Temos reikšmė: Vanduo ir jame ištirpusios medžiagos kuria vidinę organizmo aplinką. Svarbiausi vandens ir druskos homeostazės parametrai yra osmosinis slėgis, pH ir tarpląstelinio bei ekstraląstelinio skysčio tūris. Šių parametrų pokyčiai gali sukelti kraujospūdžio pokyčius, acidozę arba alkalozę, dehidrataciją ir audinių edemą. Pagrindiniai hormonai, dalyvaujantys smulkiame vandens-druskos apykaitos reguliavime ir veikiantys distalinius inkstų kanalėlius bei surinkimo latakus: antidiurezinis hormonas, aldosteronas ir natriuretinis faktorius; renino-angiotenzino sistema inkstuose. Būtent inkstuose susidaro galutinis šlapimo sudėties ir tūrio susidarymas, užtikrinantis vidinės aplinkos reguliavimą ir pastovumą. Inkstams būdinga intensyvi energijos apykaita, kuri yra susijusi su poreikiu aktyviam transmembraniniam transportavimui dideliems medžiagų kiekiams formuojantis šlapimui.
Šlapimo biocheminė analizė leidžia susidaryti vaizdą apie inkstų funkcinę būklę, medžiagų apykaitą įvairiuose organuose ir organizme apskritai, padeda išsiaiškinti patologinio proceso pobūdį, leidžia spręsti apie gydymo efektyvumą.
Pamokos tikslas: ištirti vandens-druskų apykaitos parametrų charakteristikas ir jų reguliavimo mechanizmus. Metabolizmo ypatumai inkstuose. Išmok atlikti ir vertinti biocheminę šlapimo analizę.
Mokinys turi žinoti:
1. Šlapimo susidarymo mechanizmas: glomerulų filtracija, reabsorbcija ir sekrecija.
2. Kūno vandens skyrių charakteristikos.
3. Pagrindiniai organizmo skysčių aplinkos parametrai.
4. Kas užtikrina viduląstelinio skysčio parametrų pastovumą?
5. Sistemos (organai, medžiagos), užtikrinančios tarpląstelinio skysčio pastovumą.
6. Veiksniai (sistemos), užtikrinantys ekstraląstelinio skysčio osmosinį slėgį ir jo reguliavimą.
7. Tarpląstelinio skysčio tūrio pastovumą ir jo reguliavimą užtikrinantys veiksniai (sistemos).
8. Veiksniai (sistemos), užtikrinantys ekstraląstelinio skysčio rūgščių-šarmų būsenos pastovumą. Inkstų vaidmuo šiame procese.
9. Metabolizmo ypatumai inkstuose: didelis metabolinis aktyvumas, pradinė kreatino sintezės stadija, intensyvios gliukoneogenezės (izofermentų) vaidmuo, vitamino D3 aktyvinimas.
10. Bendrosios šlapimo savybės (kiekis per dieną – diurezė, tankis, spalva, skaidrumas), šlapimo cheminė sudėtis. Patologiniai šlapimo komponentai.
Studentas turi sugebėti:
1. Atlikti kokybinį pagrindinių šlapimo komponentų nustatymą.
2. Įvertinti biocheminę šlapimo analizę.
Mokinys turi turėti informacijos: apie kai kurios patologinės būklės, kurias lydi šlapimo biocheminių parametrų pokyčiai (proteinurija, hematurija, gliukozurija, ketonurija, bilirubinurija, porfirinurija); Laboratorinio šlapimo tyrimo planavimo ir rezultatų analizės principai preliminariai išvadai apie biocheminius pokyčius, remiantis laboratorinio tyrimo rezultatais.
1.Inksto sandara, nefronas.
2. Šlapimo susidarymo mechanizmai.
Savarankiško darbo užduotys:
1. Žr. histologijos kursą. Prisiminkite nefrono struktūrą. Pažymėkite proksimalinį kanalėlį, distalinį vingiuotą kanalėlį, surinkimo lataką, choroidinį glomerulą, jukstaglomerulinį aparatą.
2. Žiūrėkite įprastą fiziologijos kursą. Prisiminkite šlapimo susidarymo mechanizmą: filtracija glomeruluose, reabsorbcija kanalėliuose, kad susidarytų antrinis šlapimas ir sekrecija.
3. Osmosinio slėgio ir tarpląstelinio skysčio tūrio reguliavimas daugiausia susijęs su natrio ir vandens jonų kiekio reguliavimu tarpląsteliniame skystyje.
Įvardykite hormonus, susijusius su šiuo reglamentu. Apibūdinkite jų poveikį pagal schemą: hormono išsiskyrimo priežastis; organas taikinys (ląstelės); jų veikimo šiose ląstelėse mechanizmas; galutinis jų veiksmų poveikis.
Pasitikrink savo žinias:
A. Vazopresinas(visi teisingi, išskyrus vieną):
A. sintetinamas pagumburio neuronuose; b. išsiskiria padidėjus osmosiniam slėgiui; V. padidina vandens reabsorbcijos greitį iš pirminio šlapimo inkstų kanalėliuose; d. padidina natrio jonų reabsorbciją inkstų kanalėliuose; d sumažina osmosinį slėgį, e.
B. Aldosteronas(visi teisingi, išskyrus vieną):
A. sintetinamas antinksčių žievėje; b. išsiskiria, kai sumažėja natrio jonų koncentracija kraujyje; V. inkstų kanalėliuose padidėja natrio jonų reabsorbcija; d. šlapimas tampa labiau koncentruotas.
d. pagrindinis sekrecijos reguliavimo mechanizmas yra inkstų arenino-angiotenzino sistema.
B. Natriuretinis faktorius(visi teisingi, išskyrus vieną):
A. sintetina pirmiausia prieširdžių ląstelėse; b. sekrecijos stimulas – padidėjęs kraujospūdis; V. padidina glomerulų filtravimo gebėjimą; g padidina šlapimo susidarymą; d. šlapimas tampa mažiau koncentruotas.
4. Sudarykite diagramą, iliustruojančią renino-angiotenzino sistemos vaidmenį reguliuojant aldosterono ir vazopresino sekreciją.
5. Tarpląstelinio skysčio rūgščių ir šarmų pusiausvyros pastovumą palaiko kraujo buferinės sistemos; plaučių ventiliacijos pokyčiai ir rūgšties (H+) išsiskyrimo pro inkstus greitis.
Prisiminkite kraujo buferines sistemas (pagrindinį bikarbonatą)!
Pasitikrink savo žinias:
Gyvūninės kilmės maistas yra rūgštus (daugiausia dėl fosfatų, skirtingai nei augalinės kilmės maistas). Kaip keičiasi šlapimo pH žmogui, kuris valgo daugiausia gyvūninės kilmės maistą:
A. arčiau pH 7,0; b.pH apie 5; V. pH apie 8,0.
6. Atsakykite į klausimus:
A. Kaip paaiškinti didelę inkstų suvartojamo deguonies dalį (10 proc.);
B. Didelis gliukoneogenezės intensyvumas;????????????
B. Inkstų vaidmuo kalcio metabolizme.
7. Viena iš pagrindinių nefronų užduočių – reikiamais kiekiais reabsorbuoti naudingas medžiagas iš kraujo ir pašalinti iš kraujo galutinius medžiagų apykaitos produktus.
Padaryk lentelę Šlapimo biocheminiai parametrai:
Darbas klasėje.
Laboratoriniai darbai:
Atlikite kokybinių reakcijų seriją skirtingų pacientų šlapimo mėginiuose. Remdamiesi biocheminės analizės rezultatais, padarykite išvadą apie medžiagų apykaitos procesų būklę.
pH nustatymas.
Procedūra: 1-2 lašus šlapimo užlašinkite ant indikatoriaus popieriaus vidurio ir, atsižvelgiant į vienos iš spalvotų juostelių spalvos pasikeitimą, atitinkantį kontrolinės juostelės spalvą, nustatomas tiriamo šlapimo pH. . Normalus pH yra 4,6–7,0
2. Kokybinė reakcija į baltymus. Normaliame šlapime baltymų nėra (įprastų reakcijų pėdsakai neaptinkami). Kai kuriomis patologinėmis sąlygomis šlapime gali atsirasti baltymų - proteinurija.
Progresas: Į 1-2 ml šlapimo įlašinkite 3-4 lašus šviežiai paruošto 20% sulfasalicilo rūgšties tirpalo. Jei yra baltymų, atsiranda baltos nuosėdos arba drumstumas.
3. Kokybinė reakcija į gliukozę (Fehlingo reakcija).
Procedūra: Į 10 lašų šlapimo įlašinkite 10 lašų Fehlingo reagento. Pakaitinkite iki užvirimo. Kai yra gliukozės, atsiranda raudona spalva. Palyginkite rezultatus su norma. Paprastai kokybinėmis reakcijomis gliukozės pėdsakai šlapime neaptinkami. Visuotinai pripažįstama, kad šlapime paprastai nėra gliukozės. Kai kuriomis patologinėmis sąlygomis šlapime atsiranda gliukozės gliukozurija.
Nustatyti galima naudojant bandymo juostelę (indikatorinį popierių) /
Ketoninių kūnų aptikimas
Procedūra: Ant stiklelio užlašinkite lašą šlapimo, lašą 10% natrio hidroksido tirpalo ir lašą šviežiai paruošto 10% natrio nitroprusido tirpalo. Pasirodo raudona spalva. Įlašinkite 3 lašus koncentruotos acto rūgšties – atsiranda vyšninė spalva.
Paprastai šlapime nėra ketoninių kūnų. Kai kuriomis patologinėmis sąlygomis šlapime atsiranda ketoninių kūnų - ketonurija.
Spręskite problemas savarankiškai ir atsakykite į klausimus:
1. Padidėjo ekstraląstelinio skysčio osmosinis slėgis. Diagrama aprašykite įvykių seką, dėl kurios ji bus sumažinta.
2. Kaip pasikeis aldosterono gamyba, jei dėl vazopresino gamybos pertekliaus labai sumažės osmosinis slėgis.
3. Nubrėžkite įvykių seką (schemos pavidalu), skirtą homeostazei atkurti, kai natrio chlorido koncentracija audiniuose mažėja.
4. Pacientas serga cukriniu diabetu, kurį lydi ketonemija. Kaip į rūgščių ir šarmų pusiausvyros pokyčius reaguos pagrindinė kraujo buferinė sistema – bikarbonatų sistema? Koks yra inkstų vaidmuo atkuriant CBS? Ar pasikeis šio paciento šlapimo pH.
5. Sportininkas, ruošdamasis varžyboms, intensyviai treniruojasi. Kaip gali pakisti gliukoneogenezės greitis inkstuose (atsakymo priežastis)? Ar galima sportininkui pakeisti šlapimo pH; nurodykite atsakymo priežastis)?
6. Pacientas turi medžiagų apykaitos sutrikimų požymių kauliniame audinyje, o tai turi įtakos ir dantų būklei. Kalcitonino ir prieskydinių liaukų hormono kiekis yra fiziologinės normos ribose. Pacientas gauna vitamino D (cholekalciferolio) reikiamu kiekiu. Spėkite apie galimą medžiagų apykaitos sutrikimo priežastį.
7. Išnagrinėti standartinę formą „Bendroji šlapimo analizė“ (Tiumenės valstybinės medicinos akademijos daugiadisciplinė klinika) ir gebėti paaiškinti biocheminėse laboratorijose nustatytų šlapimo biocheminių komponentų fiziologinį vaidmenį ir diagnostinę reikšmę. Atminkite, kad šlapimo biocheminiai parametrai yra normalūs.
27 pamoka. Seilių biochemija.
Temos reikšmė: Burnos ertmėje yra įvairių audinių ir mikroorganizmų. Jie yra tarpusavyje susiję ir turi tam tikrą pastovumą. O palaikant burnos ertmės ir viso organizmo homeostazę svarbiausias vaidmuo tenka burnos skysčiui ir konkrečiai – seilėms. Burnos ertmė, kaip pradinė virškinamojo trakto dalis, yra vieta, kur kūnas pirmą kartą kontaktuoja su maistu, vaistais ir kitais ksenobiotikais, mikroorganizmais. . Dantų ir burnos gleivinės formavimąsi, būklę ir funkcionavimą taip pat daugiausia lemia cheminė seilių sudėtis.
Seilės atlieka keletą funkcijų, kurias lemia seilių fizikinės ir cheminės savybės bei sudėtis. Žinios apie seilių cheminę sudėtį, funkcijas, seilių išsiskyrimo greitį, seilių ryšį su burnos ligomis padeda nustatyti patologinių procesų ypatybes ir ieškoti naujų veiksmingų dantų ligų profilaktikos priemonių.
Kai kurie grynų seilių biocheminiai rodikliai koreliuoja su biocheminiais kraujo plazmos rodikliais, todėl seilių analizė yra patogus neinvazinis metodas, pastaraisiais metais naudojamas dantų ir somatinių ligų diagnostikai.
Pamokos tikslas: Ištirti fizikines ir chemines seilių savybes ir sudedamąsias dalis, lemiančias pagrindines fiziologines jų funkcijas. Pagrindiniai veiksniai, lemiantys ėduonies vystymąsi ir dantų akmenų nusėdimą.
Mokinys turi žinoti:
1 . Seiles išskiriančios liaukos.
2.Seilių sandara (micelinė struktūra).
3. Mineralizuojanti seilių funkcija ir šią funkciją lemiantys bei įtakojantys veiksniai: seilių perteklius; išganymo apimtis ir greitis; pH.
4. Apsauginė seilių funkcija ir šią funkciją lemiantys sistemos komponentai.
5. Seilių buferinės sistemos. pH vertės yra normalios. Rūgščių-šarmų būklės (rūgščių-šarmų būklės) burnos ertmėje pažeidimų priežastys. CBS reguliavimo mechanizmai burnos ertmėje.
6. Seilių mineralinė sudėtis ir palyginimas su kraujo plazmos mineraline sudėtimi. Komponentų reikšmė.
7. Organinių seilių komponentų charakteristikos, seilėms būdingi komponentai, jų reikšmė.
8. Virškinimo funkcija ir ją lemiantys veiksniai.
9. Reguliavimo ir šalinimo funkcijos.
10. Pagrindiniai veiksniai, lemiantys ėduonies vystymąsi ir dantų akmenų nusėdimą.
Studentas turi sugebėti:
1. Atskirkite sąvokas „pačios seilės arba seilės“, „dantenų skystis“, „burnos skystis“.
2. Gebėti paaiškinti atsparumo ėduoniui kitimo laipsnį pasikeitus seilių pH, seilių pH pokyčių priežastis.
3. Surinkite mišrias seiles analizei ir ištirkite seilių cheminę sudėtį.
Studentas turi turėti: informacija apie šiuolaikines idėjas apie seiles kaip neinvazinių biocheminių tyrimų objektą klinikinėje praktikoje.
Informacija iš pagrindinių disciplinų, reikalinga temai studijuoti:
1. Seilių liaukų anatomija ir histologija; seilėtekio ir jo reguliavimo mechanizmai.
Savarankiško darbo užduotys:
Išstudijuokite temos medžiagą pagal tikslinius klausimus („mokinys turėtų žinoti“) ir raštu atlikite šias užduotis:
1. Užsirašykite veiksnius, lemiančius seilėtekio reguliavimą.
2.Schemiškai nupieškite seilių micelę.
3. Sudarykite lentelę: Seilių ir kraujo plazmos mineralinės sudėties palyginimas.
Išstudijuokite išvardytų medžiagų reikšmę. Užrašykite kitas neorganines medžiagas, esančias seilėse.
4. Sudarykite lentelę: Pagrindiniai organiniai seilių komponentai ir jų reikšmė.
6. Užrašykite veiksnius, lemiančius pasipriešinimo sumažėjimą ir padidėjimą.
(atitinkamai) į kariesą.
Darbas klasėje
Laboratoriniai darbai: Kokybinė seilių cheminės sudėties analizė
Vienas iš dažniausiai sutrikusių medžiagų apykaitos tipų patologijoje yra vandens-druskos apykaita. Tai siejama su nuolatiniu vandens ir mineralų judėjimu iš išorinės organizmo aplinkos į vidinę ir atvirkščiai.
Suaugusio žmogaus organizme vanduo sudaro 2/3 (58-67%) kūno svorio. Maždaug pusė jo tūrio sutelkta raumenyse. Vandens poreikis (žmogus gauna iki 2,5-3 litrų skysčio per dieną) patenkinamas gaunant jį geriant (700-1700 ml), iš anksto paruošto vandens, įtraukto į maistą (800-1000 ml), ir susidariusio vandens pavidalu. organizme metabolizmo metu - 200-300 ml (sudegus 100 g riebalų, baltymų ir angliavandenių susidaro atitinkamai 107,41 ir 55 g vandens). Endogeninis vanduo sintetinamas gana dideliais kiekiais, kai suaktyvėja riebalų oksidacijos procesas, kuris stebimas esant įvairioms, ypač užsitęsusioms stresinėms sąlygoms, stimuliuojant simpatinę-antinksčių sistemą, iškraunant dietinę terapiją (dažnai taikoma nutukusiems pacientams gydyti).
Dėl nuolat atsirandančių privalomų vandens netekčių vidinis skysčių tūris organizme išlieka nepakitęs. Tokie nuostoliai yra inkstų (1,5 l) ir ekstrarenaliniai, susiję su skysčių išsiskyrimu per virškinimo traktą (50-300 ml), kvėpavimo takus ir odą (850-1200 ml). Apskritai privalomų vandens nuostolių tūris yra 2,5-3 litrai, daugiausia priklauso nuo iš organizmo pašalintų toksinų kiekio.
Vandens dalyvavimas gyvybės procesuose yra labai įvairus. Vanduo yra daugelio junginių tirpiklis, daugelio fizikinių, cheminių ir biocheminių virsmų tiesioginis komponentas, endo- ir egzogeninių medžiagų pernešėjas. Be to, atlieka mechaninę funkciją, silpnina raiščių, raumenų, sąnarių kremzlės paviršiaus trintį (taip palengvina jų judrumą), dalyvauja termoreguliacijoje. Vanduo palaiko homeostazę, priklausomai nuo plazmos osmosinio slėgio (izosmija) ir skysčio tūrio (izovolemija), rūgščių-šarmų būseną reguliuojančių mechanizmų veikimo, pastovią temperatūrą užtikrinančių procesų (izotermijos) atsiradimo.
Žmogaus organizme vanduo egzistuoja trijų pagrindinių fizikinių ir cheminių būsenų, pagal kurias jie išskiria: 1) laisvą, arba mobilųjį, vandenį (sudaro didžiąją dalį tarpląstelinio skysčio, taip pat kraujo, limfos, intersticinio skysčio); 2) vanduo, surištas hidrofilinių koloidų, ir 3) konstitucinis, įtrauktas į baltymų, riebalų ir angliavandenių molekulių struktūrą.
Suaugusio žmogaus, sveriančio 70 kg, organizme laisvo vandens ir hidrofilinių koloidų surišto vandens tūris yra maždaug 60 % kūno masės, t.y. 42 l. Šį skystį sudaro tarpląstelinis vanduo (sudaro 28 litrus arba 40% kūno svorio), sudarantis tarpląstelinį sektorių, ir tarpląstelinis vanduo (14 litrų arba 20% kūno svorio), sudarantis tarpląstelinį sektorių. Pastarajame yra intravaskulinis (intravaskulinis) skystis. Šį intravaskulinį sektorių sudaro plazma (2,8 l), kuri sudaro 4-5% kūno svorio, ir limfa.
Tarpląsteliniam vandeniui priskiriamas pats tarpląstelinis vanduo (laisvas tarpląstelinis skystis) ir organizuotas tarpląstelinis skystis (sudarantis 15-16 % kūno masės arba 10,5 l), t.y. raiščių, sausgyslių, fascijų, kremzlių ir kt. vanduo. Be to, į tarpląstelinį sektorių įeina vanduo, esantis kai kuriose ertmėse (pilvo ir pleuros ertmėse, perikarde, sąnariuose, smegenų skilveliuose, akies kamerose ir kt.), taip pat virškinamajame trakte. Šių ertmių skystis aktyviai nedalyvauja medžiagų apykaitos procesuose.
Žmogaus kūno vanduo nestovi įvairiose savo atkarpose, o nuolat juda, nuolat keisdamasis su kitais skysčio sektoriais ir su išorine aplinka. Vandens judėjimą daugiausia lemia virškinimo sulčių sekrecija. Taigi su seilėmis ir kasos sultimis į žarnyno zondą patenka apie 8 litrus vandens per dieną, tačiau šis vanduo praktiškai neprarandamas dėl absorbcijos apatinėse virškinamojo trakto dalyse.
Gyvybiniai elementai skirstomi į makroelementus (paros poreikis >100 mg) ir mikroelementus (paros poreikis)<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.
Kadangi daugelis elementų gali kauptis organizme, nukrypimai nuo dienos normos laikui bėgant kompensuojami. Kalcis apatito pavidalu kaupiamas kauliniame audinyje, jodas – skydliaukės tiroglobuline, geležis – feritine ir hemosiderine – kaulų čiulpuose, blužnyje ir kepenyse. Kepenys yra daugelio mikroelementų saugojimo vieta.
Mineralų apykaitą kontroliuoja hormonai. Tai taikoma, pavyzdžiui, H2O, Ca2+, PO43- suvartojimui, Fe2+, I- surišimui, H2O, Na+, Ca2+, PO43- išskyrimui.
Su maistu pasisavinamų mineralų kiekis dažniausiai priklauso nuo organizmo medžiagų apykaitos poreikių, o kai kuriais atvejais ir nuo maisto sudėties. Kaip maisto sudėties įtakos pavyzdį apsvarstykite kalcį. Ca2+ jonų įsisavinimą skatina pieno ir citrinos rūgštys, o fosfato jonai, oksalato jonai ir fitino rūgštis slopina kalcio pasisavinimą dėl komplekso susidarymo ir blogai tirpių druskų (fitino) susidarymo.
Mineralų trūkumas nėra retas reiškinys: jis atsiranda dėl įvairių priežasčių, pavyzdžiui, dėl monotoniškos mitybos, sutrikusio įsisavinimo, įvairių ligų. Kalcio trūkumas gali atsirasti nėštumo metu, taip pat sergant rachitu ar osteoporoze. Chloro trūkumas atsiranda dėl didelio Cl-ion praradimo stipraus vėmimo metu.
Dėl nepakankamo jodo kiekio maisto produktuose jodo trūkumas ir struma tapo įprasta daugelyje Vidurio Europos vietovių. Magnio trūkumas gali atsirasti dėl viduriavimo arba dėl monotoniškos dietos dėl alkoholizmo. Mikroelementų trūkumas organizme dažnai pasireiškia kraujodaros sutrikimu, t. y. mažakraujyste.
Paskutiniame stulpelyje pateikiamos šių mineralų atliekamos funkcijos organizme. Iš lentelės duomenų matyti, kad beveik visi makroelementai organizme veikia kaip struktūriniai komponentai ir elektrolitai. Signalizacijos funkcijas atlieka jodas (jodotironino sudėtyje) ir kalcis. Dauguma mikroelementų yra baltymų, daugiausia fermentų, kofaktoriai. Kiekybiškai organizme vyrauja geležies turintys baltymai hemoglobinas, mioglobinas ir citochromas, taip pat daugiau nei 300 cinko turinčių baltymų.
Vandens-druskos apykaitos reguliavimas. Vazopresino, aldosterono ir renino-angiotenzino sistemos vaidmuo
Pagrindiniai vandens ir druskos homeostazės parametrai yra osmosinis slėgis, pH ir tarpląstelinio bei ekstraląstelinio skysčio tūris. Šių parametrų pokyčiai gali sukelti kraujospūdžio pokyčius, acidozę arba alkalozę, dehidrataciją ir edemą. Pagrindiniai hormonai, reguliuojantys vandens ir druskos pusiausvyrą, yra ADH, aldosteronas ir prieširdžių natriuretinis faktorius (ANF).
ADH arba vazopresinas yra peptidas, kuriame yra 9 aminorūgštys, sujungtos vienu disulfidiniu tilteliu. Jis sintetinamas kaip prohormonas pagumburyje, po to pernešamas į užpakalinės hipofizės nervinius galus, iš kurių tinkamai stimuliuojant išsiskiria į kraują. Judėjimas palei aksoną yra susijęs su specifiniu baltymu nešikliu (neurofizinu)
Dirgiklis, sukeliantis ADH sekreciją, yra natrio jonų koncentracijos padidėjimas ir tarpląstelinio skysčio osmosinio slėgio padidėjimas.
Svarbiausios ADH tikslinės ląstelės yra distalinių kanalėlių ląstelės ir inkstų surinkimo kanalai. Šių latakų ląstelės yra santykinai nepralaidžios vandeniui, o nesant ADH šlapimas nekoncentruojamas ir gali išsiskirti daugiau nei 20 litrų per dieną (norma – 1-1,5 litro per dieną).
Yra dviejų tipų ADH receptoriai – V1 ir V2. V2 receptorius randamas tik inkstų epitelio ląstelių paviršiuje. ADH prisijungimas prie V2 yra susijęs su adenilato ciklazės sistema ir skatina baltymų kinazės A (PKA) aktyvavimą. PKA fosforilina baltymus, kurie skatina membraninio baltymo geno akvaporino-2 ekspresiją. Aquaporin 2 pereina į viršūninę membraną, įsiterpia į ją ir sudaro vandens kanalus. Jie užtikrina selektyvų ląstelės membranos pralaidumą vandeniui. Vandens molekulės laisvai difunduoja į inkstų kanalėlių ląsteles ir tada patenka į intersticinę erdvę. Dėl to vanduo reabsorbuojamas iš inkstų kanalėlių. V1 tipo receptoriai yra lokalizuoti lygiųjų raumenų membranose. ADH sąveika su V1 receptoriumi suaktyvina fosfolipazę C, kuri hidrolizuoja fosfatidilinozitolio-4,5-bifosfatą, kad susidarytų IP-3. IF-3 sukelia Ca2+ išsiskyrimą iš endoplazminio tinklo. Hormono veikimo per V1 receptorius rezultatas yra kraujagyslių lygiųjų raumenų sluoksnio susitraukimas.
ADH trūkumas, kurį sukelia hipofizės užpakalinės skilties disfunkcija, taip pat hormoninių signalų perdavimo sistemos sutrikimas, gali sukelti cukrinio diabeto vystymąsi. Pagrindinis necukrinio diabeto pasireiškimas yra poliurija, t.y. didelio kiekio mažo tankio šlapimo išsiskyrimas.
Aldosteronas, aktyviausias mineralokortikosteroidas, sintetinamas antinksčių žievėje iš cholesterolio.
Glomerulinės zonos ląstelių aldosterono sintezę ir sekreciją skatina angiotenzinas II, AKTH ir prostaglandinas E. Šie procesai taip pat aktyvuojami esant didelei K+ koncentracijai ir mažai Na+ koncentracijai.
Hormonas prasiskverbia į tikslinę ląstelę ir sąveikauja su specifiniu receptoriumi, esančiu tiek citozolyje, tiek branduolyje.
Inkstų kanalėlių ląstelėse aldosteronas skatina baltymų, atliekančių skirtingas funkcijas, sintezę. Šie baltymai gali: a) padidinti distalinių inkstų kanalėlių ląstelių membranoje esančių natrio kanalų aktyvumą, taip skatindami natrio jonų transportavimą iš šlapimo į ląsteles; b) būti TCA ciklo fermentais ir todėl padidinti Krebso ciklo gebėjimą generuoti ATP molekules, reikalingas aktyviam jonų transportavimui; c) įjungti K+, Na+-ATPazės siurblį ir paskatinti naujų siurblių sintezę. Bendras baltymų, kuriuos sukelia aldosteronas, veikimo rezultatas yra natrio jonų reabsorbcijos padidėjimas nefrono kanalėliuose, o tai sukelia NaCl susilaikymą organizme.
Pagrindinis aldosterono sintezės ir sekrecijos reguliavimo mechanizmas yra renino ir angiotenzino sistema.
Reninas yra fermentas, kurį gamina inkstų aferentinių arteriolių jukstaglomerulinės ląstelės. Dėl šių ląstelių išsidėstymo jos ypač jautrios kraujospūdžio pokyčiams. Kraujospūdžio sumažėjimas, skysčių ar kraujo netekimas ir NaCl koncentracijos sumažėjimas skatina renino išsiskyrimą.
Angiotenzinogenas-2 yra globulinas, gaminamas kepenyse. Jis tarnauja kaip renino substratas. Reninas hidrolizuoja peptidinį ryšį angiotenzinogeno molekulėje ir atskiria N-galinį dekapeptidą (angiotenziną I).
Angiotenzinas I yra antiotenziną konvertuojančio fermento karboksidipeptidilpeptidazės, esančio endotelio ląstelėse ir kraujo plazmoje, substratas. Dvi galinės aminorūgštys suskaidomos iš angiotenzino I ir susidaro oktapeptidas angiotenzinas II.
Angiotenzinas II skatina aldosterono gamybą, sukeldamas arteriolių susiaurėjimą, o tai padidina kraujospūdį ir sukelia troškulį. Angiotenzinas II aktyvina aldosterono sintezę ir sekreciją per inozitolio fosfato sistemą.
PNP yra peptidas, turintis 28 aminorūgštis su vienu disulfido tilteliu. PNP sintetinamas ir saugomas kaip preprohormonas (sudarytas iš 126 aminorūgščių liekanų) kardiocituose.
Pagrindinis veiksnys, reguliuojantis PNP sekreciją, yra kraujospūdžio padidėjimas. Kiti dirgikliai: padidėjęs plazmos osmoliariškumas, padažnėjęs širdies susitraukimų dažnis, padidėjęs katecholaminų ir gliukokortikoidų kiekis kraujyje.
Pagrindiniai PNF organai yra inkstai ir periferinės arterijos.
PNF veikimo mechanizmas turi keletą savybių. Plazmos membranos PNP receptorius yra baltymas, turintis guanilatciklazės aktyvumą. Receptorius turi domeninę struktūrą. Ligandą surišantis domenas yra lokalizuotas tarpląstelinėje erdvėje. Jei PNP nėra, PNP receptoriaus intracelulinis domenas yra fosforilintas ir neaktyvus. Dėl PNP prisijungimo prie receptoriaus padidėja receptoriaus guanilatciklazės aktyvumas ir iš GTP susidaro ciklinis GMP. Dėl PNF veikimo slopinamas renino ir aldosterono susidarymas ir sekrecija. Grynasis PNF poveikis yra Na+ ir vandens išsiskyrimo padidėjimas bei kraujospūdžio sumažėjimas.
PNF paprastai laikomas fiziologiniu angiotenzino II antagonistu, nes jo įtaka nesukelia kraujagyslių spindžio susiaurėjimo ir (reguliuodamas aldosterono sekreciją) natrio susilaikymą, o, priešingai, vazodilataciją ir druskų netekimą.
GOUVPO UGMA federalinė sveikatos ir socialinės plėtros agentūra
Biochemijos katedra
PASKAITŲ KURSAS
BENDROJI BIOCHEMIJA
8 modulis. Vandens-druskų apykaitos ir rūgščių-šarmų būklės biochemija
Jekaterinburgas,
PASKAITA Nr.24
Tema: Vandens-druskos ir mineralų apykaita
Fakultetai: terapinis ir profilaktinis, medicininis ir profilaktinis, pediatrinis.
Vandens-druskos apykaita– vandens ir pagrindinių organizmo elektrolitų (Na +, K +, Ca 2+, Mg 2+, Cl -, HCO 3 -, H 3 PO 4) keitimas.
Elektrolitai– medžiagos, kurios tirpale disocijuoja į anijonus ir katijonus. Jie matuojami mol/l.
Ne elektrolitai– tirpale nesiskiriančios medžiagos (gliukozė, kreatininas, šlapalas). Jie matuojami g/l.
Mineralų apykaita– keitimasis bet kokiais mineraliniais komponentais, įskaitant tuos, kurie neturi įtakos pagrindiniams organizmo skystosios aplinkos parametrams.
Vanduo– pagrindinis visų kūno skysčių komponentas.
Biologinis vandens vaidmuo
- Vanduo yra universalus tirpiklis daugumai organinių (išskyrus lipidus) ir neorganinių junginių.
- Vanduo ir jame ištirpusios medžiagos kuria vidinę organizmo aplinką.
- Vanduo užtikrina medžiagų ir šiluminės energijos transportavimą visame kūne.
- Didelė dalis organizmo cheminių reakcijų vyksta vandeninėje fazėje.
- Vanduo dalyvauja hidrolizės, hidratacijos ir dehidratacijos reakcijose.
- Nustato hidrofobinių ir hidrofilinių molekulių erdvinę struktūrą ir savybes.
- Kartu su GAG vanduo atlieka struktūrinę funkciją.
BENDROSIOS KŪNO SKYSČIŲ SAVYBĖS
Apimtis. Visiems sausumos gyvūnams skysčiai sudaro apie 70% kūno svorio. Vandens pasiskirstymas organizme priklauso nuo amžiaus, lyties, raumenų masės,... Visiškai netekus vandens, mirtis ištinka po 6-8 dienų, kai vandens kiekis organizme sumažėja 12%.ORGANIZMO VANDENS IR DRUSKŲ balanso REGULIAVIMAS
Organizme tarpląstelinės aplinkos vandens ir druskos balansą palaiko tarpląstelinio skysčio pastovumas. Savo ruožtu tarpląstelinio skysčio vandens ir druskos balansas palaikomas per kraujo plazmą organų pagalba ir reguliuojamas hormonų.
Organai, reguliuojantys vandens-druskos apykaitą
Vandens ir druskų patekimas į organizmą vyksta per virškinamąjį traktą, šį procesą kontroliuoja troškulio jausmas ir druskos apetitas. Inkstai pašalina iš organizmo vandens ir druskų perteklių. Be to, vandenį iš organizmo pašalina oda, plaučiai ir virškinimo traktas.
Kūno vandens balansas
Inkstų, odos, plaučių ir virškinimo trakto veiklos pokyčiai gali sutrikdyti vandens ir druskos homeostazę. Pavyzdžiui, karštame klimate, norint išlaikyti...Hormonai, reguliuojantys vandens-druskos apykaitą
Antidiurezinis hormonas (ADH), arba vazopresinas, yra apie 1100 D molekulinės masės peptidas, kuriame yra 9 AA, sujungtos vienu disulfidu... ADH sintetinamas pagumburio neuronuose, pernešamas į nervų galūnes... Aukštas Tarpląstelinio skysčio osmosinis slėgis suaktyvina pagumburio osmoreceptorius, todėl...Renino-angiotenzino-aldosterono sistema
Reninas
Reninas- proteolitinis fermentas, kurį gamina jukstaglomerulinės ląstelės, esančios palei aferentines (aferentines) inkstų korpuso arterioles. Renino sekreciją skatina slėgio kritimas glomerulų aferentinėse arteriolėse, kurį sukelia kraujospūdžio sumažėjimas ir Na + koncentracijos sumažėjimas. Renino sekreciją taip pat palengvina sumažėję impulsai iš prieširdžių ir arterijų baroreceptorių dėl kraujospūdžio sumažėjimo. Renino sekreciją slopina angiotenzinas II, aukštas kraujospūdis.
Kraujyje reninas veikia angiotenzinogeną.
Angiotenzinogenas- α 2 -globulinas, nuo 400 AK. Angiotenzinogeno susidarymas vyksta kepenyse, jį skatina gliukokortikoidai ir estrogenai. Reninas hidrolizuoja peptidinį ryšį angiotenzinogeno molekulėje, atskirdamas nuo jos N-galinį dekapeptidą. angiotenzinas I , kuris neturi biologinio aktyvumo.
Veikiant edotelio ląstelių, plaučių ir kraujo plazmos antiotenziną konvertuojančiam fermentui (AKF) (karboksidipeptidilpeptidazei), 2 AA pasišalina iš angiotenzino I C-galo ir angiotenzinas II (oktapeptidas).
Angiotenzinas II
Angiotenzinas II veikia per antinksčių žievės ir SMC glomerulinės zonos ląstelių inozitolio trifosfato sistemą. Angiotenzinas II stimuliuoja aldosterono sintezę ir sekreciją antinksčių žievės glomerulinės zonos ląstelėse. Didelė angiotenzino II koncentracija sukelia stiprų periferinių arterijų vazokonstrikciją ir padidina kraujospūdį. Be to, angiotenzinas II stimuliuoja troškulio centrą pagumburyje ir slopina renino sekreciją inkstuose.
Angiotenziną II hidrolizuoja aminopeptidazės į angiotenzinas III (angiotenzino II aktyvumo, bet 4 kartus mažesnės koncentracijos heptapeptidas), kurį vėliau angiotenzinazė (proteazė) hidrolizuoja į AA.
Aldosteronas
Aldosterono sintezę ir sekreciją skatina angiotenzinas II, maža Na+ koncentracija ir didelė K+ koncentracija kraujo plazmoje, AKTH, prostaglandinai... Aldosterono receptoriai yra lokalizuoti tiek ląstelės branduolyje, tiek citozolyje... Kaip a. Dėl to aldosteronas skatina Na+ reabsorbciją inkstuose, o tai sukelia NaCl susilaikymą organizme ir padidina...Vandens-druskos apykaitos reguliavimo schema
RAAS sistemos vaidmuo hipertenzijos vystymuisi
Perteklinė RAAS hormonų gamyba sukelia cirkuliuojančio skysčio tūrio, osmosinio ir kraujospūdžio padidėjimą, todėl išsivysto hipertenzija.
Renino padidėjimas atsiranda, pavyzdžiui, sergant inkstų arterijų ateroskleroze, kuri pasireiškia vyresnio amžiaus žmonėms.
Aldosterono hipersekrecija - hiperaldosteronizmas , atsiranda dėl kelių priežasčių.
Pirminio hiperaldosteronizmo priežastis (Conno sindromas ) maždaug 80 % pacientų yra antinksčių adenoma, kitais atvejais – difuzinė glomerulinės zonos ląstelių, gaminančių aldosteroną, hipertrofija.
Pirminio hiperaldosteronizmo atveju aldosterono perteklius padidina Na + reabsorbciją inkstų kanalėliuose, o tai skatina ADH sekreciją ir vandens susilaikymą inkstuose. Be to, sustiprėja K +, Mg 2+ ir H + jonų išsiskyrimas.
Dėl to išsivysto: 1). hipernatremija, sukelianti hipertenziją, hipervolemiją ir edemą; 2). hipokalemija, sukelianti raumenų silpnumą; 3). magnio trūkumas ir 4). lengva metabolinė alkalozė.
Antrinis hiperaldosteronizmas pasitaiko daug dažniau nei pirminis. Jis gali būti susijęs su širdies nepakankamumu, lėtine inkstų liga ir reniną išskiriančiais navikais. Pacientams yra padidėjęs renino, angiotenzino II ir aldosterono kiekis. Klinikiniai simptomai yra mažiau ryškūs nei pirminio aldosteronizmo atveju.
KALcio, MAGNEZIO, FOSFORO MEDŽIAGA
Kalcio funkcijos organizme:
- Daugelio hormonų tarpląstelinis tarpininkas (inozitolio trifosfato sistema);
- Dalyvauja generuojant nervų ir raumenų veikimo potencialą;
- Dalyvauja kraujo krešėjimo procese;
- Sukelia raumenų susitraukimą, fagocitozę, hormonų, neuromediatorių ir kt. sekreciją;
- Dalyvauja mitozėje, apoptozėje ir nekrobiozėje;
- Didina ląstelės membranos pralaidumą kalio jonams, turi įtakos ląstelių natrio laidumui, jonų siurblių darbui;
- Kai kurių fermentų kofermentas;
Magnio funkcijos organizme:
- Tai daugelio fermentų (transketolazės (PFSH), gliukozės-6ph dehidrogenazės, 6-fosfogliukonato dehidrogenazės, gliukonolaktono hidrolazės, adenilato ciklazės ir kt.) kofermentas;
- Neorganinis kaulų ir dantų komponentas.
Fosfato funkcijos organizme:
- Neorganinis kaulų ir dantų komponentas (hidroksiapatitas);
- Dalis lipidų (fosfolipidų, sfingolipidų);
- Nukleotidų dalis (DNR, RNR, ATP, GTP, FMN, NAD, NADP ir kt.);
- Suteikia energijos apykaitą, nes formuoja makroerginius ryšius (ATP, kreatino fosfatas);
- Baltymų (fosfoproteinų) dalis;
- Dalis angliavandenių (gliukozė-6ph, fruktozė-6ph ir kt.);
- Reguliuoja fermentų aktyvumą (fermentų fosforilinimo/defosforilinimo reakcijos, dalis inozitolio trifosfato – inozitolio trifosfato sistemos komponento);
- Dalyvauja medžiagų katabolizme (fosfolizės reakcija);
- Reguliuoja CBS, nes sudaro fosfatinį buferį. Neutralizuoja ir pašalina protonus iš šlapimo.
Kalcio, magnio ir fosfatų pasiskirstymas organizme
Suaugusio žmogaus organizme yra apie 1 kg fosforo: Kauluose ir dantyse yra 85 % fosforo; Ekstraląstelinis skystis – 1% fosforo. Serume... Magnio koncentracija kraujo plazmoje yra 0,7-1,2 mmol/l.Kalcio, magnio ir fosfatų mainai organizme
Su maistu per dieną reikia gauti kalcio – 0,7–0,8 g, magnio – 0,22–0,26 g, fosforo – 0,7–0,8 g. Kalcis prastai pasisavinamas 30-50%, fosforas gerai pasisavinamas 90%.
Be virškinimo trakto, jo rezorbcijos metu iš kaulinio audinio į kraujo plazmą patenka kalcis, magnis ir fosforas. Kalcio mainai tarp kraujo plazmos ir kaulinio audinio yra 0,25–0,5 g per parą, fosforo – 0,15–0,3 g per dieną.
Kalcis, magnis ir fosforas iš organizmo išsiskiria per inkstus su šlapimu, per virškinamąjį traktą su išmatomis ir per odą su prakaitu.
Mainų reguliavimas
Pagrindiniai kalcio, magnio ir fosforo apykaitos reguliatoriai yra prieskydinės liaukos hormonas, kalcitriolis ir kalcitoninas.
Parathormonas
Prieskydinių liaukų hormono sekreciją skatina maža Ca2+, Mg2+ koncentracija ir didelė fosfatų koncentracija, o vitaminas D3 slopina. Hormonų skilimo greitis mažėja esant žemai Ca2+ koncentracijai ir... Parathormonas veikia kaulus ir inkstus. Jis stimuliuoja į insuliną panašaus augimo faktoriaus 1 sekreciją osteoblastais ir...Hiperparatiroidizmas
Hiperparatiroidizmas sukelia: 1. kaulų irimą, iš jų mobilizuojantis kalciui ir fosfatams... 2. hiperkalcemija, su padidėjusia kalcio reabsorbcija inkstuose. Hiperkalcemija sumažina nervų ir raumenų...Hipoparatiroidizmas
Hipoparatiroidizmą sukelia prieskydinių liaukų nepakankamumas ir kartu su hipokalcemija. Hipokalcemija sukelia padidėjusį nervų ir raumenų laidumą, tonizuojančių traukulių priepuolius, kvėpavimo raumenų ir diafragmos traukulius bei laringospazmą.
Kalcitriolis
1. Odoje, veikiant UV spinduliuotei, susidaro 7-dehidrocholesterolis... 2. Kepenyse 25-hidroksilazė cholekalciferolį hidroksilina į kalcidiolį (25-hidroksicholekalciferolis, 25(OH)D3)....Kalcitoninas
Kalcitoninas yra polipeptidas, susidedantis iš 32 AA su viena disulfidine jungtimi, kurią išskiria skydliaukės parafolikulinės K ląstelės arba prieskydinių liaukų C ląstelės.
Kalcitonino sekreciją skatina didelės Ca 2+ ir gliukagono koncentracijos, o slopina mažos Ca 2+ koncentracijos.
Kalcitoninas:
1. slopina osteolizę (mažina osteoklastų aktyvumą) ir slopina Ca 2+ išsiskyrimą iš kaulo;
2. inkstų kanalėliuose slopina Ca 2+, Mg 2+ ir fosfatų reabsorbciją;
3. stabdo virškinimą virškinimo trakte,
Kalcio, magnio ir fosfatų kiekio pokyčiai sergant įvairiomis patologijomis
Ca2+ koncentracijos padidėjimas kraujo plazmoje stebimas esant: prieskydinių liaukų hiperfunkcijai; kaulų lūžiai; poliartritas; daugkartinis... Fosfatų koncentracijos sumažėjimas kraujo plazmoje stebimas sergant: rachitu; ... Fosfatų koncentracijos padidėjimas kraujo plazmoje stebimas esant: prieskydinių liaukų hipofunkcijai; perdozavimas…Mikroelementų vaidmuo: Mg2+, Mn2+, Co, Cu, Fe2+, Fe3+, Ni, Mo, Se, J. Ceruloplazmino svarba, Konovalovo-Vilsono liga.
Manganas - aminoacil-tRNR sintetazės kofaktorius.
Biologinis Na+, Cl-, K+, HCO3- – pagrindinių elektrolitų – vaidmuo, reikšmė CBS reguliavime. Metabolizmas ir biologinis vaidmuo. Anijonų skirtumas ir jo korekcija.
Sumažėjęs chloridų kiekis kraujo serume: hipochloreminė alkalozė (po vėmimo), respiracinė acidozė, gausus prakaitavimas, nefritas su... Padidėjęs chloridų išsiskyrimas su šlapimu: hipoaldosteronizmas (Adisono liga),... Sumažėjęs chloridų išsiskyrimas su šlapimu : Chloridų netekimas vėmimo metu, viduriavimas, Kušingo liga, galutinė inkstų fazė...PASKAITA Nr.25
Tema: CBS
2 kursas. Rūgščių-šarmų būsena (ABS) – santykinė reakcijos pastovumas...Biologinė pH reguliavimo reikšmė, pažeidimų pasekmės
PH nukrypimas nuo normos 0,1 sukelia pastebimus kvėpavimo, širdies ir kraujagyslių, nervų ir kitų organizmo sistemų sutrikimus. Sergant acidemija, pasireiškia: 1. padažnėjęs kvėpavimas iki staigaus dusulio, sutrinka kvėpavimas dėl bronchų spazmo;Pagrindiniai NV reguliavimo principai
CBS reguliavimas grindžiamas 3 pagrindiniais principais:
1. pH pastovumas . CBS reguliavimo mechanizmai palaiko pastovų pH.
2. izosmoliarumas . Reguliuojant CBS dalelių koncentracija tarpląsteliniame ir tarpląsteliniame skystyje nekinta.
3. elektros neutralumas . Reguliuojant CBS teigiamų ir neigiamų dalelių skaičius tarpląsteliniame ir tarpląsteliniame skystyje nekinta.
PASLAUGŲ REGULIAVIMO MECHANIZMAI
Iš esmės yra 3 pagrindiniai CBS reguliavimo mechanizmai:
- Fizikinis-cheminis mechanizmas , tai yra kraujo ir audinių buferinės sistemos;
- Fiziologinis mechanizmas , tai organai: plaučiai, inkstai, kaulinis audinys, kepenys, oda, virškinimo traktas.
- Metabolinis (ląstelių lygiu).
Yra esminių šių mechanizmų veikimo skirtumų:
Fizikiniai ir cheminiai CBS reguliavimo mechanizmai
Buferis yra sistema, susidedanti iš silpnos rūgšties ir jos druskos su stipria baze (konjuguota rūgšties ir bazės pora).
Buferinės sistemos veikimo principas yra toks, kad ji suriša H +, kai yra perteklius, ir atpalaiduoja H +, kai yra trūkumas: H + + A - ↔ AN. Taigi buferinė sistema yra linkusi atsispirti bet kokiems pH pokyčiams, o vienas iš buferinės sistemos komponentų yra sunaudojamas ir jį reikia atkurti.
Buferinės sistemos pasižymi rūgščių-šarmų poros komponentų santykiu, talpa, jautrumu, lokalizacija ir palaikoma pH verte.
Tiek kūno ląstelėse, tiek išorėje yra daug buferių. Pagrindinės organizmo buferinės sistemos yra bikarbonatas, fosfatinis baltymas ir jo atmaina, hemoglobino buferis. Apie 60 % rūgščių ekvivalentų suriša viduląstelinės buferinės sistemos, o apie 40 % – tarpląstelinės.
Bikarbonato (hidrokarbonato) buferis
Jį sudaro H 2 CO 3 ir NaHCO 3 santykiu 1/20 ir daugiausia yra tarpląsteliniame skystyje. Kraujo serume esant pCO 2 = 40 mm Hg, Na koncentracijai + 150 mmol/l, jis palaiko pH = 7,4. Bikarbonatinį buferį suteikia fermentas karboanhidrazė ir raudonųjų kraujo kūnelių bei inkstų 3 juostos baltymas.
Bikarbonatinis buferis yra vienas iš svarbiausių buferių organizme dėl savo savybių:
- Nepaisant mažos talpos - 10%, bikarbonatinis buferis yra labai jautrus, jis suriša iki 40% viso „papildomo“ H +;
- Bikarbonatinis buferis integruoja pagrindinių buferinių sistemų darbą ir fiziologinius CBS reguliavimo mechanizmus.
Šiuo atžvilgiu bikarbonato buferis yra CBS rodiklis, nustatant jo komponentus, diagnozuojant CBS.
Fosfatinis buferis
Jį sudaro rūgštiniai NaH 2 PO 4 ir baziniai Na 2 HPO 4 fosfatai, daugiausia lokalizuoti ląstelių skystyje (14 % fosfatų ląstelėje, 1 % tarpląsteliniame skystyje). Rūgščių ir bazinių fosfatų santykis kraujo plazmoje yra ¼, šlapime - 25/1.
Fosfatinis buferis užtikrina CBS reguliavimą ląstelės viduje, bikarbonatinio buferio regeneraciją tarpląsteliniame skystyje ir H + išsiskyrimą su šlapimu.
Baltymų buferis
Amino ir karboksilo grupių buvimas baltymuose suteikia jiems amfoterinių savybių – jos pasižymi rūgščių ir bazių savybėmis, sudarydamos buferinę sistemą.
Baltymų buferis susideda iš baltymo-H ir baltymo-Na, jis daugiausia lokalizuotas ląstelėse. Svarbiausias baltymų buferis kraujyje yra hemoglobino .
Hemoglobino buferis
Hemoglobino buferis randamas raudonuosiuose kraujo kūneliuose ir turi keletą savybių:
- jis turi didžiausią talpą (iki 75%);
- jo darbas yra tiesiogiai susijęs su dujų mainais;
- jis susideda ne iš vienos, o iš 2 porų: HHb↔H + + Hb - ir HHbО 2 ↔H + + HbO 2 -;
HbO 2 yra gana stipri rūgštis, ji netgi stipresnė už anglies rūgštį. HbO 2 rūgštingumas, palyginti su Hb, yra 70 kartų didesnis, todėl oksihemoglobinas daugiausia yra kalio druskos (KHbO 2) pavidalu, o deoksihemoglobinas – nedisocijuotos rūgšties (HHb) pavidalu.
Hemoglobino ir bikarbonato buferio darbas
Fiziologiniai CBS reguliavimo mechanizmai
Organizme susidariusios rūgštys ir bazės gali būti lakios arba nelakios. Lakioji H2CO3 susidaro iš CO2, galutinio aerobinio... Nelakiosios rūgštys laktatas, ketoniniai kūnai ir riebalų rūgštys kaupiasi... Lakiosios rūgštys iš organizmo pasišalina daugiausia per plaučius su iškvepiamu oru, nelakiosiomis rūgštimis. - per inkstus su šlapimu.Plaučių vaidmuo reguliuojant CBS
Dujų mainų plaučiuose reguliavimas ir atitinkamai H2CO3 išsiskyrimas iš organizmo vyksta impulsų srautu iš chemoreceptorių ir... Įprastai per parą plaučiai išskiria 480 litrų CO2, kas prilygsta 20 molių. H2CO3... Plaučių CBS palaikymo mechanizmai yra labai veiksmingi, jie gali išlyginti CBS pažeidimą 50-70 %...Inkstų vaidmuo reguliuojant CBS
Inkstai reguliuoja CBS: 1. šalindami iš organizmo H+ acidogenezės, amoniagenezės reakcijose ir... 2. sulaikydami Na+ organizme. Na+,K+-ATPazė reabsorbuoja Na+ iš šlapimo, kuris kartu su karboanhidraze ir acidogeneze...Kaulų vaidmuo reguliuojant CBS
1. Ca3(PO4)2 + 2H2CO3 → 3 Ca2+ + 2HPO42- + 2HCO3- 2. 2HPO42- + 2HCO3- + 4HA → 2H2PO4- (šlapime) + 2H2O + 2CO2 + 4A- 3. → A- + Ca2+ šlapime)Kepenų vaidmuo reguliuojant CBS
Kepenys reguliuoja CBS:
1. aminorūgščių, keto rūgščių ir laktato pavertimas neutralia gliukoze;
2. stiprios amoniako bazės pavertimas silpnai šarminiu karbamidu;
3. sintezuoja kraujo baltymus, kurie sudaro baltymų buferį;
4. sintetina glutaminą, kurį inkstai naudoja amoniogenezei.
Kepenų nepakankamumas sukelia metabolinės acidozės vystymąsi.
Tuo pačiu metu kepenys sintezuoja ketoninius kūnus, kurie hipoksijos, badavimo ar diabeto sąlygomis prisideda prie acidozės.
Virškinimo trakto įtaka CBS
Virškinimo traktas turi įtakos CBS būklei, nes virškinimo proceso metu jis naudoja HCl ir HCO 3. Pirma, HCl išskiriama į skrandžio spindį, o HCO 3 kaupiasi kraujyje ir vystosi alkalozė. Tada HCO 3 – iš kraujo su kasos sultimis patenka į žarnyno spindį ir atstatomas CO2 balansas kraujyje. Kadangi maistas, patenkantis į kūną, ir išmatos, kurios išsiskiria iš organizmo, dažniausiai yra neutralios, bendras poveikis CBS yra nulinis.
Esant acidozei į spindį išsiskiria daugiau HCl, kuris prisideda prie opų atsiradimo. Vėmimas gali kompensuoti acidozę, o viduriavimas – pasunkinti. Ilgalaikis vėmimas sukelia vaikų alkalozės vystymąsi, tai gali turėti rimtų pasekmių, net mirtį.
Ląstelinis CBS reguliavimo mechanizmas
Be nagrinėjamų fizikinių, cheminių ir fiziologinių CBS reguliavimo mechanizmų, taip pat yra ląstelių mechanizmas CBS reguliavimas. Jo veikimo principas yra tas, kad perteklinis H + kiekis gali būti dedamas į ląsteles mainais į K +.
NUOTŲ RODIKLIAI
1. pH – (vandenilio galia – vandenilio stiprumas) – H+ koncentracijos neigiamas dešimtainis logaritmas (-lg). Norma kapiliariniame kraujyje yra 7,37 - 7,45,... 2. рСО2 – dalinis anglies dioksido slėgis, kuris yra pusiausvyroje su... 3. рО2 – dalinis deguonies slėgis visame kraujyje. Kapiliariniame kraujyje norma yra 83 - 108 mmHg, veniniame...KVĖPAVIMO PAŽEIDIMAI
CBS korekcija yra adaptyvi organo reakcija, sukėlusi CBS pažeidimą. Yra du pagrindiniai CBS sutrikimų tipai – acidozė ir alkalozė.Acidozė
aš. Dujos (kvėpavimas) . Būdingas CO 2 kaupimasis kraujyje ( pCO 2 =, AB, SB, BB=N,).
1). CO 2 išsiskyrimo sunkumas, esant išorinio kvėpavimo sutrikimams (plaučių hipoventiliacija sergant bronchine astma, pneumonija, kraujotakos sutrikimai su stagnacija plaučių apskritime, plaučių edema, emfizema, plaučių atelektazė, kvėpavimo centro slopinimas esant įtakai daugelio toksinų ir vaistų, tokių kaip morfinas ir kt.) (рСО 2 =, рО 2 =↓, AB, SB, BB = N,).
2). didelė CO 2 koncentracija aplinkoje (uždaros erdvės) (pCO 2 =, pO 2, AB, SB, BB=N,).
3). anestezijos-kvėpavimo įrangos gedimai.
Esant dujų acidozei, kaupiasi kraujyje. CO 2, H 2 CO 3 ir pH sumažėjimas. Acidozė skatina Na + reabsorbciją inkstuose ir po kurio laiko kraujyje padidėja AB, SB, BB ir kaip kompensacija išsivysto išskyrimo alkalozė.
Sergant acidoze, H 2 PO 4 - kaupiasi kraujo plazmoje, kuri negali būti reabsorbuojama inkstuose. Dėl to jis intensyviai išsiskiria, sukelia fosfaturija .
Norėdami kompensuoti acidozę, inkstai intensyviai išskiria chloridus su šlapimu, todėl hipochemija .
H+ perteklius patenka į ląsteles, o mainais K+ palieka ląsteles, sukeldamas hiperkalemija .
K+ perteklius intensyviai šalinamas su šlapimu, o tai per 5-6 dienas sukelia hipokalemija .
II. Ne dujinis. Būdingas nelakiųjų rūgščių kaupimasis (pCO 2 =↓,N, AB, SB, BB=↓).
1). Metabolinis. Vystosi esant audinių metabolizmo sutrikimams, kuriuos lydi per didelis nelakiųjų rūgščių susidarymas ir kaupimasis arba bazių praradimas (pCO 2 =↓,N, AR = , AB, SB, BB=↓).
A). Ketoacidozė. Sergant diabetu, badavimu, hipoksija, karščiavimu ir kt.
b). Pieno rūgšties acidozė. Dėl hipoksijos, kepenų funkcijos sutrikimo, infekcijų ir kt.
V). Acidozė. Atsiranda dėl organinių ir neorganinių rūgščių kaupimosi intensyvių uždegiminių procesų, nudegimų, traumų ir kt.
Sergant metaboline acidoze, kaupiasi nelakiosios rūgštys, mažėja pH. Sunaudojamos buferinės sistemos, neutralizuojančios rūgštys, dėl to sumažėja koncentracija kraujyje. AB, SB, BB ir kyla AR.
H + nelakiosios rūgštys, sąveikaudamos su HCO 3 - duoda H 2 CO 3, kuris skyla į H 2 O ir CO 2, o pačios nelakios rūgštys sudaro druskas su Na + bikarbonatais. Žemas pH ir didelis pCO 2 skatina kvėpavimą, dėl to pCO 2 kraujyje normalizuojasi arba mažėja, vystantis dujų alkalozei.
H + perteklius kraujo plazmoje juda į ląstelę, o mainais K + palieka ląstelę, kraujo plazmoje atsiranda laikina būsena. hiperkalemija ir ląstelės - hipokalgistija . K+ intensyviai išsiskiria su šlapimu. Per 5-6 dienas K+ kiekis plazmoje normalizuojasi, o vėliau tampa mažesnis nei normalus. hipokalemija ).
Inkstuose suaktyvėja acidogenezės, amoniogenezės ir plazmos bikarbonato trūkumo papildymo procesai. Mainais už HCO 3 - Cl - aktyviai išsiskiria su šlapimu, vystosi hipochloremija .
Klinikinės metabolinės acidozės apraiškos:
- mikrocirkuliacijos sutrikimai . Veikiant katecholaminams sumažėja kraujotaka ir išsivysto sąstingis, keičiasi reologinės kraujo savybės, o tai prisideda prie acidozės gilėjimo.
- pažeidimas ir padidėjęs kraujagyslių sienelės pralaidumas esant hipoksijai ir acidozei. Sergant acidoze, padidėja kininų kiekis plazmoje ir tarpląsteliniame skystyje. Kininai sukelia vazodilataciją ir žymiai padidina pralaidumą. Hipotenzija vystosi. Apibūdinti mikrovaskuliarinių kraujagyslių pokyčiai prisideda prie trombų susidarymo ir kraujavimo proceso.
Kai kraujo pH yra mažesnis nei 7,2, sumažėjęs širdies tūris .
- Kussmaulo kvėpavimas (kompensacinė reakcija, skirta CO 2 pertekliui išleisti).
2. Išskyrimo. Jis vystosi, kai sutrinka acidogenezės ir amoniagenezės procesai inkstuose arba kai išmatose per daug netenkama bazinių valentingumo.
A). Rūgščių susilaikymas esant inkstų nepakankamumui (lėtinis difuzinis glomerulonefritas, nefrosklerozė, difuzinis nefritas, uremija). Šlapimas yra neutralus arba šarminis.
b). Šarminių medžiagų netekimas: inkstų (inkstų kanalėlių acidozė, hipoksija, apsinuodijimas sulfonamidais), gastroenterinis (viduriavimas, padidėjęs seilėtekis).
3. Egzogeninis.
Rūgščių maisto produktų, vaistų (amonio chlorido; didelio kiekio kraujo pakaitalų tirpalų ir skysčių perpylimas parenteriniam maitinimui, kurių pH normalus<7,0) и при отравлениях (салицилаты, этанол, метанол, этиленгликоль, толуол и др.).
4. Kombinuotas.
Pavyzdžiui, ketoacidozė + laktatacidozė, metabolinė + šalinimo ir kt.
III. Mišrus (dujos + nedujos).
Atsiranda asfiksija, širdies ir kraujagyslių nepakankamumas ir kt.
Alkalozė
1). padidėjęs CO2 pašalinimas, suaktyvėjant išoriniam kvėpavimui (plaučių hiperventiliacija su kompensaciniu dusuliu, lydinčiu daugybę ligų, tarp jų... 2). O2 trūkumas įkvepiamame ore sukelia plaučių hiperventiliaciją ir... Dėl hiperventiliacijos sumažėja pCO2 kiekis kraujyje ir padidėja pH. Alkalozė slopina Na+ reabsorbciją inkstuose,...Nedujinė alkalozė
Literatūra
1. Serumo arba plazmos bikarbonatai /R. Murray, D. Grenner, P. Mayes, V. Rodwell // Žmogaus biochemija: 2 tomai. T.2. Per. iš anglų kalbos: - M.: Mir, 1993. - 370-371 p.
2. Kraujo buferinės sistemos ir rūgščių-šarmų balansas / T.T. Berezovas, B.F. Korovkinas // Biologinė chemija: vadovėlis / Red. RAMS S.S. Debova. - 2 leidimas. perdirbtas ir papildomas - M.: Medicina, 1990. - 452-457 p.
Ką darysime su gauta medžiaga:
Jei ši medžiaga jums buvo naudinga, galite ją išsaugoti savo puslapyje socialiniuose tinkluose:
Vanduo yra terpė, kurioje vyksta dauguma medžiagų apykaitos reakcijų. Jis tiesiogiai dalyvauja metabolizme. Vanduo vaidina tam tikrą vaidmenį kūno termoreguliacijos procesuose. Vandens pagalba į audinius ir ląsteles tiekiamos maistinės medžiagos ir iš jų pašalinami galutiniai medžiagų apykaitos produktai.
Vandenį iš organizmo išskiria inkstai – 1,2–1,5 l, oda – 0,5 l, plaučiai – 0,2–0,3 l. Vandens mainus reguliuoja neurohormoninė sistema. Vandens sulaikymą organizme skatina antinksčių žievės hormonai (kortizonas, aldosteronas) ir užpakalinės hipofizės skilties hormonas vazopresinas. Skydliaukės hormonas tiroksinas padidina vandens išsiskyrimą iš organizmo.
^
MINERALŲ MEDŽIAGOS
Mineralinės druskos yra viena iš pagrindinių maisto medžiagų. Mineraliniai elementai neturi maistinės vertės, tačiau jų organizmui reikia kaip medžiagų, reguliuojančių medžiagų apykaitą, palaikant osmosinį slėgį, užtikrinančių pastovų organizmo vidinio ir ekstraląstelinio skysčio pH. Daugelis mineralinių elementų yra struktūriniai fermentų ir vitaminų komponentai.
Žmogaus ir gyvūnų organų ir audinių sudėtis apima makroelementus ir mikroelementus. Pastarųjų organizme yra labai mažais kiekiais. Įvairiuose gyvuose organizmuose, kaip ir žmogaus organizme, daugiausia deguonies, anglies, vandenilio ir azoto randama. Šie elementai, taip pat fosforas ir siera, yra gyvų ląstelių dalis įvairių junginių pavidalu. Makroelementai taip pat yra natris, kalis, kalcis, chloras ir magnis. Gyvūnų organizme buvo rasti šie mikroelementai: varis, manganas, jodas, molibdenas, cinkas, fluoras, kobaltas ir kt. Geležis užima tarpinę padėtį tarp makro ir mikroelementų.
Mineralai į organizmą patenka tik su maistu. Tada per žarnyno gleivinę ir kraujagysles į vartų veną ir kepenis. Kepenys išlaiko kai kurias mineralines medžiagas: natrį, geležį, fosforą. Geležis yra hemoglobino dalis, dalyvaujanti deguonies pernešime, taip pat redokso fermentų sudėtyje. Kalcis yra kaulinio audinio dalis ir suteikia jam stiprumo. Be to, jis vaidina svarbų vaidmenį kraujo krešėjimui. Fosforas, kurio be laisvo (neorganinio) yra junginiuose su baltymais, riebalais ir angliavandeniais, labai naudingas organizmui. Magnis reguliuoja nervų ir raumenų jaudrumą ir aktyvina daugelį fermentų. Kobaltas yra vitamino B12 dalis. Jodas dalyvauja skydliaukės hormonų formavime. Fluoras randamas dantų audiniuose. Natris ir kalis turi didelę reikšmę palaikant kraujo osmosinį slėgį.
Mineralinių medžiagų apykaita glaudžiai susijusi su organinių medžiagų (baltymų, nukleorūgščių, angliavandenių, lipidų) apykaita. Pavyzdžiui, kobalto, mangano, magnio ir geležies jonai būtini normaliai aminorūgščių apykaitai. Chloro jonai aktyvina amilazę. Kalcio jonai aktyvina lipazę. Riebalų rūgščių oksidacija vyksta intensyviau, kai yra vario ir geležies jonų.
^
12 SKYRIUS. VITAMINAI
Vitaminai yra mažos molekulinės masės organiniai junginiai, kurie yra esminė maisto sudedamoji dalis. Gyvūnuose jie nėra sintetinami. Pagrindinis žmogaus kūno ir gyvūnų šaltinis yra augalinis maistas.
Vitaminai yra biologiškai aktyvios medžiagos. Jų nebuvimą ar maisto trūkumą lydi staigus gyvybinių procesų sutrikimas, dėl kurio atsiranda rimtų ligų. Vitaminų poreikį lemia tai, kad daugelis jų yra fermentų ir kofermentų komponentai.
Vitaminai yra labai įvairūs savo chemine struktūra. Jie skirstomi į dvi grupes: vandenyje tirpius ir riebaluose tirpius.
^ VANDENI TIRPUS VITAMINAI
1. Vitaminas B 1 (tiaminas, aneurinas). Jo cheminei struktūrai būdinga aminų grupė ir sieros atomas. Alkoholio grupės buvimas vitamine B1 leidžia sudaryti esterius su rūgštimis. Tiaminas, susijungęs su dviem fosforo rūgšties molekulėmis, sudaro esterio tiamino difosfatą, kuris yra vitamino kofermento forma. Tiamino difosfatas yra dekarboksilazių kofermentas, kuris katalizuoja α-keto rūgščių dekarboksilinimą. Trūkstant arba nepakankamai patekus į organizmą vitamino B1, angliavandenių apykaita tampa neįmanoma. Pažeidimai atsiranda piruvo ir α-ketoglutaro rūgščių panaudojimo stadijoje.
2. Vitaminas B 2 (riboflavinas). Šis vitaminas yra metilintas izoaloksazino darinys, prijungtas prie 5-hidroksilio alkoholio ribitolio.
Organizme riboflavinas esterio su fosforo rūgštimi pavidalu yra dalis flavino fermentų protezinės grupės (FMN, FAD), kurie katalizuoja biologinius oksidacijos procesus, užtikrindami vandenilio pernešimą kvėpavimo grandinėje, taip pat riebalų rūgščių sintezė ir skaidymas.
3. Vitaminas B 3 (pantoteno rūgštis). Pantoteno rūgštis susideda iš -alanino ir dioksidimetilsviesto rūgšties, sujungtos peptidine jungtimi. Biologinė pantoteno rūgšties reikšmė yra ta, kad ji yra kofermento A dalis, kuri atlieka didžiulį vaidmenį angliavandenių, riebalų ir baltymų apykaitoje.
4. Vitaminas B 6 (piridoksinas). Pagal cheminę prigimtį vitaminas B6 yra piridino darinys. Fosforilintas piridoksino darinys yra fermentų, katalizuojančių aminorūgščių apykaitos reakcijas, kofermentas.
5. Vitaminas B 12 (kobalaminas). Vitamino cheminė struktūra yra labai sudėtinga. Jame yra keturi pirolio žiedai. Centre yra kobalto atomas, prijungtas prie pirolio žiedų azoto.
Vitaminas B12 vaidina svarbų vaidmenį perduodant metilo grupes, taip pat nukleino rūgščių sintezę.
6. Vitaminas PP (nikotino rūgštis ir jos amidas). Nikotino rūgštis yra piridino darinys.
Nikotino rūgšties amidas yra neatskiriama kofermentų NAD + ir NADP +, kurie yra dehidrogenazių dalis, dalis.
7. Folio rūgštis (vitaminas B c). Išskirtas iš špinatų lapų (lot. folium – lapas). Folio rūgštyje yra paraaminobenzenkarboksirūgšties ir glutamo rūgšties. Folio rūgštis vaidina svarbų vaidmenį nukleino rūgščių metabolizme ir baltymų sintezėje.
8. Para-aminobenzenkarboksirūgštis. Jis vaidina svarbų vaidmenį folio rūgšties sintezėje.
9. Biotinas (vitaminas H). Biotinas yra fermento, katalizuojančio karboksilinimo (CO 2 pridėjimo prie anglies grandinės) procesą, dalis. Biotinas yra būtinas riebalų rūgščių ir purinų sintezei.
10. Vitaminas C (askorbo rūgštis). Askorbo rūgšties cheminė struktūra yra artima heksozėms. Ypatinga šio junginio savybė yra jo gebėjimas grįžtamai oksiduotis, kad susidarytų dehidroaskorbo rūgštis. Abu šie junginiai turi vitaminų aktyvumą. Askorbo rūgštis dalyvauja organizmo redokso procesuose, apsaugo SH grupės fermentus nuo oksidacijos, turi savybę dehidratuoti toksinus.
^ RIEBALUS TIRPUS VITAMINAI
Šiai grupei priskiriami A, D, E, K- ir kt. grupių vitaminai.
1. A grupės vitaminai. Vitaminas A 1 (retinolis, antikseroftalminis) savo chemine prigimtimi artimas karotinams. Tai ciklinis monohidroksis alkoholis .
2. D grupės vitaminai (antirachitinis vitaminas). D grupės vitaminai savo chemine struktūra yra artimi steroliams. Vitaminas D 2 susidaro iš ergosterolio mielėse, o vitaminas D 3 susidaro iš 7-dehidrocholesterolio gyvūnų audiniuose, veikiant ultravioletiniams spinduliams.
3. E grupės vitaminai (, , -tokoferoliai). Pagrindiniai vitamino E trūkumo pokyčiai atsiranda reprodukcinėje sistemoje (netenkama vaisiaus gimdymo, degeneraciniai pokyčiai spermoje). Tuo pačiu metu vitamino E trūkumas daro žalą įvairiems audiniams.
4. K grupės vitaminai. Pagal savo cheminę struktūrą šios grupės vitaminai (K 1 ir K 2) priklauso naftochinonams. Būdingas vitamino K trūkumo požymis yra poodinių, intramuskulinių ir kitų kraujosruvų atsiradimas bei sutrikęs kraujo krešėjimas. To priežastis yra baltymo protrombino, kraujo krešėjimo sistemos komponento, sintezės pažeidimas.
ANTIVITAMINAI
Antivitaminai yra vitaminų antagonistai: dažnai šios medžiagos savo struktūra yra labai artimos atitinkamiems vitaminams, o tada jų veikimas grindžiamas antivitamino „konkurenciniu“ atitinkamo vitamino išstūmimu iš jo komplekso fermentų sistemoje. Dėl to susidaro „neaktyvus“ fermentas, sutrinka medžiagų apykaita ir susergama sunkia liga. Pavyzdžiui, sulfonamidai yra para-aminobenzenkarboksirūgšties antivitaminai. Vitamino B1 antivitaminas yra piritiaminas.Taip pat yra struktūriškai skirtingų antivitaminų, kurie gali surišti vitaminus, atimdami jiems vitaminų aktyvumą.
^
13 SKYRIUS. HORMONAI
Hormonai, kaip ir vitaminai, yra biologiškai aktyvios medžiagos ir yra medžiagų apykaitos bei fiziologinių funkcijų reguliatoriai. Jų reguliuojamasis vaidmuo sumažinamas iki fermentų sistemų aktyvinimo ar slopinimo, biologinių membranų pralaidumo ir medžiagų pernešimo per jas pokyčius, įvairių biosintezės procesų, įskaitant fermentų sintezę, stimuliavimo ar sustiprinimo.
Hormonai gaminasi endokrininėse liaukose, kurios neturi šalinimo latakų ir išskiria savo išskyras tiesiai į kraują. Endokrininės liaukos apima skydliaukę, prieskydinę liauką (šalia skydliaukės), lytines liaukas, antinksčius, hipofizę, kasą ir užkrūčio liaukas.
Ligos, atsirandančios sutrikus vienos ar kitos endokrininės liaukos funkcijoms, yra arba jos hipofunkcijos (sumažėjusios hormonų sekrecijos), arba hiperfunkcijos (per didelės hormonų sekrecijos) pasekmė.
Pagal cheminę struktūrą hormonai gali būti suskirstyti į tris grupes: baltyminiai hormonai; hormonai, gauti iš aminorūgšties tirozino, ir steroidinės struktūros hormonai.
^ BALTYMINIAI HORMONAI
Tai apima kasos, priekinės hipofizės ir prieskydinių liaukų hormonus.
Kasos hormonai – insulinas ir gliukagonas – dalyvauja reguliuojant angliavandenių apykaitą. Savo veiksmu jie yra vienas kito antagonistai. Insulinas mažina, o gliukagonas padidina cukraus kiekį kraujyje.
Hipofizės hormonai reguliuoja daugelio kitų endokrininių liaukų veiklą. Jie apima:
Somatotropinis hormonas (GH) – augimo hormonas, skatina ląstelių augimą, didina biosintezės procesų lygį;
Skydliaukę stimuliuojantis hormonas (TSH) – skatina skydliaukės veiklą;
Adrenokortikotropinis hormonas (AKTH) – reguliuoja kortikosteroidų biosintezę antinksčių žievėje;
Gonadotropiniai hormonai reguliuoja lytinių liaukų veiklą.
^ TIROZINO SERIJOS HORMONAI
Tai apima skydliaukės hormonus ir antinksčių šerdies hormonus. Pagrindiniai skydliaukės hormonai yra tiroksinas ir trijodtironinas. Šie hormonai yra joduoti aminorūgšties tirozino dariniai. Sumažėjus skydliaukės funkcijai, sumažėja medžiagų apykaitos procesai. Skydliaukės hiperfunkcija padidina bazinį metabolizmą.
Antinksčių šerdis gamina du hormonus – adrenaliną ir norepinefriną. Šios medžiagos padidina kraujospūdį. Adrenalinas turi didelę įtaką angliavandenių apykaitai – padidina gliukozės kiekį kraujyje.
^ STEROIDINIAI HORMONAI
Šiai klasei priklauso antinksčių žievės ir lytinių liaukų (kiaušidžių ir sėklidžių) gaminami hormonai. Pagal cheminę prigimtį jie yra steroidai. Antinksčių žievė gamina kortikosteroidus, juose yra C 21 atomo. Jie skirstomi į mineralokortikoidus, iš kurių aktyviausi yra aldosteronas ir deoksikortikosteronas. ir gliukokortikoidai – kortizolis (hidrokortizonas), kortizonas ir kortikosteronas. Gliukokortikoidai turi didelę įtaką angliavandenių ir baltymų apykaitai. Mineralokortikoidai daugiausia reguliuoja vandens ir mineralų apykaitą.
Yra vyriški (androgenai) ir moteriški (estrogenai) lytiniai hormonai. Pirmieji yra C19-, o antrieji C18-steroidai. Androgenai yra testosteronas, androstenedionas ir kt., o estrogenai – estradiolis, estronas ir estriolis. Aktyviausi yra testosteronas ir estradiolis. Lytiniai hormonai lemia normalų lytinį vystymąsi, antrinių lytinių požymių formavimąsi, įtakoja medžiagų apykaitą.
^ 14 SKYRIUS. RACIONALIOS MITYBOS BIOCHEMINIAI PAGRINDAI
Mitybos problemoje galima išskirti tris tarpusavyje susijusias dalis: racionalią mitybą, gydomąją ir gydomąją-profilaktinę. Pagrindas yra vadinamoji racionali mityba, nes ji sukurta atsižvelgiant į sveiko žmogaus poreikius, priklausomai nuo amžiaus, profesijos, klimato ir kitų sąlygų. Subalansuotos mitybos pagrindas – subalansuota ir tinkama mityba. Racionali mityba – tai priemonė normalizuoti organizmo būklę ir palaikyti aukštą jo darbingumą.
Su maistu į žmogaus organizmą patenka angliavandeniai, baltymai, riebalai, aminorūgštys, vitaminai, mineralai. Šių medžiagų poreikis skiriasi ir yra nulemtas fiziologinės organizmo būklės. Augančiam organizmui reikia daugiau maisto. Sportuojantis ar fizinį darbą dirbantis žmogus išeikvoja daug energijos, todėl jam taip pat reikia daugiau maisto nei sėdinčiam žmogui.
Žmogaus mityboje baltymų, riebalų ir angliavandenių kiekis turi būti 1:1:4, t.y., reikia suvartoti 1 g baltymų ir 4 g angliavandenių. Baltymai turėtų sudaryti apie 14% dienos kalorijų normos, riebalai apie 31%, o angliavandeniai - apie 55%.
Dabartiniame mitybos mokslo raidos etape neužtenka remtis vien tik iš bendro maistinių medžiagų suvartojimo. Labai svarbu nustatyti būtinų maisto komponentų (nepakeičiamųjų aminorūgščių, nesočiųjų riebalų rūgščių, vitaminų, mineralų ir kt.) proporciją racione. Šiuolaikinis mokymas apie žmogaus poreikius maistui išreiškiamas subalansuotos mitybos samprata. Pagal šią koncepciją, užtikrinti normalią gyvenimo veiklą galima ne tik aprūpinant organizmą pakankamu kiekiu energijos ir baltymų, bet ir stebint gana sudėtingus ryšius tarp daugybės nepakeičiamų mitybos veiksnių, galinčių daryti didžiausią naudingą biologinį poveikį. organizme. Subalansuotos mitybos dėsnis grindžiamas idėjomis apie kiekybinius ir kokybinius maisto asimiliacijos organizme procesų aspektus, tai yra visą metabolinių fermentinių reakcijų sumą.
SSRS medicinos mokslų akademijos Mitybos institutas parengė vidutinius duomenis apie suaugusio žmogaus mitybos poreikius. Daugiausia, nustatant optimalius atskirų maisto medžiagų santykius, būtent toks maistinių medžiagų santykis yra vidutiniškai reikalingas normaliai suaugusio žmogaus veiklai palaikyti. Todėl ruošiant bendras dietas ir vertinant atskirus produktus, būtina orientuotis į šiuos santykius. Svarbu atsiminti, kad žalingas ne tik atskirų esminių veiksnių trūkumas, bet ir jų perteklius. Būtinų maistinių medžiagų pertekliaus toksiškumo priežastis tikriausiai siejama su mitybos disbalansu, o tai savo ruožtu sukelia organizmo biocheminės homeostazės (vidinės aplinkos sudėties ir savybių pastovumo) sutrikimą ir ląstelių funkcionavimą. mityba.
Vargu ar galima perkelti pateiktą mitybos pusiausvyrą nepakeitus skirtingų darbo ir gyvenimo sąlygų žmonių, skirtingo amžiaus ir lyties žmonių mitybos struktūros ir pan. medžiagų apykaitos procesus ir jų hormoninį bei nervinį reguliavimą, įvairaus amžiaus ir lyties asmenims, taip pat asmenims, turintiems reikšmingų nukrypimų nuo vidutinių normalios fermentinės būklės rodiklių, būtina atlikti tam tikrus įprasto subalansuotos mitybos formulės pateikimo pakeitimus. .
SSRS medicinos mokslų akademijos Mitybos institutas pasiūlė standartus
apskaičiuojant optimalias dietas mūsų šalies gyventojams.
Šios dietos skiriasi pagal tris klimato sąlygas
zonos: šiaurinė, centrinė ir pietinė. Tačiau naujausi moksliniai duomenys rodo, kad toks skirstymas šiandien negali būti patenkinamas. Naujausi tyrimai parodė, kad mūsų šalyje šiaurė turi būti padalinta į dvi zonas: Europos ir Azijos. Šios zonos labai skiriasi viena nuo kitos klimato sąlygomis. SSRS medicinos mokslų akademijos Sibiro filialo Klinikinės ir eksperimentinės medicinos institute (Novosibirskas) atlikus ilgalaikius tyrimus buvo įrodyta, kad Azijos šiaurės sąlygomis baltymų apykaita, riebalai, angliavandeniai, vitaminai, makro- ir mikroelementai pertvarkomi, todėl reikia patikslinti žmogaus mitybos normas, atsižvelgiant į medžiagų apykaitos pokyčius. Šiuo metu plataus masto tyrimai atliekami Sibiro ir Tolimųjų Rytų gyventojų mitybos racionalizavimo srityje. Pagrindinis vaidmuo tiriant šią problemą skiriamas biocheminiams tyrimams.
Pirmieji gyvi organizmai vandenyje pasirodė maždaug prieš 3 milijardus metų, o iki šių dienų vanduo yra pagrindinis biotirpiklis.
Vanduo yra skysta terpė, kuri yra pagrindinė gyvo organizmo sudedamoji dalis, užtikrinanti jo gyvybinius fizikinius ir cheminius procesus: osmosinį slėgį, pH vertę, mineralinę sudėtį. Vanduo sudaro vidutiniškai 65% viso suaugusio gyvūno kūno svorio ir daugiau nei 70% naujagimio. Daugiau nei pusė šio vandens randama kūno ląstelėse. Atsižvelgiant į labai mažą vandens molekulinę masę, apskaičiuota, kad apie 99% visų molekulių ląstelėje yra vandens molekulės (Bohinski R., 1987).
Didelė vandens šiluminė talpa (1 g vandens pašildyti 1°C reikia 1 cal) leidžia organizmui įsisavinti didelį kiekį šilumos, ženkliai nepadidėjus šerdies temperatūrai. Dėl didelės vandens garavimo šilumos (540 cal/g) organizmas išsklaido dalį šiluminės energijos, išvengdamas perkaitimo.
Vandens molekulėms būdinga stipri poliarizacija. Vandens molekulėje kiekvienas vandenilio atomas sudaro elektronų porą su centriniu deguonies atomu. Todėl vandens molekulė turi du nuolatinius dipolius, nes didelis elektronų tankis šalia deguonies suteikia jai neigiamą krūvį, o kiekvienam vandenilio atomui būdingas sumažintas elektronų tankis ir dalinis teigiamas krūvis. Dėl to tarp vienos vandens molekulės deguonies atomo ir kitos molekulės vandenilio susidaro elektrostatiniai ryšiai, vadinami vandenilio ryšiais. Ši vandens struktūra paaiškina jo aukštas garavimo šilumos ir virimo temperatūros vertes.
Vandenilinės jungtys yra gana silpnos. Jų disociacijos energija (ryšio nutraukimo energija) skystame vandenyje yra 23 kJ/mol, palyginti su 470 kJ kovalentinės O-H jungties vandens molekulėje. Vandenilinės jungties gyvavimo trukmė svyruoja nuo 1 iki 20 pikosekundžių (1 pikosekundė = 1(G 12 s). Tačiau vandenilio ryšiai būdingi ne tik vandeniui. Jie gali atsirasti ir tarp vandenilio ir azoto atomo kitose struktūrose.
Ledo būsenoje kiekviena vandens molekulė sudaro daugiausia keturias vandenilio jungtis, sudarydama kristalinę gardelę. Priešingai, skystame vandenyje kambario temperatūroje kiekviena vandens molekulė turi vandenilio ryšius su vidutiniškai 3-4 kitomis vandens molekulėmis. Dėl šios ledo kristalinės gardelės jis yra mažiau tankus nei skystas vanduo. Todėl ledas plūduriuoja skysto vandens paviršiuje, saugodamas jį nuo užšalimo.
Taigi, vandenilio ryšiai tarp vandens molekulių suteikia sanglaudos jėgų, kurios palaiko vandenį skystu kambario temperatūroje ir paverčia molekules ledo kristalais. Atkreipkite dėmesį, kad, be vandenilinių jungčių, biomolekulėms būdingi ir kitų tipų nekovalentiniai ryšiai: joninės, hidrofobinės, van der Waals jėgos, kurios atskirai yra silpnos, tačiau kartu stipriai veikia baltymų, nukleorūgščių struktūras, polisacharidai ir ląstelių membranos.
Vandens molekulės ir jų jonizacijos produktai (H + ir OH) turi ryškų poveikį ląstelių komponentų struktūroms ir savybėms, įskaitant nukleino rūgštis, baltymus ir riebalus. Vandenilio ryšiai ne tik stabilizuoja baltymų ir nukleorūgščių struktūrą, bet ir dalyvauja biocheminėje genų ekspresijoje.
Vanduo, kaip ląstelių ir audinių vidinės aplinkos pagrindas, lemia jų cheminį aktyvumą, būdamas unikalus įvairių medžiagų tirpiklis. Vanduo padidina koloidinių sistemų stabilumą ir dalyvauja daugelyje hidrolizės ir hidrinimo reakcijų oksidacijos procesuose. Vanduo į organizmą patenka su pašaru ir geriamuoju vandeniu.
Daugelis medžiagų apykaitos reakcijų audiniuose sukelia vandens susidarymą, kuris vadinamas endogeniniu (8-12% viso kūno skysčių). Endogeninio kūno vandens šaltiniai pirmiausia yra riebalai, angliavandeniai ir baltymai. Taigi, oksiduojant 1 g riebalų, angliavandenių ir baltymų susidaro 1,07; atitinkamai 0,55 ir 0,41 g vandens. Todėl gyvūnai dykumos sąlygomis gali kurį laiką išgyventi neimdami vandens (kupranugariai net gana ilgai). Šuo miršta negėręs vandens po 10 dienų, o nevalgęs – po kelių mėnesių. Jei organizmas netenka 15–20% vandens, gyvūnas miršta.
Mažas vandens klampumas lemia nuolatinį skysčių persiskirstymą kūno organuose ir audiniuose. Vanduo patenka į virškinamąjį traktą, o tada beveik visas šis vanduo pasisavinamas atgal į kraują.
Vandens pernešimas per ląstelių membranas vyksta greitai: 30-60 minučių po to, kai gyvūnas paima vandenį, tarp tarpląstelinio ir tarpląstelinio audinių skysčio atsiranda nauja osmosinė pusiausvyra. Ekstraląstelinio skysčio tūris turi didelę įtaką kraujospūdžiui; padidėjus arba sumažėjus ekstraląstelinio skysčio kiekiui, sutrinka kraujotaka.
Vandens kiekio padidėjimas audiniuose (hiperhidrija) atsiranda esant teigiamam vandens balansui (perteklinis vandens suvartojimas dėl sutrikusios vandens-druskos apykaitos reguliavimo). Hiperhidrija sukelia skysčių kaupimąsi audiniuose (edemą). Dehidratacija pastebima, kai trūksta geriamojo vandens arba kai netenkama daug skysčių (viduriavimas, kraujavimas, padidėjęs prakaitavimas, hiperventiliacija). Gyvūnai netenka vandens dėl kūno paviršiaus, virškinimo sistemos, kvėpavimo, šlapimo takų, žindančių gyvūnų pieno.
Vandens mainai tarp kraujo ir audinių vyksta dėl hidrostatinio slėgio skirtumo arterinėje ir veninėje kraujotakos sistemose, taip pat dėl onkotinio slėgio skirtumo kraujyje ir audiniuose. Vazopresinas, hipofizės užpakalinės skilties hormonas, sulaiko vandenį organizme, reabsorbuodamas jį inkstų kanalėliuose. Antinksčių žievės hormonas aldosteronas užtikrina natrio sulaikymą audiniuose, o kartu su juo sulaikomas ir vanduo. Gyvūno vandens poreikis vidutiniškai yra 35-40 g vienam kg kūno svorio per dieną.
Atkreipkite dėmesį, kad cheminės medžiagos gyvūno kūne yra jonizuotos formos, jonų pavidalu. Jonai, priklausomai nuo krūvio ženklo, skirstomi į anijonus (neigiamai įkrautas jonas) arba katijonus (teigiamą krūvį įkrautas jonas). Elementai, kurie disocijuoja vandenyje, sudarydami anijonus ir katijonus, klasifikuojami kaip elektrolitai. Šarminių metalų druskos (NaCl, KC1, NaHC0 3), organinių rūgščių druskos (pavyzdžiui, natrio laktatas), ištirpusios vandenyje, visiškai disocijuoja ir yra elektrolitai. Cukrus ir alkoholiai, kurie lengvai tirpsta vandenyje, nesiskiria vandenyje ir neturi krūvio, todėl laikomi neelektrolitais. Anijonų ir katijonų kiekis kūno audiniuose paprastai yra vienodas.
Disocijuojančių medžiagų jonai, turintys krūvį, yra orientuoti aplink vandens dipolius. Aplink katijonus išsidėstę vandens dipoliai su jų neigiamais krūviais, o anijonus supa teigiami vandens krūviai. Tokiu atveju atsiranda elektrostatinės hidratacijos reiškinys. Dėl hidratacijos ši vandens dalis audiniuose yra surištos būsenos. Kita vandens dalis yra susijusi su įvairiomis ląstelių organelėmis, kurios sudaro vadinamąjį nejudantį vandenį.
Kūno audiniuose yra 20 esminių cheminių elementų iš visų natūralių elementų. Anglis, deguonis, vandenilis, azotas ir siera yra esminiai biomolekulių komponentai, kurių masėje vyrauja deguonis.
Cheminiai elementai organizme sudaro druskas (mineralus) ir yra biologiškai aktyvių molekulių dalis. Biomolekulės turi mažą molekulinę masę (30-1500) arba yra makromolekulės (baltymai, nukleorūgštys, glikogenas), kurių molekulinė masė yra milijonai vienetų. Atskiri cheminiai elementai (Na, K, Ca, S, P, C1) audiniuose sudaro apie 10 "2% ar daugiau (makroelementų), o kiti (Fe, Co, Cu, Zn, J, Se, Ni, Mo) , pavyzdžiui, yra žymiai mažesniais kiekiais – 10" 3 -10~ 6% (mikroelementų). Gyvūno organizme mineralai sudaro 1-3% viso kūno svorio ir pasiskirsto itin netolygiai. Tam tikruose organuose mikroelementų kiekis gali būti reikšmingas, pavyzdžiui, jodo skydliaukėje.
Po to, kai plonojoje žarnoje daug mineralinių medžiagų pasisavinama, jie patenka į kepenis, kur dalis jų nusėda, o kiti pasiskirsto po įvairius kūno organus ir audinius. Mineralai iš organizmo išsiskiria daugiausia su šlapimu ir išmatomis.
Jonų mainai tarp ląstelių ir tarpląstelinio skysčio vyksta tiek pasyviojo, tiek aktyvaus pernešimo per pusiau pralaidžias membranas pagrindu. Susidaręs osmosinis slėgis lemia ląstelių turgorą, palaiko audinių elastingumą ir organų formą. Aktyvus jonų pernešimas ar jų judėjimas į mažesnės koncentracijos terpę (prieš osmosinį gradientą) reikalauja ATP molekulių energijos sąnaudų. Aktyvus jonų pernešimas būdingas Na +, Ca 2 ~ jonams ir kartu didėja oksidaciniai procesai, kurie generuoja ATP.
Mineralų vaidmuo – palaikyti tam tikrą kraujo plazmos osmosinį slėgį, rūgščių ir šarmų pusiausvyrą, įvairių membranų pralaidumą, fermentų aktyvumo reguliavimą, biomolekulių struktūrų, įskaitant baltymus ir nukleino rūgštis, išsaugojimą, motorinių ir sekrecinių funkcijų palaikymą. virškinamojo trakto. Todėl esant daugeliui gyvūno virškinamojo trakto funkcijų sutrikimų, kaip gydomosios priemonės rekomenduojamos įvairios mineralinių druskų kompozicijos.
Svarbus ir absoliutus kiekis, ir tinkamas santykis tarp tam tikrų cheminių elementų audiniuose. Visų pirma, optimalus santykis Na:K:Cl audiniuose paprastai yra 100:1:1,5. Ryškus bruožas yra druskos jonų pasiskirstymo „asimetrija“ tarp ląstelės ir tarpląstelinės kūno audinių aplinkos.
