elemzése képet ad a vesék funkcionális állapotáról, az anyagcseréről a különböző szervekben és a test egészében, segít tisztázni a kóros folyamat természetét, és lehetővé teszi a kezelés hatékonyságának megítélését.
Az óra célja: tanulmányozza a víz-só anyagcsere paramétereinek jellemzőit és szabályozási mechanizmusait. Az anyagcsere jellemzői a vesékben. Tanulja meg a vizelet biokémiai elemzésének elvégzését és értékelését.
A tanulónak tudnia kell:
1. A vizelet képződésének mechanizmusa: glomeruláris filtráció, reabszorpció és szekréció.
2. A test víztereinek jellemzői.
3. A szervezet folyadékkörnyezetének alapvető paraméterei.
4. Mi biztosítja az intracelluláris folyadék paramétereinek állandóságát?
5. Az extracelluláris folyadék állandóságát biztosító rendszerek (szervek, anyagok).
6. Az extracelluláris folyadék ozmotikus nyomását biztosító tényezők (rendszerek) és szabályozása.
7. Az extracelluláris folyadék térfogatának állandóságát és szabályozását biztosító tényezők (rendszerek).
8. Az extracelluláris folyadék sav-bázis állapotának állandóságát biztosító tényezők (rendszerek). A vesék szerepe ebben a folyamatban.
9. Az anyagcsere jellemzői a vesében: magas metabolikus aktivitás, a kreatin szintézis kezdeti szakasza, intenzív glükoneogenezis (izoenzimek) szerepe, D3-vitamin aktiválása.
10. A vizelet általános tulajdonságai (napi mennyiség - diurézis, sűrűség, szín, átlátszóság), a vizelet kémiai összetétele. A vizelet patológiás összetevői.
A tanulónak képesnek kell lennie:
1. Végezze el a vizelet fő összetevőinek minőségi meghatározását.
2. A vizelet biokémiai elemzésének értékelése.
A tanulónak információval kell rendelkeznie: kb néhány kóros állapot, amelyet a vizelet biokémiai paramétereinek változásai kísérnek (proteinuria, hematuria, glucosuria, ketonuria, bilirubinuria, porfirinuria); A vizelet laboratóriumi vizsgálatának megtervezésének és az eredmények elemzésének elvei, hogy a laboratóriumi vizsgálat eredményei alapján előzetes következtetést lehessen levonni a biokémiai változásokról.
1.A vese felépítése, nefron.
2. A vizelet képződésének mechanizmusai.
Önálló tanulási feladatok:
1. Lásd a szövettani tanfolyamot. Emlékezzen a nefron szerkezetére. Jelölje meg a proximális tubulust, a distalis csavart tubulust, a gyűjtőcsatornát, a choroidális glomerulust, a juxtaglomeruláris apparátust.
2. Lásd a normál fiziológiai tanfolyamot. Emlékezzen a vizeletképződés mechanizmusára: szűrés a glomerulusokban, reabszorpció a tubulusokban, hogy másodlagos vizelet keletkezzen, és szekréció.
3. Az ozmotikus nyomás és az extracelluláris folyadék térfogatának szabályozása elsősorban az extracelluláris folyadék nátrium- és vízion-tartalmának szabályozásával függ össze.
Nevezze meg az ebben a szabályozásban érintett hormonokat! Ismertesse hatásukat a séma szerint: a hormon kiválasztásának oka; célszerv (sejtek); hatásmechanizmusuk ezekben a sejtekben; cselekvésük végső hatását.
Tesztelje tudását:
A. Vasopresszin(egy kivételével mindegyik helyes):
A. a hipotalamusz neuronjaiban szintetizálódik; b. az ozmotikus nyomás növekedésével választódik ki; V. növeli a víz reabszorpciójának sebességét az elsődleges vizeletből a vesetubulusokban; d. növeli a nátriumionok reabszorpcióját a vesetubulusokban; d. csökkenti az ozmotikus nyomást e.
B. Aldoszteron(egy kivételével mindegyik helyes):
A. a mellékvesekéregben szintetizálódik; b. kiválasztódik, amikor a nátriumionok koncentrációja a vérben csökken; V. a vesetubulusokban fokozza a nátriumionok reabszorpcióját; d. a vizelet koncentráltabb lesz.
d. A szekréció szabályozásának fő mechanizmusa a vesék arenin-angiotenzin rendszere.
B. Natriuretikus faktor(egy kivételével mindegyik helyes):
A. elsősorban a pitvari sejtek szintetizálják; b. szekréciós inger – emelkedett vérnyomás; V. fokozza a glomerulusok szűrőképességét; d. fokozza a vizeletképződést; d. a vizelet kevésbé koncentrálódik.
4. Készítsen diagramot, amely szemlélteti a renin-angiotenzin rendszer szerepét az aldoszteron és vazopresszin szekréció szabályozásában!
5. Az extracelluláris folyadék sav-bázis egyensúlyának állandóságát vérpufferrendszerek tartják fenn; a pulmonalis szellőztetés és a sav (H+) vesék általi kiválasztásának sebességének változásai.
Emlékezzen a vérpufferrendszerekre (fő bikarbonát)!
Tesztelje tudását:
Az állati eredetű élelmiszerek savas jellegűek (főleg foszfátok miatt, ellentétben a növényi eredetű élelmiszerekkel). Hogyan változik a vizelet pH-ja egy olyan személynél, aki elsősorban állati eredetű élelmiszert fogyaszt:
A. közelebb a pH 7,0-hez; b.pH körülbelül 5; V. pH körülbelül 8,0.
6. Válaszoljon a kérdésekre:
A. Hogyan magyarázható a vesék által fogyasztott oxigén magas aránya (10%);
B. A glükoneogenezis nagy intenzitása;????????????
B. A vesék szerepe a kalcium-anyagcserében.
7. A nefronok egyik fő feladata, hogy a vérből a szükséges mennyiségben visszaszívják a hasznos anyagokat és eltávolítsák a vérből az anyagcsere végtermékeit.
Készíts egy asztalt A vizelet biokémiai paraméterei:
Tantermi munka.
Laboratóriumi munka:
Végezzen kvalitatív reakciókat különböző betegek vizeletmintáiban. A biokémiai elemzés eredményei alapján vonjon le következtetést az anyagcsere folyamatok állapotáról.
A pH meghatározása.
Eljárás: Cseppentsünk 1-2 csepp vizeletet az indikátorpapír közepére, és az egyik színes csík színének változása alapján, amely megegyezik a kontrollcsík színével, meghatározzuk a vizsgált vizelet pH-ját. . A normál pH 4,6-7,0
2. Minőségi reakció a fehérjére. A normál vizelet nem tartalmaz fehérjét (a normál reakciók nyomokban nem észlelhetők). Egyes kóros állapotokban fehérje jelenhet meg a vizeletben - proteinuria.
Előrehalad: Adjon 3-4 csepp frissen készített 20%-os szulfaszalicilsav oldatot 1-2 ml vizelethez. Ha fehérje van jelen, fehér csapadék vagy zavarosodás jelenik meg.
3. Kvalitatív reakció glükózra (Fehling-reakció).
Eljárás: Adjon 10 csepp Fehling-reagenst 10 csepp vizelethez. Forraljuk fel. Ha glükóz van jelen, vörös szín jelenik meg. Hasonlítsa össze az eredményeket a normával. Normális esetben a vizeletben lévő glükóz nyomokban nem észlelhető kvalitatív reakciókkal. Általánosan elfogadott, hogy normális esetben nincs glükóz a vizeletben. Egyes kóros állapotokban glükóz jelenik meg a vizeletben glükózuria.
A meghatározás tesztcsíkkal (indikátorpapír) végezhető /
A ketontestek kimutatása
Eljárás: Vigyen fel egy csepp vizeletet, egy csepp 10%-os nátrium-hidroxid-oldatot és egy csepp frissen készített 10%-os nátrium-nitropruszid-oldatot egy tárgylemezre. Piros szín jelenik meg. Adjunk hozzá 3 csepp tömény ecetsavat - cseresznye szín jelenik meg.
Normális esetben a vizeletben nincsenek ketontestek. Egyes kóros állapotokban ketontestek jelennek meg a vizeletben - ketonuria.
Önálló problémák megoldása és kérdések megválaszolása:
1. Az extracelluláris folyadék ozmotikus nyomása megnőtt. Diagramos formában írja le az események sorozatát, amelyek a redukcióhoz vezetnek.
2. Hogyan változik az aldoszteron termelés, ha a vazopresszin túltermelés az ozmotikus nyomás jelentős csökkenéséhez vezet?
3. Vázolja fel (diagram formájában) a homeosztázis helyreállítását célzó események sorrendjét, amikor a szövetekben a nátrium-klorid koncentrációja csökken!
4. A beteg diabetes mellitusban szenved, amit ketonémia kísér. Hogyan reagál a vér fő pufferrendszere, a bikarbonát rendszer a sav-bázis egyensúly változásaira? Mi a vese szerepe a CBS helyreállításában? Megváltozik-e a vizelet pH-ja ennél a betegnél.
5. A versenyre készülő sportoló intenzív edzésen esik át. Hogyan változhat a glükoneogenezis sebessége a vesékben (a válasz oka)? Megváltoztathatja-e egy sportoló a vizelet pH-értékét; indokolja a választ)?
6. A páciensnél a csontszövetben anyagcserezavar jelei vannak, ami a fogak állapotát is befolyásolja. A kalcitonin és a mellékpajzsmirigy hormon szintje a fiziológiás normán belül van. A beteg D-vitamint (kolekalciferolt) kap a szükséges mennyiségben. Találja ki az anyagcserezavar lehetséges okát.
7. Tekintse át az „Általános vizeletvizsgálat” formanyomtatványt (Tjumeni Állami Orvostudományi Akadémia multidiszciplináris klinikája), és tudja megmagyarázni a vizelet biokémiai laboratóriumokban meghatározott biokémiai komponenseinek élettani szerepét és diagnosztikai jelentőségét. Ne feledje, hogy a vizelet biokémiai paraméterei normálisak.
27. lecke. A nyál biokémiája.
A téma jelentése: A szájüreg különféle szöveteket tartalmaz, és mikroorganizmusoknak ad otthont. Összefüggenek egymással, és bizonyos állandósággal rendelkeznek. A szájüreg és a szervezet egészének homeosztázisának fenntartásában pedig a szájfolyadéké és különösen a nyálé a legfontosabb szerep. A szájüreg, mint az emésztőrendszer kezdeti szakasza, a test első érintkezésének helye élelmiszerrel, gyógyszerekkel és más xenobiotikumokkal, mikroorganizmusokkal . A fogak és a szájnyálkahártya kialakulását, állapotát és működését nagymértékben meghatározza a nyál kémiai összetétele is.
A nyál számos funkciót lát el, amelyeket a nyál fizikai-kémiai tulajdonságai és összetétele határoz meg. A nyál kémiai összetételének, funkcióinak, nyálelválasztási sebességének, a nyálnak a szájüregi betegségekkel való kapcsolatának ismerete segít a kóros folyamatok jellemzőinek azonosításában és a fogászati betegségek megelőzésének új, hatékony eszközeinek felkutatásában.
A tiszta nyál néhány biokémiai mutatója korrelál a vérplazma biokémiai mutatóival, ezért a nyálanalízis kényelmes, nem invazív módszer a fogászati és szomatikus betegségek diagnosztizálására.
Az óra célja: A nyál fizikai-kémiai tulajdonságainak és alkotóelemeinek tanulmányozása, amelyek meghatározzák alapvető élettani funkcióit. Vezető tényezők, amelyek a fogszuvasodás és a fogkőlerakódás kialakulásához vezetnek.
A tanulónak tudnia kell:
1 . Nyált kiválasztó mirigyek.
2.A nyál szerkezete (micellás szerkezet).
3. A nyál mineralizáló funkciója és ezt a funkciót meghatározó és befolyásoló tényezők: a nyál túltelítettsége; az üdvösség mennyisége és sebessége; pH.
4. A nyál védő funkciója és a rendszer e funkcióját meghatározó összetevői.
5. Nyálpuffer rendszerek. A pH-értékek normálisak. A sav-bázis állapot (sav-bázis állapot) megsértésének okai a szájüregben. A CBS szabályozásának mechanizmusai a szájüregben.
6. A nyál ásványi összetétele és összehasonlítása a vérplazma ásványi összetételével. Az összetevők jelentése.
7. A nyál szerves összetevőinek jellemzői, a nyálra jellemző komponensek, jelentőségük.
8. Az emésztőrendszer működése és az azt meghatározó tényezők.
9. Szabályozó és kiválasztó funkciók.
10. A fogszuvasodás és a fogkőlerakódás kialakulásához vezető tényezők.
A tanulónak képesnek kell lennie:
1. Tegyen különbséget a „maga nyál vagy nyál”, „ínyfolyadék”, „szájfolyadék” fogalmak között.
2. Tudja megmagyarázni a nyál pH-jának változása esetén a fogszuvasodás elleni rezisztencia változásának mértékét, a nyál pH-változásának okait.
3. Gyűjtse össze a vegyes nyálat elemzéshez, és elemezze a nyál kémiai összetételét.
A tanulónak rendelkeznie kell: információk a nyálról, mint a klinikai gyakorlat non-invazív biokémiai kutatásának tárgyáról szóló modern elképzelésekről.
A téma tanulmányozásához szükséges információk az alapvető tudományágakból:
1. A nyálmirigyek anatómiája és szövettana; a nyálfolyás mechanizmusai és szabályozása.
Önálló tanulási feladatok:
Tanulmányozza a témaanyagot a célkérdéseknek megfelelően („a tanulónak tudnia kell”), és írásban oldja meg a következő feladatokat:
1. Írja le a nyálfolyás szabályozását meghatározó tényezőket!
2. Rajzoljon sematikusan egy nyálmicellát.
3. Készítsen táblázatot: A nyál és a vérplazma ásványi összetétele összehasonlítva!
Tanulmányozza a felsorolt anyagok jelentését. Írja le a nyálban található egyéb szervetlen anyagokat.
4. Készítsen táblázatot: A nyál főbb szerves összetevői és jelentőségük!
6. Írja le azokat a tényezőket, amelyek az ellenállás csökkenéséhez és növekedéséhez vezetnek!
(illetve) a fogszuvasodásra.
Tantermi munka
Laboratóriumi munka: A nyál kémiai összetételének kvalitatív elemzése
A patológiában az egyik leggyakrabban megzavart anyagcsere típus a víz-só anyagcsere. A víz és az ásványi anyagok állandó mozgásával függ össze a test külső környezetéből a belsőbe, és fordítva.
A felnőtt emberi szervezetben a víz a testtömeg 2/3-át (58-67%) teszi ki. Térfogatának körülbelül fele az izmokban koncentrálódik. A vízszükségletet (egy ember napi 2,5-3 liter folyadékot kap) az ivóvíz (700-1700 ml), az ételbe kerülő előformázott víz (800-1000 ml) és a képződött víz formájában való fogyasztása fedezi. a szervezetben az anyagcsere során - 200-300 ml (100 g zsír, fehérje és szénhidrát elégetésével 107,41 és 55 g víz képződik). Az endogén víz viszonylag nagy mennyiségben szintetizálódik, amikor a zsírok oxidációs folyamata aktiválódik, ami különféle, különösen hosszan tartó stresszes körülmények között, a szimpatikus-mellékvese-rendszer stimulálása és a tehermentesítő diéta terápia során (gyakran elhízott betegek kezelésére szolgál).
A folyamatosan fellépő kötelező vízveszteségek miatt a szervezetben a belső folyadéktérfogat változatlan marad. Ilyen veszteség a vese (1,5 l) és az extrarenális veszteség, amely a gyomor-bél traktuson (50-300 ml), a légutakon és a bőrön (850-1200 ml) keresztül történő folyadék felszabadulásával jár. Általánosságban elmondható, hogy a kötelező vízveszteség mennyisége 2,5-3 liter, nagyban függ a szervezetből eltávolított méreganyagok mennyiségétől.
A víz részvétele az életfolyamatokban igen sokrétű. A víz számos vegyület oldószere, számos fizikai-kémiai és biokémiai átalakulás közvetlen összetevője, valamint endo- és exogén anyagok transzportere. Ezen túlmenően mechanikai funkciót lát el, gyengíti a szalagok, izmok és az ízületi porcok felszínének súrlódását (ezáltal elősegíti azok mozgékonyságát), részt vesz a hőszabályozásban. A víz fenntartja a homeosztázist, a plazma ozmotikus nyomásától (izoszmia) és a folyadék térfogatától (izovolémia), a sav-bázis állapotot szabályozó mechanizmusok működésétől, az állandó hőmérsékletet biztosító folyamatok bekövetkezésétől (izotermia) függően.
Az emberi szervezetben a víz három fő fizikai-kémiai állapotban létezik, amelyek szerint megkülönböztetik: 1) szabad, vagy mozgó víz (az intracelluláris folyadék, valamint a vér, nyirok, intersticiális folyadék zömét ez alkotja); 2) víz, amelyet hidrofil kolloidok kötnek meg, és 3) alkotmányos, amely a fehérjék, zsírok és szénhidrátok molekuláinak szerkezetében található.
Egy 70 kg súlyú felnőtt szervezetében a szabad víz és a hidrofil kolloidok által megkötött víz térfogata megközelítőleg a testtömeg 60%-a, i.e. 42 l. Ezt a folyadékot az intracelluláris víz (28 liter, azaz a testtömeg 40%-a) képviseli, amely az intracelluláris szektort alkotja, és az extracelluláris víz (14 liter vagy a testtömeg 20%-a), amely az extracelluláris szektort alkotja. Ez utóbbi intravaszkuláris (intravascularis) folyadékot tartalmaz. Ezt az intravaszkuláris szektort a testtömeg 4-5%-át kitevő plazma (2,8 l) és a nyirok alkotja.
Az intersticiális víz magában foglalja magát az intercelluláris vizet (szabad intercelluláris folyadék) és a szervezett extracelluláris folyadékot (amely a testtömeg 15-16%-át teszi ki, azaz 10,5 l), azaz. szalagok, inak, fasciák, porcok stb. vize. Ezenkívül az extracelluláris szektor magában foglalja az egyes üregekben (hasi és mellhártya üregekben, szívburokban, ízületekben, agykamrákban, szemkamrákban stb.), valamint a gyomor-bélrendszerben található vizet. Ezen üregek folyadéka nem vesz részt aktívan az anyagcsere folyamatokban.
Az emberi test vize nem stagnál különböző szakaszaiban, hanem folyamatosan mozog, folyamatosan cserélődik a folyadék többi szektorával és a külső környezettel. A víz mozgása nagyrészt az emésztőnedvek szekréciójának köszönhető. Tehát a nyállal és a hasnyálmirigylével naponta körülbelül 8 liter vizet küldenek a bélcsőbe, de ez a víz gyakorlatilag nem vész el az emésztőrendszer alsó részeiben történő felszívódás miatt.
A létfontosságú elemek makroelemekre (napi szükséglet >100 mg) és mikroelemekre (napi szükséglet) oszthatók.<100 мг). К макроэлементам относятся натрий (Na), калий (К), кальций (Ca), магний (Мg), хлор (Cl), фосфор (Р), сера (S) и иод (I). К жизненно важным микроэлементам, необходимым лишь в следовых количествах, относятся железо (Fe), цинк (Zn), марганец (Мn), медь (Cu), кобальт (Со), хром (Сr), селен (Se) и молибден (Мо). Фтор (F) не принадлежит к этой группе, однако он необходим для поддержания в здоровом состоянии костной и зубной ткани. Вопрос относительно принадлежности к жизненно важным микроэлементам ванадия, никеля, олова, бора и кремния остается открытым. Такие элементы принято называть условно эссенциальными.
Mivel sok elem raktározódhat a szervezetben, a napi normától való eltérések idővel kompenzálódnak. A kalcium apatit formájában a csontszövetben, a jód a pajzsmirigyben a tiroglobulinban, a vas a ferritinben és a hemosziderinben raktározódik a csontvelőben, a lépben és a májban. A máj számos mikroelem tárolási helye.
Az ásványi anyagcserét a hormonok szabályozzák. Ez vonatkozik például a H2O, Ca2+, PO43- fogyasztására, a Fe2+, I- megkötésére, a H2O, Na+, Ca2+, PO43- kiválasztására.
A táplálékból felszívódó ásványi anyagok mennyisége általában a szervezet anyagcsere-szükségleteitől, illetve esetenként a táplálék összetételétől függ. Példaként az élelmiszerek összetételének hatására vegyük figyelembe a kalciumot. A Ca2+ ionok felszívódását a tejsav és a citromsav segíti elő, míg a foszfátion, oxalát ion és fitinsav gátolják a kalcium felszívódását a komplexképződés és a rosszul oldódó sók (fitin) képződése miatt.
Az ásványianyag-hiány nem ritka jelenség: különféle okok miatt alakul ki, például egyhangú táplálkozás, felszívódási zavarok, különféle betegségek miatt. Kalciumhiány jelentkezhet terhesség alatt, valamint angolkór vagy csontritkulás esetén. A klórhiány a súlyos hányás során bekövetkező nagymértékű klórveszteség miatt következik be.
Az élelmiszerek elégtelen jódtartalma miatt Közép-Európa számos területén általánossá vált a jódhiány és a golyva. Magnéziumhiány jelentkezhet hasmenés vagy alkoholizmus miatti monoton étrend miatt. A mikroelemek hiánya a szervezetben gyakran a vérképzés zavaraként, azaz vérszegénységként nyilvánul meg.
Az utolsó oszlop felsorolja azokat a funkciókat, amelyeket ezek az ásványok a szervezetben végeznek. A táblázat adataiból jól látható, hogy szinte minden makroelem szerkezeti alkotóelemként és elektrolitként funkcionál a szervezetben. A jelzési funkciókat a jód (a jódtironin összetételében) és a kalcium végzi. A legtöbb mikroelem fehérjék kofaktora, főként enzimek. Mennyiségileg a szervezetben a vastartalmú fehérjék, a hemoglobin, a mioglobin és a citokróm, valamint több mint 300 cinktartalmú fehérje dominál.
A víz-só anyagcsere szabályozása. A vazopresszin, az aldoszteron és a renin-angiotenzin rendszer szerepe
A víz-só homeosztázis fő paraméterei az ozmotikus nyomás, a pH és az intracelluláris és extracelluláris folyadék térfogata. Ezen paraméterek változása vérnyomás-változáshoz, acidózishoz vagy alkalózishoz, kiszáradáshoz és ödémához vezethet. A víz-só egyensúly szabályozásában szerepet játszó fő hormonok az ADH, az aldoszteron és a pitvari natriuretikus faktor (ANF).
Az ADH vagy vazopresszin egy peptid, amely 9 aminosavat tartalmaz, amelyeket egy diszulfidhíd köt össze. Prohormonként szintetizálódik a hipotalamuszban, majd az agyalapi mirigy hátsó lebenyének idegvégződéseibe kerül, ahonnan megfelelő stimulációra kiválasztódik a véráramba. Az axon mentén történő mozgás egy specifikus hordozófehérjével (neurophysin) van összefüggésben.
Az ADH szekréciót okozó inger a nátriumionok koncentrációjának növekedése és az extracelluláris folyadék ozmotikus nyomásának növekedése.
Az ADH legfontosabb célsejtjei a vese disztális tubulusainak és gyűjtőcsatornáinak sejtjei. Ezeknek a csatornáknak a sejtjei viszonylag vízállóak, és ADH hiányában a vizelet nem koncentrálódik, és napi 20 litert meghaladó mennyiségben ürülhet ki (a norma napi 1-1,5 liter).
Az ADH-receptorok két típusa létezik: V1 és V2. A V2 receptor csak a vese hámsejtek felszínén található. Az ADH V2-hez való kötődése az adenilát-cikláz rendszerhez kapcsolódik, és serkenti a protein-kináz A (PKA) aktiválását. A PKA olyan fehérjéket foszforilál, amelyek stimulálják a membránfehérje gén, az aquaporin-2 expresszióját. Az Aquaporin 2 az apikális membránhoz jut, beépül abba és vízcsatornákat képez. Ezek biztosítják a sejtmembrán szelektív permeabilitását a víz számára. A vízmolekulák szabadon diffundálnak a vese tubuláris sejtjeibe, majd belépnek az intersticiális térbe. Ennek eredményeként a víz újra felszívódik a vesetubulusokból. A V1 típusú receptorok a simaizom membránjaiban lokalizálódnak. Az ADH és a V1 receptor kölcsönhatása a foszfolipáz C aktiválásához vezet, amely hidrolizálja a foszfatidil-inozitol-4,5-bifoszfátot, így IP-3 keletkezik. Az IF-3 Ca2+ felszabadulását okozza az endoplazmatikus retikulumból. A hormon V1 receptorokon keresztüli hatásának eredménye az erek simaizomrétegének összehúzódása.
Az agyalapi mirigy hátsó lebenyének diszfunkciója által okozott ADH-hiány, valamint a hormonális jelátviteli rendszer zavara diabetes insipidus kialakulásához vezethet. A diabetes insipidus fő megnyilvánulása a polyuria, azaz. nagy mennyiségű kis sűrűségű vizelet kiválasztása.
Az aldoszteron, a legaktívabb mineralokortikoszteroid, a mellékvesekéregben szintetizálódik koleszterinből.
Az aldoszteron szintézisét és szekrécióját a zona glomerulosa sejtjeiben az angiotenzin II, az ACTH és a prosztaglandin E stimulálja. Ezek a folyamatok magas K+- és alacsony Na+-koncentráció esetén is aktiválódnak.
A hormon behatol a célsejtbe, és kölcsönhatásba lép egy specifikus receptorral, amely mind a citoszolban, mind a sejtmagban található.
A vese tubuláris sejtjeiben az aldoszteron serkenti a különböző funkciókat ellátó fehérjék szintézisét. Ezek a fehérjék: a) növelhetik a nátriumcsatornák aktivitását a disztális vesetubulusok sejtmembránjában, ezáltal elősegítve a nátriumionok szállítását a vizeletből a sejtekbe; b) a TCA-ciklus enzimei, és ezért növelik a Krebs-ciklus azon képességét, hogy az aktív iontranszporthoz szükséges ATP-molekulákat termeljenek; c) aktiválja a K+, Na+-ATPáz pumpát és serkenti az új pumpák szintézisét. Az aldoszteron által indukált fehérjék hatásának általános eredménye a nátriumionok reabszorpciójának növekedése a nefron tubulusokban, ami NaCl-retenciót okoz a szervezetben.
Az aldoszteron szintézisét és szekrécióját szabályozó fő mechanizmus a renin-angiotenzin rendszer.
A renin egy enzim, amelyet a vese afferens arteriolák juxtaglomeruláris sejtjei termelnek. E sejtek elhelyezkedése különösen érzékenysé teszi őket a vérnyomás változásaira. A vérnyomás csökkenése, a folyadék- vagy vérvesztés, valamint a NaCl koncentráció csökkenése serkenti a renin felszabadulását.
Az angiotenzinogén --2 a májban termelődő globulin. A renin szubsztrátjaként szolgál. A renin hidrolizálja a peptidkötést az angiotenzinogén molekulában, és lehasítja az N-terminális dekapeptidet (angiotenzin I).
Az angiotenzin I az endothelsejtekben és a vérplazmában található antiotenzin-konvertáló enzim, a karboxi-dipeptidil-peptidáz szubsztrátjaként szolgál. Az angiotenzin I-ből két terminális aminosav lehasad, és oktapeptid, az angiotenzin II keletkezik.
Az angiotenzin II serkenti az aldoszteron termelődését, ami arterioláris összehúzódást okoz, ami növeli a vérnyomást és szomjúságot okoz. Az angiotenzin II aktiválja az aldoszteron szintézisét és szekrécióját az inozitol-foszfát rendszeren keresztül.
A PNP egy 28 aminosavat tartalmazó peptid, egyetlen diszulfidhíddal. A PNP-t preprohormonként szintetizálják és tárolják (126 aminosavból áll) a szívsejtekben.
A PNP szekrécióját szabályozó fő tényező a vérnyomás emelkedése. Egyéb ingerek: megnövekedett plazma ozmolaritás, fokozott szívfrekvencia, megnövekedett vér katekolaminok és glükokortikoidszintek.
A PNF fő célszervei a vesék és a perifériás artériák.
A PNF hatásmechanizmusának számos jellemzője van. A plazmamembrán PNP receptora guanilát-cikláz aktivitással rendelkező fehérje. A receptor doménszerkezettel rendelkezik. A ligandumkötő domén az extracelluláris térben lokalizálódik. PNP hiányában a PNP receptor intracelluláris doménje foszforilált állapotban van és inaktív. A PNP receptorhoz való kötődése következtében a receptor guanilát-cikláz aktivitása megnő, és a GTP-ből ciklikus GMP képződik. A PNF hatására a renin és az aldoszteron képződése és szekréciója gátolt. A PNF nettó hatása a Na+- és vízkiválasztás növekedése, valamint a vérnyomás csökkenése.
A PNF-et általában az angiotenzin II fiziológiai antagonistájának tekintik, mivel hatása nem az erek lumenének szűkülését és (az aldoszteronszekréció szabályozása révén) nátrium-visszatartást, hanem éppen ellenkezőleg, értágulatot és sóvesztést okoz.
GOUVPO UGMA Szövetségi Egészségügyi és Szociális Fejlesztési Ügynökség
Biokémiai Tanszék
ELŐADÁSTANFOLYAM
ÁLTALÁNOS BIOKÉMIÁBAN
8. modul. A víz-só anyagcsere és a sav-bázis állapot biokémiája
Jekatyerinburg,
ELŐADÁS 24. sz
Téma: Víz-só és ásványi anyag anyagcsere
Karok: terápiás és megelőző, orvosi és megelőző, gyermekgyógyászati.
Víz-só anyagcsere– a szervezet víz és bázikus elektrolitjainak (Na +, K +, Ca 2+, Mg 2+, Cl -, HCO 3 -, H 3 PO 4) cseréje.
Elektrolitok– olyan anyagok, amelyek oldatban anionokká és kationokká disszociálnak. Mértékük mol/l-ben történik.
Nem elektrolitok– oldatban nem disszociáló anyagok (glükóz, kreatinin, karbamid). Ezeket g/l-ben mérik.
Ásványi anyagcsere– bármilyen ásványi komponens cseréje, beleértve azokat is, amelyek nem befolyásolják a szervezet folyékony környezetének alapvető paramétereit.
Víz- minden testnedv fő összetevője.
A víz biológiai szerepe
- A víz a legtöbb szerves (kivéve a lipidek) és szervetlen vegyület univerzális oldószere.
- A víz és a benne oldott anyagok megteremtik a szervezet belső környezetét.
- A víz biztosítja az anyagok és a hőenergia szállítását a szervezetben.
- A szervezet kémiai reakcióinak jelentős része a vizes fázisban megy végbe.
- A víz részt vesz a hidrolízis, hidratálás és dehidratáció reakcióiban.
- Meghatározza a hidrofób és hidrofil molekulák térbeli szerkezetét és tulajdonságait.
- A GAG-okkal kombinálva a víz szerkezeti funkciót tölt be.
A TESTFOLYADÉKOK ÁLTALÁNOS TULAJDONSÁGAI
Hangerő. Minden szárazföldi állatnál a folyadék testtömegének körülbelül 70%-át teszi ki. A víz eloszlása a szervezetben kortól, nemtől, izomtömegtől,... Teljes vízmegvonás mellett 6-8 nap múlva következik be a halál, amikor 12%-kal csökken a víz mennyisége a szervezetben.A SZERVEZET VÍZ-SÓ EGYENSÚLY SZABÁLYOZÁSA
A szervezetben az intracelluláris környezet víz-só egyensúlyát az extracelluláris folyadék állandósága tartja fenn. Az extracelluláris folyadék víz-só egyensúlyát viszont a vérplazmán keresztül a szervek segítségével tartják fenn, és hormonok szabályozzák.
A víz-só anyagcserét szabályozó szervek
A víz és a sók bejutása a szervezetbe a gyomor-bél traktuson keresztül történik, ezt a folyamatot a szomjúságérzet és a sóétvágy szabályozza. A vesék eltávolítják a felesleges vizet és sókat a szervezetből. Ezenkívül a vizet a bőr, a tüdő és a gyomor-bélrendszer eltávolítja a szervezetből.
A test vízháztartása
A vesék, a bőr, a tüdő és a gyomor-bél traktus működésében bekövetkező változások a víz-só homeosztázis megzavarásához vezethetnek. Például meleg éghajlaton, hogy karbantartsák...A víz-só anyagcserét szabályozó hormonok
Az antidiuretikus hormon (ADH), vagyis a vazopresszin egy körülbelül 1100 D molekulatömegű peptid, amely 9 AA-t tartalmaz egy diszulfiddal összekapcsolva... Az ADH a hipotalamusz neuronjaiban szintetizálódik, átkerül az idegvégződésekre... Magas Az extracelluláris folyadék ozmotikus nyomása aktiválja a hipotalamusz ozmoreceptorait, ami...Renin-angiotenzin-aldoszteron rendszer
Renin
Renin- a vesetest afferens (afferens) arteriolái mentén elhelyezkedő juxtaglomeruláris sejtek által termelt proteolitikus enzim. A renin szekréciót a glomerulus afferens arterioláiban a vérnyomás csökkenése és a Na + koncentráció csökkenése okozta nyomásesés serkenti. A renin szekréciót az is elősegíti, hogy a vérnyomás csökkenése következtében csökkennek a pitvarok és az artériák baroreceptoraiból érkező impulzusok. A renin szekréciót gátolja az angiotenzin II, a magas vérnyomás.
A vérben a renin az angiotenzinogénre hat.
Angiotenzinogén- α 2 -globulin, 400 AK-tól. Az angiotenzinogén képződése a májban történik, és glükokortikoidok és ösztrogének stimulálják. A renin hidrolizálja az angiotenzinogén molekulában lévő peptidkötést, leválasztva belőle az N-terminális dekapeptidet - angiotenzin I , amelynek nincs biológiai aktivitása.
Az edothelsejtek, a tüdő és a vérplazma antiotenzin-konvertáló enzimje (ACE) (karboxi-dipeptidil-peptidáz) hatására 2 AA távozik az angiotenzin I C-terminálisáról, ill. angiotenzin II (oktapeptid).
Angiotenzin II
Angiotenzin II a mellékvesekéreg és az SMC zona glomerulosa sejtjeinek inozit-trifoszfát rendszerén keresztül működik. Az angiotenzin II serkenti az aldoszteron szintézisét és szekrécióját a mellékvesekéreg zona glomerulosa sejtjei által. Az angiotenzin II magas koncentrációja a perifériás artériák súlyos érszűkületét okozza, és növeli a vérnyomást. Ezenkívül az angiotenzin II stimulálja a szomjúságközpontot a hipotalamuszban, és gátolja a renin szekrécióját a vesékben.
Az angiotenzin II-t aminopeptidázok hidrolizálják angiotenzin III (angiotenzin II aktivitású, de 4-szer alacsonyabb koncentrációjú heptapeptid), amelyet azután az angiotenzináz (proteáz) AA-vá hidrolizál.
Aldoszteron
Az aldoszteron szintézisét és szekrécióját az angiotenzin II, a vérplazmában alacsony Na+ és magas K+ koncentráció serkenti, az ACTH, a prosztaglandinok... Az aldoszteron receptorok mind a sejtmagban, mind a sejt citoszoljában lokalizálódnak... Mint a Ennek eredményeként az aldoszteron serkenti a Na+ visszaszívódását a vesékben, ami a NaCl visszatartását okozza a szervezetben és növeli...A víz-só anyagcsere szabályozási sémája
A RAAS rendszer szerepe a hypertonia kialakulásában
A RAAS hormonok túltermelése a keringő folyadék térfogatának, az ozmotikus és a vérnyomás növekedését okozza, és magas vérnyomás kialakulásához vezet.
A reninszint növekedése következik be például a veseartériák ateroszklerózisa esetén, amely időseknél fordul elő.
Az aldoszteron túlzott elválasztása - hiperaldoszteronizmus , több okból is felmerül.
Az elsődleges hiperaldoszteronizmus oka (Conn szindróma ) a betegek körülbelül 80%-ában mellékvese adenoma, más esetekben a zona glomerulosa aldoszteront termelő sejtjeinek diffúz hipertrófiája.
Primer hiperaldoszteronizmusban a felesleges aldoszteron növeli a Na + reabszorpciót a vesetubulusokban, ami serkenti az ADH szekréciót és a vesék vízvisszatartását. Emellett fokozódik a K +, Mg 2+ és H + ionok kiválasztása.
Ennek eredményeként a következők alakulnak ki: 1). hypernatraemia, amely magas vérnyomást, hipervolémiát és ödémát okoz; 2). izomgyengeséghez vezető hypokalemia; 3). magnéziumhiány és 4). enyhe metabolikus alkalózis.
Másodlagos hiperaldoszteronizmus sokkal gyakrabban fordul elő, mint az elsődleges. Összefügghet szívelégtelenséggel, krónikus vesebetegséggel és renint termelő daganatokkal. A betegeknél emelkedett a renin, az angiotenzin II és az aldoszteron szintje. A klinikai tünetek kevésbé kifejezettek, mint az elsődleges aldoszteronizmus esetén.
KALCIUM-, MÁGNÉZIUM-, FOSFOR-ANYAGCSERE
A kalcium funkciói a szervezetben:
- Számos hormon intracelluláris közvetítője (inozitol-trifoszfát rendszer);
- Részt vesz az akciós potenciálok létrehozásában az idegekben és az izmokban;
- Részt vesz a véralvadásban;
- Kiváltja az izomösszehúzódást, a fagocitózist, a hormonok, neurotranszmitterek szekrécióját stb.;
- Részt vesz a mitózisban, az apoptózisban és a nekrobiózisban;
- Növeli a sejtmembrán permeabilitását a káliumionok számára, befolyásolja a sejtek nátrium vezetőképességét, az ionpumpák működését;
- Egyes enzimek koenzimje;
A magnézium funkciói a szervezetben:
- Számos enzim koenzimje (transzketoláz (PFSH), glükóz-6ph-dehidrogenáz, 6-foszfoglükonát-dehidrogenáz, glükonolakton-hidroláz, adenilát-cikláz stb.);
- A csontok és a fogak szervetlen összetevője.
A foszfát funkciói a szervezetben:
- Csontok és fogak szervetlen összetevője (hidroxiapatit);
- Lipidek (foszfolipidek, szfingolipidek) része;
- Nukleotidok része (DNS, RNS, ATP, GTP, FMN, NAD, NADP stb.);
- Biztosítja az energiaanyagcserét, mert makroerg kötéseket képez (ATP, kreatin-foszfát);
- A fehérjék (foszfoproteinek) része;
- A szénhidrátok része (glükóz-6ph, fruktóz-6ph stb.);
- Szabályozza az enzimek aktivitását (enzimek foszforilációs/defoszforilációs reakciói, az inozitol-trifoszfát része - az inozitol-trifoszfát rendszer komponense);
- Részt vesz az anyagok katabolizmusában (foszfolízis reakció);
- Szabályozza a CBS-t, mert foszfát puffert képez. Semlegesíti és eltávolítja a protonokat a vizeletből.
A kalcium, magnézium és foszfátok eloszlása a szervezetben
A felnőtt test körülbelül 1 kg foszfort tartalmaz: A csontok és a fogak 85% foszfort tartalmaznak; Extracelluláris folyadék – 1% foszfor. A szérumban... A magnézium koncentrációja a vérplazmában 0,7-1,2 mmol/l.Kalcium, magnézium és foszfátok cseréje a szervezetben
Napi táplálékkal kalciumot kell biztosítani - 0,7-0,8 g, magnéziumot - 0,22-0,26 g, foszfort - 0,7-0,8 g. A kalcium 30-50%-ban rosszul, a foszfor 90%-ban jól felszívódik.
A gasztrointesztinális traktuson kívül a kalcium, a magnézium és a foszfor a csontszövetből a vérplazmába kerül a felszívódási folyamat során. A vérplazma és a csontszövet közötti csere kalciumra 0,25-0,5 g/nap, foszforra 0,15-0,3 g/nap.
A kalcium, magnézium és foszfor a vesén keresztül a vizelettel, a gyomor-bélrendszeren keresztül széklettel és a bőrön keresztül az izzadsággal ürül ki a szervezetből.
A csere szabályozása
A kalcium-, magnézium- és foszfor-anyagcsere fő szabályozói a parathormon, a kalcitriol és a kalcitonin.
Mellékpajzsmirigy hormon
A mellékpajzsmirigyhormon szekrécióját alacsony Ca2+, Mg2+ és magas koncentrációjú foszfátok serkentik, a D3-vitamin pedig gátolja. Alacsony Ca2+-koncentrációnál csökken a hormonlebontás sebessége és... A mellékpajzsmirigy hormon a csontokra és a vesére hat. Serkenti az inzulinszerű növekedési faktor 1 oszteoblasztok és...Hyperparathyreosis
A hyperparathyreosis okozza: 1. csontok pusztulását, belőlük kalcium és foszfátok mobilizálásával... 2. hypercalcaemia, fokozott kalcium visszaszívódással a vesékben. A hiperkalcémia a neuromuszkuláris...Hypoparathyreosis
A hypoparathyreosisot a mellékpajzsmirigyek elégtelensége okozza, és hypocalcaemia kíséri. A hipokalcémia fokozott neuromuszkuláris vezetést, tónusos görcsrohamokat, légzőizmok és rekeszizom görcsöket és gégegörcsöt okoz.
kalcitriol
1. A bőrben UV sugárzás hatására 7-dehidrokoleszterin képződik... 2. A májban a 25-hidroxiláz a kolekalciferolt kalcidiollá hidroxilezi (25-hidroxikolekalciferol, 25(OH)D3)....Kalcitonin
A kalcitonin egy 32 AA-ból és egy diszulfidkötésből álló polipeptid, amelyet a pajzsmirigy parafollikuláris K-sejtjei vagy a mellékpajzsmirigy C-sejtjei választanak ki.
A kalcitonin szekrécióját a Ca 2+ és a glukagon magas koncentrációja serkenti, míg a Ca 2+ alacsony koncentrációja elnyomja.
Kalcitonin:
1. elnyomja az oszteolízist (csökkenti az oszteoklaszt aktivitást) és gátolja a Ca 2+ felszabadulását a csontból;
2. a vesetubulusokban gátolja a Ca 2+, Mg 2+ és a foszfátok reabszorpcióját;
3. gátolja az emésztést a gyomor-bél traktusban,
A kalcium, a magnézium és a foszfátok szintjének változása különböző kórképekben
A vérplazmában a Ca2+-koncentráció növekedése figyelhető meg: a mellékpajzsmirigyek túlműködése; csonttörések; polyarthritis; többszörös... A vérplazmában a foszfátok koncentrációjának csökkenése figyelhető meg: angolkór; ... A vérplazmában a foszfátok koncentrációjának növekedését figyelik meg: a mellékpajzsmirigyek alulműködése; túladagolás…Mikroelemek szerepe: Mg2+, Mn2+, Co, Cu, Fe2+, Fe3+, Ni, Mo, Se, J. A ceruloplasmin jelentősége, Konovalov-Wilson-kór.
mangán – aminoacil-tRNS szintetáz kofaktora.
A fő elektrolitok Na+, Cl-, K+, HCO3- biológiai szerepe, jelentősége a CBS szabályozásában. Anyagcsere és biológiai szerep. Anionkülönbség és korrekciója.
Csökkent kloridtartalom a vérszérumban: hipokloremiás alkalózis (hányás után), légúti acidózis, túlzott izzadás, nephritis... Kloridok fokozott kiválasztódása a vizeletben: hypoaldoszteronizmus (Addison-kór),... Csökkent kloridkiválasztás a vizeletben : Kloridvesztés hányás, hasmenés, Cushing-betegség, végfázisú vese...ELŐADÁS 25. sz
Téma: CBS
2. tanfolyam. Sav-bázis állapot (ABS) - a reakció relatív állandósága...A pH szabályozás biológiai jelentősége, a megsértések következményei
A pH 0,1-es eltérése a normától észrevehető zavarokat okoz a légzőrendszerben, a szív- és érrendszerben, az idegrendszerben és a szervezet egyéb rendszereiben. Acidemia esetén a következők fordulnak elő: 1. fokozódó légzés egészen a hirtelen fellépő légszomjig, hörgőgörcs miatti légzészavar;A szennyvíztisztító telep szabályozásának alapelvei
A CBS szabályozása 3 fő elven alapul:
1. pH állandóság . A CBS szabályozó mechanizmusai állandó pH-értéket tartanak fenn.
2. izozmolaritás . A CBS szabályozása során a részecskék koncentrációja az intercelluláris és extracelluláris folyadékban nem változik.
3. elektromos semlegesség . A CBS szabályozása során a pozitív és negatív részecskék száma az intercelluláris és extracelluláris folyadékban nem változik.
A KÖRTÖK SZABÁLYOZÁSÁNAK MECHANIZMUSAI
Alapvetően 3 fő mechanizmus létezik a CBS szabályozására:
- Fizikai-kémiai mechanizmus , ezek vérből és szövetekből álló pufferrendszerek;
- Fiziológiai mechanizmus , ezek a szervek: tüdő, vese, csontszövet, máj, bőr, gyomor-bél traktus.
- Metabolikus (sejtszinten).
Ezeknek a mechanizmusoknak a működésében alapvető különbségek vannak:
A CBS szabályozásának fizikai-kémiai mechanizmusai
Puffer gyenge savból és erős bázissal alkotott sójából álló rendszer (konjugált sav-bázis pár).
A pufferrendszer működési elve, hogy felesleg esetén megköti a H +-t, hiány esetén pedig felszabadítja a H +-t: H + + A - ↔ AN. Így a pufferrendszer hajlamos ellenállni a pH bármilyen változásának, és a pufferrendszer egyik komponense elhasználódik, és helyreállítást igényel.
A pufferrendszereket a sav-bázis pár komponenseinek aránya, kapacitása, érzékenysége, lokalizációja és pH-értéke jellemzi, amelyet fenntartanak.
Számos puffer található a test sejtjein belül és kívül egyaránt. A szervezet fő pufferrendszerei közé tartozik a bikarbonát, a foszfát fehérje és ennek változata, a hemoglobin puffer. A savegyenértékek körülbelül 60%-át az intracelluláris pufferrendszerek, körülbelül 40%-át pedig az extracelluláris pufferrendszerek kötik meg.
Bikarbonát (hidrokarbonát) puffer
1/20 arányban H 2 CO 3-ból és NaHCO 3-ból áll, és főként az intercelluláris folyadékban lokalizálódik. A vérszérumban pCO 2 = 40 Hgmm, Na koncentráció + 150 mmol/l mellett pH = 7,4 értéket tart. A bikarbonát puffert a karboanhidráz enzim és a vörösvértestek és a vesék 3-as sávos fehérje biztosítja.
A bikarbonát puffer az egyik legfontosabb puffer a szervezetben, jellemzőinek köszönhetően:
- Az alacsony kapacitás ellenére - 10%, a bikarbonát puffer nagyon érzékeny, megköti az összes „extra” H + 40% -át;
- A bikarbonát puffer integrálja a fő pufferrendszerek munkáját és a CBS szabályozásának fiziológiai mechanizmusait.
Ebben a tekintetben a bikarbonát puffer a CBS mutatója, összetevőinek meghatározása az alapja a CBS megsértésének diagnosztizálásának.
Foszfát puffer
Savas NaH 2 PO 4 és bázikus Na 2 HPO 4 foszfátokból áll, amelyek főleg a sejtfolyadékban lokalizálódnak (14% foszfát a sejtben, 1% az intercelluláris folyadékban). A savas és bázikus foszfátok aránya a vérplazmában ¼, a vizeletben - 25/1.
A foszfát puffer biztosítja a CBS szabályozását a sejten belül, a bikarbonát puffer regenerálódását az intercelluláris folyadékban és a H + kiválasztását a vizelettel.
Fehérje puffer
Az amino- és karboxilcsoportok jelenléte a fehérjékben amfoter tulajdonságokat ad nekik - a savak és bázisok tulajdonságait mutatják, így pufferrendszert alkotnak.
A fehérjepuffer fehérje-H-ból és protein-Na-ból áll, elsősorban sejtekben lokalizálódik. A vérben a legfontosabb fehérjepuffer az hemoglobin .
Hemoglobin puffer
A hemoglobin puffer a vörösvértestekben található, és számos tulajdonsággal rendelkezik:
- a legnagyobb kapacitással rendelkezik (akár 75%);
- munkája közvetlenül kapcsolódik a gázcseréhez;
- nem egy, hanem 2 párból áll: HHb↔H + + Hb - és HHbО 2 ↔H + + HbO 2 -;
A HbO 2 egy viszonylag erős sav, még a szénsavnál is erősebb. A HbO 2 savassága 70-szer magasabb, mint a Hb, ezért az oxihemoglobin főleg káliumsó (KHbO 2), a dezoxihemoglobin pedig nem disszociált sav (HHb) formájában van jelen.
A hemoglobin és a bikarbonát puffer munkája
A CBS szabályozásának élettani mechanizmusai
A szervezetben képződő savak és bázisok lehetnek illékonyak vagy nem illékonyak. Az illékony H2CO3 a CO2-ból, az aerob végtermékből képződik... Nem illó savak laktát, ketontestek és zsírsavak halmozódnak fel... Az illékony savak főként a tüdőn keresztül ürülnek ki a szervezetből a kilélegzett levegővel, a nem illékony savakkal - a vesén keresztül vizelettel.A tüdő szerepe a CBS szabályozásában
A tüdőben a gázcsere szabályozása és ennek megfelelően a H2CO3 szervezetből történő felszabadulása a kemoreceptorokból érkező impulzusok áramlásán keresztül történik, és... Normális esetben a tüdő napi 480 liter CO2-t választ ki, ami 20 molnak felel meg. A H2CO3-nak...A vesék szerepe a CBS szabályozásában
A vesék szabályozzák a CBS-t: 1. a H+ eltávolításával a szervezetből az acidogenezis, ammóniagenezis reakcióiban és... 2. a Na+ visszatartásával a szervezetben. A Na+,K+-ATPáz visszaszívja a Na+-t a vizeletből, ami a karboanhidrázzal és az acidogenezissel együtt...A csontok szerepe a CBS szabályozásában
1. Ca3(PO4)2 + 2H2CO3 → 3 Ca2+ + 2HPO42- + 2HCO3- 2. 2HPO42- + 2HCO3- + 4HA → 2H2PO4- (vizeletben) + 2H2O + 2CO2 + 4A- 3. Ca2+ + 2HPO42- + 2HCO3- vizeletben)A máj szerepe a CBS szabályozásában
A máj szabályozza a CBS-t:
1. aminosavak, ketosavak és laktát átalakítása semleges glükózzá;
2. erős ammóniabázis átalakítása gyengén bázikus karbamiddá;
3. fehérjepuffert alkotó vérfehérjék szintetizálása;
4. glutamint szintetizál, amelyet a vesék az ammóniogenezishez használnak fel.
A májelégtelenség metabolikus acidózis kialakulásához vezet.
Ugyanakkor a máj ketontesteket szintetizál, amelyek hipoxia, éhezés vagy cukorbetegség esetén hozzájárulnak az acidózishoz.
A gyomor-bél traktus hatása a CBS-re
A gyomor-bél traktus befolyásolja a CBS állapotát, mivel HCl-t és HCO 3 -ot használ fel az emésztési folyamat során. Először a HCl a gyomor lumenébe választódik ki, míg a HCO 3 felhalmozódik a vérben és alkalózis alakul ki. Ezután a HCO 3 - a vérből a hasnyálmirigy levével a bél lumenébe kerül, és helyreáll a CO2 egyensúlya a vérben. Mivel a szervezetbe jutó táplálék és a szervezetből kiürülő széklet többnyire semleges, a CBS-re gyakorolt teljes hatás nulla.
Acidózis jelenlétében több HCl szabadul fel a lumenbe, ami hozzájárul a fekélyek kialakulásához. A hányás kompenzálhatja az acidózist, a hasmenés pedig súlyosbíthatja azt. A hosszan tartó hányás alkalózis kialakulását okozza gyermekeknél, súlyos következményekkel járhat, akár halállal is.
A CBS szabályozásának sejtes mechanizmusa
A CBS szabályozásának figyelembe vett fiziko-kémiai és fiziológiai mechanizmusain kívül léteznek még sejtes mechanizmus a CBS szabályozása. Működésének elve az, hogy a sejtekbe feleslegben H + kerülhet K +ért cserébe.
szennyvíztisztító INDIKÁTOROK
1. pH - (hatékony hidrogén - a hidrogén erőssége) - a H+ koncentráció negatív decimális logaritmusa (-lg). A kapilláris vérben a norma 7,37 - 7,45,... 2. рСО2 – a szén-dioxid parciális nyomása, amely egyensúlyban van... 3. рО2 – az oxigén parciális nyomása a teljes vérben. A kapilláris vérben a norma 83-108 Hgmm, a vénás vérben…LÉGZETSZABÁLYOK
A CBS korrekciója a CBS megsértését okozó szerv adaptív reakciója. A CBS-rendellenességek két fő típusa – acidózis és alkalózis.Acidózis
ÉN. Gáz (légzés) . Jellemzője a CO 2 felhalmozódása a vérben ( pCO 2 =, AB, SB, BB=N,).
1). CO 2 felszabadulási nehézség, külső légzési zavarok esetén (a tüdő hipoventillációja bronchiális asztmában, tüdőgyulladás, keringési zavarok pangásos tüdőkörben, tüdőödéma, emphysema, pulmonalis atelectasia, befolyás alatti légzőközpont depresszió számos toxin és gyógyszer, például morfium stb.) (рСО 2 =, рО 2 =↓, AB, SB, BB=N,).
2). magas CO 2 koncentráció a környezetben (zárt terek) (pCO 2 =, pO 2, AB, SB, BB=N,).
3). az érzéstelenítő-lélegeztető készülékek meghibásodása.
Gázacidózis esetén felhalmozódás történik a vérben. CO 2, H 2 CO 3 és a pH csökkenése. Az acidózis serkenti a Na + reabszorpcióját a vesékben, és egy idő után az AB, SB, BB növekedése következik be a vérben, és ennek kompenzációjaként kiválasztó alkalózis alakul ki.
Acidózis esetén a H 2 PO 4 - felhalmozódik a vérplazmában, amely nem képes újra felszívódni a vesékben. Ennek eredményeként intenzíven felszabadul, ami foszfaturia .
Az acidózis kompenzálására a vesék intenzíven választanak ki kloridokat a vizelettel, ami hipokroémia .
A felesleges H+ bejut a sejtekbe, cserébe pedig a K+ elhagyja a sejteket, okozva hiperkalémia .
A felesleges K+ intenzíven ürül a vizelettel, ami 5-6 napon belül hipokalémia .
II. Nem gáz. Nem illékony savak felhalmozódása jellemzi (pCO 2 =↓,N, AB, SB, BB=↓).
1). Metabolikus. Szövetanyagcsere-zavarokkal alakul ki, amelyek túlzott nem illékony savak képződésével és felhalmozódásával vagy bázisok elvesztésével járnak (pCO 2 =↓,N, AR = , AB, SB, BB=↓).
A). Ketoacidózis. Cukorbetegségre, koplalásra, hipoxiára, lázra stb.
b). Tejsavas acidózis. Hipoxiára, májműködési zavarokra, fertőzésekre stb.
V). Acidózis. Szerves és szervetlen savak felhalmozódása következtében alakul ki kiterjedt gyulladásos folyamatok, égési sérülések, sérülések stb.
Metabolikus acidózis esetén a nem illékony savak felhalmozódnak és a pH csökken. Pufferrendszereket, semlegesítő savakat fogyasztanak, ennek eredményeként a vér koncentrációja csökken. AB, SB, BBés felemelkedik AR.
A H + nem illékony savak HCO 3-mal kölcsönhatásba lépve H 2 CO 3 -ot adnak, amely H 2 O-ra és CO 2 -re bomlik, míg maguk a nem illékony savak sókat képeznek Na + -hidrogén-karbonátokkal. Az alacsony pH és a magas pCO 2 serkenti a légzést, ennek következtében a vérben a pCO 2 normalizálódik vagy csökken a gázalkalózis kialakulásával.
A vérplazmában lévő H + felesleg beköltözik a sejtbe, és cserébe a K + elhagyja a sejtet, átmeneti állapot lép fel a vérplazmában hiperkalémia és sejtek - hypocalygistia . A K+ intenzíven ürül a vizelettel. 5-6 napon belül a plazma K+-tartalma normalizálódik, majd a normál alá csökken. hipokalémia ).
A vesékben az acidogenezis, az ammóniogenezis és a plazma-hidrogén-karbonát-hiány pótlásának folyamatai felerősödnek. Cserébe a HCO 3 - Cl - aktívan kiválasztódik a vizelettel, fejlődik hipoklorémia .
A metabolikus acidózis klinikai tünetei:
- mikrokeringési zavarok . A katekolaminok hatására csökken a véráramlás és kialakul a pangás, megváltoznak a vér reológiai tulajdonságai, ami hozzájárul az acidózis elmélyüléséhez.
- az érfal károsodása és fokozott permeabilitása hipoxia és acidózis hatása alatt. Acidózis esetén a kininek szintje a plazmában és az extracelluláris folyadékban nő. A kininek értágulatot okoznak, és drámaian növelik a permeabilitást. Hipotenzió alakul ki. A mikrovaszkulatúra ereiben leírt változások hozzájárulnak a trombusképződés és a vérzés folyamatához.
Ha a vér pH-ja 7,2-nél kisebb, csökkent perctérfogat .
- Kussmaul lehelete (kompenzációs reakció, amelynek célja a felesleges CO 2 felszabadítása).
2. Kiválasztó. Akkor alakul ki, ha a vesékben az acidogenezis és az ammóniaképződés folyamatai megszakadnak, vagy ha a székletben túlzott mértékű bázikus vegyértékcsökkenés lép fel.
A). Savvisszatartás veseelégtelenségben (krónikus diffúz glomerulonephritis, nephrosclerosis, diffúz nephritis, urémia). A vizelet semleges vagy lúgos.
b). Lúgvesztés: vese (vesetubuláris acidózis, hipoxia, szulfonamid-mérgezés), gastroenteralis (hasmenés, fokozott nyálfolyás).
3. Exogén.
Savas ételek, gyógyszerek lenyelése (ammónium-klorid; nagy mennyiségű vérpótló oldat és parenterális táplálásra szolgáló folyadék transzfúziója, amelyek pH-ja normális<7,0) и при отравлениях (салицилаты, этанол, метанол, этиленгликоль, толуол и др.).
4. Kombinált.
Pl. ketoacidózis + tejsavas acidózis, metabolikus + kiválasztó stb.
III. Vegyes (gáz + nem gáz).
Előfordul fulladás, szív- és érrendszeri elégtelenség stb.
Alkalózis
1). fokozott CO2 eltávolítás, a külső légzés aktiválásával (a tüdő hiperventillációja kompenzációs légszomjjal, amely számos betegséget kísér, beleértve... 2). Az O2 hiánya a belélegzett levegőben a tüdő hiperventillációját okozza, és... A hiperventiláció a vér pCO2-szintjének csökkenéséhez és a pH növekedéséhez vezet. Az alkalózis gátolja a Na+ vese reabszorpcióját,...Nem gáz alkalózis
Irodalom
1. Szérum vagy plazma bikarbonátok /R. Murray, D. Grenner, P. Mayes, V. Rodwell // Humán biokémia: 2 kötetben. T.2. Per. angolból: - M.: Mir, 1993. - 370-371.
2. Vérpufferrendszerek és sav-bázis egyensúly / T.T. Berezov, B.F. Korovkin // Biológiai kémia: Tankönyv / Szerk. RAMS S.S. Debova. - 2. kiadás átdolgozva és további - M.: Orvostudomány, 1990. - 452-457.
Mit csinálunk a kapott anyaggal:
Ha ez az anyag hasznos volt az Ön számára, elmentheti az oldalára a közösségi hálózatokon:
A víz az a közeg, amelyben a legtöbb anyagcsere-reakció végbemegy. Közvetlenül részt vesz az anyagcserében. A víz bizonyos szerepet játszik a test hőszabályozási folyamataiban. A víz segítségével a tápanyagok eljutnak a szövetekbe, sejtekbe, és eltávolítják belőlük az anyagcsere végtermékeit.
A víz kiválasztódását a szervezetből a vesék végzik - 1,2-1,5 l, a bőr - 0,5 l, a tüdő - 0,2-0,3 l. A vízcserét a neurohormonális rendszer szabályozza. A szervezetben a vízvisszatartást a mellékvesekéreg hormonjai (kortizon, aldoszteron) és az agyalapi mirigy hátsó lebenyének hormonja, a vazopresszin segítik elő. A tiroxin pajzsmirigyhormon fokozza a víz kiválasztását a szervezetből.
^
ÁSVÁNYANYAGCSERE
Az ásványi sók az alapvető élelmiszerek közé tartoznak. Az ásványi elemek tápértékkel nem rendelkeznek, de a szervezetnek szüksége van rájuk, mint az anyagcsere szabályozásában, az ozmotikus nyomás fenntartásában, a szervezet intra- és extracelluláris folyadékának állandó pH-értékének biztosításában részt vevő anyagokra. Számos ásványi elem az enzimek és vitaminok szerkezeti összetevője.
Az emberi és állati szervek és szövetek összetétele makro- és mikroelemeket tartalmaz. Ez utóbbiak nagyon kis mennyiségben találhatók a szervezetben. Különböző élő szervezetekben, például az emberi testben, oxigén, szén, hidrogén és nitrogén található a legnagyobb mennyiségben. Ezek az elemek, valamint a foszfor és a kén különböző vegyületek formájában az élő sejtek részét képezik. A makroelemek közé tartozik még a nátrium, a kálium, a kalcium, a klór és a magnézium. Az állatok szervezetében a következő mikroelemek találhatók: réz, mangán, jód, molibdén, cink, fluor, kobalt stb. A vas a makro- és mikroelemek között köztes helyet foglal el.
Az ásványi anyagok csak étellel kerülnek a szervezetbe. Majd a bélnyálkahártyán és az ereken keresztül a portális vénába és a májba. A máj megtart néhány ásványi anyagot: nátriumot, vasat, foszfort. A vas a hemoglobin része, részt vesz az oxigén átvitelében, valamint a redox enzimek összetételében. A kalcium a csontszövet része, és erőt ad neki. Ezenkívül fontos szerepet játszik a véralvadásban. A foszfor, amely a szabadon (szervetlen) kívül megtalálható a fehérjékkel, zsírokkal és szénhidrátokkal alkotott vegyületekben, nagyon hasznos a szervezet számára. A magnézium szabályozza a neuromuszkuláris ingerlékenységet és számos enzimet aktivál. A kobalt a B12-vitamin része. A jód részt vesz a pajzsmirigyhormonok képződésében. A fluor a fogszövetekben található. A nátrium és a kálium nagy jelentőséggel bír a vér ozmotikus nyomásának fenntartásában.
Az ásványi anyagok anyagcseréje szorosan összefügg a szerves anyagok (fehérjék, nukleinsavak, szénhidrátok, lipidek) anyagcseréjével. Például a kobalt, a mangán, a magnézium és a vasionok szükségesek a normál aminosav-anyagcseréhez. A klórionok aktiválják az amilázt. A kalciumionok aktiválják a lipázt. A zsírsavak oxidációja erőteljesebben megy végbe réz- és vasionok jelenlétében.
^
12. FEJEZET VITAMINOK
A vitaminok alacsony molekulatömegű szerves vegyületek, amelyek az élelmiszerek alapvető összetevői. Állatokban nem szintetizálódnak. Az emberi szervezet és az állatok fő forrása a növényi táplálék.
A vitaminok biológiailag aktív anyagok. Táplálkozásuk hiányát vagy hiányát a létfontosságú folyamatok éles megzavarása kíséri, ami súlyos betegségek előfordulásához vezet. A vitaminok iránti igény annak tudható be, hogy sok közülük enzimek és koenzimek összetevői.
A vitaminok kémiai szerkezetükben nagyon változatosak. Két csoportra oszthatók: vízben oldódó és zsírban oldódó.
^ VÍZOLDHATÓ VITAMINOK
1. B 1 vitamin (tiamin, aneurin). Kémiai szerkezetét egy amincsoport és egy kénatom jelenléte jellemzi. Egy alkoholcsoport jelenléte a B1-vitaminban lehetővé teszi észterek képzését savakkal. Két foszforsavmolekulával kombinálva a tiamin tiamin-difoszfát-észtert képez, amely a vitamin koenzim formája. A tiamin-difoszfát a dekarboxilázok koenzimje, amely katalizálja az α-ketosavak dekarboxilezését. A B1-vitamin hiányában vagy elégtelen bevitele esetén a szénhidrát-anyagcsere lehetetlenné válik. A jogsértések a piroszőlősav és az α-ketoglutársav felhasználásának szakaszában fordulnak elő.
2. B 2-vitamin (riboflavin). Ez a vitamin az izoalloxazin metilezett származéka, amely az 5-hidroxi-alkohol-ribitolhoz kötődik.
A szervezetben a riboflavin foszforsavval alkotott észter formájában a flavin enzimek (FMN, FAD) protetikus csoportjába tartozik, amelyek katalizálják a biológiai oxidációs folyamatokat, biztosítva a hidrogén átvitelét a légzőláncban, valamint zsírsavak szintézise és lebontása.
3. B 3-vitamin (pantoténsav). A pantoténsav -alaninból és dioxidimetil-vajsavból áll, amelyeket peptidkötés köt össze. A pantoténsav biológiai jelentősége abban rejlik, hogy része a koenzim A-nak, amely óriási szerepet játszik a szénhidrátok, zsírok és fehérjék anyagcseréjében.
4. B 6-vitamin (piridoxin). Kémiai természeténél fogva a B6-vitamin piridinszármazék. A foszforilált piridoxin-származék olyan enzimek koenzimje, amelyek katalizálják az aminosav-metabolizmus reakcióit.
5. B 12-vitamin (kobalamin). A vitamin kémiai szerkezete nagyon összetett. Négy pirrol gyűrűt tartalmaz. A központban egy kobaltatom található, amely a pirrolgyűrűk nitrogénjéhez kapcsolódik.
A B12-vitamin nagy szerepet játszik a metilcsoportok átvitelében, valamint a nukleinsavak szintézisében.
6. PP-vitamin (nikotinsav és amidja). A nikotinsav piridin-származék.
A nikotinsavamid a NAD + és NADP + koenzimek szerves része, amelyek a dehidrogenázok részét képezik.
7. Folsav (B c-vitamin). Spenótlevélből (latin folium - levél) izolálva. A folsav para-amino-benzoesavat és glutaminsavat tartalmaz. A folsav fontos szerepet játszik a nukleinsavak metabolizmusában és a fehérjeszintézisben.
8. Para-amino-benzoesav. Nagy szerepet játszik a folsav szintézisében.
9. Biotin (H-vitamin). A biotin egy enzim része, amely katalizálja a karboxilezési folyamatot (CO 2 hozzáadása a szénlánchoz). A biotin szükséges a zsírsavak és purinok szintéziséhez.
10. C-vitamin (aszkorbinsav). Az aszkorbinsav kémiai szerkezete közel áll a hexózokhoz. Ennek a vegyületnek a sajátossága, hogy reverzibilis oxidáción megy keresztül dehidroaszkorbinsavvá. Mindkét vegyület vitaminaktivitással rendelkezik. Az aszkorbinsav részt vesz a szervezet redox folyamataiban, megvédi az SH enzimcsoportot az oxidációtól, és képes kiszárítani a méreganyagokat.
^ ZSÍROLDHATÓ VITAMINOK
Ebbe a csoportba tartoznak az A, D, E, K- stb. csoportba tartozó vitaminok.
1. Az A csoport vitaminai. Az A 1 vitamin (retinol, antixeroftalmikus) kémiai természetében közel áll a karotinokhoz. Ez egy ciklikus egyértékű alkohol .
2. A D csoport vitaminai (antirachitikus vitamin). Kémiai szerkezetükben a D csoportba tartozó vitaminok közel állnak a szterinekhez. A D2-vitamin az élesztőben lévő ergoszterolból, a D3-vitamin pedig az állati szövetekben ultraibolya besugárzás hatására 7-dehidrokoleszterinből képződik.
3. Az E csoportba tartozó vitaminok (, , -tokoferolok). Az E-vitamin hiányával kapcsolatos fő változások a reproduktív rendszerben jelentkeznek (a magzati képesség elvesztése, degeneratív változások a spermiumokban). Ugyanakkor az E-vitamin hiánya számos szövet károsodását okozza.
4. A K csoportba tartozó vitaminok. Kémiai szerkezetük szerint az ebbe a csoportba tartozó vitaminok (K 1 és K 2) a naftokinonok közé tartoznak. A K-vitamin-hiány jellegzetes tünete a bőr alatti, intramuszkuláris és egyéb vérzések, valamint a véralvadási zavarok előfordulása. Ennek oka a protrombin fehérje szintézisének megsértése, amely a véralvadási rendszer egyik összetevője.
ANTIVITAMINOK
Az antivitaminok a vitaminok antagonistái: ezek az anyagok szerkezetükben gyakran nagyon közel állnak a megfelelő vitaminokhoz, majd hatásuk azon alapul, hogy az antivitamin a megfelelő vitamint az enzimrendszerben lévő komplexéből „versenyképes” kiszorítja. Ennek eredményeként egy „inaktív” enzim képződik, az anyagcsere felborul, és súlyos betegség lép fel. Például a szulfonamidok para-amino-benzoesav antivitaminok. A B1-vitamin antivitaminja a piritiamin.Vannak szerkezetileg eltérő antivitaminok is, amelyek képesek megkötni a vitaminokat, megfosztva őket a vitaminaktivitástól.
^
13. FEJEZET HORMONOK
A hormonok a vitaminokhoz hasonlóan biológiailag aktív anyagok, az anyagcsere és az élettani funkciók szabályozói. Szabályozó szerepük az enzimrendszerek aktiválására vagy gátlására, a biológiai membránok permeabilitásának és az azokon keresztül történő anyagok transzportjának megváltoztatására, a különböző bioszintetikus folyamatok, köztük az enzimek szintézisének serkentésére vagy fokozására korlátozódik.
A hormonok a belső elválasztású mirigyekben termelődnek, amelyeknek nincs kiválasztó csatornája, és váladékukat közvetlenül a véráramba választják ki. Az endokrin mirigyek közé tartozik a pajzsmirigy, a mellékpajzsmirigy (a pajzsmirigy közelében), az ivarmirigyek, a mellékvesék, az agyalapi mirigy, a hasnyálmirigy és a csecsemőmirigy.
Az egyik vagy másik belső elválasztású mirigy működésének zavarakor fellépő betegségek vagy annak alulműködésének (csökkent hormonszekréció), vagy túlműködésének (túlzott hormontermelés) következményei.
A hormonok kémiai szerkezetük alapján három csoportba sorolhatók: fehérjehormonok; a tirozin aminosavból származó hormonok és a szteroid szerkezetű hormonok.
^ FEHÉRHORMONOK
Ide tartoznak a hasnyálmirigy, az agyalapi mirigy elülső része és a mellékpajzsmirigy hormonjai.
A hasnyálmirigyhormonok - az inzulin és a glukagon - részt vesznek a szénhidrát-anyagcsere szabályozásában. Tevékenységükben egymás antagonistái. Az inzulin csökkenti, a glukagon pedig növeli a vércukorszintet.
Az agyalapi mirigy hormonjai számos más endokrin mirigy működését szabályozzák. Ezek tartalmazzák:
Szomatotrop hormon (GH) - növekedési hormon, serkenti a sejtnövekedést, növeli a bioszintetikus folyamatok szintjét;
pajzsmirigy-stimuláló hormon (TSH) - serkenti a pajzsmirigy működését;
Adrenokortikotrop hormon (ACTH) - szabályozza a kortikoszteroidok bioszintézisét a mellékvesekéregben;
A gonadotrop hormonok szabályozzák az ivarmirigyek működését.
^ A TIROZIN SOROZAT HORMONAI
Ide tartoznak a pajzsmirigyhormonok és a mellékvesevelő hormonok. A fő pajzsmirigyhormonok a tiroxin és a trijódtironin. Ezek a hormonok a tirozin aminosav jódozott származékai. A pajzsmirigy alulműködésével az anyagcsere folyamatok csökkennek. A pajzsmirigy túlműködése a bazális anyagcsere növekedéséhez vezet.
A mellékvesevelő két hormont termel, az adrenalint és a noradrenalint. Ezek az anyagok növelik a vérnyomást. Az adrenalin jelentős hatással van a szénhidrát-anyagcserére – növeli a vércukorszintet.
^ SZTEROID HORMONOK
Ebbe az osztályba tartoznak a mellékvesekéreg és az ivarmirigyek (petefészkek és herék) által termelt hormonok. Kémiai természetüknél fogva szteroidok. A mellékvesekéreg kortikoszteroidokat termel, ezek C 21 atomot tartalmaznak. Ezeket mineralokortikoidokra osztják, amelyek közül a legaktívabb az aldoszteron és a dezoxikortikoszteron. és glükokortikoidok - kortizol (hidrokortizon), kortizon és kortikoszteron. A glükokortikoidok nagy hatással vannak a szénhidrát- és fehérjeanyagcserére. A mineralokortikoidok elsősorban a víz és az ásványi anyagok anyagcseréjét szabályozzák.
Vannak férfi (androgének) és női (ösztrogének) nemi hormonok. Az előbbiek C 19 -, az utóbbiak C 18 -szteroidok. Az androgének közé tartozik a tesztoszteron, androszténdion stb., az ösztrogének pedig az ösztradiol, az ösztron és az ösztriol. A legaktívabbak a tesztoszteron és az ösztradiol. A nemi hormonok meghatározzák a normális szexuális fejlődést, a másodlagos nemi jellemzők kialakulását és befolyásolják az anyagcserét.
^ 14. FEJEZET A RACIONÁLIS TÁPLÁLKOZÁS BIOKÉMIAI ALAPJAI
A táplálkozás problémájában három egymással összefüggő szakasz különíthető el: racionális táplálkozás, terápiás és terápiás-profilaktikus. Az alap az úgynevezett racionális táplálkozás, hiszen az életkortól, szakmától, éghajlati és egyéb körülményektől függően az egészséges ember szükségleteit figyelembe véve épül fel. A kiegyensúlyozott táplálkozás alapja a kiegyensúlyozottság és a helyes táplálkozás. A racionális táplálkozás a test állapotának normalizálásának és magas munkaképességének megőrzésének eszköze.
A szénhidrátok, fehérjék, zsírok, aminosavak, vitaminok és ásványi anyagok táplálékkal kerülnek az emberi szervezetbe. Ezen anyagok iránti igény változó, és a szervezet fiziológiai állapotától függ. A növekvő szervezetnek több táplálékra van szüksége. Egy sportoló vagy fizikai munkát végző személy nagy mennyiségű energiát költ el, ezért több táplálékra van szüksége, mint egy ülő embernek.
Az emberi táplálkozásban a fehérjék, zsírok és szénhidrátok mennyiségének 1:1:4 arányban kell lennie, azaz 1 g fehérjéhez szükséges 1 g zsír és 4 g szénhidrát fogyasztása. A fehérjéknek a napi kalóriabevitel körülbelül 14%-át, a zsíroknak körülbelül 31%-át, a szénhidrátoknak pedig körülbelül 55%-át kell biztosítaniuk.
A táplálkozástudomány jelenlegi fejlődési szakaszában nem elég csak a teljes tápanyag-fogyasztásból kiindulni. Nagyon fontos az esszenciális élelmiszer-összetevők arányának megállapítása az étrendben (esszenciális aminosavak, telítetlen zsírsavak, vitaminok, ásványi anyagok stb.). A modern tanítás az emberi táplálékigényekről a kiegyensúlyozott táplálkozás fogalmában fejeződik ki. E felfogás szerint a normális élettevékenység biztosítása nem csak a szervezet megfelelő mennyiségű energiával és fehérjével való ellátásával lehetséges, hanem számos olyan pótolhatatlan táplálkozási tényező közötti meglehetősen összetett összefüggések megfigyelésével is, amelyek képesek maximálisan kifejteni jótékony biológiai hatásukat. a testben. A kiegyensúlyozott táplálkozás törvénye a szervezetben zajló táplálék-asszimilációs folyamatok mennyiségi és minőségi vonatkozásaira vonatkozó elképzeléseken alapul, vagyis a metabolikus enzimreakciók teljes összegén.
A Szovjetunió Orvostudományi Akadémia Táplálkozástudományi Intézete átlagos adatokat dolgozott ki egy felnőtt táplálkozási szükségleteiről. Főleg az egyes tápanyagok optimális arányának meghatározásánál, átlagosan éppen ez a tápanyagarány szükséges a felnőtt normális működésének fenntartásához. Ezért az általános diéták elkészítésekor és az egyes termékek értékelésénél ezekre az arányokra kell összpontosítani. Fontos megjegyezni, hogy nem csak az egyes alapvető tényezők hiánya káros, hanem azok túlsúlya is veszélyes. Az esszenciális tápanyagok feleslegének toxicitásának oka valószínűleg az étrend kiegyensúlyozatlanságával függ össze, ami viszont a szervezet biokémiai homeosztázisának (a belső környezet összetételének és tulajdonságainak állandósága) megzavarásához és a sejtrendszer megzavarásához vezet. táplálás.
Az adott tápanyag-egyensúly aligha vihető át anélkül, hogy a különböző munka- és életkörülmények között élő, különböző korú és nemű stb. táplálkozási struktúrája ne változzon. Az energia- és tápanyagigénybeli különbségek sajátosságain alapulnak az anyagcsere-folyamatok és azok hormonális és idegrendszeri szabályozása miatt a különböző korú és nemű személyek, valamint a normál enzimállapot átlagos mutatóitól jelentős eltérésekkel rendelkező személyeknek bizonyos módosításokat kell végrehajtaniuk a kiegyensúlyozott táplálkozási képlet szokásos bemutatásán. .
A Szovjetunió Orvostudományi Akadémia Táplálkozástudományi Intézete szabványokat javasolt
optimális étrend kiszámítása hazánk lakossága számára.
Ezeket az étrendeket három éghajlati körülményhez képest különböztetik meg
zónák: északi, középső és déli. A legújabb tudományos adatok azonban azt mutatják, hogy ez a felosztás ma már nem lehet kielégítő. A legújabb tanulmányok kimutatták, hogy hazánkon belül az északot két zónára kell osztani: európai és ázsiai. Ezek a zónák az éghajlati viszonyokat tekintve jelentősen eltérnek egymástól. A Szovjetunió Orvostudományi Akadémia Szibériai Kirendeltségének Klinikai és Kísérleti Orvostudományi Intézetében (Novoszibirszk) hosszú távú vizsgálatok eredményeként kimutatták, hogy az ázsiai északi körülmények között a fehérjék anyagcseréje, A zsírok, szénhidrátok, vitaminok, makro- és mikroelemek szerkezete átalakul, ezért szükséges az emberi táplálkozási normák pontosítása, figyelembe véve az anyagcsere változásait. Jelenleg nagyszabású kutatások folynak a szibériai és a távol-keleti lakosság táplálkozásának racionalizálása terén. Ennek a kérdésnek a tanulmányozásában elsődleges szerepet kap a biokémiai kutatás.
Az első élő szervezetek körülbelül 3 milliárd éve jelentek meg a vízben, és a mai napig a víz a fő biooldószer.
A víz egy folyékony közeg, amely az élő szervezet fő alkotóeleme, biztosítja annak létfontosságú fizikai és kémiai folyamatait: ozmotikus nyomást, pH-értéket, ásványi összetételt. Egy felnőtt állat teljes testtömegének átlagosan 65%-át, az újszülöttek pedig több mint 70%-át víz teszi ki. Ennek a víznek több mint fele a szervezet sejtjeiben található. Tekintettel a víz nagyon kis molekulatömegére, a számítások szerint a sejtben található összes molekula körülbelül 99%-a vízmolekula (Bohinski R., 1987).
A víz nagy hőkapacitása (1 g víz 1°C-os felmelegítéséhez 1 cal-ra van szükség) lehetővé teszi, hogy a szervezet jelentős mennyiségű hőt vegyen fel anélkül, hogy a maghőmérséklet jelentősen megemelkedik. A víz magas párolgáshője (540 cal/g) miatt a szervezet a hőenergia egy részét elvezeti, elkerülve a túlmelegedést.
A vízmolekulákat erős polarizáció jellemzi. A vízmolekulában minden hidrogénatom elektronpárt alkot a központi oxigénatommal. Ezért a vízmolekulának két permanens dipólusa van, mivel az oxigén közelében lévő nagy elektronsűrűség negatív töltést ad, míg mindegyik hidrogénatomot csökkentett elektronsűrűség jellemzi, és részleges pozitív töltést hordoz. Ennek eredményeként elektrosztatikus kötések jönnek létre az egyik vízmolekula oxigénatomja és egy másik molekula hidrogénje között, ezeket hidrogénkötéseknek nevezzük. A víznek ez a szerkezete magyarázza a párolgáshő és a forráspont magas értékét.
A hidrogénkötések viszonylag gyengék. Disszociációs energiájuk (kötésbontási energiájuk) folyékony vízben 23 kJ/mol, szemben a vízmolekulában lévő kovalens O-H kötés 470 kJ-jával. A hidrogénkötések élettartama 1-20 pikoszekundum (1 pikoszekundum = 1(G 12 s). A hidrogénkötések azonban nem csak vízre jellemzőek. Más szerkezetekben is előfordulhatnak hidrogén- és nitrogénatom között.
Jégállapotban minden vízmolekula legfeljebb négy hidrogénkötést alkot, kristályrácsot alkotva. Ezzel szemben szobahőmérsékleten lévő folyékony vízben minden vízmolekula hidrogénkötést tartalmaz átlagosan 3-4 másik vízmolekulával. Ez a jégkristályrács kevésbé sűrűvé teszi, mint a folyékony víz. Ezért a jég lebeg a folyékony víz felszínén, megvédve azt a fagyástól.
Így a vízmolekulák közötti hidrogénkötések biztosítják azokat a kohéziós erőket, amelyek a vizet szobahőmérsékleten folyékony formában tartják, és a molekulákat jégkristályokká alakítják. Megjegyzendő, hogy a hidrogénkötéseken kívül a biomolekulákat más típusú nem kovalens kötések is jellemzik: ionos, hidrofób, van der Waals erők, amelyek külön-külön gyengék, de együttesen erősen befolyásolják a fehérjék, nukleinsavak szerkezetét, poliszacharidok és sejtmembránok.
A vízmolekulák és ionizációs termékeik (H + és OH) kifejezett hatást gyakorolnak a sejtösszetevők szerkezetére és tulajdonságaira, beleértve a nukleinsavakat, fehérjéket és zsírokat. A fehérjék és nukleinsavak szerkezetének stabilizálása mellett a hidrogénkötések részt vesznek a gének biokémiai expressziójában.
A víz, mint a sejtek és szövetek belső környezetének alapja, meghatározza azok kémiai aktivitását, mivel különféle anyagok egyedülálló oldószere. A víz növeli a kolloid rendszerek stabilitását, és részt vesz számos hidrolízis és hidrogénezési reakcióban az oxidációs folyamatokban. A víz táplálékkal és ivóvízzel kerül a szervezetbe.
A szövetekben számos anyagcsere-reakció vezet víz képződéséhez, amelyet endogénnek neveznek (a teljes testfolyadék 8-12%-a). Az endogén testvíz forrásai elsősorban zsírok, szénhidrátok és fehérjék. Így 1 g zsír, szénhidrát és fehérje oxidációja 1,07 képződéséhez vezet; 0,55 és 0,41 g vizet. Ezért a sivatagi körülmények között élő állatok egy ideig vízivás nélkül is túlélhetnek (a tevék még elég sokáig). Egy kutya víz nélkül 10 nap alatt, táplálék nélkül néhány hónap alatt meghal. A víz 15-20%-ának elvesztése a szervezetben az állat halálát vonja maga után.
A víz alacsony viszkozitása meghatározza a folyadék állandó újraeloszlását a test szerveiben és szöveteiben. A víz bejut a gyomor-bélrendszerbe, majd szinte az összes víz visszaszívódik a vérbe.
A sejtmembránokon keresztüli vízszállítás gyorsan megtörténik: az állat vízvétele után 30-60 perccel új ozmotikus egyensúly jön létre a szövetek extracelluláris és intracelluláris folyadéka között. Az extracelluláris folyadék mennyisége nagymértékben befolyásolja a vérnyomást; az extracelluláris folyadék térfogatának növekedése vagy csökkenése a vérkeringés zavarához vezet.
A szövetekben a víz mennyiségének növekedése (hiperhidria) pozitív vízmérleg esetén (a víz-só anyagcsere károsodott szabályozása miatti túlzott vízbevitel) következik be. A hiperhidria folyadék felhalmozódásához vezet a szövetekben (ödéma). Kiszáradást ivóvízhiány vagy túlzott folyadékvesztés (hasmenés, vérzés, fokozott izzadás, hiperventiláció) esetén észlelnek. Az állatok vizet veszítenek a test felszíne, az emésztőrendszer, a légzés, a húgyutak és a szoptató állatok teje miatt.
A vér és a szövetek közötti vízcsere az artériás és a vénás keringési rendszer hidrosztatikus nyomásának különbsége, valamint a vér és a szövetek onkotikus nyomásának különbsége miatt következik be. A vazopresszin, az agyalapi mirigy hátsó lebenyének hormonja, visszatartja a vizet a szervezetben azáltal, hogy a vesetubulusokban újra felszívja. Az aldoszteron, a mellékvesekéreg hormonja biztosítja a nátrium visszatartását a szövetekben, és ezzel együtt a víz is visszatartja. Az állat vízszükséglete átlagosan 35-40 g testtömeg-kilogrammonként naponta.
Vegye figyelembe, hogy az állat testében lévő vegyi anyagok ionizált formában, ionok formájában vannak. Az ionokat a töltés előjelétől függően anionokba (negatív töltésű ionok) vagy kationokba (pozitív töltésű ionok) sorolják. Azokat az elemeket, amelyek vízben disszociálva anionokat és kationokat képeznek, elektrolitok közé soroljuk. Az alkálifémek sói (NaCl, KC1, NaHC0 3), szerves savak sói (például nátrium-laktát) vízben oldva teljesen disszociálnak és elektrolitok. A vízben könnyen oldódó cukrok és alkoholok nem disszociálnak vízben, és nem hordoznak töltést, ezért nem elektrolitnak minősülnek. Az anionok és kationok mennyisége a test szöveteiben általában azonos.
A disszociáló anyagok töltéssel rendelkező ionjai a vízdipólusok körül orientálódnak. A kationok körül a víz dipólusai helyezkednek el negatív töltéseikkel, az anionokat pedig a víz pozitív töltései veszik körül. Ebben az esetben az elektrosztatikus hidratáció jelensége lép fel. A hidratáció miatt a szövetekben a víznek ez a része kötött állapotban van. A víz másik része különféle sejtszervecskékhez kapcsolódik, amelyek az úgynevezett mozdulatlan vizet alkotják.
A testszövetek 20 alapvető kémiai elemet tartalmaznak az összes természetes elem közül. A szén, az oxigén, a hidrogén, a nitrogén és a kén a biomolekulák alapvető alkotóelemei, amelyekben az oxigén tömegarányosan dominál.
A szervezetben lévő kémiai elemek sókat (ásványi anyagokat) képeznek, és biológiailag aktív molekulák részét képezik. A biomolekulák alacsony molekulatömegűek (30-1500), vagy makromolekulák (fehérjék, nukleinsavak, glikogén), amelyek molekulatömege millió egység. Az egyes kémiai elemek (Na, K, Ca, S, P, C1) körülbelül 10 "2%-ot (makroelemek) tesznek ki a szövetekben, míg mások (Fe, Co, Cu, Zn, J, Se, Ni, Mo) például lényegesen kisebb mennyiségben vannak jelen - 10" 3 -10~ 6% (mikroelemek). Az állat szervezetében az ásványi anyagok a teljes testtömeg 1-3%-át teszik ki, és rendkívül egyenetlenül oszlanak el. Bizonyos szervekben jelentős lehet a mikroelem-tartalom, például a pajzsmirigyben a jód.
Miután az ásványi anyagok nagymértékben felszívódtak a vékonybélben, bejutnak a májba, ahol egy részük lerakódik, más része pedig eloszlik a test különböző szerveiben és szöveteiben. Az ásványi anyagok főként vizelettel és széklettel ürülnek ki a szervezetből.
A sejtek és az intercelluláris folyadék közötti ioncsere mind passzív, mind aktív, féligáteresztő membránokon keresztül történő transzport alapján történik. A kialakuló ozmotikus nyomás meghatározza a sejtturgort, fenntartja a szövetek rugalmasságát és a szervek alakját. Az ionok aktív transzportja vagy mozgása kisebb koncentrációjú közegbe (az ozmotikus gradienssel szemben) energiafelhasználást igényel az ATP molekuláktól. Az aktív iontranszport a Na +, Ca 2 ~ ionokra jellemző, és az ATP-t termelő oxidatív folyamatok fokozódásával jár együtt.
Az ásványi anyagok szerepe a vérplazma bizonyos ozmotikus nyomásának fenntartása, a sav-bázis egyensúly, a különböző membránok áteresztőképessége, az enzimaktivitás szabályozása, a biomolekulák, köztük a fehérjék és nukleinsavak szerkezetének megőrzése, a motoros és szekréciós funkciók fenntartása. az emésztőrendszerből. Ezért az állat emésztőrendszerének működésének számos rendellenessége esetén az ásványi sók különféle összetételét javasolják terápiás szerként.
Mind az abszolút mennyiség, mind az egyes kémiai elemek megfelelő aránya a szövetekben fontos. Különösen a Na:K:Cl szövetekben az optimális arány általában 100:1:1,5. Kifejezett jellemző a sóionok eloszlásának „aszimmetriája” a sejt és a testszövetek extracelluláris környezete között.
