Prvé živé organizmy sa objavili vo vode asi pred 3 miliardami rokov a dodnes je voda hlavným biorozpúšťadlom.

Voda je kvapalné médium, ktoré je hlavnou zložkou živého organizmu, zabezpečuje jeho životne dôležité fyzikálne a chemické procesy: osmotický tlak, hodnotu pH, minerálne zloženie. Voda tvorí v priemere 65 % celkovej telesnej hmotnosti dospelého zvieraťa a viac ako 70 % novorodenca. Viac ako polovica tejto vody je vo vnútri buniek tela. Vzhľadom na veľmi malú molekulovú hmotnosť vody sa vypočítalo, že asi 99 % všetkých molekúl v bunke sú molekuly vody (Bohinski R., 1987).

Vysoká tepelná kapacita vody (1 kal potrebný na zohriatie 1 g vody o 1°C) umožňuje telu absorbovať značné množstvo tepla bez výrazného zvýšenia teploty jadra. Vďaka vysokému teplu odparovania vody (540 cal/g) telo rozptýli časť tepelnej energie, čím sa zabráni prehriatiu.

Molekuly vody sa vyznačujú silnou polarizáciou. V molekule vody tvorí každý atóm vodíka elektrónový pár s centrálnym atómom kyslíka. Preto má molekula vody dva trvalé dipóly, pretože vysoká hustota elektrónov v blízkosti kyslíka jej dáva negatívny náboj, zatiaľ čo každý atóm vodíka sa vyznačuje zníženou hustotou elektrónov a nesie čiastočný kladný náboj. Výsledkom je, že medzi atómom kyslíka jednej molekuly vody a vodíkom druhej molekuly vznikajú elektrostatické väzby, nazývané vodíkové väzby. Táto štruktúra vody vysvetľuje jej vysoké teplo vyparovania a bod varu.

Vodíkové väzby sú relatívne slabé. Ich disociačná energia (energia prerušenia väzby) v kvapalnej vode je 23 kJ/mol, v porovnaní so 470 kJ pre O-H kovalentnú väzbu v molekule vody. Životnosť vodíkovej väzby je od 1 do 20 pikosekúnd (1 pikosekunda = 1(G 12 s). Vodíkové väzby však nie sú jedinečné pre vodu. Môžu sa vyskytovať aj medzi atómom vodíka a dusíkom v iných štruktúrach.

V stave ľadu tvorí každá molekula vody maximálne štyri vodíkové väzby, čím vzniká kryštálová mriežka. Naproti tomu v kvapalnej vode pri izbovej teplote má každá molekula vody vodíkové väzby v priemere s 3-4 ďalšími molekulami vody. Vďaka tejto kryštálovej štruktúre je ľad menej hustý ako tekutá voda. Preto ľad pláva na hladine tekutej vody a chráni ju pred zamrznutím.

Vodíkové väzby medzi molekulami vody teda poskytujú väzbové sily, ktoré udržujú vodu v kvapalnej forme pri izbovej teplote a premieňajú molekuly na ľadové kryštály. Všimnite si, že okrem vodíkových väzieb sú biomolekuly charakterizované ďalšími typmi nekovalentných väzieb: iónovými, hydrofóbnymi a van der Waalsovými silami, ktoré sú jednotlivo slabé, ale spolu majú silný vplyv na štruktúry proteínov, nukleových kyselín polysacharidy a bunkové membrány.

Molekuly vody a ich ionizačné produkty (H+ a OH) majú výrazný vplyv na štruktúry a vlastnosti bunkových zložiek, vrátane nukleových kyselín, bielkovín a tukov. Okrem stabilizácie štruktúry proteínov a nukleových kyselín sa vodíkové väzby podieľajú na biochemickej expresii génov.

Voda ako základ vnútorného prostredia buniek a tkanív určuje ich chemickú aktivitu a je jedinečným rozpúšťadlom pre rôzne látky. Voda zvyšuje stabilitu koloidných systémov, zúčastňuje sa mnohých reakcií hydrolýzy a hydrogenácie v oxidačných procesoch. Voda vstupuje do tela s krmivom a pitnou vodou.

Mnohé metabolické reakcie v tkanivách vedú k tvorbe vody, ktorá sa nazýva endogénna (8-12% celkovej telesnej tekutiny). Zdrojmi endogénnej vody tela sú predovšetkým tuky, sacharidy, bielkoviny. Takže oxidácia 1 g tukov, sacharidov a bielkovín vedie k vytvoreniu 1,07; 0,55 a 0,41 g vody. Zvieratá na púšti sa preto nejaký čas zaobídu bez vody (ťavy dokonca dosť dlho). Pes zomrie bez pitnej vody po 10 dňoch a bez jedla - po niekoľkých mesiacoch. Strata 15-20% vody organizmom vedie k smrti zvieraťa.

Nízka viskozita vody určuje konštantnú redistribúciu tekutín v orgánoch a tkanivách tela. Voda vstupuje do gastrointestinálneho traktu a potom sa takmer všetka táto voda absorbuje späť do krvi.

Transport vody cez bunkové membrány prebieha rýchlo: 30-60 minút po príjme vody sa u živočícha nastaví nová osmotická rovnováha medzi extracelulárnou a intracelulárnou tekutinou tkanív. Objem extracelulárnej tekutiny má veľký vplyv na krvný tlak; zvýšenie alebo zníženie objemu extracelulárnej tekutiny vedie k poruchám krvného obehu.

K zvýšeniu množstva vody v tkanivách (hyperhydria) dochádza pri pozitívnej vodnej bilancii (nadbytok vody v prípade porušenia regulácie metabolizmu voda-soľ). Hyperhydria vedie k hromadeniu tekutiny v tkanivách (edém). Dehydratácia organizmu je zaznamenaná pri nedostatku pitnej vody alebo pri nadmernej strate tekutín (hnačka, krvácanie, zvýšené potenie, hyperventilácia pľúc). K strate vody zvieratami dochádza v dôsledku povrchu tela, tráviaceho systému, dýchania, močových ciest, mlieka u dojčiacich zvierat.

K výmene vody medzi krvou a tkanivami dochádza v dôsledku rozdielu hydrostatického tlaku v arteriálnom a venóznom obehovom systéme, ako aj v dôsledku rozdielu v onkotickom tlaku v krvi a tkanivách. Vazopresín, hormón zo zadnej hypofýzy, zadržiava vodu v tele tým, že ju reabsorbuje v obličkových tubuloch. Aldosterón, hormón kôry nadobličiek, zabezpečuje zadržiavanie sodíka v tkanivách a spolu s ním sa ukladá voda. Potreba vody zvieraťa je v priemere 35-40 g na kg telesnej hmotnosti za deň.

Všimnite si, že chemikálie v tele zvieraťa sú v ionizovanej forme, vo forme iónov. Ióny, v závislosti od označenia náboja, označujú anióny (záporne nabitý ión) alebo katióny (kladne nabitý ión). Prvky, ktoré disociujú vo vode za vzniku aniónov a katiónov, sú klasifikované ako elektrolyty. Soli alkalických kovov (NaCl, KC1, NaHC0 3), soli organických kyselín (napríklad laktát sodný) po rozpustení vo vode úplne disociujú a sú elektrolytmi. Ľahko rozpustné vo vode, cukry a alkoholy sa vo vode nedisociujú a nenesú náboj, preto sa považujú za neelektrolyty. Súčet aniónov a katiónov v telesných tkanivách je vo všeobecnosti rovnaký.

Ióny disociujúcich látok, ktoré majú náboj, sú orientované okolo vodných dipólov. Vodné dipóly obklopujú katióny svojimi zápornými nábojmi, zatiaľ čo anióny sú obklopené kladnými nábojmi vody. V tomto prípade dochádza k javu elektrostatickej hydratácie. Vďaka hydratácii je táto časť vody v tkanivách vo viazanom stave. Ďalšia časť vody je spojená s rôznymi bunkovými organelami, ktoré tvoria takzvanú nehybnú vodu.

Telesné tkanivá obsahujú 20 povinných zo všetkých prírodných chemických prvkov. Uhlík, kyslík, vodík, dusík, síra sú nenahraditeľné zložky biomolekúl, z ktorých hmotnostne prevažuje kyslík.

Chemické prvky v tele tvoria soli (minerály) a sú súčasťou biologicky aktívnych molekúl. Biomolekuly majú nízku molekulovú hmotnosť (30-1500) alebo sú to makromolekuly (proteíny, nukleové kyseliny, glykogén) s molekulovou hmotnosťou miliónov jednotiek. Jednotlivé chemické prvky (Na, K, Ca, S, P, C1) tvoria v tkanivách asi 10 - 2 % a viac (makroprvky), iné (Fe, Co, Cu, Zn, J, Se, Ni, Mo) , napríklad sú prítomné v oveľa menších množstvách - 10 "3 - 10 ~ 6% (stopové prvky). V tele zvieraťa tvoria minerály 1-3% z celkovej telesnej hmotnosti a sú rozložené mimoriadne nerovnomerne. V niektorých orgánoch môže byť obsah stopových prvkov významný, napríklad jód v štítnej žľaze.

Po vstrebaní minerálov vo väčšej miere v tenkom čreve sa dostávajú do pečene, kde sa časť z nich ukladá, iné sa distribuujú do rôznych orgánov a tkanív tela. Minerály sa z tela vylučujú najmä v zložení moču a stolice.

K výmene iónov medzi bunkami a medzibunkovou tekutinou dochádza na základe pasívneho aj aktívneho transportu cez semipermeabilné membrány. Vzniknutý osmotický tlak spôsobuje bunkový turgor, zachováva elasticitu tkanív a tvar orgánov. Aktívny transport iónov alebo ich pohyb do prostredia s nižšou koncentráciou (proti osmotickému gradientu) si vyžaduje výdaj energie molekúl ATP. Aktívny transport iónov je charakteristický pre ióny Na+, Ca2~ a je sprevádzaný zvýšením oxidačných procesov, ktoré vytvárajú ATP.

Úlohou minerálov je udržiavať určitý osmotický tlak krvnej plazmy, acidobázickú rovnováhu, priepustnosť rôznych membrán, reguláciu aktivity enzýmov, zachovanie biomolekulových štruktúr vrátane bielkovín a nukleových kyselín, pri udržiavaní motorických a sekrečných funkcií tráviaci trakt. Preto sa pri mnohých porušeniach funkcií tráviaceho traktu zvieraťa odporúčajú ako terapeutické činidlá rôzne kompozície minerálnych solí.

Dôležité je ako absolútne množstvo, tak aj správny pomer medzi určitými chemickými prvkami v tkanivách. Najmä optimálny pomer Na:K:Cl v tkanivách je normálne 100:1:1,5. Výrazným znakom je „asymetria“ v distribúcii iónov solí medzi bunkou a extracelulárnym prostredím telesných tkanív.

Význam predmetu: Voda a látky v nej rozpustené vytvárajú vnútorné prostredie organizmu. Najdôležitejšími parametrami homeostázy voda-soľ sú osmotický tlak, pH a objem intracelulárnej a extracelulárnej tekutiny. Zmeny týchto parametrov môžu viesť k zmenám krvného tlaku, acidóze alebo alkalóze, dehydratácii a edému tkaniva. Hlavné hormóny, ktoré sa podieľajú na jemnej regulácii metabolizmu voda-soľ a pôsobia na distálne tubuly a zberné kanály obličiek: antidiuretický hormón, aldosterón a natriuretický faktor; renín-angiotenzínový systém obličiek. Práve v obličkách prebieha konečná tvorba zloženia a objemu moču, čo zabezpečuje reguláciu a stálosť vnútorného prostredia. Obličky sa vyznačujú intenzívnym energetickým metabolizmom, ktorý je spojený s potrebou aktívneho transmembránového transportu značného množstva látok pri tvorbe moču.

Biochemická analýza moču poskytuje predstavu o funkčnom stave obličiek, metabolizme v rôznych orgánoch a tele ako celku, pomáha objasniť povahu patologického procesu a umožňuje posúdiť účinnosť liečby .

Účel lekcie:študovať charakteristiky parametrov metabolizmu voda-soľ a mechanizmy ich regulácie. Vlastnosti metabolizmu v obličkách. Naučte sa vykonávať a vyhodnocovať biochemickú analýzu moču.

Študent musí vedieť:

1. Mechanizmus tvorby moču: glomerulárna filtrácia, reabsorpcia a sekrécia.

2. Charakteristika vodných oddelení tela.

3. Hlavné parametre kvapalného média tela.

4. Čo zabezpečuje stálosť parametrov vnútrobunkovej tekutiny?

5. Systémy (orgány, látky), ktoré zabezpečujú stálosť extracelulárnej tekutiny.

6. Faktory (systémy), ktoré zabezpečujú osmotický tlak extracelulárnej tekutiny a jeho reguláciu.

7. Faktory (systémy), ktoré zabezpečujú stálosť objemu extracelulárnej tekutiny a jej reguláciu.

8. Faktory (systémy), ktoré zabezpečujú stálosť acidobázického stavu extracelulárnej tekutiny. Úloha obličiek v tomto procese.

9. Vlastnosti metabolizmu v obličkách: vysoká metabolická aktivita, počiatočné štádium syntézy kreatínu, úloha intenzívnej glukoneogenézy (izoenzýmy), aktivácia vitamínu D3.

10. Všeobecné vlastnosti moču (množstvo za deň – diuréza, hustota, farba, priehľadnosť), chemické zloženie moču. Patologické zložky moču.

Študent musí byť schopný:

1. Vykonajte kvalitatívne stanovenie hlavných zložiek moču.

2. Posúdiť biochemický rozbor moču.

Študent musí získať predstavu:

O niektorých patologických stavoch sprevádzaných zmenami biochemických parametrov moču (proteinúria, hematúria, glukozúria, ketonúria, bilirubinúria, porfyrinúria) .

Informácie zo základných odborov potrebné na štúdium témy:

1. Štruktúra obličiek, nefrónu.

2. Mechanizmy tvorby moču.

Úlohy na samotréning:

Preštudujte si látku k téme v súlade s cieľovými otázkami („študent musí vedieť“) a písomne ​​dokončite nasledujúce úlohy:

1. Pozrite si priebeh histológie. Pamätajte na štruktúru nefrónu. Všimnite si proximálny tubulus, distálny stočený tubul, zberný kanálik, vaskulárny glomerulus, juxtaglomerulárny aparát.

2. Pozrite si priebeh normálnej fyziológie. Pamätajte na mechanizmus tvorby moču: filtrácia v glomerulách, reabsorpcia v tubuloch s tvorbou sekundárneho moču a sekrécie.

3. Regulácia osmotického tlaku a objemu extracelulárnej tekutiny je spojená najmä s reguláciou obsahu iónov sodíka a vody v extracelulárnej tekutine.

Vymenujte hormóny, ktoré sa podieľajú na tejto regulácii. Popíšte ich účinok podľa schémy: príčina sekrécie hormónov; cieľový orgán (bunky); mechanizmus ich pôsobenia v týchto bunkách; konečný efekt ich konania.

Otestujte si svoje znalosti:

A. Vasopresín(všetky správne okrem jedného):

a. syntetizované v neurónoch hypotalamu; b. vylučované so zvýšením osmotického tlaku; v. zvyšuje rýchlosť reabsorpcie vody z primárneho moču v obličkových tubuloch; g) zvyšuje reabsorpciu sodíkových iónov v obličkových tubuloch; e) znižuje osmotický tlak e) moč sa stáva koncentrovanejším.

B. Aldosterón(všetky správne okrem jedného):

a. syntetizované v kôre nadobličiek; b. vylučované, keď sa koncentrácia sodíkových iónov v krvi znižuje; v. v obličkových tubuloch zvyšuje reabsorpciu sodíkových iónov; d) moč sa stáva koncentrovanejším.

e) Hlavným mechanizmom regulácie sekrécie je areníno-angiotenzný systém obličiek.

B. Natriuretický faktor(všetky správne okrem jedného):

a. syntetizované v základoch buniek predsiene; b. stimul sekrécie - zvýšený krvný tlak; v. zvyšuje filtračnú schopnosť glomerulov; d) zvyšuje tvorbu moču; e) Moč sa stáva menej koncentrovaným.

4. Nakreslite diagram znázorňujúci úlohu renín-angiotenzného systému pri regulácii sekrécie aldosterónu a vazopresínu.

5. Stálosť acidobázickej rovnováhy extracelulárnej tekutiny udržiavajú pufrovacie systémy krvi; zmena pľúcnej ventilácie a rýchlosť vylučovania kyselín (H +) obličkami.

Pamätajte na pufrovacie systémy krvi (základný bikarbonát)!

Otestujte si svoje znalosti:

Potraviny živočíšneho pôvodu sú kyslej povahy (najmä vďaka fosfátom, na rozdiel od potravín rastlinného pôvodu). Ako sa zmení pH moču u človeka, ktorý používa najmä potraviny živočíšneho pôvodu:

a. bližšie k pH 7,0; b.pn asi 5.; v. pH okolo 8,0.

6. Odpovedzte na otázky:

A. Ako vysvetliť vysoký podiel kyslíka spotrebovaného obličkami (10 %);

B. Vysoká intenzita glukoneogenézy;

B. Úloha obličiek v metabolizme vápnika.

7. Jednou z hlavných úloh nefrónov je spätné vstrebávanie užitočných látok z krvi v správnom množstve a odstraňovanie konečných produktov metabolizmu z krvi.

Urobte si stôl Biochemické ukazovatele moču:

Práca v posluchárni.

Laboratórne práce:

Vykonajte sériu kvalitatívnych reakcií vo vzorkách moču od rôznych pacientov. Na základe výsledkov biochemickej analýzy urobte záver o stave metabolických procesov.

stanovenie pH.

Postup práce: Na stred indikátorového papierika sa nanesú 1-2 kvapky moču a zmenou farby jedného z farebných prúžkov, ktorá sa zhoduje s farbou kontrolného prúžku, sa upraví pH skúmaného moču. určený. Normálne pH 4,6 - 7,0

2. Kvalitatívna reakcia na proteín. Normálny moč neobsahuje bielkoviny (stopové množstvá sa bežnými reakciami nezistia). V niektorých patologických stavoch sa môže objaviť bielkovina v moči - proteinúria.

Pokrok: Do 1-2 ml moču pridajte 3-4 kvapky čerstvo pripraveného 20% roztoku kyseliny sulfasalicylovej. V prítomnosti proteínu sa objaví biela zrazenina alebo zákal.

3. Kvalitatívna reakcia na glukózu (Fehlingova reakcia).

Postup práce: Pridajte 10 kvapiek Fehlingovho činidla na 10 kvapiek moču. Zahrejte do varu. V prítomnosti glukózy sa objaví červená farba. Porovnajte výsledky s normou. Normálne sa stopové množstvá glukózy v moči kvalitatívnymi reakciami nezistia. Normálne nie je v moči žiadna glukóza. V niektorých patologických stavoch sa glukóza objavuje v moči. glykozúria.

Stanovenie je možné vykonať pomocou testovacieho prúžku (indikačného papierika) /

Detekcia ketolátok

Postup práce: Na podložné sklíčko naneste kvapku moču, kvapku 10% roztoku hydroxidu sodného a kvapku čerstvo pripraveného 10% roztoku nitroprusidu sodného. Objaví sa červená farba. Nalejte 3 kvapky koncentrovanej kyseliny octovej - objaví sa čerešňová farba.

Normálne ketolátky v moči chýbajú. Pri niektorých patologických stavoch sa ketolátky objavujú v moči - ketonúria.

Vyriešte problémy sami, odpovedzte na otázky:

1. Osmotický tlak extracelulárnej tekutiny sa zvýšil. Popíšte v schematickej forme sled udalostí, ktoré povedú k jeho zníženiu.

2. Ako sa zmení produkcia aldosterónu, ak nadmerná produkcia vazopresínu vedie k výraznému zníženiu osmotického tlaku.

3. Načrtnite sled udalostí (vo forme diagramu) zameraných na obnovenie homeostázy s poklesom koncentrácie chloridu sodného v tkanivách.

4. Pacient má diabetes mellitus, ktorý je sprevádzaný ketonémiou. Ako bude hlavný krvný pufrovací systém – bikarbonát – reagovať na zmeny acidobázickej rovnováhy? Aká je úloha obličiek pri obnove KOS? Či sa u tohto pacienta zmení pH moču.

5. Športovec, ktorý sa pripravuje na súťaž, absolvuje intenzívny tréning. Ako zmeniť rýchlosť glukoneogenézy v obličkách (argumentovať odpoveď)? Je možné zmeniť pH moču u športovca; zdôvodnite odpoveď)?

6. Pacient má známky metabolickej poruchy v kostnom tkanive, ktorá ovplyvňuje aj stav chrupu. Hladina kalcitonínu a parathormónu je v rámci fyziologickej normy. Pacient dostáva vitamín D (cholekalciferol) v požadovanom množstve. Uhádnite možnú príčinu metabolickej poruchy.

7. Zvážte štandardný formulár „Všeobecná analýza moču“ (multidisciplinárna klinika Štátnej lekárskej akadémie Tyumen) a buďte schopní vysvetliť fyziologickú úlohu a diagnostickú hodnotu biochemických zložiek moču stanovených v biochemických laboratóriách. Pamätajte, že biochemické parametre moču sú normálne.

Odoslanie dobrej práce do databázy znalostí je jednoduché. Použite nižšie uvedený formulár

Študenti, postgraduálni študenti, mladí vedci, ktorí pri štúdiu a práci využívajú vedomostnú základňu, vám budú veľmi vďační.

Hostené na http://www.allbest.ru/

ŠTÁTNA MEDICÍNA KARAGANDA H SKY AKADÉMIA

Katedra všeobecnej a biologickej chémie

FUNKČNÁ BIOCHÉMIA

Metabolizmus voda-soľ. Biochémia obličiek a moču

TUTORIAL

Karaganda 2004

Autori: hlava. odbor prof. L.E. Muravleva, docent T.S. Omarov, docent S.A. Iskaková, učitelia D.A. Klyuev, O.A. Ponamareva, L.B. Aitisheva

Recenzent: Profesor N.V. Kozačenko

Schválené na porade odboru pr.č.__ zo dňa __2004

Schválené prednostom oddelenie

Schválené na MK lekársko-biologickej a farmaceutickej fakulty

Číslo projektu _ zo dňa __2004

predseda

1. Výmena vody a soli

Jedným z najčastejšie narušených typov metabolizmu v patológii je voda-soľ. Je spojená s neustálym pohybom vody a minerálov z vonkajšieho prostredia tela do vnútorného a naopak.

V tele dospelého človeka voda tvorí 2/3 (58-67%) telesnej hmotnosti. Asi polovica jeho objemu je sústredená vo svaloch. Potreba vody (človek prijme denne až 2,5–3 litre tekutín) je pokrytá jej príjmom vo forme pitia (700–1700 ml), upravenej vody, ktorá je súčasťou potravy (800–1000 ml) a voda , vznikajúca v tele pri metabolizme - 200--300 ml (pri spaľovaní 100 g tukov, bielkovín a sacharidov vzniká 107,41 resp. 55 g vody). Endogénna voda sa syntetizuje v pomerne veľkom množstve, keď sa aktivuje proces oxidácie tukov, čo sa pozoruje pri rôznych, predovšetkým dlhotrvajúcich stresových stavoch, excitácii sympatiko-nadobličkového systému, diétnej terapii (často používanej na liečbu obéznych pacientov).

V dôsledku neustále sa vyskytujúcich povinných strát vody zostáva vnútorný objem tekutiny v tele nezmenený. Tieto straty zahŕňajú renálne (1,5 l) a extrarenálne straty spojené s uvoľňovaním tekutiny cez gastrointestinálny trakt (50–300 ml), dýchacie cesty a kožu (850–1200 ml). Vo všeobecnosti je objem povinných strát vody 2,5-3 litre, čo do značnej miery závisí od množstva toxínov odstránených z tela.

Úloha vody v životných procesoch je veľmi rôznorodá. Voda je rozpúšťadlom mnohých zlúčenín, priamou súčasťou množstva fyzikálno-chemických a biochemických premien, prenášačom endo- a exogénnych látok. Okrem toho plní mechanickú funkciu, oslabuje trenie väzov, svalov, povrchov chrupaviek kĺbov (čím uľahčuje ich pohyblivosť), podieľa sa na termoregulácii. Voda udržiava homeostázu, ktorá závisí od veľkosti osmotického tlaku plazmy (izoosmia) a objemu kvapaliny (izovolémia), fungovania mechanizmov regulácie acidobázického stavu, výskytu procesov, ktoré zabezpečujú stálosť teploty (izotermia).

V ľudskom tele existuje voda v troch hlavných fyzikálnych a chemických stavoch, podľa ktorých sa rozlišuje: 1) voľná alebo pohyblivá voda (tvorí väčšinu vnútrobunkovej tekutiny, ako aj krvi, lymfy, intersticiálnej tekutiny); 2) voda, viazaná hydrofilnými koloidmi a 3) konštitučná, zahrnutá v štruktúre molekúl bielkovín, tukov a sacharidov.

V tele dospelého človeka s hmotnosťou 70 kg je objem voľnej vody a vody viazanej hydrofilnými koloidmi približne 60 % telesnej hmotnosti, t.j. 42 l. Túto tekutinu predstavuje vnútrobunková voda (tvorí 28 litrov alebo 40 % telesnej hmotnosti), ktorá tvorí vnútrobunkový sektor, a mimobunková voda (14 litrov alebo 20 % telesnej hmotnosti), ktorá tvorí mimobunkový sektor. Zloženie posledne menovaného zahŕňa intravaskulárnu (intravaskulárnu) tekutinu. Tento intravaskulárny sektor tvorí plazma (2,8 l), ktorá tvorí 4-5 % telesnej hmotnosti, a lymfa.

Intersticiálna voda zahŕňa správnu medzibunkovú vodu (voľnú medzibunkovú tekutinu) a organizovanú extracelulárnu tekutinu (tvorí 15--16% telesnej hmotnosti alebo 10,5 litra), t.j. voda väzov, šliach, fascií, chrupaviek atď. Okrem toho extracelulárny sektor zahŕňa vodu nachádzajúcu sa v niektorých dutinách (brušné a pleurálne dutiny, osrdcovník, kĺby, mozgové komory, očné komory atď.), Ako aj v gastrointestinálnom trakte. Tekutina týchto dutín sa aktívne nezúčastňuje na metabolických procesoch.

Voda ľudského tela nestagnuje vo svojich rôznych oddeleniach, ale neustále sa pohybuje a neustále sa vymieňa s ostatnými sektormi kvapaliny a vonkajším prostredím. Pohyb vody je z veľkej časti spôsobený uvoľňovaním tráviacich štiav. So slinami a pankreatickou šťavou sa teda do črevnej trubice posiela asi 8 litrov vody denne, ale táto voda sa prakticky nestráca v dôsledku absorpcie v dolných častiach tráviaceho traktu.

Životne dôležité prvky sa delia na makroživiny (denná potreba > 100 mg) a mikroprvky (denná potreba<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.

Tabuľka 1 (stĺpec 2) uvádza priemerný obsah minerálov v tele dospelého človeka (na základe hmotnosti 65 kg). Priemerná denná potreba dospelého človeka na tieto prvky je uvedená v stĺpci 4. U detí a žien počas tehotenstva a dojčenia, ako aj u pacientov je potreba mikroprvkov zvyčajne vyššia.

Keďže v tele je možné uložiť veľa prvkov, odchýlka od dennej normy je včas kompenzovaná. Vápnik vo forme apatitu sa ukladá v kostnom tkanive, jód sa ukladá ako súčasť tyreoglobulínu v štítnej žľaze, železo sa ukladá v zložení feritínu a hemosiderínu v kostnej dreni, slezine a pečeni. Pečeň slúži ako zásobáreň mnohých stopových prvkov.

Metabolizmus minerálov je riadený hormónmi. Týka sa to napríklad spotreby H 2 O, Ca 2+, PO 4 3-, viazania Fe 2+, I -, vylučovania H 2 O, Na +, Ca 2+, PO 4 3 - .

Množstvo minerálov absorbovaných z potravy spravidla závisí od metabolických požiadaviek organizmu a v niektorých prípadoch od zloženia potravy. Za príklad vplyvu zloženia potravy možno považovať vápnik. Absorpciu iónov Ca 2+ podporujú kyselina mliečna a citrónová, zatiaľ čo fosfátový ión, oxalátový ión a kyselina fytová inhibujú absorpciu vápnika v dôsledku tvorby komplexov a tvorby zle rozpustných solí (fytín).

Nedostatok minerálov nie je zriedkavým javom: vyskytuje sa z rôznych príčin, napríklad v dôsledku monotónnej výživy, porúch stráviteľnosti, rôznych chorôb. Nedostatok vápnika sa môže vyskytnúť počas tehotenstva, ako aj pri krivici alebo osteoporóze. Nedostatok chlóru vzniká v dôsledku veľkej straty iónov Cl – pri silnom zvracaní. V dôsledku nedostatočného obsahu jódu v potravinách sa nedostatok jódu a ochorenie strumy stali bežnými v mnohých častiach strednej Európy. Nedostatok horčíka môže nastať v dôsledku hnačky alebo v dôsledku monotónnej stravy pri alkoholizme. Nedostatok stopových prvkov v organizme sa často prejavuje porušením krvotvorby, t.j. anémia.V poslednom stĺpci sú uvedené funkcie, ktoré tieto minerály vykonávajú v tele. Z údajov v tabuľke je vidieť, že takmer všetky makroživiny fungujú v tele ako štrukturálne zložky a elektrolyty. Signálne funkcie vykonáva jód (ako súčasť jódtyronínu) a vápnik. Väčšina stopových prvkov je kofaktorom bielkovín, najmä enzýmov. Z kvantitatívneho hľadiska v tele prevládajú proteíny obsahujúce železo hemoglobín, myoglobín a cytochróm, ako aj viac ako 300 proteínov obsahujúcich zinok.

2. Regulácia metabolizmu voda-soľ. Úloha vazopresínu, aldosterónu a renín-angiotenzínového systému

Hlavnými parametrami homeostázy voda-soľ sú osmotický tlak, pH a objem intracelulárnej a extracelulárnej tekutiny. Zmeny týchto parametrov môžu viesť k zmenám krvného tlaku, acidóze alebo alkalóze, dehydratácii a edému. Hlavnými hormónmi, ktoré sa podieľajú na regulácii rovnováhy voda-soľ, sú ADH, aldosterón a atriálny natriuretický faktor (PNF).

ADH alebo vazopresín je 9 aminokyselinový peptid spojený jediným disulfidovým mostíkom. Syntetizuje sa ako prohormón v hypotalame, potom sa prenesie do nervových zakončení zadnej hypofýzy, odkiaľ sa vhodnou stimuláciou vylučuje do krvného obehu. Pohyb pozdĺž axónu je spojený so špecifickým nosným proteínom (neurofyzín)

Podnetom, ktorý spôsobuje sekréciu ADH, je zvýšenie koncentrácie iónov sodíka a zvýšenie osmotického tlaku extracelulárnej tekutiny.

Najdôležitejšími cieľovými bunkami pre ADH sú bunky distálnych tubulov a zberných kanálikov obličiek. Bunky týchto kanálikov sú relatívne nepriepustné pre vodu a v neprítomnosti ADH sa moč nekoncentruje a môže sa vylučovať v množstvách presahujúcich 20 litrov za deň (norma 1-1,5 litra za deň).

Pre ADH existujú dva typy receptorov - V1 a V2. Receptor V2 sa nachádza iba na povrchu renálnych epitelových buniek. Väzba ADH na V2 je spojená so systémom adenylátcyklázy a stimuluje aktiváciu proteínkinázy A (PKA). PKA fosforyluje proteíny, ktoré stimulujú expresiu génu membránového proteínu, akvaporínu-2. Aquaporín 2 sa presúva do apikálnej membrány, zabudováva sa do nej a vytvára vodné kanály. Tie zabezpečujú selektívnu priepustnosť bunkovej membrány pre vodu. Molekuly vody voľne difundujú do buniek obličkových tubulov a potom vstupujú do intersticiálneho priestoru. V dôsledku toho sa voda reabsorbuje z renálnych tubulov. Receptory typu V1 sú lokalizované v membránach hladkého svalstva. Interakcia ADH s V1 receptorom vedie k aktivácii fosfolipázy C, ktorá hydrolyzuje fosfatidylinozitol-4,5-bifosfát za vzniku IP-3. IF-3 spôsobuje uvoľňovanie Ca2+ z endoplazmatického retikula. Výsledkom pôsobenia hormónu cez V 1 receptory je kontrakcia hladkej svalovej vrstvy ciev.

Nedostatok ADH spôsobený dysfunkciou zadnej hypofýzy, ako aj poruchou hormonálneho signalizačného systému, môže viesť k rozvoju diabetes insipidus. Hlavným prejavom diabetes insipidus je polyúria, t.j. vylučovanie veľkého množstva moču s nízkou hustotou.

Aldosterón je najaktívnejší mineralokortikosteroid syntetizovaný v kôre nadobličiek z cholesterolu.

Syntéza a sekrécia aldosterónu bunkami glomerulárnej zóny je stimulovaná angiotenzínom II, ACTH, prostaglandínom E. Tieto procesy sa aktivujú aj pri vysokej koncentrácii K + a nízkej koncentrácii Na +.

Hormón preniká do cieľovej bunky a interaguje so špecifickým receptorom umiestneným v cytosóle aj v jadre.

V bunkách renálnych tubulov aldosterón stimuluje syntézu proteínov, ktoré vykonávajú rôzne funkcie. Tieto proteíny môžu: a) zvýšiť aktivitu sodíkových kanálov v bunkovej membráne distálnych renálnych tubulov, čím uľahčia transport iónov sodíka z moču do buniek; b) byť enzýmami cyklu TCA, a preto zvyšujú schopnosť Krebsovho cyklu vytvárať molekuly ATP potrebné na aktívny transport iónov; c) aktivovať prácu pumpy K + , Na + -ATPázy a stimulovať syntézu nových púmp. Celkovým výsledkom pôsobenia proteínov vyvolaných aldosterónom je zvýšenie reabsorpcie sodíkových iónov v tubuloch nefrónov, čo spôsobuje zadržiavanie NaCl v organizme.

Hlavným mechanizmom na reguláciu syntézy a sekrécie aldosterónu je systém renín-angiotenzín.

Renín je enzým produkovaný juxtaglomerulárnymi bunkami renálnych aferentných arteriol. Lokalizácia týchto buniek ich robí obzvlášť citlivými na zmeny krvného tlaku. Zníženie krvného tlaku, strata tekutín alebo krvi, zníženie koncentrácie NaCl stimulujú uvoľňovanie renínu.

Angiotenzinogén-2 je globulín produkovaný v pečeni. Slúži ako substrát pre renín. Renín hydrolyzuje peptidovú väzbu v molekule angiotenzinogénu a štiepi N-terminálny dekapeptid (angiotenzín I).

Angiotenzín I slúži ako substrát pre antiotenzín konvertujúci enzým karboxydipeptidyl peptidázu, ktorý sa nachádza v endotelových bunkách a krvnej plazme. Z angiotenzínu I sa odštiepia dve koncové aminokyseliny za vzniku oktapeptidu, angiotenzínu II.

Angiotenzín II stimuluje tvorbu aldosterónu, spôsobuje zovretie arteriol, čo má za následok zvýšený krvný tlak a spôsobuje smäd. Angiotenzín II aktivuje syntézu a sekréciu aldosterónu prostredníctvom inozitolfosfátového systému.

PNP je peptid s 28 aminokyselinami s jedným disulfidovým mostíkom. PNP sa syntetizuje a uchováva ako preprohormón (pozostávajúci zo 126 aminokyselinových zvyškov) v kardiocytoch.

Hlavným faktorom regulujúcim sekréciu PNP je zvýšenie krvného tlaku. Iné podnety: zvýšená osmolarita plazmy, zvýšená srdcová frekvencia, zvýšené hladiny katecholamínov a glukokortikoidov v krvi.

Hlavnými cieľovými orgánmi PNP sú obličky a periférne tepny.

Mechanizmus účinku PNP má množstvo znakov. Plazmatický membránový PNP receptor je proteín s guanylátcyklázovou aktivitou. Receptor má doménovú štruktúru. Ligand-väzbová doména je lokalizovaná v extracelulárnom priestore. V neprítomnosti PNP je intracelulárna doména PNP receptora vo fosforylovanom stave a je neaktívna. V dôsledku väzby PNP na receptor sa zvyšuje aktivita guanylátcyklázy receptora a z GTP sa vytvára cyklický GMP. V dôsledku pôsobenia PNP je inhibovaná tvorba a sekrécia renínu a aldosterónu. Celkovým efektom pôsobenia PNP je zvýšenie vylučovania Na + a vody a zníženie krvného tlaku.

PNP sa zvyčajne považuje za fyziologického antagonistu angiotenzínu II, pretože pod jeho vplyvom nedochádza k zužovaniu priesvitu ciev a (reguláciou sekrécie aldosterónu) k retencii sodíka, ale naopak k vazodilatácii a strate solí.

3. Biochémia obličiek

Hlavnou funkciou obličiek je odstraňovať z tela vodu a vo vode rozpustné látky (konečné produkty metabolizmu) (1). S vylučovacou funkciou úzko súvisí funkcia regulácie iónovej a acidobázickej rovnováhy vnútorného prostredia organizmu (homeostatická funkcia). 2). Obe funkcie sú riadené hormónmi. Okrem toho obličky vykonávajú endokrinnú funkciu a priamo sa podieľajú na syntéze mnohých hormónov (3). Nakoniec sa obličky podieľajú na intermediárnom metabolizme (4), najmä na glukoneogenéze a rozklade peptidov a aminokyselín (obr. 1).

Veľmi veľký objem krvi prechádza obličkami: 1500 litrov za deň. Z tohto objemu sa prefiltruje 180 litrov primárneho moču. Potom sa objem primárneho moču výrazne zníži v dôsledku reabsorpcie vody, v dôsledku čoho je denný výdaj moču 0,5-2,0 litra.

vylučovacia funkcia obličiek. Proces močenia

Proces tvorby moču v nefrónoch pozostáva z troch etáp.

Ultrafiltrácia (glomerulárna alebo glomerulárna filtrácia). V glomerulách obličkových teliesok sa v procese ultrafiltrácie tvorí primárny moč z krvnej plazmy, ktorá je izoosmotická s krvnou plazmou. Póry, cez ktoré je plazma filtrovaná, majú efektívny priemerný priemer 2,9 nm. Pri tejto veľkosti pórov všetky zložky krvnej plazmy s molekulovou hmotnosťou (M) do 5 kDa voľne prechádzajú cez membránu. Látky s M< 65 кДа частично проходят через поры, и только крупные молекулы (М >65 kDa) sú zadržiavané v póroch a nevstupujú do primárneho moču. Pretože väčšina proteínov krvnej plazmy má dosť vysokú molekulovú hmotnosť (M > 54 kDa) a sú negatívne nabité, sú zadržiavané glomerulárnou bazálnou membránou a obsah proteínu v ultrafiltráte je zanedbateľný.

Reabsorpcia. Primárny moč sa koncentruje (asi 100-násobok jeho pôvodného objemu) reverznou filtráciou vody. Zároveň sa podľa mechanizmu aktívneho transportu v tubuloch reabsorbujú takmer všetky nízkomolekulárne látky, najmä glukóza, aminokyseliny, ako aj väčšina elektrolytov – anorganické a organické ióny (obrázok 2).

Reabsorpcia aminokyselín sa uskutočňuje pomocou skupinovo špecifických transportných systémov (nosičov).

vápenaté a fosfátové ióny. Vápnikové ióny (Ca 2+) a fosfátové ióny sa takmer úplne reabsorbujú v obličkových tubuloch a proces prebieha s výdajom energie (vo forme ATP). Výstup pre Ca 2+ je viac ako 99%, pre fosfátové ióny - 80-90%. Stupeň reabsorpcie týchto elektrolytov je regulovaný parathormónom (paratyrínom), kalcitonínom a kalcitriolom.

Peptidový hormón paratyrín (PTH), vylučovaný prištítnymi telieskami, stimuluje reabsorpciu iónov vápnika a súčasne inhibuje reabsorpciu fosfátových iónov. V kombinácii s pôsobením iných kostných a črevných hormónov to vedie k zvýšeniu hladiny vápnikových iónov v krvi a zníženiu hladiny fosfátových iónov.

Kalcitonín, peptidový hormón z C-buniek štítnej žľazy, inhibuje reabsorpciu vápnikových a fosfátových iónov. To vedie k zníženiu hladiny oboch iónov v krvi. V súlade s tým, vo vzťahu k regulácii hladiny iónov vápnika, je kalcitonín antagonistom paratyrínu.

Steroidný hormón kalcitriol, ktorý sa tvorí v obličkách, stimuluje vstrebávanie vápnikových a fosfátových iónov v čreve, podporuje mineralizáciu kostí a podieľa sa na regulácii reabsorpcie vápnikových a fosfátových iónov v obličkových tubuloch.

sodíkové ióny. Reabsorpcia iónov Na + z primárneho moču je veľmi dôležitou funkciou obličiek. Ide o vysoko účinný proces: absorbuje sa asi 97 % Na +. Steroidný hormón aldosterón stimuluje, zatiaľ čo atriálny natriuretický peptid [ANP (ANP)], syntetizovaný v predsieni, naopak, tento proces inhibuje. Oba hormóny regulujú prácu Na + /K + -ATP-ázy, lokalizovanej na tej strane plazmatickej membrány tubulárnych buniek (distálne a zberné kanály nefrónu), ktorá je obmývaná krvnou plazmou. Táto sodíková pumpa pumpuje ióny Na + z primárneho moču do krvi výmenou za ióny K +.

Voda. Reabsorpcia vody je pasívny proces, pri ktorom sa voda absorbuje v osmoticky ekvivalentnom objeme spolu s iónmi Na +. V distálnej časti nefrónu môže byť voda absorbovaná iba v prítomnosti peptidového hormónu vazopresínu (antidiuretický hormón, ADH) vylučovaného hypotalamom. ANP inhibuje reabsorpciu vody. t.j. zvyšuje vylučovanie vody z tela.

V dôsledku pasívneho transportu sa absorbujú chloridové ióny (2/3) a močovina. Stupeň reabsorpcie určuje absolútne množstvo látok zostávajúcich v moči a vylučovaných z tela.

Reabsorpcia glukózy z primárneho moču je energeticky závislý proces spojený s hydrolýzou ATP. Zároveň je sprevádzaný sprievodným transportom iónov Na + (pozdĺž gradientu, pretože koncentrácia Na + v primárnom moči je vyššia ako v bunkách). Aminokyseliny a ketolátky sú tiež absorbované podobným mechanizmom.

Procesy reabsorpcie a sekrécie elektrolytov a neelektrolytov sú lokalizované v rôznych častiach renálnych tubulov.

Sekrécia. Väčšina látok, ktoré sa majú z tela vylúčiť, vstupuje do moču aktívnym transportom v obličkových tubuloch. Medzi tieto látky patria ióny H + a K +, kyselina močová a kreatinín, lieky ako penicilín.

Organické zložky moču:

Hlavnou časťou organickej frakcie moču sú látky obsahujúce dusík, konečné produkty metabolizmu dusíka. Močovina produkovaná v pečeni. je nosičom dusíka obsiahnutého v aminokyselinách a pyrimidínových zásadách. Množstvo močoviny priamo súvisí s metabolizmom bielkovín: 70 g bielkovín vedie k tvorbe ~30 g močoviny. Kyselina močová je konečným produktom metabolizmu purínov. Kreatinín, ktorý vzniká spontánnou cyklizáciou kreatínu, je konečným produktom metabolizmu vo svalovom tkanive. Keďže denné uvoľňovanie kreatinínu je individuálna charakteristika (je priamo úmerná svalovej hmote), kreatinín sa môže použiť ako endogénna látka na stanovenie rýchlosti glomerulárnej filtrácie. Obsah aminokyselín v moči závisí od charakteru stravy a výkonnosti pečene. V moči sú prítomné aj deriváty aminokyselín (napr. kyselina hippurová). Ako indikátor intenzity štiepenia týchto proteínov môže slúžiť obsah derivátov aminokyselín v moči, ktoré sú súčasťou špeciálnych bielkovín, ako je hydroxyprolín prítomný v kolagéne alebo 3-metylhistidín, ktorý je súčasťou aktínu a myozínu. .

Základnými zložkami moču sú konjugáty tvorené v pečeni s kyselinami sírovými a glukurónovými, glycínom a inými polárnymi látkami.

V moči môžu byť prítomné metabolické transformačné produkty mnohých hormónov (katecholamíny, steroidy, serotonín). Obsah konečných produktov možno použiť na posúdenie biosyntézy týchto hormónov v tele. Proteínový hormón choriogonadotropín (CG, M 36 kDa), ktorý sa tvorí v tehotenstve, sa dostáva do krvného obehu a imunologickými metódami sa zisťuje v moči. Prítomnosť hormónu slúži ako indikátor tehotenstva.

Žltá farba moču je daná urochrómami – derivátmi žlčových pigmentov vznikajúcich pri odbúravaní hemoglobínu. Moč pri skladovaní stmavne v dôsledku oxidácie urochrómov.

Anorganické zložky moču (obrázok 3)

V moči sa nachádzajú katióny Na +, K +, Ca 2+, Mg 2+ a NH 4 +, anióny Cl -, SO 4 2- a HPO 4 2- a ďalšie ióny v stopových množstvách. Obsah vápnika a horčíka v stolici je výrazne vyšší ako v moči. Množstvo anorganických látok do značnej miery závisí od charakteru stravy. Pri acidóze sa môže výrazne zvýšiť vylučovanie amoniaku. Vylučovanie mnohých iónov je regulované hormónmi.

Zmeny v koncentrácii fyziologických zložiek a vzhľad patologických zložiek moču sa používajú na diagnostiku chorôb. Napríklad pri cukrovke sa v moči nachádza glukóza a ketolátky (príloha).

4. Hormonálna regulácia močenia

Objem moču a obsah iónov v ňom je regulovaný kombinovaným pôsobením hormónov a štruktúrnych vlastností obličiek. Denný objem moču ovplyvňujú hormóny:

ALDOSTERÓN a VAZOPRESSIN (mechanizmus ich účinku bol diskutovaný vyššie).

PARATHORMONE - parathormón bielkovinovo-peptidovej povahy, (membránový mechanizmus účinku, cez cAMP) ovplyvňuje aj odstraňovanie solí z tela. V obličkách zvyšuje tubulárnu reabsorpciu Ca +2 a Mg +2, zvyšuje vylučovanie K +, fosfátu, HCO 3 - a znižuje vylučovanie H + a NH 4 +. Je to spôsobené najmä znížením tubulárnej reabsorpcie fosfátu. Súčasne sa zvyšuje koncentrácia vápnika v krvnej plazme. Hyposekrécia parathormónu vedie k opačným javom – k zvýšeniu obsahu fosfátov v krvnej plazme a zníženiu obsahu Ca +2 v plazme.

ESTRADIOL je ženský pohlavný hormón. Stimuluje syntézu 1,25-dioxyvitamínu D 3, zvyšuje reabsorpciu vápnika a fosforu v obličkových tubuloch.

homeostatická funkcia obličiek

1) homeostáza voda-soľ

Obličky sa podieľajú na udržiavaní konštantného množstva vody ovplyvňovaním iónového zloženia intra- a extracelulárnych tekutín. Z glomerulárneho filtrátu v proximálnom tubule sa spomínaným mechanizmom ATPázy reabsorbuje približne 75 % iónov sodíka, chloridov a vody. V tomto prípade sa aktívne reabsorbujú iba sodné ióny, anióny sa pohybujú v dôsledku elektrochemického gradientu a voda sa reabsorbuje pasívne a izoosmoticky.

2) účasť obličiek na regulácii acidobázickej rovnováhy

Koncentrácia iónov H + v plazme a v medzibunkovom priestore je asi 40 nM. To zodpovedá hodnote pH 7,40. pH vnútorného prostredia tela sa musí udržiavať konštantné, pretože výrazné zmeny v koncentrácii behov nie sú zlučiteľné so životom.

Konštantnosť hodnoty pH udržiavajú plazmové pufrovacie systémy, ktoré dokážu kompenzovať krátkodobé poruchy acidobázickej rovnováhy. Dlhodobá rovnováha pH je udržiavaná produkciou a odstraňovaním protónov. V prípade porúch v tlmiacich systémoch a v prípade nedodržania acidobázickej rovnováhy, napríklad v dôsledku ochorenia obličiek alebo zlyhania frekvencie dýchania v dôsledku hypo- alebo hyperventilácie, hodnota pH plazmy klesá. za prijateľnými hranicami. Pokles hodnoty pH 7,40 o viac ako 0,03 jednotiek sa nazýva acidóza a zvýšenie alkalóza.

Pôvod protónov. Existujú dva zdroje protónov - voľné dietetické kyseliny a bielkovinové aminokyseliny obsahujúce síru, dietetické kyseliny, ako je kyselina citrónová, askorbová a fosforečná, dodávajú protóny v črevnom trakte (pri alkalickom pH). Aminokyseliny metionín a cysteín vznikajúce pri rozklade bielkovín najviac prispievajú k zabezpečeniu rovnováhy protónov. V pečeni sa atómy síry týchto aminokyselín oxidujú na kyselinu sírovú, ktorá sa disociuje na síranové ióny a protóny.

Počas anaeróbnej glykolýzy vo svaloch a červených krvinkách sa glukóza premieňa na kyselinu mliečnu, ktorej disociácia vedie k tvorbe laktátu a protónov. Tvorba ketolátok - kyseliny acetooctovej a 3-hydroxymaslovej - v pečeni vedie tiež k uvoľňovaniu protónov, nadbytok ketolátok vedie k preťaženiu plazmatického tlmivého systému a zníženiu pH (metabolická acidóza; kyselina mliečna > laktátová acidóza, ketolátky > ketoacidóza). Za normálnych podmienok sa tieto kyseliny zvyčajne metabolizujú na CO 2 a H 2 O a neovplyvňujú protónovú rovnováhu.

Keďže acidóza predstavuje osobitné nebezpečenstvo pre telo, obličky majú špeciálne mechanizmy, ako sa s ňou vysporiadať:

a) sekrécia H+

Tento mechanizmus zahŕňa tvorbu CO2 v metabolických reakciách vyskytujúcich sa v bunkách distálneho tubulu; potom tvorba H 2 CO 3 pôsobením karboanhydrázy; jeho ďalšia disociácia na H + a HCO 3 - a výmena iónov H + za ióny Na +. Potom ióny sodíka a hydrogénuhličitanu difundujú do krvi a zabezpečujú jej alkalizáciu. Tento mechanizmus bol experimentálne overený – zavedenie inhibítorov karboanhydrázy vedie k zvýšeniu strát sodíka so sekundárnym močom a zastavením acidifikácie moču.

b) amoniogenéza

Aktivita enzýmov amoniogenézy v obličkách je obzvlášť vysoká v podmienkach acidózy.

Medzi enzýmy amoniogenézy patrí glutamináza a glutamátdehydrogenáza:

c) glukoneogenéza

Vyskytuje sa v pečeni a obličkách. Kľúčovým enzýmom procesu je renálna pyruvátkarboxyláza. Enzým je najaktívnejší v kyslom prostredí – tým sa líši od rovnakého pečeňového enzýmu. Preto sa pri acidóze v obličkách aktivuje karboxyláza a látky reaktívne s kyselinou (laktát, pyruvát) sa začnú intenzívnejšie premieňať na glukózu, ktorá nemá kyslé vlastnosti.

Tento mechanizmus je dôležitý pri acidóze spojenej s hladovaním (s nedostatkom sacharidov alebo s celkovým nedostatkom výživy). Akumulácia ketolátok, ktoré sú svojimi vlastnosťami kyselinami, stimuluje glukoneogenézu. A to pomáha zlepšiť acidobázický stav a zároveň zásobuje telo glukózou. Pri úplnom hladovaní sa až 50 % glukózy v krvi tvorí v obličkách.

Pri alkalóze je inhibovaná glukoneogenéza (v dôsledku zmeny pH je inhibovaná PVC-karboxyláza), inhibuje sa sekrécia protónov, ale zároveň sa zvyšuje glykolýza a zvyšuje sa tvorba pyruvátu a laktátu.

Metabolická funkcia obličiek

1) Tvorba aktívnej formy vitamínu D 3 . V obličkách v dôsledku reakcie mikrozomálnej oxidácie dochádza ku konečnému štádiu dozrievania aktívnej formy vitamínu D 3 - 1,25-dioxycholekalciferolu. Prekurzor tohto vitamínu, vitamín D 3, sa syntetizuje v koži pôsobením ultrafialových lúčov z cholesterolu a potom sa hydroxyluje: najskôr v pečeni (v polohe 25) a potom v obličkách (v polohe 1). Tým, že sa obličky podieľajú na tvorbe aktívnej formy vitamínu D 3, ovplyvňujú metabolizmus fosforu a vápnika v organizme. Preto pri ochoreniach obličiek, keď sú narušené procesy hydroxylácie vitamínu D 3, môže dôjsť k rozvoju OSTEODYSTROFIE.

2) Regulácia erytropoézy. Obličky produkujú glykoproteín nazývaný renálny erytropoetický faktor (PEF alebo erytropoetín). Ide o hormón, ktorý je schopný pôsobiť na kmeňové bunky červenej kostnej drene, ktoré sú cieľovými bunkami pre PEF. PEF usmerňuje vývoj týchto buniek po dráhe erytropoézy, t.j. stimuluje tvorbu červených krviniek. Rýchlosť uvoľňovania PEF závisí od prísunu kyslíka do obličiek. Ak sa množstvo prichádzajúceho kyslíka zníži, potom sa zvýši produkcia PEF - to vedie k zvýšeniu počtu červených krviniek v krvi a zlepšeniu zásobovania kyslíkom. Preto sa pri ochoreniach obličiek niekedy pozoruje renálna anémia.

3) Biosyntéza bielkovín. V obličkách aktívne prebiehajú procesy biosyntézy proteínov, ktoré sú potrebné pre iné tkanivá. Niektoré komponenty sú syntetizované tu:

- systémy zrážania krvi;

- komplementové systémy;

- fibrinolytické systémy.

- v obličkách, v bunkách juxtaglomerulárneho aparátu (JUGA) sa syntetizuje RENIN

Systém renín-angiotenzín-aldosterón pracuje v tesnom kontakte s ďalším systémom regulácie cievneho tonusu: KALLIKREIN-KININOVÝM SYSTÉMOM, ktorého pôsobenie vedie k zníženiu krvného tlaku.

Proteínový kininogén sa syntetizuje v obličkách. Keď sa kininogén dostane do krvi, pôsobením serínových proteináz - kalikreínov sa premení na vazoaktívne peptidy - kiníny: bradykinín a kallidin. Bradykinín a kalidín majú vazodilatačný účinok – znižujú krvný tlak. K inaktivácii kinínov dochádza za účasti karboxykatepsínu - tento enzým súčasne ovplyvňuje oba systémy regulácie cievneho tonusu, čo vedie k zvýšeniu krvného tlaku. Inhibítory karboxytepsínu sa terapeuticky používajú pri liečbe niektorých foriem arteriálnej hypertenzie (napríklad liečivo klonidín).

Účasť obličiek na regulácii krvného tlaku je spojená aj s tvorbou hypotenzívnych prostaglandínov, ktoré vznikajú v obličkách z kyseliny arachidónovej v dôsledku reakcií peroxidácie lipidov (LPO).

4) Katabolizmus bielkovín. Obličky sa podieľajú na katabolizme niekoľkých nízkomolekulárnych (5-6 kDa) proteínov a peptidov, ktoré sú filtrované do primárneho moču. Medzi nimi sú hormóny a niektoré ďalšie biologicky aktívne látky. V tubulárnych bunkách sa pôsobením lyzozomálnych proteolytických enzýmov tieto proteíny a peptidy hydrolyzujú na aminokyseliny, ktoré vstupujú do krvného obehu a sú znovu využité bunkami iných tkanív.

Vlastnosti metabolizmu obličkového tkaniva

1. Vysoké náklady na ATP. Hlavná spotreba ATP je spojená s procesmi aktívneho transportu počas reabsorpcie, sekrécie a tiež s biosyntézou bielkovín.

Hlavným spôsobom získania ATP je oxidačná fosforylácia. Preto obličkové tkanivo potrebuje značné množstvo kyslíka. Hmotnosť obličiek je len 0,5% z celkovej telesnej hmotnosti a spotreba kyslíka obličkami je 10% z celkového prijatého kyslíka. Substráty pre biooxidačné reakcie v obličkových bunkách sú:

- mastné kyseliny;

- ketónové telieska;

- glukóza atď.

2. Vysoká rýchlosť biosyntézy bielkovín.

3. Vysoká aktivita proteolytických enzýmov.

4. Schopnosť amoniogenézy a glukoneogenézy.

vodný soľný obličkový moč

medicínsky význam

patologické zložky moču
KOMPONENTY SYMPTÓM DÔVODY VZHĽADU PROTEÍN Proteinúria Poškodenie močového traktu (extrarenálna proteinúria) alebo bazálnych membrán nefrónov (renálna proteinúria). Toxikóza tehotných žien, anémia. Zdrojom bielkovín v moči sú najmä bielkoviny krvnej plazmy, ako aj bielkoviny tkaniva obličiek. KRV Hematúria Hemoglobinúria Erytrocyty v moči sa objavujú pri akútnej nefritíde, zápalových procesoch a traume močového traktu. Hemoglobín - s hemolýzou a hemoglobinémiou. GLUKÓZA Glukozúria Diabetes mellitus, steroidný diabetes, tyreotoxikóza. FRUKTÓZA Fruktozúria Vrodený nedostatok enzýmov, ktoré premieňajú fruktózu na glukózu (defekt fosfofruktokinázy). GALAKTÓZA galaktozúria Vrodený nedostatok enzýmu, ktorý premieňa galaktózu na glukózu (galaktóza-1-fosfát-uridyltransferáza). KETONOVÉ TELÁ ketonúria Diabetes mellitus, hladovanie, tyreotoxikóza, traumatické poranenie mozgu, cerebrálne krvácanie, infekčné choroby. BILIRUBÍN Bilirubinúria Žltačka. Výrazne zvýšené hladiny bilirubínu v moči s obštrukčnou žltačkou. kreatín Kreatinuria U dospelých je spojená s poruchou premeny kreatínu na kreatinín. Pozoruje sa pri svalovej dystrofii, hypotermii, konvulzívnych stavoch (tetanus, tetánia). ZRÁŽKY: Fosfáty Oxaláty urátov Fosfatúria oxalatúria Uraturia Zrážanie niektorých bežne ťažko rozpustných zložiek moču (vápenaté, horečnaté soli) vedie k tvorbe močových kameňov. To je uľahčené alkalizáciou moču v močovom mechúre a obličkovej panvičke pri chronických bakteriálnych infekciách: mikroorganizmy rozkladajú močovinu, uvoľňujú amoniak, čo vedie k zvýšeniu pH moču. Pri dne (moč okysľuje) sa kamene tvoria z kyseliny močovej, ktorá je pri pH nižšom ako 7,0 zle rozpustná.

5. Fyzikálne a chemické vlastnosti moču za normálnych a patologických stavov

Polyúria je zvýšenie denného objemu moču. Pozoruje sa pri cukrovke a diabetes insipidus, chronickej nefritíde, pyelonefritíde, pri nadmernom príjme tekutín s jedlom.

Oligúria - zníženie denného objemu moču (menej ako 0,5 l). Pozoruje sa v horúčkovitom stave, s akútnou difúznou nefritídou, urolitiázou, otravou soľami ťažkých kovov a použitím malého množstva tekutiny s jedlom.

Anúria je zastavenie vylučovania moču. Pozoruje sa pri poškodení obličiek v dôsledku otravy, pri strese (dlhotrvajúca anúria môže viesť k smrti v dôsledku urémie (otrava amoniakom)

Farba moču je zvyčajne jantárová alebo slamovo žltá v dôsledku pigmentov urochróm, urobilinogén atď.

Červená farba moču - s hematúriou, hemoglobinúriou (obličkové kamene, zápal obličiek, trauma, hemolýza, užívanie určitých liekov).

Hnedá farba - s vysokou koncentráciou urobilinogénu a bilirubínu v moči (s ochoreniami pečene), ako aj kyselina homogentisová (alkaptonúria v rozpore s metabolizmom tyrozínu).

Zelená farba - pri použití určitých liekov so zvýšenou koncentráciou kyseliny indoxylsírovej, ktorá sa rozkladá za vzniku indiga (zvýšené procesy rozpadu bielkovín v čreve)

Transparentnosť moču je normálna. Zákal môže byť spôsobený prítomnosťou bielkovín, bunkových prvkov, baktérií, hlienu, sedimentu v moči.

Hustota moču normálne kolíše v pomerne širokom rozmedzí - od 1,002 do 1,035 počas dňa (v priemere 1012-1020). To znamená, že za deň sa močom vylúči 50 až 70 g hustých látok. Približný výpočet hustoty zvyšku: 35x2,6 \u003d 71 g, kde 35 sú posledné dve číslice z určitej relatívnej hustoty, 2,6 je koeficient. Zvyšovanie a znižovanie hustoty moču počas dňa, teda jeho koncentrácia a riedenie, sú nevyhnutné na udržanie stálosti osmotického tlaku krvi.

Izostenúria - vylučovanie moču s neustále nízkou hustotou, ktorá sa rovná hustote primárneho moču (asi 1010), ktorá sa pozoruje pri ťažkom zlyhaní obličiek, s diabetes insipidus.

Vysoká hustota (viac ako 1035) sa pozoruje u diabetes mellitus v dôsledku vysokej koncentrácie glukózy v moči, pri akútnej nefritíde (oligúria).

Pri státí sa tvoria normálne zvyšky moču.

Vločkovité - z bielkovín, mukoproteínov, epitelových buniek močového traktu

Pozostáva z oxalátov a urátov (soli kyseliny šťaveľovej a močovej), ktoré sa pri okyslení rozpúšťajú.

pH moču je normálne v rozmedzí 5,5 – 6,5.

Kyslé prostredie moču v bežnej strave môže byť spôsobené: 1) kyselinou sírovou vznikajúcou počas katabolizmu aminokyselín obsahujúcich síru; 2) kyselina fosforečná, ktorá vzniká pri rozklade nukleových kyselín, fosfoproteínov, fosfolipidov; 3) anióny adsorbované v čreve z potravinových produktov.

Poruchy metabolizmu vody (dyshydria).

Medzi poruchy metabolizmu vody patrí hyperhydria (hyperhydratácia) a hypohydria (hypo- a dehydratácia). Obidve môžu byť spoločné alebo pokrývajú hlavne extracelulárny alebo intracelulárny priestor (tj extracelulárny alebo intracelulárny sektor). Každá z foriem dyshydrie sa prejavuje ako hyper-, izo- a hypotonická. V súlade s tým môžeme hovoriť o intra- a extracelulárnej hyper-, izo- a hypotonickej nadmernej hydratácii, ako aj o intra- a extracelulárnej hyper-, izo- a hypotonickej hypohydratácii. Zmeny spôsobené porušením distribúcie vody a elektrolytov v jednom sektore majú vždy za následok dobre definované posuny v inom sektore.

Všeobecná dehydratácia (všeobecná dehydratácia) nastáva, keď sa do tela dostane menej vody, ako za rovnaký čas stratí (negatívna vodná bilancia). Pozorované so stenózou, obštrukciou pažeráka (spôsobenou popáleninami, nádormi alebo inými príčinami), zápalom pobrušnice, operáciami tráviaceho traktu, polyúriou, nedostatočnou náhradou straty vody u oslabených pacientov, cholerou, u pacientov v kóme.

Pri nedostatku vody sa v dôsledku zrážania krvi zvyšuje koncentrácia hustých látok v plazme, čo vedie k zvýšeniu osmotického tlaku. Ten určuje pohyb vody z buniek cez medzibunkový priestor do extracelulárnej tekutiny. V dôsledku toho sa objem intracelulárneho priestoru znižuje.

Laboratórne príznaky celkovej dehydratácie sú zvýšený hematokrit, viskozita krvi, hyperproteinémia, hyperazotémia, polyúria.

Hostené na Allbest.ru

Podobné dokumenty

Zmena v distribúcii tekutiny medzi extracelulárnym a intracelulárnym sektorom. denná diuréza. Denná potreba vody. Regulácia metabolizmu voda-soľ obličkami. Regulácia osmotického krvného tlaku.

prednáška, pridaná 25.02.2002


Metabolizmus voda-soľ ako súbor procesov pre vstup vody a solí (elektrolytov) do organizmu, ich vstrebávanie, distribúciu vo vnútornom prostredí a vylučovanie. Hlavné choroby spôsobené porušením vazopresínu. Regulácia vylučovania sodíka obličkami.

kontrolné práce, doplnené 12.6.2010


Morfofunkčné charakteristiky močového systému. Anatómia obličiek. Štruktúra obličiek. Mechanizmus močenia. Prívod krvi do obličiek. Porušenie funkcií močového systému v patológii, pyelonefritída. Metódy vyšetrenia moču a funkcie obličiek.

abstrakt, pridaný 31.10.2008


Komponenty a typy nefrónov. Odstránenie konečných produktov metabolizmu z tela. Regulácia metabolizmu voda-soľ a krvného tlaku. Filtrácia v obličkách a štruktúra tubulárneho systému obličiek. Mesangiálne bunky a Shumlyansky-Bowmanova kapsula.

prezentácia, pridané 02.02.2013


Hlavné formy porušenia metabolizmu voda-soľ. Príznaky nedostatku vody. Osmotické a iónové konštanty. Regulácia vylučovania vody a elektrolytov. Patológia produkcie aldosterónu. Klinické prejavy hyperosmolárnej dehydratácie, princípy terapie.

prezentácia, pridané 20.12.2015


Mechanizmy tvorby moču. Renálne a extrarenálne cesty vylučovania látok. Základné funkcie obličiek. Prietok krvi v rôznych častiach obličiek. Štruktúra obehového systému. Klasifikácia nefrónov. Mechanizmy močenia. Filtrácia, reabsorpcia, sekrécia.

prezentácia, pridané 12.01.2014


Štruktúra a funkcia obličiek, teória tvorby moču. Vlastnosti štruktúry nefrónu. Fyzikálne vlastnosti moču a klinický a diagnostický význam. Typy proteinúrie, metódy na kvalitatívne a kvantitatívne stanovenie bielkovín v moči. Stanovenie glukózy v moči.

cheat sheet, pridaný 24.06.2010


Etiológia a patogenéza poruchy funkcie obličiek: glomerulárna a tubulárna filtrácia, reabsorpcia, sekrécia, koncentrácia a riedenie moču. Klinická diagnostika ochorení obličiek, laboratórny výskum a analýza fyzikálnych a chemických vlastností moču.

ročníková práca, pridaná 15.06.2015


Fyziológia metabolizmu voda-soľ. zloženie elektrolytov v tele. Faktory ovplyvňujúce pohyb extracelulárnej vody v ňom. Nerovnováha elektrolytov. Klinický obraz extracelulárnej dehydratácie. Pomer roztokov na infúznu terapiu.

prezentácia, pridané 02.05.2017


Základné funkcie obličiek. Pravidlá zberu moču na výskum. Farba, vôňa, kyslosť moču, obsah glukózy, erytrocytov, leukocytov a bielkovín v ňom. Funkčná a patologická proteinúria. Prejavy nefrotických a azotemicheskych syndrómov.

Z funkčného hľadiska je zvykom rozlišovať voľnú a viazanú vodu. Transportná funkcia, ktorú plní voda ako univerzálne rozpúšťadlo Určuje disociáciu solí ako dielektrikum Účasť na rôznych chemických reakciách: hydratácia hydrolýza redoxné reakcie napríklad β - oxidácia mastných kyselín. Pohyb vody v tele sa uskutočňuje za účasti viacerých faktorov, medzi ktoré patrí: osmotický tlak vytvorený rôznymi koncentráciami solí, voda sa pohybuje smerom k vyššej ...

Zdieľajte prácu na sociálnych sieťach

Ak vám táto práca nevyhovuje, v spodnej časti stránky je zoznam podobných prác. Môžete tiež použiť tlačidlo vyhľadávania

Strana 1

abstraktné

METABOLIZMUS VODY/SOLI

výmena vody

Celkový obsah vody v tele dospelého človeka je 60 65 % (asi 40 litrov). Najviac hydratovaný je mozog a obličky. Tukové, kostné tkanivo naopak obsahuje malé množstvo vody.

Voda v tele je distribuovaná v rôznych oddeleniach (priehradky, bazény): v bunkách, v medzibunkovom priestore, vo vnútri ciev.

Charakteristickým znakom chemického zloženia vnútrobunkovej tekutiny je vysoký obsah draslíka a bielkovín. Extracelulárna tekutina obsahuje vyššie koncentrácie sodíka. Hodnoty pH extracelulárnej a intracelulárnej tekutiny sa nelíšia. Z funkčného hľadiska je zvykom rozlišovať voľnú a viazanú vodu. Viazaná voda je tá jej časť, ktorá je súčasťou hydratačných obalov biopolymérov. Množstvo viazanej vody charakterizuje intenzitu metabolických procesov.

Biologická úloha vody v tele.

• Transportná funkcia, ktorú voda plní ako univerzálne rozpúšťadlo
• Určuje disociáciu solí, ktoré sú dielektrikom
• Účasť na rôznych chemických reakciách: hydratácia, hydrolýza, redoxné reakcie (napríklad β - oxidácia mastných kyselín).

Výmena vody.

Celkový objem vymenených tekutín pre dospelého človeka je 2-2,5 litra za deň. Dospelý človek sa vyznačuje vodnou bilanciou, t.j. príjem tekutín sa rovná jej vylučovaniu.

Voda sa do tela dostáva vo forme tekutých nápojov (asi 50 % skonzumovanej tekutiny), ako súčasť pevnej stravy. 500 ml je endogénna voda vytvorená ako výsledok oxidačných procesov v tkanivách,

Vylučovanie vody z tela prebieha obličkami (1,5 l diuréza), odparovaním z povrchu kože, pľúcami (asi 1 l), črevami (asi 100 ml).

Faktory pohybu vody v tele.

Voda v tele sa neustále prerozdeľuje medzi rôzne oddelenia. Pohyb vody v tele sa uskutočňuje za účasti viacerých faktorov, medzi ktoré patria:

• osmotický tlak vytvorený rôznymi koncentráciami soli (voda sa pohybuje smerom k vyššej koncentrácii soli),
• onkotický tlak vytvorený poklesom koncentrácie bielkovín (voda sa pohybuje smerom k vyššej koncentrácii bielkovín)
• hydrostatický tlak vytvorený srdcom

S výmenou úzko súvisí aj výmena vody Na a K.

Výmena sodíka a draslíka

generál obsah sodíkav tele je 100 g Zároveň 50% pripadá na extracelulárny sodík, 45% - na sodík obsiahnutý v kostiach, 5% - na intracelulárny sodík. Obsah sodíka v krvnej plazme je 130-150 mmol / l, v krvinkách - 4-10 mmol / l. Potreba sodíka pre dospelého človeka je asi 4-6 g/deň.

generál obsah draslíkav tele dospelého človeka je 160 90 % tohto množstva je obsiahnutých intracelulárne, 10 % je distribuovaných v extracelulárnom priestore. Krvná plazma obsahuje 4 - 5 mmol / l, vo vnútri buniek - 110 mmol / l. Denná potreba draslíka pre dospelého človeka je 2-4 g.

Biologická úloha sodíka a draslíka:

• určiť osmotický tlak
• určiť distribúciu vody
• vytvárať krvný tlak
• zúčastniť sa (Na ) pri vstrebávaní aminokyselín, monosacharidov
• draslík je nevyhnutný pre biosyntetické procesy.

K absorpcii sodíka a draslíka dochádza v žalúdku a črevách. Sodík sa môže mierne ukladať v pečeni. Sodík a draslík sa z tela vylučujú najmä obličkami, v menšej miere potnými žľazami a črevami.

Podieľa sa na redistribúcii sodíka a draslíka medzi bunkami a extracelulárnou tekutinousodno-draselná ATPáza -membránový enzým, ktorý využíva energiu ATP na pohyb sodíkových a draselných iónov proti koncentračnému gradientu. Vytvorený rozdiel v koncentrácii sodíka a draslíka zabezpečuje proces excitácie tkaniva.

Regulácia metabolizmu voda-soľ.

Regulácia výmeny vody a solí sa uskutočňuje za účasti centrálneho nervového systému, autonómneho nervového systému a endokrinného systému.

V centrálnom nervovom systéme sa so znížením množstva tekutiny v tele vytvára pocit smädu. Excitácia pitného centra umiestneného v hypotalame vedie k spotrebe vody a obnoveniu jej množstva v tele.

Autonómny nervový systém sa podieľa na regulácii metabolizmu vody reguláciou procesu potenia.

Medzi hormóny podieľajúce sa na regulácii metabolizmu vody a soli patrí antidiuretický hormón, mineralokortikoidy, natriuretický hormón.

Antidiuretický hormónsyntetizovaný v hypotalame, sa presúva do zadnej hypofýzy, odkiaľ sa uvoľňuje do krvi. Tento hormón zadržiava vodu v tele zvýšením reverznej reabsorpcie vody v obličkách, aktiváciou syntézy akvaporínového proteínu v obličkách.

aldosterón prispieva k zadržiavaniu sodíka v tele a k strate iónov draslíka obličkami. Predpokladá sa, že tento hormón podporuje syntézu proteínov sodíkových kanálov, ktoré určujú reverznú reabsorpciu sodíka. Aktivuje tiež Krebsov cyklus a syntézu ATP, ktorá je nevyhnutná pre procesy reabsorpcie sodíka. Aldosterón aktivuje syntézu proteínov - transportérov draslíka, čo je sprevádzané zvýšeným vylučovaním draslíka z tela.

Funkcia antidiuretického hormónu aj aldosterónu úzko súvisí s renín - angiotenzínovým systémom krvi.

Renín-angiotenzný krvný systém.

So znížením prietoku krvi obličkami počas dehydratácie sa v obličkách produkuje proteolytický enzým renin, ktorý prekladáangiotenzinogén(a2-globulín) na angiotenzín I - peptid pozostávajúci z 10 aminokyselín. angiotenzín Som v akcii angiotezín-konvertujúci enzým(ACE) podlieha ďalšej proteolýze a prechádza do angiotenzín II vrátane 8 aminokyselín, angiotenzín II sťahuje cievy, stimuluje tvorbu antidiuretického hormónu a aldosterónu, ktoré zvyšujú objem tekutín v tele.

Natriuretický peptidsa produkuje v predsieňach ako odpoveď na zvýšenie objemu vody v tele a na natiahnutie predsiení. Skladá sa z 28 aminokyselín, je to cyklický peptid s disulfidovými mostíkmi. Natriuretický peptid podporuje vylučovanie sodíka a vody z tela.

Porušenie metabolizmu voda-soľ.

Poruchy metabolizmu vody a soli zahŕňajú dehydratáciu, hyperhydratáciu, odchýlky v koncentrácii sodíka a draslíka v krvnej plazme.

Dehydratácia (dehydratácia) je sprevádzaná ťažkou poruchou funkcie centrálneho nervového systému. Príčiny dehydratácie môžu byť:

• hlad po vode,
• dysfunkcia čriev (hnačka),
• zvýšená strata pľúcami (dýchavičnosť, hypertermia),
• zvýšené potenie,
• diabetes a diabetes insipidus.

Hyperhydratáciazvýšenie množstva vody v tele možno pozorovať pri mnohých patologických stavoch:

• zvýšený príjem tekutín v tele,
• zlyhanie obličiek,
• poruchy krvného obehu,
• ochorenie pečene

Lokálnym prejavom akumulácie tekutín v tele sú edém.

"Hladný" edém sa pozoruje v dôsledku hypoproteinémie počas hladovania bielkovín, ochorení pečene. "Srdcový" edém sa vyskytuje, keď je hydrostatický tlak narušený pri srdcových ochoreniach. „Renálny“ edém vzniká pri zmene osmotického a onkotického tlaku krvnej plazmy pri ochoreniach obličiek

Hyponatriémia, hypokaliémiasa prejavujú porušením excitability, poškodením nervového systému, porušením srdcového rytmu. Tieto stavy sa môžu vyskytnúť pri rôznych patologických stavoch:

• dysfunkcia obličiek
• opakované zvracanie
• hnačka
• porušenie produkcie aldosterónu, natriuretického hormónu.

Úloha obličiek v metabolizme voda-soľ.

V obličkách dochádza k filtrácii, reabsorpcii, sekrécii sodíka, draslíka. Obličky sú regulované aldosterónom, antidiuretickým hormónom. Obličky produkujú renín, východiskový enzým renínu, angiotenzínový systém. Obličky vylučujú protóny a tým regulujú pH.

Vlastnosti metabolizmu vody u detí.

U detí je zvýšený celkový obsah vody, ktorý u novorodencov dosahuje 75 %. V detstve je zaznamenaná iná distribúcia vody v tele: množstvo intracelulárnej vody je znížené na 30%, čo je spôsobené zníženým obsahom intracelulárnych proteínov. Zároveň sa zvýšil obsah extracelulárnej vody až na 45 %, čo súvisí s vyšším obsahom hydrofilných glykozaminoglykánov v medzibunkovej látke spojivového tkaniva.

Metabolizmus vody v tele dieťaťa prebieha intenzívnejšie. Potreba vody u detí je 2-3 krát vyššia ako u dospelých. Pre deti je charakteristické uvoľňovanie veľkého množstva vody v tráviacich šťavách, ktorá sa rýchlo spätne vstrebáva. U malých detí iný pomer straty vody z tela: väčší podiel vody vylúčenej cez pľúca a kožu. Deti sa vyznačujú zadržiavaním vody v tele (pozitívna vodná bilancia)

V detstve sa pozoruje nestabilná regulácia metabolizmu vody, nevytvára sa pocit smädu, v dôsledku čoho sa prejavuje tendencia k dehydratácii.

Počas prvých rokov života prevažuje vylučovanie draslíka nad vylučovaním sodíka.

Metabolizmus vápnika a fosforu

Všeobecný obsah vápnik je 2 % telesnej hmotnosti (asi 1,5 kg). 99% je koncentrovaných v kostiach, 1% je extracelulárny vápnik. Obsah vápnika v krvnej plazme sa rovná 2,3-2,8 mmol/l, 50 % tohto množstva tvorí ionizovaný vápnik a 50 % vápnik viazaný na bielkoviny.

Funkcie vápnika:

• plastový materiál
• podieľa sa na svalovej kontrakcii
• podieľa sa na zrážaní krvi
• regulátor aktivity mnohých enzýmov (hrá úlohu druhého posla)

Denná potreba vápnika pre dospelého človeka je 1,5 g Absorpcia vápnika v gastrointestinálnom trakte je obmedzená. Za účasti sa absorbuje približne 50% vápnika z potravyproteín viažuci vápnik. Keďže ide o extracelulárny katión, vápnik vstupuje do buniek cez vápnikové kanály, ukladá sa v bunkách v sarkoplazmatickom retikule a mitochondriách.

Všeobecný obsah fosfor v tele je 1% telesnej hmotnosti (asi 700 g). 90 % fosforu sa nachádza v kostiach, 10 % je vnútrobunkový fosfor. V krvnej plazme je obsah fosforu 1 -2 mmol/l

Funkcie fosforu:

• plastická funkcia
• je súčasťou makroergov (ATP)
• zložka nukleových kyselín, lipoproteíny, nukleotidy, soli
• časť fosfátového pufra
• regulátor aktivity mnohých enzýmov (fosforylácia defosforylácia enzýmov)

Denná potreba fosforu pre dospelého človeka je asi 1,5 g.V gastrointestinálnom trakte sa fosfor vstrebáva za účastialkalický fosfát.

Vápnik a fosfor sa z tela vylučujú najmä obličkami, malé množstvo sa stráca črevami.

Regulácia metabolizmu vápnika a fosforu.

Parathormón, kalcitonín, vitamín D sa podieľajú na regulácii metabolizmu vápnika a fosforu.

Parathormón zvyšuje hladinu vápnika v krvi a zároveň znižuje hladinu fosforu. Zvýšenie obsahu vápnika je spojené s aktivácioufosfatázy, kolagenázyosteoklasty, v dôsledku čoho sa pri obnove kostného tkaniva vápnik „vyplavuje“ do krvi. Parathormón navyše aktivuje vstrebávanie vápnika v gastrointestinálnom trakte za účasti proteínu viažuceho vápnik a znižuje vylučovanie vápnika obličkami. Fosfáty pod pôsobením parathormónu sa naopak intenzívne vylučujú obličkami.

kalcitonín znižuje hladinu vápnika a fosforu v krvi. Kalcitonín znižuje aktivitu osteoklastov a tým znižuje uvoľňovanie vápnika z kostného tkaniva.

Vitamín D cholekalciferol, antirachitický vitamín.

Vitamín D označuje vitamíny rozpustné v tukoch. Denná potreba vitamínu je 25 mcg. Vitamín D vplyvom UV lúčov sa v koži syntetizuje zo svojho prekurzora 7-dehydrocholesterolu, ktorý sa v kombinácii s proteínom dostáva do pečene. V pečeni za účasti mikrozomálneho systému oxygenáz dochádza k oxidácii na 25. pozícii za vzniku 25-hydroxycholekalciferolu. Tento vitamínový prekurzor sa za účasti špecifického transportného proteínu prenesie do obličiek, kde v prvej polohe podstúpi druhú hydroxylačnú reakciu za vzniku aktívna forma vitamínu D3 1,25-dihydrocholekalciferol (alebo kalcitriol). . Hydroxylačnú reakciu v obličkách aktivuje parathormón pri znížení hladiny vápnika v krvi. Pri dostatočnom obsahu vápnika v tele vzniká v obličkách inaktívny metabolit 24,25 (OH). Vitamín C sa podieľa na hydroxylačných reakciách.

1,25 (OH)2D 3 pôsobí podobne ako steroidné hormóny. Pri penetrácii do cieľových buniek interaguje s receptormi, ktoré migrujú do bunkového jadra. V enterocytoch tento hormonálny receptorový komplex stimuluje transkripciu mRNA zodpovednej za syntézu proteínového nosiča vápnika. V čreve sa zvyšuje absorpcia vápnika za účasti proteínu viažuceho vápnik a Ca 2+ - ATPázy. V kostnom tkanive vitamín D3 stimuluje proces demineralizácie. V obličkách aktivácia vitamínom D3 kalciová ATP-áza je sprevádzaná zvýšením reabsorpcie vápnikových a fosfátových iónov. Kalcitriol sa podieľa na regulácii rastu a diferenciácie buniek kostnej drene. Má antioxidačnú a protinádorovú aktivitu.

Hypovitaminóza vedie k krivici.

Hypervitaminóza vedie k závažnej demineralizácii kostí, kalcifikácii mäkkých tkanív.

Porušenie metabolizmu vápnika a fosforu

Rachitída prejavuje sa poruchou mineralizácie kostného tkaniva. Príčinou ochorenia môže byť hypovitaminóza D3. , nedostatok slnečného žiarenia, nedostatočná citlivosť tela na vitamín. Biochemické príznaky rachitídy sú zníženie hladiny vápnika a fosforu v krvi a zníženie aktivity alkalickej fosfatázy. U detí sa rachitída prejavuje porušením osteogenézy, deformáciami kostí, svalovou hypotenziou a zvýšenou nervovosvalovou excitabilitou. U dospelých vedie hypovitaminóza k kazu a osteomalácii, u starších ľudí k osteoporóze.

U novorodencov sa môže vyvinúťprechodná hypokalciémia, keďže príjem vápnika z tela matky sa zastaví a pozoruje sa hypoparatyreóza.

Hypokalciémia, hypofosfatémiasa môže vyskytnúť pri porušení produkcie parathormónu, kalcitonínu, dysfunkcii gastrointestinálneho traktu (vracanie, hnačka), obličiek, s obštrukčnou žltačkou, pri hojení zlomenín.

Výmena železa.

Všeobecný obsahžľaza v tele dospelého človeka je 5 g.Železo sa distribuuje najmä intracelulárne, kde prevláda hémové železo: hemoglobín, myoglobín, cytochrómy. Extracelulárne železo predstavuje proteín transferín. V krvnej plazme je obsah železa 16-19 µmol/l, v erytrocytoch - 19 mmol/l. O Metabolizmus železa u dospelých je 20-25 mg/deň . Hlavnú časť tohto množstva (90 %) tvorí endogénne železo, uvoľnené pri rozpade erytrocytov, 10 % tvorí exogénne železo, dodávané ako súčasť potravinových produktov.

Biologické funkcie železa:

• nevyhnutná súčasť redoxných procesov v tele
• transport kyslíka (ako súčasť hemoglobínu)
• ukladanie kyslíka (v zložení myoglobínu)
• antioxidačná funkcia (ako súčasť katalázy a peroxidázy)
• stimuluje imunitné reakcie v tele

K absorpcii železa dochádza v čreve a je to obmedzený proces. Predpokladá sa, že 1/10 železa v potravinách sa absorbuje. Potravinárske výrobky obsahujú oxidované 3-mocné železo, ktoré sa v kyslom prostredí žalúdka mení na F e 2+ . Absorpcia železa prebieha v niekoľkých štádiách: vstup do enterocytov za účasti slizničného mucínu, intracelulárny transport enterocytovými enzýmami a prechod železa do krvnej plazmy. Proteín podieľajúci sa na absorpcii železa apoferitín, ktorý viaže železo a zostáva v črevnej sliznici, čím vytvára depot železa. Táto fáza metabolizmu železa je regulačná: syntéza apoferitínu klesá s nedostatkom železa v tele.

Absorbované železo je transportované ako súčasť transferínového proteínu, kde dochádza k jeho oxidáciiceruloplazmínu až do F e 3+ čo vedie k zvýšeniu rozpustnosti železa. Transferín interaguje s tkanivovými receptormi, ktorých počet je veľmi variabilný. Táto fáza výmeny je tiež regulačná.

Železo sa môže ukladať vo forme feritínu a hemosiderínu. feritín pečeňový vo vode rozpustný proteín s obsahom až 20 % F e 2+ ako fosforečnan alebo hydroxid. hemosiderín nerozpustné bielkoviny, obsahuje až 30% F e 3+ obsahuje vo svojom zložení polysacharidy, nukleotidy, lipidy ..

K vylučovaniu železa z tela dochádza ako súčasť exfoliačného epitelu kože a čriev. Malé množstvo železa sa stráca obličkami so žlčou a slinami.

Najčastejšou patológiou metabolizmu železa jeAnémia z nedostatku železa.Je však možné aj presýtenie tela železom s hromadením hemosiderínu a vývojom hemochromatóza.

BIOCHÉMIA TKANIV

Biochémia spojivového tkaniva.

Rôzne typy spojivového tkaniva sa budujú podľa jediného princípu: vlákna (kolagén, elastín, retikulín) a rôzne bunky (makrofágy, fibroblasty a iné bunky) sú rozložené vo veľkom množstve medzibunkovej základnej látky (proteoglykány a retikulárne glykoproteíny).

Spojivové tkanivo plní rôzne funkcie:

• podporná funkcia (kostný skelet),
• bariérová funkcia
• metabolická funkcia (syntéza chemických zložiek tkaniva vo fibroblastoch),
• funkcia ukladania (akumulácia melanínu v melanocytoch),
• reparačná funkcia (účasť na hojení rán),
• účasť na metabolizme voda-soľ (proteoglykány viažu extracelulárnu vodu)

Zloženie a výmena hlavnej medzibunkovej látky.

Proteoglykány (pozri chémiu uhľohydrátov) a glykoproteíny (ibid.).

Syntéza glykoproteínov a proteoglykánov.

Sacharidovú zložku proteoglykánov predstavujú glykozaminoglykány (GAG), medzi ktoré patria acetylaminosacharidy a urónové kyseliny. Východiskovým materiálom pre ich syntézu je glukóza.

1. glukóza-6-fosfát → fruktóza-6-fosfát glutamín → glukozamín.
2. glukóza → UDP-glukóza →UDP - kyselina glukurónová
3. glukozamín + kyselina UDP-glukurónová + FAPS → GAG
4. GAG + proteín → proteoglykán

rozklad proteoglykánov a glykoproteínovvykonávané rôznymi enzýmami: hyaluronidáza, iduronidáza, hexaminidázy, sulfatázy.

Metabolizmus proteínov spojivového tkaniva.

Výmena kolagénu

Hlavným proteínom spojivového tkaniva je kolagén (pozri štruktúru v časti „Chémia proteínov“). Kolagén je polymorfný proteín s rôznymi kombináciami polypeptidových reťazcov vo svojom zložení. V ľudskom tele prevládajú fibrilotvorné formy kolagénu typu 1,2,3.

Syntéza kolagénu.

Syntéza kolagénu prebieha vo firoblastoch a v extracelulárnom priestore, zahŕňa niekoľko fáz. V prvých fázach sa syntetizuje prokolagén (reprezentovaný 3 polypeptidovými reťazcami, ktoré majú ďalšie N a C koncové fragmenty). Potom dochádza k posttranslačnej modifikácii prokolagénu dvoma spôsobmi: oxidáciou (hydroxyláciou) a glykozyláciou.

1. aminokyseliny lyzín a prolín podliehajú oxidácii za účasti enzýmovlyzínoxygenáza, prolínoxygenáza, ióny železa a vitamín C.Výsledný hydroxylyzín, hydroxyprolín, sa podieľa na tvorbe priečnych väzieb v kolagéne
2. pripojenie sacharidovej zložky sa uskutočňuje za účasti enzýmovglykozyltransferázy.

Modifikovaný prokolagén sa dostáva do medzibunkového priestoru, kde podlieha čiastočnej proteolýze štiepením koncových N a C fragmenty. Výsledkom je premena prokolagénu na tropokolagén - štrukturálny blok kolagénových vlákien.

Rozklad kolagénu.

Kolagén je pomaly sa vymieňajúci proteín. Rozklad kolagénu vykonáva enzým kolagenáza. Je to enzým obsahujúci zinok, ktorý sa syntetizuje ako prokolagenáza. Aktivuje sa prokolagenázatrypsín, plazmín, kalikreínčiastočnou proteolýzou. Kolagenáza rozkladá kolagén v strede molekuly na veľké fragmenty, ktoré sú ďalej štiepené enzýmami obsahujúcimi zinok.želatinázy.

Vitamín "C", kyselina askorbová, antiskorbutický vitamín

Vitamín C hrá veľmi dôležitú úlohu v metabolizme kolagénu. Chemickou povahou ide o kyselinu laktónovú, ktorá má podobnú štruktúru ako glukóza. Denná potreba kyseliny askorbovej pre dospelého človeka je 50 100 mg. Vitamín C sa nachádza v ovocí a zelenine. Úloha vitamínu C je nasledovná:

• podieľa sa na syntéze kolagénu,
• podieľa sa na metabolizme tyrozínu,
• podieľa sa na prechode kyseliny listovej na THFA,
• je antioxidant

Avitaminóza "C" sa prejavuje skorbut (gingivitída, anémia, krvácanie).

Výmena elastínu.

Výmena elastínu nie je dobre pochopená. Predpokladá sa, že k syntéze elastínu vo forme proelastínu dochádza iba v embryonálnom období. Rozklad elastínu vykonáva neutrofilný enzým elastáza , ktorý sa syntetizuje ako neaktívna proelastáza.

Vlastnosti zloženia a metabolizmu spojivového tkaniva v detstve.

• vyšší obsah proteoglykánov,
• Iný pomer GAG: viac kyseliny hyalurónovej, menej chondrotín sulfátov a keratán sulfátov.
• Prevláda kolagén typu 3, ktorý je menej stabilný a rýchlejšie sa vymieňa.
• Intenzívnejšia výmena zložiek spojivového tkaniva.

Poruchy spojivového tkaniva.

Možné vrodené poruchy metabolizmu glykozaminoglykánov a proteoglykánovmukopolysacharidózy.Druhou skupinou ochorení spojivového tkaniva sú kolagenóza, najmä reumatizmus. Pri kolagenózach sa pozoruje deštrukcia kolagénu, ktorej jedným z príznakov jehydroxyprolinúria

Biochémia priečne pruhovaného svalového tkaniva

Chemické zloženie svalov: 80 – 82 % tvorí voda, 20 % sušina. 18% sušiny pripadá na bielkoviny, zvyšok tvoria dusíkaté nebielkovinové látky, lipidy, sacharidy a minerály.

Svalové bielkoviny.

Svalové proteíny sú rozdelené do 3 typov:

1. sarkoplazmatické (vo vode rozpustné) proteíny tvoria 30% všetkých svalových bielkovín
2. myofibrilárne (rozpustné v soli) proteíny tvoria 50 % všetkých svalových proteínov
3. stromálne (vo vode nerozpustné) proteíny tvoria 20% všetkých svalových proteínov

Myofibrilárne proteínyreprezentované myozínom, aktínom, (hlavné bielkoviny) tropomyozínom a troponínom (vedľajšie bielkoviny).

myozín - proteín hrubých filamentov myofibríl, má molekulovú hmotnosť asi 500 000 d, pozostáva z dvoch ťažkých reťazcov a 4 ľahkých reťazcov. Myozín patrí do skupiny globulárno-fibrilárnych proteínov. Strieda guľovité „hlavy“ ľahkých reťazcov a fibrilárne „chvosty“ ťažkých reťazcov. "Hlava" myozínu má enzymatickú aktivitu ATPázy. Myozín tvorí 50 % myofibrilárnych proteínov.

Actin prezentované v dvoch formách globulárny (G-forma), fibrilárny (F-forma). G-tvar má molekulovú hmotnosť 43 000 d. F -forma aktínu má formu skrútených vlákien guľovitých G -formy. Tento proteín tvorí 20-30% myofibrilárnych proteínov.

Tropomyozín - minoritný proteín s molekulovou hmotnosťou 65 000 g. Má oválny tvar tyčinky, zapadá do vybraní aktívneho vlákna a plní funkciu „izolátora“ medzi aktívnym a myozínovým vláknom.

Troponin Ca je závislý proteín, ktorý pri interakcii s iónmi vápnika mení svoju štruktúru.

Sarkoplazmatické proteínyreprezentovaný myoglobínom, enzýmami, zložkami dýchacieho reťazca.

Stromálne proteíny - kolagén, elastín.

Dusíkaté extraktívne látky svalov.

Medzi dusíkaté neproteínové látky patria nukleotidy (ATP), aminokyseliny (najmä glutamát), svalové dipeptidy (karnozín a anserín). Tieto dipeptidy ovplyvňujú prácu sodíkových a vápnikových púmp, aktivujú prácu svalov, regulujú apoptózu a sú antioxidantmi. Medzi dusíkaté látky patrí kreatín, fosfokreatín a kreatinín. Kreatín je syntetizovaný v pečeni a transportovaný do svalov.

Organické látky bez dusíka

Svaly obsahujú všetky triedy lipidy. Sacharidy reprezentované glukózou, glykogénom a produktmi metabolizmu sacharidov (laktát, pyruvát).

Minerály

Svaly obsahujú súbor mnohých minerálov. Najvyššia koncentrácia vápnika, sodíka, draslíka, fosforu.

Chémia svalovej kontrakcie a relaxácie.

Pri excitácii priečne pruhovaných svalov sa ióny vápnika uvoľňujú zo sarkoplazmatického retikula do cytoplazmy, kde sa koncentrácia Ca 2+ zvyšuje na 10-3 modliť sa. Vápnikové ióny interagujú s regulačným proteínom troponínom a menia jeho konformáciu. Výsledkom je, že regulačný proteín tropomyozín je vytesnený pozdĺž aktínového vlákna a dochádza k uvoľneniu miest interakcie medzi aktínom a myozínom. Aktivuje sa ATPázová aktivita myozínu. V dôsledku energie ATP sa mení uhol sklonu „hlavy“ myozínu vo vzťahu k „chvostu“ a v dôsledku toho sa aktínové vlákna posúvajú vzhľadom na vlákna myozínu, pozorovanésvalová kontrakcia.

Po ukončení impulzov sú vápenaté ióny "pumpované" do sarkoplazmatického retikula za účasti Ca-ATP-ázy vďaka energii ATP. Koncentrácia Ca 2+ v cytoplazme klesá na 10-7 mol, čo vedie k uvoľneniu troponínu z iónov vápnika. Toto je zase sprevádzané izoláciou kontraktilných proteínov aktínu a myozínu proteínom tropomyozínom. svalová relaxácia.

Na kontrakciu svalov sa postupne používajú nasledujúce:zdroje energie:

1. obmedzený prísun endogénneho ATP
2. nevýznamný fond kreatínfosfátu
3. tvorba ATP vďaka 2 molekulám ADP za účasti enzýmu myokinázy

(2 ADP → AMP + ATP)

1. anaeróbna oxidácia glukózy
2. aeróbne procesy oxidácie glukózy, mastných kyselín, acetónových teliesok

V detstveobsah vody vo svaloch je zvýšený, podiel myofibrilárnych proteínov je menší, hladina stromálnych proteínov je vyššia.

Porušenie chemického zloženia a funkcie priečne pruhovaných svalov zahŕňa myopatia, pri ktorých dochádza k porušeniu energetického metabolizmu vo svaloch a zníženiu obsahu myofibrilárnych kontraktilných proteínov.

Biochémia nervového tkaniva.

Sivá hmota mozgu (telá neurónov) a biela hmota (axóny) sa líšia obsahom vody a lipidov. Chemické zloženie šedej a bielej hmoty:

mozgové bielkoviny

mozgové bielkovinysa líšia rozpustnosťou. Prideliťrozpustné vo vodeproteíny nervového tkaniva (rozpustné v soli), ktoré zahŕňajú neuroalbumíny, neuroglobulíny, históny, nukleoproteíny, fosfoproteíny avo vode nerozpustný(nerozpustné v soli), medzi ktoré patrí neurokolagén, neuroelastín, neurostromín.

Dusíkaté nebielkovinové látky

Nebielkovinové látky mozgu obsahujúce dusík predstavujú aminokyseliny, puríny, kyselina močová, karnozín dipeptid, neuropeptidy, neurotransmitery. Z aminokyselín sa vo vyšších koncentráciách nachádzajú glutamát a aspatrát, ktoré súvisia s excitačnými aminokyselinami mozgu.

Neuropeptidy (neuroenkefalíny, neuroendorfíny) sú to peptidy, ktoré majú analgetický účinok podobný morfínu. Sú to imunomodulátory, vykonávajú funkciu neurotransmiterov. neurotransmitery norepinefrín a acetylcholín sú biogénne amíny.

Mozgové lipidy

Lipidy tvoria 5% vlhkej hmotnosti šedej hmoty a 17% vlhkej hmotnosti bielej hmoty, respektíve 30 - 70% suchej hmotnosti mozgu. Lipidy nervového tkaniva sú reprezentované:

• voľné mastné kyseliny (arachidonová, cerebrónová, nervová)
• fosfolipidy (acetalfosfatidy, sfingomyelíny, cholínfosfatidy, cholesterol)
• sfingolipidy (gangliosidy, cerebrozidy)

Rozloženie tukov v sivej a bielej hmote je nerovnomerné. V sivej hmote je nižší obsah cholesterolu, vysoký obsah cerebrosidov. V bielej hmote je vyšší podiel cholesterolu a gangliozidov.

mozgových sacharidov

Sacharidy sú v mozgovom tkanive obsiahnuté vo veľmi nízkych koncentráciách, čo je dôsledkom aktívneho využívania glukózy v nervovom tkanive. Sacharidy zastupuje glukóza v koncentrácii 0,05 %, metabolity metabolizmu uhľohydrátov.

Minerály

Sodík, vápnik, horčík sú v sivej a bielej hmote rozdelené pomerne rovnomerne. V bielej hmote je zvýšená koncentrácia fosforu.

Hlavnou funkciou nervového tkaniva je vedenie a prenos nervových vzruchov.

Vedenie nervového impulzu

Vedenie nervového impulzu je spojené so zmenou koncentrácie sodíka a draslíka vo vnútri a mimo buniek. Keď je nervové vlákno vzrušené, priepustnosť neurónov a ich procesov pre sodík sa prudko zvyšuje. Sodík z extracelulárneho priestoru vstupuje do buniek. Uvoľňovanie draslíka z buniek je oneskorené. V dôsledku toho sa na membráne objaví náboj: vonkajší povrch získava záporný náboj a vnútorný povrch získava kladný náboj.akčný potenciál. Na konci excitácie sú sodíkové ióny „vypumpované“ do extracelulárneho priestoru za účasti K, Na -ATPáza a membrána sa nabije. Vonku je kladný náboj a vnútri je záporný náboj oddychový potenciál.

Prenos nervového impulzu

Prenos nervového vzruchu v synapsiách prebieha v synapsiách pomocou neurotransmiterov. Klasické neurotransmitery sú acetylcholín a norepinefrín.

Acetylcholín sa syntetizuje z acetyl-CoA a cholínu za účasti enzýmuacetylcholín transferáza, sa hromadí v synaptických vezikulách, uvoľňuje sa do synaptickej štrbiny a interaguje s receptormi postsynaptickej membrány. Acetylcholín je štiepený enzýmom cholínesterázy.

Norepinefrín sa syntetizuje z tyrozínu, ktorý je zničený enzýmommonoaminooxidáza.

GABA (kyselina gama-aminomaslová), serotonín a glycín môžu tiež pôsobiť ako mediátory.

Vlastnosti metabolizmu nervového tkanivasú nasledujúce:

• prítomnosť hematoencefalickej bariéry obmedzuje priepustnosť mozgu pre mnohé látky,
• prevládajú aeróbne procesy
• Glukóza je hlavným zdrojom energie

U detí v čase narodenia sú vytvorené 2/3 neurónov, zvyšok sa tvorí počas prvého roka. Hmotnosť mozgu u ročného dieťaťa je asi 80 % hmotnosti mozgu dospelého človeka. V procese dozrievania mozgu sa obsah lipidov prudko zvyšuje a procesy myelinizácie aktívne prebiehajú.

Biochémia pečene.

Chemické zloženie pečeňového tkaniva: 80% voda, 20% sušina (bielkoviny, dusíkaté látky, lipidy, sacharidy, minerály).

Pečeň sa podieľa na všetkých typoch metabolizmu ľudského tela.

metabolizmus sacharidov

V pečeni aktívne prebieha syntéza a rozklad glykogénu, glukoneogenéza, dochádza k asimilácii galaktózy a fruktózy, aktívna je pentózofosfátová dráha.

metabolizmus lipidov

V pečeni prebieha syntéza triacylglycerolov, fosfolipidov, cholesterolu, syntéza lipoproteínov (VLDL, HDL), syntéza žlčových kyselín z cholesterolu, syntéza acetónových teliesok, ktoré sú následne transportované do tkanív,

metabolizmus dusíka

Pečeň sa vyznačuje aktívnym metabolizmom bielkovín. Syntetizuje všetky albumíny a väčšinu globulínov krvnej plazmy, faktory zrážanlivosti krvi. V pečeni sa vytvára aj určitá rezerva telových bielkovín. V pečeni aktívne prebieha katabolizmus aminokyselín - deaminácia, transaminácia, syntéza močoviny. V hepatocytoch sa puríny rozkladajú s tvorbou kyseliny močovej, syntézou dusíkatých látok - cholínu, kreatínu.

Antitoxická funkcia

Pečeň je najdôležitejším orgánom na neutralizáciu exogénnych (lieky) aj endogénnych toxických látok (bilirubín, produkty rozpadu bielkovín, amoniak). Detoxikácia toxických látok v pečeni prebieha v niekoľkých fázach:

1. zvyšuje polaritu a hydrofilnosť neutralizovaných látok o oxidácia (indol na indoxyl), hydrolýza (acetylsalicylová → octová + kyselina salicylová), redukcia a pod.
2. konjugácia s kyselinou glukurónovou, kyselinou sírovou, glykolom, glutatiónom, metalotioneínom (pre soli ťažkých kovov)

V dôsledku biotransformácie sa toxicita spravidla výrazne znižuje.

výmena pigmentu

Účasť pečene na metabolizme žlčových pigmentov spočíva v neutralizácii bilirubínu, deštrukcii urobilinogénu

Výmena porfyrínu:

Pečeň syntetizuje porfobilinogén, uroporfyrinogén, koproporfyrinogén, protoporfyrín a hém.

Výmena hormónov

Pečeň aktívne inaktivuje adrenalín, steroidy (konjugácia, oxidácia), serotonín a ďalšie biogénne amíny.

Výmena vody a soli

Pečeň sa nepriamo zúčastňuje na metabolizme voda-soľ syntézou proteínov krvnej plazmy, ktoré určujú onkotický tlak, syntézu angiotenzinogénu, prekurzora angiotenzínu II.

Výmena minerálov

: V pečeni ukladanie železa, medi, syntéza transportných bielkovín ceruloplazmínu a transferínu, vylučovanie minerálov žlčou.

V ranom detstvafunkcie pečene sú vo vývinovom štádiu, je možné ich porušenie.

Literatúra

Barker R.: Demonštratívne neurovedy. - M.: GEOTAR-Media, 2005

I.P. Ashmarin, E.P. Karazeeva, M.A. Karabasová a ďalší: Patologická fyziológia a biochémia. - M.: Skúška, 2005

Kvetnaya T.V.: Melatonín je neuroimunoendokrinný marker patológie súvisiacej s vekom. - Petrohrad: DEAN, 2005

Pavlov A.N.: Ekológia: racionálne environmentálne riadenie a bezpečnosť života. - M.: Vysoká škola, 2005

Pechersky A.V.: Čiastočný nedostatok androgénu súvisiaci s vekom. - SPb.: SPbMAPO, 2005

Ed. Yu.A. Ershov; Rec. NIE. Kuzmenko: Všeobecná chémia. Biofyzikálna chémia. Chémia biogénnych prvkov. - M.: Vysoká škola, 2005

T.L. Aleinikova a ďalšie; Ed. E.S. Severina; Recenzent: D.M. Nikulina, Z.I. Mikašenovič, L.M. Pustovalová: Biochémia. - M.: GEOTAR-MED, 2005

Tyukavkina N.A.: Bioorganická chémia. - M.: Drop, 2005

Zhizhin GV: Samoregulačné vlny chemických reakcií a biologických populácií. - Petrohrad: Nauka, 2004

Ivanov V.P.: Proteíny bunkových membrán a vaskulárna dystónia u ľudí. - Kursk: KSMU KMI, 2004

Ústav fyziológie rastlín im. K.A. Timiryazev RAS; Rep. vyd. V.V. Kuznecov: Andrej Ľvovič Kursanov: Život a dielo. - M.: Nauka, 2004

Komov V.P.: Biochémia. - M.: Drop, 2004

Ďalšie súvisiace diela, ktoré by vás mohli zaujímať.vshm>
21479.		METABOLIZMUS PROTEÍNOV	150,03 kB
	Existujú tri typy dusíkovej bilancie: dusíková bilancia pozitívna dusíková bilancia negatívna dusíková bilancia Pri pozitívnej dusíkovej bilancii prevažuje príjem dusíka nad jeho uvoľňovaním. Pri ochorení obličiek je možná falošne pozitívna dusíková bilancia, pri ktorej dochádza k oneskoreniu v tele konečných produktov metabolizmu dusíka. Pri negatívnej dusíkovej bilancii prevažuje vylučovanie dusíka nad jeho príjmom. Tento stav je možný pri ochoreniach ako tuberkulóza, reumatizmus, onkologické ...
21481.		METABOLIZMUS A FUNKCIE LIPIDU	194,66 kB
	Medzi tuky patria rôzne alkoholy a mastné kyseliny. Alkoholy sú zastúpené glycerolom, sfingozínom a cholesterolom.V ľudských tkanivách prevládajú mastné kyseliny s dlhým reťazcom s párnym počtom atómov uhlíka. Rozlišujte nasýtené a nenasýtené mastné kyseliny...
385.		ŠTRUKTÚRA A METABOLIZMUS SACHARIDOV	148,99 kB
	Štruktúra a biologická úloha glukózy a glykogénu. Hexózadifosfátová dráha na rozklad glukózy. Otvorený reťazec a cyklické formy uhľohydrátov Na obrázku je molekula glukózy prezentovaná vo forme otvoreného reťazca a vo forme cyklickej štruktúry. V hexózach typu glukózy sa prvý atóm uhlíka spája s kyslíkom na piatom atóme uhlíka, čo vedie k vytvoreniu šesťčlenného kruhu.
7735.		KOMUNIKÁCIA AKO VÝMENA INFORMÁCIÍ	35,98 kB
	Asi 70 percent informácií sa prenáša cez neverbálne komunikačné kanály v procese komunikácie a len 30 percent cez verbálne. Viac teda o človeku nevypovedá slovo, ale pohľad, mimika, plastické držanie tela, gestá, pohyby tela, medziľudská vzdialenosť, oblečenie a iné neverbálne komunikačné prostriedky. Takže za hlavné úlohy neverbálnej komunikácie možno považovať nasledovné: vytváranie a udržiavanie psychologického kontaktu, regulácia komunikačného procesu; pridávanie nových zmysluplných odtieňov do verbálneho textu; správna interpretácia slov;...
6645.		Metabolizmus a energia (metabolizmus)	39,88 kB
	Vstup látok do bunky. Vďaka obsahu roztokov cukrových solí a iných osmoticky aktívnych látok sa bunky vyznačujú prítomnosťou určitého osmotického tlaku v nich. Rozdiel medzi koncentráciou látok vo vnútri a mimo bunky sa nazýva koncentračný gradient.
21480.		METABOLIZMUS A FUNKCIE NUKLEOVÝCH KYSELÍN	116,86 kB
	Kyselina deoxyribonukleová Dusíkaté bázy v DNA predstavuje adenín guanín tymín cytozín sacharid – deoxyribóza. DNA hrá dôležitú úlohu pri uchovávaní genetickej informácie. Na rozdiel od RNA má DNA dva polynukleotidové reťazce. Molekulová hmotnosť DNA je asi 109 daltonov.
386.		ŠTRUKTÚRA A METABOLIZMUS TUKOV A LIPOIDOV	724,43 kB
	V zložení lipidov sa našli početné a rôznorodé štruktúrne zložky: vyššie mastné kyseliny, alkoholy, aldehydy, sacharidy, dusíkaté zásady, aminokyseliny, kyselina fosforečná atď. Mastné kyseliny, ktoré tvoria tuky, sa delia na nasýtené a nenasýtené. Mastné kyseliny Niektoré fyziologicky dôležité nasýtené mastné kyseliny Počet atómov C Triviálny názov Systematický názov Chemický vzorec zlúčeniny...
10730.		Medzinárodná technologická výmena. Medzinárodný obchod so službami	56,4 kB
	Dopravné služby na svetovom trhu. Hlavný rozdiel je v tom, že služby väčšinou nemajú materializovanú podobu, hoci ju získava množstvo služieb, napr.: vo forme magnetických médií pre počítačové programy, rôzne dokumentácie vytlačené na papieri a pod. Služby sa na rozdiel od tovaru vyrábajú a spotrebúvajú sa hlavne súčasne a nepodliehajú skladovaniu. situácia, keď sa predávajúci a kupujúci služby nepresúvajú cez hranice, iba služba prechádza.
4835.		Metabolizmus železa a porušenie metabolizmu železa. Hemosederóza	138,5 kB
	Železo je esenciálny stopový prvok, ktorý sa podieľa na dýchaní, krvotvorbe, imunobiologických a redoxných reakciách a je súčasťou viac ako 100 enzýmov. Železo je základnou zložkou hemoglobínu a myohemoglobínu. Telo dospelého človeka obsahuje asi 4 g železa, z čoho viac ako polovicu (asi 2,5 g) tvorí hemoglobínové železo.

GOUVPO UGMA z Federálnej agentúry pre zdravie a sociálny rozvoj

Katedra biochémie

PREDNÁŠKOVÝ KURZ

PRE VŠEOBECNÚ BIOCHÉMIU

Modul 8. Biochémia metabolizmu voda-soľ a acidobázický stav

Jekaterinburg,

PREDNÁŠKA č. 24

Téma: Metabolizmus voda-soľ a minerály

Fakulty: liečebno-preventívna, liečebno-preventívna, detská.

Výmena vody a soli- výmena vody a základných elektrolytov organizmu (Na +, K +, Ca 2+, Mg 2+, Cl -, HCO 3 -, H 3 PO 4).

elektrolytov- látky, ktoré sa v roztoku disociujú na anióny a katióny. Meria sa v mol/l.

Neelektrolyty- látky, ktoré sa v roztoku nedisociujú (glukóza, kreatinín, močovina). Meria sa v g/l.

Výmena minerálov- výmena akýchkoľvek minerálnych zložiek, vrátane tých, ktoré neovplyvňujú hlavné parametre tekutého média v tele.

Voda- hlavná zložka všetkých telesných tekutín.

Biologická úloha vody

1. Voda je univerzálnym rozpúšťadlom pre väčšinu organických (okrem lipidov) a anorganických zlúčenín.
2. Voda a látky v nej rozpustené vytvárajú vnútorné prostredie organizmu.
3. Voda zabezpečuje transport látok a tepelnej energie po celom tele.
4. Významná časť chemických reakcií tela prebieha vo vodnej fáze.
5. Voda sa podieľa na reakciách hydrolýzy, hydratácie, dehydratácie.
6. Určuje priestorovú štruktúru a vlastnosti hydrofóbnych a hydrofilných molekúl.
7. V komplexe s GAG plní voda štrukturálnu funkciu.

VŠEOBECNÉ VLASTNOSTI TELOVÝCH KVAPALIN

Objem. U všetkých suchozemských živočíchov tvorí tekutina asi 70 % telesnej hmotnosti. Rozloženie vody v tele závisí od veku, pohlavia, svalovej hmoty, ... Pri úplnom nedostatku vody nastáva smrť po 6-8 dňoch, kedy sa množstvo vody v tele zníži o 12%.

REGULÁCIA ROVNOVÁHY VODA-SOĽ TELA

V tele je rovnováha voda-soľ vnútrobunkového prostredia udržiavaná stálosťou extracelulárnej tekutiny. Rovnováha voda-soľ v extracelulárnej tekutine sa zasa udržiava pomocou krvnej plazmy pomocou orgánov a je regulovaná hormónmi.

Telá regulujúce metabolizmus voda-soľ

Príjem vody a solí do tela prebieha cez gastrointestinálny trakt, tento proces je riadený smädom a slanou chuťou. Odstránenie prebytočnej vody a solí z tela sa vykonáva obličkami. Okrem toho sa voda z tela odstraňuje kožou, pľúcami a gastrointestinálnym traktom.

Vodná rovnováha v tele

Zmeny v práci obličiek, kože, pľúc a gastrointestinálneho traktu môžu viesť k porušeniu homeostázy vody a soli. Napríklad v horúcom podnebí na udržanie…

Hormóny, ktoré regulujú metabolizmus voda-soľ

Antidiuretický hormón (ADH), alebo vazopresín, je peptid s molekulovou hmotnosťou asi 1100 D, obsahujúci 9 AA spojených jedným disulfidom ... ADH sa syntetizuje v neurónoch hypotalamu, prenáša sa do nervových zakončení ... vysoký osmotický tlak extracelulárnej tekutiny aktivuje osmoreceptory hypotalamu, čo vedie k ...

Renín-angiotenzín-aldosterónový systém

Renin

Renin- proteolytický enzým produkovaný juxtaglomerulárnymi bunkami umiestnenými pozdĺž aferentných (privádzajúcich) arteriol obličkového telieska. Sekrécia renínu je stimulovaná poklesom tlaku v aferentných arteriolách glomerulu, spôsobeným poklesom krvného tlaku a znížením koncentrácie Na +. Sekréciu renínu uľahčuje aj zníženie impulzov z predsieňových a arteriálnych baroreceptorov v dôsledku poklesu krvného tlaku. Sekrécia renínu je inhibovaná angiotenzínom II, vysokým krvným tlakom.

V krvi renín pôsobí na angiotenzinogén.

Angiotenzinogén- a2-globulín, od 400 AA. Tvorba angiotenzinogénu prebieha v pečeni a je stimulovaná glukokortikoidmi a estrogénmi. Renín hydrolyzuje peptidovú väzbu v molekule angiotenzinogénu a odštiepi z nej N-terminálny dekapeptid - angiotenzín I bez biologickej aktivity.

Pôsobením antiotenzín-konvertujúceho enzýmu (ACE) (karboxydipeptidylpeptidáza) endotelových buniek, pľúc a krvnej plazmy sa z C-konca angiotenzínu I odstránia 2 AA a vytvoria sa angiotenzín II (oktapeptid).

Angiotenzín II

Angiotenzín II funguje prostredníctvom inozitoltrifosfátového systému buniek glomerulárnej zóny kôry nadobličiek a SMC. Angiotenzín II stimuluje syntézu a sekréciu aldosterónu bunkami glomerulárnej zóny kôry nadobličiek. Vysoké koncentrácie angiotenzínu II spôsobujú závažnú vazokonstrikciu periférnych artérií a zvyšujú krvný tlak. Okrem toho angiotenzín II stimuluje centrum smädu v hypotalame a inhibuje sekréciu renínu v obličkách.

Angiotenzín II je hydrolyzovaný aminopeptidázami na angiotenzín III (heptapeptid s aktivitou angiotenzínu II, ale so 4-krát nižšou koncentráciou), ktorý je potom hydrolyzovaný angiotenzinázami (proteázami) na AA.

aldosterón

Syntéza a sekrécia aldosterónu je stimulovaná angiotenzínom II, nízkou koncentráciou Na + a vysokou koncentráciou K + v krvnej plazme, ACTH, prostaglandínmi... Aldosterónové receptory sú lokalizované tak v jadre, ako aj v cytosóle bunky. ... Výsledkom je, že aldosterón stimuluje reabsorpciu Na + v obličkách, čo spôsobuje zadržiavanie NaCl v tele a zvyšuje ...

Schéma regulácie metabolizmu voda-soľ

Úloha systému RAAS pri rozvoji hypertenzie

Hyperprodukcia hormónov RAAS spôsobuje zvýšenie objemu cirkulujúcej tekutiny, osmotického a arteriálneho tlaku a vedie k rozvoju hypertenzie.

K zvýšeniu renínu dochádza napríklad pri ateroskleróze renálnych tepien, ktorá sa vyskytuje u starších ľudí.

hypersekrécia aldosterónu hyperaldosteronizmus vzniká v dôsledku viacerých dôvodov.

príčinou primárneho hyperaldosteronizmu (Connov syndróm ) u približne 80% pacientov je adenóm nadobličiek, v iných prípadoch - difúzna hypertrofia buniek glomerulárnej zóny, ktoré produkujú aldosterón.

Pri primárnom hyperaldosteronizme nadbytok aldosterónu zvyšuje reabsorpciu Na + v obličkových tubuloch, čo slúži ako stimul pre sekréciu ADH a zadržiavanie vody v obličkách. Okrem toho sa zvyšuje vylučovanie iónov K+, Mg2+ a H+.

V dôsledku toho rozvíjajte: 1). hypernatriémia spôsobujúca hypertenziu, hypervolémiu a edém; 2). hypokaliémia vedúca k svalovej slabosti; 3). nedostatok horčíka a 4). mierna metabolická alkalóza.

Sekundárny hyperaldosteronizmus oveľa bežnejšie ako originál. Môže súvisieť so srdcovým zlyhaním, chronickým ochorením obličiek a nádormi vylučujúcimi renín. Pacienti majú zvýšené hladiny renínu, angiotenzínu II a aldosterónu. Klinické symptómy sú menej výrazné ako pri primárnej aldosteronéze.

METABOLIZMUS VÁPNIKA, HORČÍKA, FOSFORU

Funkcie vápnika v tele:

1. Intracelulárny mediátor množstva hormónov (inozitoltrifosfátový systém);
2. Podieľa sa na vytváraní akčných potenciálov v nervoch a svaloch;
3. Podieľa sa na zrážaní krvi;
4. Spúšťa svalovú kontrakciu, fagocytózu, sekréciu hormónov, neurotransmiterov atď.;
5. Podieľa sa na mitóze, apoptóze a nekrobióze;
6. Zvyšuje priepustnosť bunkovej membrány pre draselné ióny, ovplyvňuje sodíkovú vodivosť buniek, činnosť iónových púmp;
7. Koenzým niektorých enzýmov;

Funkcie horčíka v tele:

1. Je koenzýmom mnohých enzýmov (transketoláza (PFS), glukóza-6f dehydrogenáza, 6-fosfoglukonátdehydrogenáza, glukonolaktónhydroláza, adenylátcykláza atď.);
2. Anorganická zložka kostí a zubov.

Funkcie fosfátov v tele:

1. Anorganická zložka kostí a zubov (hydroxyapatit);
2. Je súčasťou lipidov (fosfolipidy, sfingolipidy);
3. Zahrnuté v nukleotidoch (DNA, RNA, ATP, GTP, FMN, NAD, NADP atď.);
4. Zabezpečuje výmenu energie od r. tvorí makroergické väzby (ATP, kreatínfosfát);
5. Je súčasťou bielkovín (fosfoproteínov);
6. Zahrnuté v sacharidoch (glukóza-6f, fruktóza-6f atď.);
7. Reguluje aktivitu enzýmov (reakcie fosforylácie / defosforylácie enzýmov, je súčasťou inozitoltrifosfátu - zložky inozitoltrifosfátového systému);
8. Podieľa sa na katabolizme látok (reakcia fosforolýzy);
9. Reguluje KOS od r. tvorí fosfátový pufor. Neutralizuje a odstraňuje protóny v moči.

Distribúcia vápnika, horčíka a fosfátov v tele

Telo dospelého človeka obsahuje asi 1 kg fosforu: Kosti a zuby obsahujú 85 % fosforu; Extracelulárna tekutina - 1% fosfor. V sére ... Koncentrácia horčíka v krvnej plazme je 0,7-1,2 mmol / l.

Výmena vápnika, horčíka a fosfátov v tele

S jedlom denne by sa malo dodávať vápnik - 0,7-0,8 g, horčík - 0,22-0,26 g, fosfor - 0,7-0,8 g. Vápnik je slabo absorbovaný o 30-50%, fosfor je dobre absorbovaný o 90%.

Okrem gastrointestinálneho traktu sa vápnik, horčík a fosfor dostávajú do krvnej plazmy z kostného tkaniva pri jeho resorpcii. Výmena medzi krvnou plazmou a kostným tkanivom za vápnik je 0,25-0,5 g / deň, pre fosfor - 0,15-0,3 g / deň.

Vápnik, horčík a fosfor sa vylučujú z tela obličkami močom, gastrointestinálnym traktom stolicou a kožou potom.

výmenná regulácia

Hlavnými regulátormi metabolizmu vápnika, horčíka a fosforu sú parathormón, kalcitriol a kalcitonín.

Parathormón

Sekrécia parathormónu stimuluje nízku koncentráciu Ca2+, Mg2+ a vysokú koncentráciu fosfátov, inhibuje vitamín D3. Rýchlosť rozpadu hormónu klesá pri nízkej koncentrácii Ca2 + a ... Parathormón pôsobí na kosti a obličky. Stimuluje sekréciu inzulínu podobného rastového faktora 1 osteoblastmi a...

Hyperparatyreóza

Hyperparatyreóza spôsobuje: 1. deštrukciu kostí, s mobilizáciou vápnika a fosfátov z nich ... 2. hyperkalciémiu, so zvýšenou reabsorpciou vápnika v obličkách. Hyperkalcémia vedie k zníženiu nervovosvalovej...

Hypoparatyreóza

Hypoparatyreóza je spôsobená nedostatočnosťou prištítnych teliesok a je sprevádzaná hypokalciémiou. Hypokalciémia spôsobuje zvýšenie neuromuskulárneho vedenia, záchvaty tonických kŕčov, kŕče dýchacích svalov a bránice a laryngospazmus.

kalcitriol

1. V koži sa vplyvom UV žiarenia tvorí 7-dehydrocholesterol z ... 2. V pečeni 25-hydroxyláza hydroxyluje cholekalciferol na kalcidiol (25-hydroxycholekalciferol, 25 (OH) D3). ...

kalcitonín

Kalcitonín je polypeptid pozostávajúci z 32 AA s jednou disulfidovou väzbou, vylučovaný parafolikulárnymi K-bunkami štítnej žľazy alebo C-bunkami prištítnych teliesok.

Sekrécia kalcitonínu je stimulovaná vysokou koncentráciou Ca2+ a glukagónu a inhibovaná nízkou koncentráciou Ca2+.

Kalcitonín:

1. inhibuje osteolýzu (zníženie aktivity osteoklastov) a inhibuje uvoľňovanie Ca 2+ z kosti;

2. v tubuloch obličiek inhibuje reabsorpciu Ca 2+, Mg 2+ a fosfátov;

3. inhibuje trávenie v gastrointestinálnom trakte,

Zmeny hladiny vápnika, horčíka a fosfátov v rôznych patológiách

Zvýšenie koncentrácie Ca2 + v krvnej plazme sa pozoruje pri: hyperfunkcii prištítnych teliesok; zlomeniny kostí; polyartritída; viacnásobné ... Zníženie koncentrácie fosfátov v krvnej plazme sa pozoruje pri: krivici; ... Zvýšenie koncentrácie fosfátov v krvnej plazme sa pozoruje pri: hypofunkcii prištítnych teliesok; predávkovanie…

Úloha stopových prvkov: Mg2+, Mn2+, Co, Cu, Fe2+, Fe3+, Ni, Mo, Se, J. Hodnota ceruloplazmínu, Konovalov-Wilsonova choroba.

mangán - kofaktor aminoacyl-tRNA syntetáz.

Biologická úloha Na+, Cl-, K+, HCO3- - hlavné elektrolyty, význam v regulácii CBS. Výmena a biologická úloha. Rozdiel aniónov a ich korekcia.

Znížené hladiny chloridov v sére: hypochloremická alkalóza (po zvracaní), respiračná acidóza, nadmerné potenie, nefritída s... Zvýšené vylučovanie chloridov močom: hypoaldosteronizmus (Addisonova choroba),... Znížené vylučovanie chloridov v moči: Strata chloridov pri vracaní, hnačke, chorobe Cushing, koniec - štádium obličiek...

PREDNÁŠKA č. 25

Téma: KOS

2 chod. Acidobázický stav (CBS) - relatívna stálosť reakcie ...

Biologický význam regulácie pH, dôsledky porušení

Odchýlka pH od normy o 0,1 spôsobuje výrazné poruchy dýchacieho, kardiovaskulárneho, nervového a iného telesného systému. Keď sa objaví acidémia: 1. zvýšené dýchanie až prudká dýchavičnosť, zlyhanie dýchania v dôsledku bronchospazmu;

Základné princípy regulácie SOZ

Regulácia CBS je založená na 3 hlavných princípoch:

1. stálosť pH . Mechanizmy regulácie CBS udržiavajú stálosť pH.

2. izosmolarita . Počas regulácie CBS sa koncentrácia častíc v medzibunkovej a extracelulárnej tekutine nemení.

3. elektrická neutralita . Počas regulácie CBS sa počet pozitívnych a negatívnych častíc v medzibunkovej a extracelulárnej tekutine nemení.

MECHANIZMY REGULÁCIE BOS

V zásade existujú 3 hlavné mechanizmy regulácie CBS:

1. Fyzikálno-chemický mechanizmus sú to nárazníkové systémy krvi a tkanív;
2. Fyziologický mechanizmus , sú to orgány: pľúca, obličky, kostné tkanivo, pečeň, koža, gastrointestinálny trakt.
3. Metabolický (na bunkovej úrovni).

Vo fungovaní týchto mechanizmov existujú zásadné rozdiely:

Fyzikálno-chemické mechanizmy regulácie CBS

Buffer je systém pozostávajúci zo slabej kyseliny a jej soli so silnou zásadou (konjugovaný pár kyselina-báza).

Princíp fungovania nárazníkového systému spočíva v tom, že viaže H + s ich nadbytkom a uvoľňuje H + s ich nedostatkom: H + + A - ↔ AN. Tlmivý systém má teda tendenciu odolávať akýmkoľvek zmenám pH, zatiaľ čo jedna zo zložiek tlmivého systému je spotrebovaná a je potrebné ju obnoviť.

Pufrové systémy sú charakterizované pomerom zložiek acidobázického páru, kapacitou, citlivosťou, lokalizáciou a hodnotou pH, ktorú udržujú.

Vo vnútri aj mimo buniek tela je veľa pufrov. Hlavné pufrovacie systémy tela zahŕňajú hydrogénuhličitan, fosfátový proteín a jeho rozmanitý hemoglobínový pufor. Asi 60 % ekvivalentov kyseliny viaže intracelulárne pufrovacie systémy a asi 40 % extracelulárne.

Bikarbonátový (bikarbonátový) pufor

Pozostáva z H2CO3 a NaHC03 v pomere 1/20, lokalizované hlavne v intersticiálnej tekutine. V krvnom sére pri pCO 2 = 40 mmHg, koncentrácii Na + 150 mmol/l udržuje pH=7,4. Prácu bikarbonátového pufra zabezpečuje enzým karboanhydráza a proteín pásma 3 erytrocytov a obličiek.

Bikarbonátový tlmivý roztok je jedným z najdôležitejších tlmičov v tele vďaka svojim vlastnostiam:

1. Napriek nízkej kapacite - 10% je bikarbonátový pufor veľmi citlivý, viaže až 40% všetkého "extra" H +;
2. Bikarbonátový tlmivý roztok integruje prácu hlavných tlmivých systémov a fyziologické mechanizmy regulácie CBS.

V tomto ohľade je bikarbonátový nárazník indikátorom BBS, určenie jeho zložiek je základom pre diagnostikovanie porušení BBS.

Fosfátový pufor

Pozostáva z kyslých NaH 2 PO 4 a zásaditých Na 2 HPO 4 fosfátov, lokalizovaných najmä v bunkovej tekutine (fosfáty v bunke 14 %, v intersticiálnej tekutine 1 %). Pomer kyslých a zásaditých fosfátov v krvnej plazme je ¼, v moči - 25/1.

Fosfátový tlmivý roztok zabezpečuje reguláciu CBS vo vnútri bunky, regeneráciu bikarbonátového tlmivého roztoku v intersticiálnej tekutine a vylučovanie H + močom.

Proteínový pufor

Prítomnosť amino a karboxylových skupín v proteínoch im dáva amfotérne vlastnosti – vykazujú vlastnosti kyselín a zásad, tvoriac tlmivý systém.

Proteínový pufor pozostáva z proteínu-H a proteínu-Na, je lokalizovaný hlavne v bunkách. Najdôležitejším proteínovým pufrom v krvi je hemoglobínu .

hemoglobínový pufor

Hemoglobínový pufor sa nachádza v erytrocytoch a má niekoľko funkcií:

1. má najvyššiu kapacitu (až 75%);
2. jeho práca priamo súvisí s výmenou plynu;
3. neskladá sa z jedného, ​​ale z 2 párov: HHb↔H++ Hb - a HHb02 ↔H++ HbO2 -;

HbO 2 je pomerne silná kyselina, dokonca silnejšia ako kyselina uhličitá. Kyslosť HbO 2 v porovnaní s Hb je 70-krát vyššia, preto je oxyhemoglobín prítomný hlavne vo forme draselnej soli (KHbO 2) a deoxyhemoglobín vo forme nedisociovanej kyseliny (HHb).

Práca hemoglobínu a bikarbonátového pufra

Fyziologické mechanizmy regulácie CBS

Kyseliny a zásady vytvorené v tele môžu byť prchavé a neprchavé. Prchavá H2CO3 vzniká z CO2, konečný produkt aeróbneho ... Neprchavé kyseliny laktát, ketolátky a mastné kyseliny sa hromadia v ... Prchavé kyseliny sa z tela vylučujú najmä pľúcami s vydýchaným vzduchom, neprchavé kyseliny - obličkami močom.

Úloha pľúc pri regulácii CBS

Regulácia výmeny plynov v pľúcach a tým aj uvoľňovanie H2CO3 z tela sa uskutočňuje prúdom impulzov z chemoreceptorov a ... Pľúca bežne vypúšťajú 480 litrov CO2 za deň, čo zodpovedá 20 mólov H2CO3. ... %.…

Úloha obličiek v regulácii CBS

Obličky regulujú CBS: 1. vylučovanie H + z tela v reakciách acidogenézy, amoniogenézy a s ... 2. zadržiavanie Na + v organizme. Na+,K+-ATPáza reabsorbuje Na+ z moču, čo spolu s karboanhydrázou a acidogenézou...

Úloha kostí v regulácii CBS

1. Ca3(PO4)2 + 2H2CO3 → 3 Ca2+ + 2HPO42- + 2HCO3- 2. 2HPO42- + 2HCO3- + 4HA → 2H2PO4- (moč) + 2H2O + 2CO2 + 4A- 3. CaA- + Ca2+ → moč)

Úloha pečene v regulácii CBS

Pečeň reguluje CBS:

1. premena aminokyselín, ketokyselín a laktátu na neutrálnu glukózu;

2. premena silnej zásady amoniaku na slabo zásaditú močovinu;

3. syntéza krvných proteínov, ktoré tvoria proteínový pufor;

4. syntetizuje glutamín, ktorý využívajú obličky na amoniogenézu.

Zlyhanie pečene vedie k rozvoju metabolickej acidózy.

Pečeň zároveň syntetizuje ketolátky, ktoré v podmienkach hypoxie, hladovania alebo cukrovky prispievajú k acidóze.

Vplyv gastrointestinálneho traktu na CBS

Gastrointestinálny trakt ovplyvňuje stav KOS, keďže využíva HCl a HCO 3 - v procese trávenia. Najprv sa HCl vylučuje do lumen žalúdka, zatiaľ čo HCO 3 sa hromadí v krvi a vzniká alkalóza. Potom HCO 3 - z krvi s pankreatickou šťavou vstupuje do lúmenu čreva a obnovuje sa rovnováha CBS v krvi. Keďže potrava, ktorá sa dostáva do tela a výkaly, ktoré sa z tela vylučujú, sú v podstate neutrálne, celkový vplyv na CBS je nulový.

V prítomnosti acidózy sa do lúmenu uvoľňuje viac HCl, čo prispieva k rozvoju vredu. Vracanie môže kompenzovať acidózu a hnačka ju môže zhoršiť. Dlhodobé zvracanie spôsobuje rozvoj alkalózy, u detí môže mať vážne následky, až smrť.

Bunkový mechanizmus regulácie CBS

Okrem uvažovaných fyzikálno-chemických a fyziologických mechanizmov regulácie CBS existuje aj bunkový mechanizmus regulácia KOS. Princíp jeho fungovania spočíva v tom, že nadbytočné množstvo H+ sa môže umiestniť do buniek výmenou za K+.

UKAZOVATELE KOS

1. pH - (výkon vodíka - sila vodíka) - záporný dekadický logaritmus (-lg) koncentrácie H +. Norma v kapilárnej krvi je 7,37 - 7,45, ... 2. pCO2 - parciálny tlak oxidu uhličitého v rovnováhe s ... 3. pO2 - parciálny tlak kyslíka v plnej krvi. Norma v kapilárnej krvi je 83 - 108 mm Hg, vo venóznej krvi - ...

BOS PORUŠENIA

Korekcia CBS je adaptívnou reakciou zo strany orgánu, ktorý spôsobil porušenie CBS. Existujú dva hlavné typy porúch BOS – acidóza a alkalóza.

Acidóza

ja plyn (dýchanie) . Je charakterizovaná akumuláciou CO 2 v krvi ( pC02=, AB, SB, BB=N,).

jeden). ťažkosti s uvoľňovaním CO 2 s poruchami vonkajšieho dýchania (hypoventilácia pľúc s bronchiálnou astmou, pneumónia, obehové poruchy so stagnáciou v malom kruhu, pľúcny edém, emfyzém, atelektáza pľúc, útlm dýchacieho centra pod vplyv množstva toxínov a liekov ako je morfín atď.) (рСО 2 =, рО 2 =↓, AB, SB, BB=N,).

2). vysoká koncentrácia CO 2 v prostredí (uzavreté miestnosti) (рСО 2 =, рО 2, AB, SB, BB=N,).

3). poruchy funkcie anestézie a dýchacieho zariadenia.

Pri plynnej acidóze dochádza k akumulácii v krvi CO 2 H 2 CO 3 a zníženie pH. Acidóza stimuluje reabsorpciu Na + v obličkách a po chvíli dochádza k zvýšeniu AB, SB, BB v krvi a ako kompenzácia vzniká vylučovacia alkalóza.

Pri acidóze sa H 2 PO 4 - hromadí v krvnej plazme, ktorá nie je schopná spätnej absorpcie v obličkách. V dôsledku toho sa silne uvoľňuje, čo spôsobuje fosfatúria .

Na kompenzáciu acidózy obličiek sa chloridy intenzívne vylučujú močom, čo vedie k hypochrómia .

Nadbytok H + vstupuje do buniek, na oplátku K + opúšťa bunky, čo spôsobuje hyperkaliémia .

Nadbytok K + sa silne vylučuje močom, čo v priebehu 5-6 dní vedie k hypokaliémia .

II. Neplyn. Je charakterizovaná akumuláciou neprchavých kyselín (pCO 2 \u003d ↓, N, AB, SB, BB=↓).

jeden). Metabolický. Vyvíja sa pri poruchách metabolizmu tkanív, ktoré sú sprevádzané nadmernou tvorbou a akumuláciou neprchavých kyselín alebo stratou zásad (pCO 2 \u003d ↓, N, АР = , AB, SB, BB=↓).

a). Ketoacidóza. S cukrovkou, pôstom, hypoxiou, horúčkou atď.

b). Laktátová acidóza. S hypoxiou, poruchou funkcie pečene, infekciami atď.

v). Acidóza. Vzniká ako dôsledok hromadenia organických a anorganických kyselín pri rozsiahlych zápalových procesoch, popáleninách, úrazoch a pod.

Pri metabolickej acidóze sa hromadia neprchavé kyseliny a klesá pH. Nárazové systémy, neutralizujúce kyseliny, sa spotrebúvajú, v dôsledku čoho sa koncentrácia v krvi znižuje AB, SB, BB a stúpanie AR.

H + neprchavé kyseliny pri interakcii s HCO 3 - dávajú H 2 CO 3, ktorý sa rozkladá na H 2 O a CO 2, samotné neprchavé kyseliny tvoria soli s hydrogenuhličitanmi Na +. Nízke pH a vysoké pCO 2 stimulujú dýchanie, v dôsledku čoho sa pCO 2 v krvi normalizuje alebo klesá s rozvojom plynnej alkalózy.

Prebytok H + v krvnej plazme sa pohybuje vo vnútri bunky a na oplátku K + opúšťa bunku, čo je prechodný jav hyperkaliémia a bunky hypokalystiou . K + sa intenzívne vylučuje močom. V priebehu 5-6 dní sa obsah K + v plazme normalizuje a potom sa dostane pod normu ( hypokaliémia ).

V obličkách sa zosilňujú procesy acido-, amoniogenézy a dopĺňania deficitu plazmatického bikarbonátu. Výmenou za HCO 3 - Cl - sa aktívne vylučuje do moču, vyvíja sa hypochlorémia .

Klinické prejavy metabolickej acidózy:

- poruchy mikrocirkulácie . Pôsobením katecholamínov dochádza k zníženiu prietoku krvi a rozvoju stázy, reologické vlastnosti krvi sa menia, čo prispieva k prehĺbeniu acidózy.

- poškodenie a zvýšená priepustnosť cievnej steny pod vplyvom hypoxie a acidózy. Pri acidóze sa zvyšuje hladina kinínov v plazme a extracelulárnej tekutine. Kiníny spôsobujú vazodilatáciu a dramaticky zvyšujú priepustnosť. Vyvíja sa hypotenzia. Popísané zmeny v cievach mikrovaskulatúry prispievajú k procesu trombózy a krvácania.

Keď je pH krvi nižšie ako 7,2, zníženie srdcového výdaja .

- Kussmaul dýcha (kompenzačná reakcia zameraná na uvoľnenie prebytočného CO 2).

2. Vylučovací. Vyvíja sa, keď dôjde k porušeniu procesov acido- a amoniogenézy v obličkách alebo pri nadmernej strate základných valencií s výkalmi.

a). Retencia kyseliny pri zlyhaní obličiek (chronická difúzna glomerulonefritída, nefroskleróza, difúzna nefritída, urémia). Moč neutrálny alebo zásaditý.

b). Strata zásad: renálna (renálna tubulárna acidóza, hypoxia, intoxikácia sulfónamidmi), gastrointestinálna (hnačka, hypersalivácia).

3. Exogénne.

Požitie kyslých potravín, liekov (chlorid amónny; transfúzia veľkého množstva krvných substitučných roztokov a tekutín na parenterálnu výživu, ktorých pH je zvyčajne<7,0) и при отравлениях (салицилаты, этанол, метанол, этиленгликоль, толуол и др.).

4. Kombinované.

Napríklad ketoacidóza + laktátová acidóza, metabolická + vylučovacia atď.

III. Zmiešané (plyn + neplyn).

Vyskytuje sa pri asfyxii, kardiovaskulárnej insuficiencii atď.

Alkalóza

jeden). zvýšené vylučovanie CO2, s aktiváciou vonkajšieho dýchania (hyperventilácia pľúc s kompenzačnou dýchavičnosťou, ktorá sprevádza množstvo ochorení, vrátane ... 2). Nedostatok O2 vo vdychovanom vzduchu spôsobuje hyperventiláciu pľúc a ... Hyperventilácia vedie k zníženiu pCO2 v krvi a zvýšeniu pH. Alkalóza inhibuje reabsorpciu Na+ v obličkách,…

Neplynová alkalóza

Literatúra

1. Hydrogenuhličitany séra alebo plazmy /R. Murray, D. Grenner, P. Meyes, W. Rodwell // Ľudská biochémia: v 2 zväzkoch. T.2. Za. z angličtiny: - M.: Mir, 1993. - s.370-371.

2. Pufrové systémy krvi a acidobázickej rovnováhy / Т.Т. Berezov, B.F. Korovkin / / Biologická chémia: Učebnica / Ed. RAMS S.S. Debov. - 2. vyd. revidované a dodatočné - M.: Medicína, 1990. - s.452-457.

Čo urobíme s prijatým materiálom:

Ak sa tento materiál ukázal byť pre vás užitočný, môžete ho uložiť na svoju stránku v sociálnych sieťach: