Модуль 5

ВОДНО-СОЛЬОВИЙ І МІНЕРАЛЬНИЙ ОБМІН.

БІОХІМІЯ КРОВІ І МОЧІ. БІОХІМІЯ ТКАНИН.

ЗАНЯТТЯ 1

Тема: Водно-сольовий та мінеральний обмін. Регулювання. Порушення.

Актуальність.Поняття водно-сольовий та мінеральний обмін неоднозначні. Говорячи про водно-сольовий обмін, мають на увазі обмін основних мінеральних електролітів і, насамперед, обмін води і NaCl. Вода та розчинені в ній мінеральні солі становлять внутрішнє середовище організму людини, створюючи умови для протікання біохімічних реакцій. У підтримці водно-сольового гомеостазу важливу роль виконують нирки та гормони, які регулюють їх функцію (вазопресин, альдостерон, передсердний натрій-уретичний фактор, ренін-ангіотензинова система). Основними параметрами рідкого середовища організму є осмотичний тиск, рН та об'єм. Осмотичний тиск та рН міжклітинної рідини та плазми крові практично однакові, а значення рН клітин різних тканин може бути різним. Підтримка гомеостазу забезпечується сталістю осмотичного тиску, рН та об'єму міжклітинної рідини та плазми крові. Знання про водно-сольовий обмін та методи корекції основних параметрів рідкого середовища організму є необхідним для діагнозу, лікування та прогнозу таких порушень як дегідратація тканин або набряку, підвищення або зниження кров'яного тиску, шок, ацидоз, алкалоз.

Мінеральним обміном називають обмін будь-яких мінеральних компонентів організму, у тому числі й тих, які не впливають на основні параметри рідкого середовища, але виконують різноманітні функції, пов'язані з каталізом, регуляцією, транспортом та запасанням речовин, структуруванням макромолекул та ін. Знання про мінеральний обмін методи його вивчення є необхідним для діагнозу, лікування та прогнозу екзогенних (первинних) та ендогенних (вторинних) порушень.

Ціль. Ознайомитись з функціями води у процесах життєдіяльності, які обумовлені особливостями її фізико-хімічних властивостей та хімічної будови; вивчити вміст та розподіл води в організмі, тканинах, клітинах; стан води; Обмін води. Мати уявлення про водний пул (шляхи надходження та виведення води з організму); ендогенної та екзогенної води, вмісту в організмі, добової потреби, вікових особливостях. Ознайомитись з регуляцією загального обсягу води в організмі та її переміщенням між окремими рідинними просторами, можливими порушеннями. Вивчити та вміти охарактеризувати макро-, оліго-, мікро- та ультрамікробіогенні елементи, їх загальні та специфічні функції; електролітний склад організму; біологічну роль основних катіонів та аніонів; роль натрію та калію. Ознайомитись з фосфатно-кальцієвим обміном, його регуляцією та порушенням. Визначити роль та обмін заліза, міді, кобальту, цинку, йоду, фтору, стронцію, селену та інших біогенних елементів. Вивчити добову потребу організму в мінеральних речовинах, їх всмоктування та виведення з організму, можливість та форми депонування, порушення. Ознайомитись з методами кількісного визначення кальцію та фосфору у сироватці крові та їх клініко-біохімічним значенням.

ТЕОРЕТИЧНІ ПИТАННЯ

1. Біологічне значення води, її зміст, добова потреба організму. Вода екзогенна та ендогенна.

2. Властивості та біохімічні функції води. Розподіл та стан води в організмі.

3. Обмін води у організмі, вікові особливості, регуляція.

4. Водний баланс організму та його види.

5. Роль шлунково-кишкового тракту обміну води.

6. Функції мінеральних солей у організмі.

7. Нейрогуморальне регулювання водно-сольового обміну.

8. Електролітний склад рідин організму, його регуляція.

9. Мінеральні речовини організму людини, їх зміст, роль.

10. Класифікація біогенних елементів, їх роль.

11. Функції та обмін натрію, калію, хлору.

12. Функції та обмін заліза, міді, кобальту, йоду.

13. Фосфатно-кальцієвий обмін, роль гормонів та вітамінів у його регуляції. Мінеральні та органічні фосфати. Фосфати сечі.

14. Роль гормонів та вітамінів у регуляції мінерального обміну.

15. Патологічні стани, пов'язані із порушенням обміну мінеральних речовин.

1. У хворого на добу води з організму виділяється менше, ніж її надходить. Яке захворювання може спричинити такий стан?

2. Виникнення хвороби Аддісона-Бірмера (злоякісна гіперхромна анемія) пов'язане з дефіцитом вітаміну В12. Виберіть метал, який входить до складу цього вітаміну:

А. Цинк. В. Кобальт. С. Молібден. D. Магнію. Е. Залізо.

3. Іони кальцію відносяться до вторинних посередників у клітинах. Вони активують катаболізм глікогену, взаємодіючи з:

4. У хворого вміст калію в плазмі становить 8 ммоль/л (норма 3,6-5,3 ммоль/л). При цьому стані спостерігається:

5. Який електроліт створює на 85% осмотичний тиск крові?

А. Калій. В. Кальцій. Магній. D. Цинк. Е. Натрій.

6. Вкажіть гормон, що впливає вміст натрію і калію в крові?

А. Кальцітонін. В. Гістамін. С. Альдостерон. D. Тироксин. Є.Паратірін

7. Які з перерахованих елементів є макробіогенними?

8. При значному ослабленні серцевої діяльності виникають набряки. Вкажіть, яким буде водний баланс організму.

А. Позитивний. В. Негативний. С. Динамічна рівновага.

9. Ендогенна вода утворюється в організмі в результаті реакцій:

10. Хворий звернувся до лікаря зі скаргами на поліурію та спрагу. При аналізі сечі встановлено, що добовий діурез становить 10 л, відносна щільність сечі – 1,001 (норма 1,012-1,024). Для якого захворювання характерні такі показники?

11. Вкажіть, які показники характеризують нормальний вміст кальцію у крові (ммоль/л)?

14. Добова потреба у воді для дорослої людини становить:

А. 30-50 мл/кг. Ст 75-100 мл/кг. 75-80 мл/кг. D. 100-120 мл/кг.

15. У хворого, 27 років, виявлено патологічні зміни у печінці та головному мозку. У плазмі крові спостерігається різке зниження, а в сечі – підвищення вмісту міді. Попередній діагноз – хвороба Коновалова-Вільсона. Активність якого ферменту необхідно досліджувати на підтвердження діагнозу?

16. Відомо, що в деяких біогеохімічних зонах поширене захворювання на ендемічний зоб. Дефіцит якого елемента є причиною захворювання? А. Заліза. В. Йода. С. Цінка. D. Міді. Є. Кобальта.

17. Скільки мл ендогенної води утворюється в організмі людини за добу при раціональному харчуванні?

А. 50-75. Ст 100-120. З. 150-250. D. 300-400. Е. 500-700.

ПРАКТИЧНА РОБОТА

Кількісне визначення кальцію та неорганічного фосфору

У сироватці крові

Завдання 1.Визначити вміст кальцію у сироватці крові.

Принцип. Кальцій сироватки крові осаджують насиченим розчином щавлевокислого амонію [(NН 4) 2 C 2 O 4 ] у вигляді щавлевокислого кальцію (СаС 2 Про 4). Останній переводять сульфатною кислотою в щавлеву (Н 2 З 2 Про 4), яку титрують розчином KMnО 4 .

Хімізм. 1. СаСl 2 + (NН 4) 2 C 2 O 4 ® СаС 2 Про 4 + 2NH 4 Cl

2. CaC 2 O 4 + H 2 SO 4 ®H 2 C 2 O 4 + CaSO 4

3. 5H 2 C 2 O 4 + 2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 ® 10CO 2 + 2MnSO 4 + 8H 2 O

Хід роботи.У центрифужну пробірку наливають 1 мл сироватки крові та 1 мл розчину [(NН 4) 2 C 2 O 4 ]. Залишають стояти 30 хв. і центрифугують. Кристалічний осад щавлевокислого кальцію збирається при цьому на дні пробірки. Прозору рідину над осадом виливають. До осаду доливають 1-2 мл дистильованої води, перемішують скляною паличкою і центрифугують. Після центрифугування рідину над осадом виливають. До пробірки з осадом додають 1мл1н H 2 SO 4 добре перемішують осад скляною паличкою і ставлять пробірку на водяну баню при температурі 50-70 0 С. Осад при цьому розчиняється. Вміст пробірки титрують у гарячому вигляді 0,01н розчином KMnО 4 до появи рожевого забарвлення, яке не зникає протягом 30 с. Кожному мл КМnО 4 відповідає 0,2 мг Са. Вміст кальцію (Х) в мг% у сироватці крові розраховують за формулою: Х= 0,2×А×100, де А - обсяг КМnО 4 який пішов на титрування. Вміст кальцію в сироватці крові в ммоль/л - вміст мг% × 0,2495.

У нормі концентрація кальцію в сироватці становить 2,25-2,75 ммоль/л (9-11 мг%). Підвищення концентрації кальцію у сироватці крові (гіперкальціємію) спостерігають при гіпервітамінозі Д, гіперпаратиреозі, остеопорозі. Зниження концентрації кальцію (гіпокальціємію) – при гіповітамінозі Д (рахіті), гіпопаратиреозі, хронічній нирковій недостатності.

Завдання 2.Визначити вміст неорганічного фосфору у сироватці крові.

принцип.Неорганічний фосфор, взаємодіючи з молібденовим реактивом у присутності аскорбінової кислоти, утворює молібденову синь, інтенсивність забарвлення якої пропорційна вмісту неорганічного фосфору.

Хід роботи.У пробірку наливають 2 мл сироватки крові, 2 мл 5% розчину трихлороцтової кислоти, перемішують та залишають на 10 хв для осадження білків, після чого фільтрують. Потім пробірку відмірюють 2 мл отриманого фільтрату, що відповідає 1 мл сироватки крові, додають 1,2 мл молібденового реактиву, 1 мл 0,15% розчину аскорбінової кислоти і доливають водою до 10 мл (5,8 мл). Ретельно перемішують та залишають на 10 хв для розвитку забарвлення. Колориметрують на ФЕК при червоному світлофільтрі. За калібрувальною кривою знаходять кількість неорганічного фосфору і розраховують його вміст (В) у пробі в ммоль/л за формулою: В=(А×1000)/31, де А - вміст неорганічного фосфору в 1 мл сироватки крові (знаходять за калібрувальною кривою) ; 31 – молекулярна маса фосфору; 1000 – коефіцієнт перерахунку на літр.

Клініко-діагностичне значення.У нормі концентрація фосфору в сироватці становить 0,8-1,48 ммоль/л (2-5 мг%). Підвищення концентрації фосфору у сироватці крові (гіперфосфатемію) спостерігають при нирковій недостатності, гіпопаратиреоїдизмі, передозуванні вітаміну Д. Зниження концентрації фосфору (гіпофосфатемію) – при порушенні його всмоктування у кишечнику, галактоземії, рахіті.

ЛІТЕРАТУРА

1. Губський Ю.І. Біологічна хімія. Підручник. – Київ-Вінниця: Нова книга, 2007. – С. 545–557.

2. Гонський Я.І., Максимчук Т.П., Калинський М.І. Біохімія людини: Підручник. – Тернопіль: Укрмедкнига, 2002. – С. 507-529.

3. Біохімія: Підручник/За ред. О.С. Северина. - М.: ГЕОТАР-МЕД, 2003. - С. 597-609.

4. Практикум з біологічної хімії / Бойків Д.П., Іванків О.Л., Кобилянська Л.І. та ін./ За ред. О.Я. Склярова. – К.: Здоров'я, 2002. – С. 275-280.

ЗАНЯТТЯ 2

Тема: Функції крові. Фізико-хімічні властивості та хімічний склад крові. Буферні системи, механізм дії та роль у підтримці кислотно-лужного стану організму. Білки плазми крові, їхня роль. Кількісне визначення загального білка у сироватці крові.

Актуальність. Кров - це рідка тканина, що складається з клітин (формених елементів) та міжклітинного рідкого середовища - плазми. Кров виконує транспортну, осморегуляторну, буферну, знешкоджуючу, захисну, регуляторну, гомеостатичну та інші функції. Склад плазми крові є дзеркалом метаболізму – зміни концентрації метаболітів у клітинах відображаються на їх концентрації у крові; склад плазми змінюється також при порушенні проникності клітинних мембран. У зв'язку з цим, а також з доступністю проб крові для аналізу її дослідження широко використовується для діагностики захворювань і контролю ефективності лікування. Кількісне та якісне дослідження білків плазми, крім специфічної нозологічної інформації, дає уявлення про стан білкового обміну в цілому. Показник концентрації водневих іонів у крові (рН) є однією з найсуворіших хімічних констант організму. Він відображає стан метаболічних процесів, залежить від функціонування багатьох органів та систем. Порушення кислотно-лужного стану крові спостерігається при численних патологічних процесах, захворюваннях та є причиною важких розладів життєдіяльності організму. Тому своєчасна корекція порушень кислотно-лужного стану є необхідним компонентом терапевтичних заходів.

Ціль. Ознайомитись з функціями, фізико-хімічними властивостями крові; кислотно-лужним станом та його основними показниками. Вивчити буферні системи крові та механізм їх дії; порушення кислотно-лужного стану організму (ацидоз, алкалоз), його форми та види. Сформувати уявлення про білковий склад плазми крові, охарактеризувати білкові фракції та окремі білки, їх роль, порушення та методи визначення. Ознайомитись з методами кількісного визначення загального білка у сироватці крові, окремих фракцій білків та їх клініко-діагностичним значенням.

ЗАВДАННЯ ДЛЯ САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ

ТЕОРЕТИЧНІ ПИТАННЯ

1. Функції крові у життєдіяльності організму.

2. Фізико-хімічні властивості крові, сироватки, лімфи: рН, осмотичний та онкотичний тиск, відносна щільність, в'язкість.

3. Кислотно-лужний стан крові, його регуляція. Основні показники, що відбивають його порушення. Сучасні методи визначення кислотно-лужного стану крові.

4. Буферні системи крові. Їхня роль у підтримці кислотно-лужного стану.

5. Ацидоз: види, фактори, механізми розвитку.

6. Алкалоз: види, причини, механізми розвитку.

7. Білки крові: зміст, функції, зміни вмісту при патологічних станах.

8. Основні фракції білків плазми. Методи дослідження.

9. Альбуміни, фізико-хімічні властивості, роль.

10. Глобуліни, фізико-хімічні властивості, роль.

11. Імуноглобуліни крові, структура, функції.

12. Гіпер-, гіпо-, дис-і парапротеїнемії, причини виникнення.

13. Білки гострої фази. Клініко-діагностичне значення визначення.

ТЕСТОВІ ЗАВДАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ

1. Яке з перерахованих значень рН нормальне для артеріальної крові? А. 7,25-7,31. Ст 7,40-7,55. З. 7,35-7,45. D. 6,59-7,0. Е. 4,8-5,7.

2. Якими механізмами забезпечується сталість рН крові?

3. Яка причина розвитку метаболічного ацидозу?

А. Збільшення продукції, зниження окислення та ресинтезу кетонових тіл.

В. Збільшення продукції, зниження окислення та ресинтезу лактату.

С. Втрата підстав.

D. Неефективна секреція іонів водню, затримка кислот.

Є. Все перераховане.

4. Яка причина розвитку метаболічного алкалозу?

5. Значні втрати шлункового соку внаслідок блювання зумовлюють розвиток:

6. Значні порушення кровообігу внаслідок шоку зумовлюють розвиток:

7. Пригнічення дихального центру головного мозку наркотичними препаратами призводить до:

8. Значення рН крові змінилося у хворого на цукровий діабет до 7,3 ммоль/л. Компоненти якої буферної системи використовують для діагностики порушень кислотно-лужної рівноваги?

9. У пацієнта спостерігається закупорка мокротинням дихальних шляхів. Яке порушення кислотно-лужного стану можна визначити у крові?

10. Хворому з тяжкою травмою підключили апарат штучного дихання. Після повторних визначень показників кислотно-лужного стану виявили зниження у крові вмісту діоксиду вуглецю та підвищення його виведення. Для якого порушення кислотно-лужного стану характерні зміни?

11. Назвіть буферну систему крові, якій належить найбільше значення у регуляції кислотно-лужного гомеостазу?

12. Яка буферна система крові відіграє важливу роль у підтримці рН сечі?

А. Фосфатна. В. Гемоглобінова. С. Гідрокарбонатна. D. Білкова.

13. Які фізико-хімічні властивості крові забезпечують наявні в ній електроліти?

14. При обстеженні хворого виявлено гіперглікемію, глюкозурію, гіперкетонемію та кетонурію, поліурію. Який тип кислотно-лужного стану спостерігається у разі?

15. Людина у стані спокою змушує себе дихати часто і глибоко протягом 3-4 хв. Як це вплине на кислотно-лужний стан організму?

16. Який білок плазми зв'язує і транспортує мідь?

17. У плазмі крові пацієнта вміст загального білка у межах норми. Які із наведених показників (г/л) характеризують фізіологічну норму? А. 35-45. Ст 50-60. З. 55-70. D. 65-85. Е. 85-95.

18. Яка фракція глобулінів крові забезпечує гуморальний імунітет, виконуючи роль антитіл?

19. У хворого, який переніс гепатит С і постійно вживав алкоголь, з'явилися ознаки цирозу печінки з асцитом та набряками нижніх кінцівок. Які зміни у складі крові відіграли основну роль розвитку набряків?

20. На яких фізико-хімічних властивостях білків базується метод визначення електрофоретичного спектра крові?

ПРАКТИЧНА РОБОТА

Кількісне визначення загального білка у сироватці крові

біуретовим методом

Завдання 1.Визначити вміст загального білка у сироватці крові.

принцип.Білок реагує у лужному середовищі з розчином сульфату міді, що містить калій-натрій тартрат, NaI та KI (біуретовий реагент), формуючи фіолетово-блакитний комплекс. Оптична густина цього комплексу пропорційна концентрації білка в пробі.

Хід роботи.У дослідну пробу внести 25 мкл сироватки крові (без гемолізу), 1 мл біуретового реагенту, який містить: 15 ммоль/л тартрату калій-натрій, 100 ммоль/л йодиду натрію, 15 ммоль/л йодиду калію і 5 ммоль/л сульфату меді . До стандартної проби додати 25 мкл стандарту загального білка (70 г/л) та 1 мл біуретового реагенту. У третю пробірку внести 1 мл біуретового реагенту. Усі пробірки добре перемішати та інкубувати протягом 15 хв при температурі 30-37°С. Залишити на 5 хв за кімнатної температури. Виміряти оптичну густину проби та стандарту проти біуретового реагенту при 540 нм. Концентрацію загального білка (Х) у г/л розрахувати за формулою: Х=(Сст×Апр)/ Аст, де Сст - концентрація загального білка у стандартній пробі (г/л); Апр – оптична щільність проби; Аст – оптична щільність стандартної проби.

Клініко-діагностичне значення.Вміст загального білка у плазмі крові дорослих становить 65-85 г/л; в плазмі за рахунок фібриногену білка міститься на 2-4 г/л більше, ніж у сироватці. У новонароджених кількість білків плазми становить 50-60 г/л і протягом першого місяця трохи знижується, а в три роки досягає рівня дорослих людей. Збільшення або зменшення вмісту загального білка плазми та окремих фракцій може бути обумовлено багатьма причинами. Ці зміни є специфічними, а відображають загальний патологічний процес (запалення, некроз, новоутворення), динаміку, тяжкість захворювання. З їхньою допомогою можна оцінити ефективність лікування. Зміни вмісту білка можуть виявлятися у вигляді гіпер, гіпо- та диспротеїнемії. Гіпопротеїнемія спостерігається при недостатньому надходженні білків до організму; недостатності перетравлення та всмоктування харчових білків; порушення синтезу білків у печінці; захворюваннях нирок з нефротичним синдромом Гіперпротеїнемія спостерігається при порушенні гемодинаміки і згущенні крові, втрати рідини при дегідратаціях (діарея, блювання, нецукровий діабет), у перші дні важких опіків, у післяопераційний період та ін. Заслуговує на увагу не тільки гіпо-або гіперпротеїнемія, а також такі зміни співвідношення альбумінів та глобулінів змінюється при постійному вмісті загального білка) та парапротеїнемія (поява аномальних білків – С-реактивний білок, кріоглобулін) при гострих інфекційних захворюваннях, запальних процесах та ін.

ЛІТЕРАТУРА

1. Губський Ю.І. Біологічна хімія. – Київ-Тернопіль: Укрмедкнига, 2000. – С. 418-429.

2. Губський Ю.І. Біологічна хімія. Підручник. – Київ-Вінниця: Нова книга, 2007. – С. 502–514.

3. Гонський Я.І., Максимчук Т.П., Калинський М.І. Біохімія людини: Підручник. – Тернопіль: Укрмедкнига, 2002. – С. 546-553, 566-574.

4. Вороніна Л.М. та ін. Біологічна хімія. - Харків: Основа, 2000. - С. 522-532.

5. Березов Т.Т., Коровкін Б.Ф. Біологічна хімія - М.: Медицина, 1998. - С. 567-578, 586-598.

6. Біохімія: Підручник/За ред. О.С. Северина. - М.: ГЕОТАР-МЕД, 2003. - С. 682-686.

7. Практикум з біологічної хімії / Бойків Д.П., Іванків О.Л., Кобилянська Л.І. та ін./ За ред. О.Я. Склярова. – К.: Здоров'я, 2002. – С. 236-249.

ЗАНЯТТЯ 3

Тема: Біохімічний склад крові в нормі та при патології. Ферменти плазми. Небілкові органічні речовини плазми крові - азотовмісні та безазотисті. Неорганічні компоненти плазми. Калікреїн-кінінова система. Визначення залишкового азоту плазми.

Актуальність. При видаленні формених елементів із крові залишається плазма, а при видаленні з неї фібриногену – сироватка. Плазма крові є складною системою. У ній міститься понад 200 білків, які відрізняються за фізико-хімічними та функціональними властивостями. Серед них є проферменти, ферменти, інгібітори ферментів, гормони, транспортні білки, фактори коагуляції та антикоагуляції, антитіла, антитоксини та інші. Крім того, плазма крові містить небілкові органічні речовини та неорганічні компоненти. Більшість патологічних станів, вплив факторів зовнішнього та внутрішнього середовища, застосування фармакологічних препаратів супроводжується, як правило, зміною вмісту окремих компонентів плазми. За результатами аналізу крові можна охарактеризувати стан здоров'я людини, перебіг адаптаційних процесів та ін.

Ціль.Ознайомитися з біохімічним складом крові в нормі та при патології. Охарактеризувати ферменти крові: походження та значення визначення активності для діагностики патологічних станів. Визначити, які речовини становлять загальний та залишковий азот крові. Ознайомитись із безазотистими компонентами крові, їх вмістом, клінічним значенням кількісного визначення. Розглянути калікреїн-кінінову систему крові, її складові та роль в організмі. Ознайомитись з методом кількісного визначення залишкового азоту крові та його клініко-діагностичним значенням.

ЗАВДАННЯ ДЛЯ САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ

ТЕОРЕТИЧНІ ПИТАННЯ

1. Ферменти крові, їхнє походження, клініко-діагностичне значення визначення.

2. Небілкові азотовмісні речовини: формули, зміст, клінічне значення визначення.

3. Загальний та залишковий азот крові. Клінічне значення визначення.

4. Азотемія: види, чинники, способи визначення.

5. Небілкові безазотисті компоненти крові: зміст, роль, клінічне значення визначення.

6. Неорганічні складові крові.

7. Калікреїн-кінінова система, її роль в організмі. Застосування лікарських засобів - калікреїну та інгібіторів кініноутворення.

ТЕСТОВІ ЗАВДАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ

1. У крові хворого вміст залишкового азоту становить 48 ммоль/л, сечовини – 15,3 ммоль/л. Про захворювання якого органу свідчать ці результати?

А. Селезенка. В. Печені. С. Шлунка. D. Нирок. Е. Підшлункової залози.

2. Які показники залишкового азоту характерні для дорослих?

А.14,3-25 ммоль/л. В.25-38 ммоль/л. С.42,8-71,4 ммоль/л. D.70-90 ммоль/л.

3. Вкажіть компонент крові, який відноситься до безазотистих.

А. АТФ. В. Тіамін. С. Аскорбінова кислота. D. Креатин. Е. Глютамін.

4. Який вид азотемії розвивається при дегідратації організму?

5. Яку дію на судини брадикінін?

6. У хворого з печінковою недостатністю виявлено зниження показника залишкового азоту крові. За рахунок якого компонента зменшився небілковий азот?

7. Хворий скаржиться на часті блювання, загальну слабкість. Вміст залишкового азоту у крові становить 35 ммоль/л, функція нирок не порушена. Який вид азотемії виник?

А. Відносна. В. Ниркова. С. Ретенційна. D. Продукційна.

8. Які компоненти фракції залишкового азоту переважають у крові при продукційних азотеміях?

9. С-реактивний білок виявляють у сироватці крові:

10. Хвороба Коновалова-Вільсона (гепатоцеребральна дегенерація) супроводжується зниженням концентрації вільної міді у сироватці крові, а також рівня:

11. Лімфоцити та інші клітини організму при взаємодії з вірусами синтезують інтерферони. Ці речовини блокують розмноження вірусу в зараженій клітині, інгібуючи синтез вірусних вірусів:

A.Ліпідов. B.Бєлков. C.Вітамінов. D. Біогенних амінів. E.Нуклеотидів.

12. Жінка 62-х років скаржиться на частий біль у загрудинній ділянці та хребті, переломи ребер. Лікар припускає мієломну хворобу (плазмоцитому). Який із перелічених показників має найбільше діагностичне значення?

ПРАКТИЧНА РОБОТА

ЛІТЕРАТУРА

1. Губський Ю.І. Біологічна хімія. - Київ-Тернопіль: Укрмедкнига, 2000. - С. 429-431.

2. Губський Ю.І. Біологічна хімія. Підручник. – Київ-Вінниця: Нова книга, 2007. – С. 514–517.

3. Березов Т.Т., Коровкін Б.Ф. Біологічна хімія - М.: Медицина, 1998. - С. 579-585.

4. Практикум з біологічної хімії / Бойків Д.П., Іванків О.Л., Кобилянська Л.І. та ін./ За ред. О.Я. Склярова. – К.: Здоров'я, 2002. – С. 236-249.

ЗАНЯТТЯ 4

Тема: Біохімія згортання, антизгортання та фібринолітичної систем організму. Біохімія імунних процесів. Механізми розвитку імунодефіцитних станів.

Актуальність.Одна з найважливіших функцій крові - гемостатична, в її здійсненні беруть участь згортання, антизгортання та фібринолітична системи. Згортання - фізіолого-біохімічний процес, внаслідок якого кров втрачає свою плинність і утворюються тромби. Існування в нормальних фізіологічних умовах рідкого стану крові обумовлено роботою антизгортальної системи. При утворенні тромбів на стінках кровоносних судин активується фібринолітична система, робота якої призводить до розщеплення.

Імунітет (від латів. immunitas – визволення, порятунок) – є захисною реакцією організму; це здатність клітини чи організму захищатися від живих тіл чи речовин, які мають ознаки чужорідної інформації, зберігаючи свою цілісність і біологічну індивідуальність. Органи та тканини, а також окремі види клітин та продукти їх життєдіяльності, які забезпечують розпізнавання, зв'язування та руйнування антигенів за допомогою клітинних та гуморальних механізмів, називають імунною системою . Ця система здійснює імунний нагляд – контроль над генетичною сталістю внутрішнього середовища організму. Порушення імунного нагляду призводить до ослаблення антимікробної резистентності організму, пригнічення протипухлинного захисту, аутоімунних порушень та імунодефіцитних станів.

Ціль.Ознайомитись з функціональною та біохімічною характеристикою системи гемостазу в організмі людини; коагуляційним та судинно-тромбоцитарним гемостазом; системою крові, що згортає: характеристикою окремих компонентів (факторів) згортання; механізмами активації та функціонування каскадної системи згортання крові; внутрішнім та зовнішнім шляхами коагуляції; роллю вітаміну К у реакціях коагуляції, лікарськими препаратами - агоністами та антагоністами вітаміну К; спадковими порушеннями процесу згортання крові; антизгортаючою системою крові, функціональною характеристикою антикоагулянтів – гепарином, антитромбіном ІІІ, лимонною кислотою, простацикліном; роллю ендотелію судин; змінами біохімічних показників крові при тривалому введенні гепарину; фібринолітичною системою крові: етапами та компонентами фібринолізу; лікарськими препаратами, що впливають на процеси фібринолізу; активаторами плазміногену та інгібіторами плазміну; осадженням крові, тромбоутворенням та фібринолізом при атеросклерозі та гіпертонічній хворобі.

Ознайомитись із загальною характеристикою імунної системи, клітинними та біохімічними компонентами; імуноглобулінами: структурою, біологічними функціями, механізмами регулювання синтезу, характеристикою окремих класів імуноглобулінів людини; медіаторами та гормонами імунної системи; цитокінами (інтерлейкінами, інтерферонами, білково-пептидними факторами регуляції росту та проліферації клітин); біохімічними компонентами системи комплементу людини; класичним та альтернативним механізмами активації; розвитком імунодефіцитних станів: первинними (спадковими) та вторинними імунодефіцитами; синдромом набутого імунодефіциту людини.

ЗАВДАННЯ ДЛЯ САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ

ТЕОРЕТИЧНІ ПИТАННЯ

1. Поняття гемостазу. Основні фази гемостазу.

2. Механізми активації та функціонування каскадної системи св

Значення теми:Вода та розчинені в ній речовини створюють внутрішнє середовище організму. Найважливіші параметри водно-сольового гомеостазу – осмотичний тиск, рН та об'єм внутрішньоклітинної та позаклітинної рідини. Зміна цих параметрів може призвести до зміни артеріального тиску, ацидозу або алкалозу, дегідратації та набряків тканин. Основні гормони, що беруть участь у тонкій регуляції водно-сольового обміну та діють на дистальні канальці та збиральні трубочки нирок: антидіуретичний гормон, альдостерон та натріуретичний фактор; ренін-ангіотензивна система нирок. Саме в нирках відбувається остаточне формування складу та обсягу сечі, що забезпечує регуляцію та сталість внутрішнього середовища. Нирки відрізняються інтенсивним енергетичним обміном, що пов'язано з необхідністю активного трансмембранного транспорту значної кількості речовин при утворенні сечі.

Біохімічний аналіз сечі дає уявлення про функціональний стан нирок, обміну речовин у різних органах та організмі в цілому, сприяє з'ясуванню характеру патологічного процесу, дозволяє судити про ефективність лікування, що проводиться.

Мета заняття:вивчити характеристику параметрів водно-сольового обміну та механізми їх регуляції. Особливості метаболізму у нирках. Навчитися проводити та оцінювати біохімічний аналіз сечі.

Студент повинен знати:

1. Механізм утворення сечі: клубочкова фільтрація, реабсорбція та секреція.

2. Характеристика водних компартментів організму.

3. Основні параметри рідкого середовища організму.

4. Чим забезпечується сталість параметрів внутрішньоклітинної рідини?

5.Системи (органи, речовини), що забезпечують сталість позаклітинної рідини.

6.Фактори (системи), що забезпечують осмотичний тиск позаклітинної рідини та її регуляцію.

7. Фактори (системи), що забезпечують сталість обсягу позаклітинної рідини та її регуляцію.

8. Фактори (системи), що забезпечують сталість кислотно-лужного стану позаклітинної рідини. Роль нирок у цьому процесі.

9. Особливості метаболізму у нирках: висока активність обміну речовин, початковий етап синтезу креатину, роль інтенсивного глюконеогенезу (ізоферменти), активація вітаміну Д3.

10. Загальні властивості сечі (кількість за добу – діурез, щільність, колір, прозорість), хімічний склад сечі. Патологічні складові сечі.

Студент повинен вміти:

1. Провести якісне визначення основних компонентів сечі.

2.Оцінити біохімічний аналіз сечі.

Студент повинен володіти інформацією:деяких патологічних станах, що супроводжуються зміною біохімічних параметрів сечі (протеїнурія, гематурія, глюкозурія, кетонурія, білірубінурія, порфіринурія); Принципами планування лабораторного дослідження сечі та аналізу результатів для встановлення попереднього висновку про біохімічні зрушення на підставі результатів лабораторного обстеження.

1. Будова нирки, нефрону.

2. Механізми формування сечі.

Завдання для самопідготовки:

1. Зверніться до курсу гістології. Згадайте будову нефрону. Позначте проксимальний каналець, дистальний звивистий каналець, збірну трубку, судинний клубочок, юкстагломерулярний апарат.

2. Зверніться до нормальної фізіології. Згадайте механізм утворення сечі: фільтрація у клубочках, реабсорбція у канальцях з утворенням вторинної сечі та секреція.

3. Регуляція осмотичного тиску та обсягу позаклітинної рідини пов'язана з регуляцією, головним чином, вмісту іонів натрію та води у позаклітинній рідині.

Назвіть гормони, що беруть участь у цій регуляції. Опишіть їхній ефект за схемою: причина секреції гормону; орган (клітини) -мішені; механізм їх дії в цих клітинах; кінцевий ефект їхньої дії.

Перевірте свої знання:

А.Вазопресин(все вірно, крім одного):

а. синтезується у нейронах гіпоталамуса; б. секретується у разі підвищення осмотичного тиску; в. збільшує швидкість реабсорбції води з первинної сечі в ниркових канальцях; р. збільшує реабсорбцію ниркових канальцях іонів натрію; д. знижує осмотичний тиск е. сеча стає більш концентрованою.

Б. Альдостерон(все вірно, крім одного):

а. синтезується у корі надниркових залоз; б. секретується при зниженні концентрації іонів натрію у крові; в. у ниркових канальцях збільшує реабсорбцію іонів натрію; р. сеча стає більш концетрованою.

д. головним механізмом регуляції секреції аренін-ангіотензивна система нирок.

В. Натріуретичний фактор(все вірно, крім одного):

а. синтезується в основ клітинами передсердя; б. стимул секреції – підвищення артеріального тиску; в. посилює фільтруючу здатність клубочків; р. збільшує утворення сечі; д. сеча стає менш концентрованою.

4. Складіть схему, що ілюструє роль ренін-ангіотензивної системи у регуляції секреції альдостерону та вазопресину.

5. Постійність кислотно-основної рівноваги позаклітинної рідини підтримується буферними системами крові; зміною легеневої вентиляції та швидкості виділення нирками кислот(Н+).

Згадайте буферні системи крові (основна бікарбонатна)!

Перевірте свої знання:

Їжа тваринного походження має кислий характер (переважно за рахунок фосфатів, на відміну від їжі рослинного походження). Як зміниться рН сечі у людини, яка використовує переважно їжу тваринного походження:

а. ближче до рН 7,0; б.рН близько 5.; в. рН близько 8,0.

6. Дайте відповідь на запитання:

А. Чим пояснити високу частку кисню, що споживається нирками (10%);

Б. Високу інтенсивність глюконеогенезу;??????????

В. Роль нирок в обміні кальцію.

7. Одне з головних завдань нефронів реабсорбувати з крові корисні речовини у потрібній кількості та видалити з крові кінцеві продукти обміну.

Складіть таблицю Біохімічні показники сечі:

Аудиторна робота.

Лабораторна робота:

Провести низку якісних реакцій у пробах сечі різних пацієнтів. Зробити висновок стан обмінних процесів за результатами біохімічного аналізу.

Визначення рН.

На середину індикаторного паперу наносять 1-2 краплі сечі і по зміні кольору однієї з пофарбованих смужок, що збігається з забарвленням контрольної смуги, встановлюють рН сечі, що досліджується. У нормі рН 4,6 - 7,0

2. Якісна реакція на білок. Нормальна сеча білка не містить (наслідкові кількості не відкриваються звичайними реакціями). При деяких патологічних станах у сечі може з'явитись білок. протеїнурія.

Хід роботи: До 1-2 мл сечі додати 3-4 краплі свіжоприготовленого 20% розчину сульфасаліцилової кислоти. За наявності білка з'являється білий осад або каламут.

3. Якісна реакція на глюкозу (реакція Фелінга).

До 10 крапель сечі додати 10 крапель реактиву Фелінга. Нагріти до кипіння. За наявності глюкози з'являється червоне забарвлення. Результати можна порівняти з нормою. У нормі в сечі слідова кількість глюкози якісними реакціями не виявляється. Прийнято рахувати в нормі глюкози в сечі немає. При деяких патологічних станах у сечі з'являється глюкоза. глюкозурія.

Визначення можна провести за допомогою тест-смужки (індикаторного паперу)/

Виявлення кетонових тіл

На предметне скло нанести краплю сечі, краплю 10% розчину їдкого натрію і краплю свіжоприготовленого 10% розчину нітропрусиду натрію. З'являється червоне фарбування. Налити 3 краплі концентрованої оцтової кислоти – утворюється вишневе фарбування.

У нормі кетонові тіла у сечі відсутні. При деяких патологічних станах у сечі з'являються кетонові тіла. кетонурія.

Самостійно вирішити завдання, відповісти на запитання:

1. Збільшився осмотичний тиск позаклітинної рідини. Опишіть у вигляді схеми послідовність подій, які призведуть до його зниження.

2. Як зміниться продукція альдостерону, якщо надлишкова продукція вазопресину призведе до значного зниження осмотичного тиску.

3. Викладіть послідовність подій (у вигляді схеми), спрямованих на відновлення гомеостазу при зниженні концентрації натрію хлориду в тканинах.

4. У пацієнта цукровий діабет, що супроводжується кетонемією. Як головна буферна система крові – бікарбонатна – відповість на зміну кислотно-основної рівноваги? Яка роль нирок у відновленні КОС? Чи зміниться рН сечі у пацієнта.

5. Спортсмен, готуючись до змагань, проходить посилене тренування. Як змінити швидкість глюконеогенезу в нирках (відповідь аргументувати)? Чи можлива зміна рН сечі у спортсмена; відповідь аргументувати)?

6. У пацієнта відзначено ознаки порушення метаболізму в кістковій тканині, що відбивається і на стані зубів. Рівень кальцитоніну та паратгормону в межах фізіологічної норми. Пацієнт отримує вітамін Д (холекальциферол) у необхідних кількостях. Зробіть припущення про можливу причину порушення метаболізму.

7. Розгляньте стандартний бланк «Загальний аналіз сечі» (багатопрофільна клініка ТюмГМА) та вмійте пояснити фізіологічну роль та діагностичне значення біохімічних компонентів сечі, що визначаються у біохімічних лабораторіях. Запам'ятайте біохімічні показники сечі у нормі.

Заняття 27. Біохімія слини.

Значення теми:У порожнині рота поєднуються різні тканини та мешкають мікроорганізми. Вони знаходяться у взаємозв'язку та певній сталості. І на підтримці гомеостазу ротової порожнини, і організму загалом, найважливіша роль належить ротової рідини і, безпосередньо, слині. Порожнина рота як початковий відділ травного тракту є місцем першого контакту організму з їжею, лікарськими речовинами та іншими ксенобіотиками, мікроорганізмами. . Формування, стан та функціонування зубів та слизової оболонки порожнини рота також багато в чому визначається хімічним складом слини.

Слина виконує кілька функцій, що визначаються фізико-хімічними властивостями та складом слини. Знання хімічного складу слини, функцій, швидкості слиновиділення, взаємозв'язку слини із хворобами порожнини рота сприяє виявленню особливостей патологічних процесів та пошуку нових ефективних засобів профілактики стоматологічних захворювань.

Деякі біохімічні показники чистої слини корелюються з біохімічними показниками плазми крові, тому аналіз слини є зручним неінвазивним методом, що використовується в останні роки для діагностики стоматологічних і соматичних захворювань.

Мета заняття:Вивчити фізико-хімічні властивості, складові компоненти слини, які зумовлюють її основні фізіологічні функції. Провідні фактори, що ведуть до розвитку карієсу, відкладення зубного каменю.

Студент повинен знати:

1 . Заліза, що секретує слину.

2.Структура слини (міцелярна будова).

3. Мінералізуюча функція слини та фактори, що зумовлюють та впливають на цю функції: перенасиченість слини; обсяг та швидкість сальвації; рН.

4. Захисна функція слини та компоненти системи, що зумовлюють цю функцію.

5. Буферні системи слини. Показники рН у нормі. Причини порушення КОС (кислотно-основний стан) у ротовій порожнині. Механізми регуляції КОС у порожнині рота.

6. Мінеральний склад слини та порівняно з мінеральним складом плазми крові. значення компонентів.

7. Характеристика органічних компонентів слини, специфічні для слини компоненти, їх значення.

8. Травна функція та фактори, що її зумовлюють.

9. Регуляторна та видільна функції.

10. Провідні фактори, що ведуть до розвитку карієсу, відкладення зубного каменю.

Студент повинен вміти:

1. Розрізняти поняття «власне слина чи слина», «ясенна рідина», «ротова рідина».

2. Вміти пояснити ступінь зміни резистентності до карієсу за зміни рН слини, причини зміни рН слини.

3. Зібрати змішану слину для аналізу та провести аналіз хімічного складу слини.

Студент повинен володіти:інформацією про сучасні уявлення про слину як об'єкт неінвазивних біохімічних досліджень у клінічній практиці.

Відомості з базових дисциплін, необхідні вивчення теми:

1. Анатомія та гістологія слинних залоз; механізми слиновиділення та його регуляція.

Завдання для самопідготовки:

Вивчіть матеріал теми відповідно до цільових питань («студент повинен знати») і письмово виконайте такі завдання:

1.Запишіть фактори, що визначають регуляцію слиновиділення.

2. Зобразіть схематично міцеллу слини.

3. Складіть таблицю: Мінеральний склад слини та плазми у порівнянні.

Вивчіть значення перелічених речовин. Запишіть інші неорганічні речовини, що містяться у слині.

4. Складіть таблицю: Основні органічні компоненти слини та їх значення.

6. Запишіть фактори, що ведуть до зниження та підвищення резистентності

(відповідно) до карієсу.

Аудиторна робота

Лабораторна робота:Якісний аналіз хімічного складу слини

Одним з видів обміну речовин, що найчастіше порушуються при патології, є водно-сольовий. Він пов'язаний з постійним рухом води та мінеральних речовин із зовнішнього середовища організму у внутрішнє, і навпаки.

В організмі дорослої людини на воду припадає 2/3 (58-67%) маси тіла. Близько половини її обсягу зосереджено у м'язах. Потреба у воді (людина щодобово отримує до 2,5-3 л рідини) покривається за рахунок надходження її у вигляді пиття (700-1700 мл), преформованої води, що входить до складу їжі (800-1000 мл), та води , що утворюється в організмі при обміні речовин - 200-300 мл (при згорянні 100 г жирів, білків і вуглеводів утворюється відповідно 107,41 і 55 г води). Ендогенна вода у відносно великій кількості синтезується при активації процесу окислення жирів, що спостерігається при різних, насамперед пролонгованих стресових станах, збудженні симпатико-адреналової системи, розвантажувальної дієтотерапії (нерідко використовуваної для лікування хворих на ожиріння).

Завдяки обов'язковим водним втратам, що постійно відбуваються, внутрішній об'єм рідини в організмі зберігається незміненим. До таких втрат відносять ренальні (1,5 л) і екстраренальні, пов'язані з виділенням рідини через шлунково-кишковий тракт (50-300 мл), дихальні шляхи і шкіру (850-1200 мл). В цілому обсяг обов'язкових втрат води становить 2,5-3 л, багато в чому залежать від кількості шлаків, що виводяться з організму.

Участь води у процесах життєдіяльності дуже різноманітна. Вода є розчинником багатьох сполук, безпосереднім компонентом низки фізико-хімічних та біохімічних перетворень, транспортером ендо- та екзогенних речовин. Крім того, вона виконує механічну функцію, послаблюючи тертя зв'язок, м'язів, поверхні хрящів суглобів (тим самим полегшуючи їх рухливість), бере участь у терморегуляції. Вода підтримує гомеостаз, що залежить від величини осмотичного тиску плазми (ізоосмія) та об'єму рідини (ізоволемія), функціонування механізмів регуляції кислотно-основного стану, перебігу процесів, що забезпечують сталість температури (ізотермію).

В організмі людини вода перебуває в трьох основних фізико-хімічних станах, відповідно до яких виділяють: 1) вільну, або мобільну воду (становить основну частину внутрішньоклітинної рідини, а також крові, лімфи, інтерстиціальної рідини); 2) воду, пов'язану гідрофільними колоїдами, і 3) конституційну, що входить до структури молекул білків, жирів та вуглеводів.

В організмі дорослої людини масою 70 кг об'єм вільної води та води, пов'язаної гідрофільними колоїдами, становить приблизно 60% маси тіла, тобто. 42 л. Ця рідина представлена ​​внутрішньоклітинною водою (на її частку припадає 28 л, або 40% маси тіла), що становить внутрішньоклітинний сектор, та позаклітинною водою (14 л, або 20% маси тіла), що утворює позаклітинний сектор. До складу останнього входить внутрішньосудинна (інтраваскулярна) рідина. Цей внутрішньосудинний сектор утворений плазмою (2,8 л), частку якої припадає 4-5% маси тіла, і лімфою.

Інтерстиціальна вода включає в себе власне міжклітинну воду (вільну міжклітинну рідину) і організовану позаклітинну рідину (що становить 15-16% маси тіла, або 10,5 л), тобто. воду зв'язок, сухожиль, фасцій, хрящів і т.д. Крім того, до позаклітинного сектору відносять воду, що знаходиться в деяких порожнинах (черевної та плевральної порожнини, перикарда, суглобів, шлуночків мозку, камерах ока та ін.), а також у шлунково-кишковому тракті. Рідина цих порожнин не бере активної участі у метаболічних процесах.

Вода людського організму не застоюється у різних його відділах, а постійно рухається, безперервно обмінюючись з іншими секторами рідини та із зовнішнім середовищем. Пересування води багато в чому здійснюється завдяки виділенню травних соків. Так, зі слиною, із соком підшлункової залози в кишкову трубку прямує близько 8 л води на добу, але ця вода внаслідок всмоктування в нижчих ділянках травного тракту практично не втрачається.

Життєво необхідні елементи поділяються на макроелементи (добова потреба >100 мг) та мікроелементи (добова потреба)<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.

Так як багато елементів можуть запасатися в організмі, відхилення від добової норми компенсується у часі. Кальцій у формі апатиту запасається в кістковій тканині, йод - у складі тиреоглобуліну в щитовидній залозі, залізо - у складі феритину та гемосидерину в кістковому мозку, селезінці та печінці. Місцем зберігання багатьох мікроелементів є печінка.

Обмін мінеральних речовин контролюється гормонами. Це відноситься, наприклад, до споживання Н2О, Ca2+, PO43-, зв'язування Fe2+, I-, екскреції H2O, Na+, Ca2+, PO43-.

Кількість мінеральних речовин, абсорбованих з їжі, як правило, залежить від метаболічних потреб організму та у ряді випадків від складу харчових продуктів. Як приклад впливу складу їжі можна розглянути кальцій. Всмоктування іонів Ca2+ сприяють молочна та лимонна кислоти, у той час як фосфат-іон, оксалат-іон та фітинова кислота інгібують всмоктування кальцію через комплексоутворення та утворення погано розчинних солей (фітин).

Дефіцит мінеральних речовин - явище менш рідкісне: воно виникає з різних причин, наприклад через одноманітного харчування, порушення засвоюваності, при різних захворюваннях. Нестача кальцію може настати під час вагітності, а також при рахіті або остеопорозі. Хлородефіцит настає через велику втрату іонів Сl-при сильній блювоті.

Через недостатній вміст йоду в харчових продуктах у багатьох районах Центральної Європи поширеним явищем стали йододефіцитні стани та зобна хвороба. Дефіцит магнію може виникати через діарею або одноманітне харчування при алкоголізмі. Недолік у організмі мікроелементів часто проявляється порушенням кровотворення, т. е. анемією.

В останній колонці перераховані функції, що виконуються в організмі вказаними мінеральними речовинами. З даних таблиці видно, що багато макроелементи функціонують в організмі як структурні компоненти і електроліти. Сигнальні функції виконують йод (у складі йодтироніну) та кальцій. Більшість мікроелементів є кофакторами білків, переважно ферментів. У кількісному відношенні в організмі переважають залізовмісні білки гемоглобін, міоглобін і цитохром, а також понад 300 білків, що містять цинк.

Регулювання водно-сольового обміну. Роль вазопресину, альдостерону та ренін-ангіотензинової системи

Основними параметрами водно-сольового гомеостазу є осмотичний тиск, рН та обсяг внутрішньоклітинної та позаклітинної рідини. Зміна цих параметрів може призвести до зміни артеріального тиску, ацидозу або алкалозу, дегідратації та набряків. Основними гормонами, що беруть участь у регуляції водно-сольового балансу, є АДГ, альдостерон та передсердний натрій-уретичний фактор (ПНФ).

АДГ, або вазопресин - пептид, що містить 9 амінокислот, з'єднаних одним дисульфідним містком. Синтезується у вигляді прогормону в гіпоталамусі, потім переноситься в нервові закінчення задньої частки гіпофіза, з яких секретується кровотік при відповідній стимуляції. Переміщення по аксону пов'язане зі специфічним білком-переносником (нейрофізіном)

Стимулом, що викликає секрецію АДГ, служить підвищення концентрації іонів натрію та збільшення осмотичного тиску позаклітинної рідини.

Найбільш важливі клітини-мішені для АДГ – клітини дистальних канальців та збиральні трубочки нирок. Клітини цих проток відносно непроникні для води, і відсутність АДГ сеча не концентрується і може виділятися в кількостях, що перевищують 20 л на добу (норма 1-1,5 л на добу).

Для АДГ існують два типи рецепторів – V1 та V2. Рецептор V2 виявлено лише на поверхні епітеліальних клітин нирок. Зв'язування АДГ з V2 пов'язане з аденілатциклазною системою та стимулює активацію протеїнкінази А (ПКА). ПКА фосфорилює білки, що стимулюють експресію гена мембранного білка - аквапорину-2. Аквапорин 2 переміщається до апікальної мембрани, влаштовується в неї і утворює водні канали. Ці забезпечують селективну проникність мембрани клітин для води. Молекули води вільно дифундують клітини ниркових канальців, а потім надходять в інтерстиціальний простір. В результаті відбувається реабсорбція води із ниркових канальців. Рецептори типу V1 локалізовані у мембранах гладких м'язів. Взаємодія АДГ з рецептором V1 призводить до активації фосфоліпази С, яка гідролізує фосфатидилінозитол-4,5-біфоcфат з утворенням ІФ-3. ІФ-3 викликає вивільнення Са2+ з ендоплазматичного ретикулуму. Результатом дії гормону через рецептори V1 є скорочення гладком'язового шару судин.

Дефіцит АДГ, спричинений дисфункцією задньої частки гіпофіза, а також порушенням системи передачі гормонального сигналу може призводити до розвитку нецукрового діабету. Основним проявом нецукрового діабету поліурія, тобто. виділення великої кількості сечі низької густини.

Альдостерон - найактивніший мінералокортикостероїд синтезується в корі надниркових залоз з холестерину.

Синтез і секрецію альдостерону клітинами клубочкової зони стимулюють ангіотензин II, АКТГ, простагландин Е. Ці процеси також активуються за високої концентрації К+ та низької концентрації Na+.

Гормон проникає всередину клітини-мішені та взаємодіє зі специфічним рецептором, розташованим як у цитозолі, так і в ядрі.

У клітинах ниркових канальців альдостерон стимулює синтез білків, які виконують різні функції. Ці білки можуть: а) збільшувати активність натрієвих каналів у мембрані клітин дистальних ниркових канальців, сприяючи цим транспорту іонів натрію з сечі в клітини; б) бути ферментами ЦТК і, отже, збільшувати здатність циклу Кребса генерувати молекули АТР, необхідні активного транспорту іонів; в) активувати роботу насоса К+, Na+-АТФази та стимулювати синтез нових насосів. Сумарним результатом дії білків, яких індукується альдостероном, є збільшення реабсорбції іонів натрію в каналах нефронів, що викликає затримку NaCl в організмі.

Головним механізмом регуляції синтезу та секреції альдостерону служить ренін-ангіотензинова система.

Ренін - фермент, що продукується юкстагломерулярними клітинами ниркових аферентних артеріол. Локалізація цих клітин робить їх особливо чутливими до зміни артеріального тиску. Зниження артеріального тиску, втрата рідини чи крові, зменшення концентрації NaCI стимулюють вивільнення реніну.

Ангіотензиноген -2 - глобулін, що утворюється в печінці. Він служить субстратом для реніну. Ренін гідролізує пептидний зв'язок у молекулі ангіотензиногену та відщеплює N-кінцевий декапептид (ангіотензин I).

Ангіотензин I служит субстратом для антиотензинперетворюючого ферменту карбоксидипептидилпептидази, виявленого в ендотеліальних клітинах та плазмі крові. Від ангіотензину I відщеплюються 2 термінальні амінокислоти з утворенням октапептиду – ангіотензину II.

Ангіотензин II стимулює вироблення альдостерону, викликає звуження артеріол, внаслідок чого підвищується артеріальний тиск і викликає спрагу. Ангіотензин II активує синтез та секрецію альдостерону через інозитолфосфатну систему.

ПНФ - пептид, що містить 28 амінокислот з єдиним дисульфідним містком. ПНФ синтезується та зберігається у вигляді препрогормону (що складається зі 126 амінокислотних залишків) у кардіоцитах.

Основний фактор, що регулює секрецію ПНФ - підвищення артеріального тиску. Інші стимули: збільшення осмомолярності плазми, підвищення частоти серцебиття, підвищений рівень катехоламінів у крові та глюкокортикоїдів.

Основні органи-мішені ПНФ – нирки, периферичні артерії.

Механізм дії ПНФ має низку особливостей. Рецептор ПНФ плазматичної мембрани є білком, що має активність гуанілатциклази. Рецептор має доменну будову. Домен, що зв'язується з лігандом, локалізований у позаклітинному просторі. За відсутності ПНФ внутрішньоклітинний домен рецептора ПНФ знаходиться у фосфорильованому стані та неактивний. В результаті зв'язування ПНФ з рецептором гуанілатциклазна активність рецептора зростає і відбувається утворення циклічного GMP з GTP. Внаслідок дії ПНФ інгібуються утворення та секреція реніну та альдостерону. Сумарним ефектом дії ПНФ є збільшення екскреції Na+ та води та зниження артеріального тиску.

ПНФ зазвичай розглядають як фізіологічний антагоніст ангіотензину II, оскільки під його впливу виникають не звуження просвіту судин та (через регуляцію секреції альдостерону) затримка натрію, а навпаки, розширення судин та втрата солі.

Концентрація кальціюу позаклітинній рідині в нормі підтримується на строго постійному рівні, рідко підвищуючись або знижуючись на кілька відсотків щодо нормальних величин, що становлять 9,4 мг/дл, що еквівалентно 2,4 ммоль кальцію на літр. Такий суворий контроль дуже важливий у зв'язку з основною роллю кальцію в багатьох фізіологічних процесах, включаючи скорочення скелетних, серцевих і гладких м'язів, згортання крові, передачу нервових імпульсів. Збудливі тканини, у тому числі нервова, дуже чутливі до змін концентрації кальцію, і збільшення концентрації іонів кальцію в порівнянні з нормою (гіпсркальціємія) викликає поразка нервової системи, що наростає; навпаки, зниження концентрації кальцію (гіпокальціємія) підвищує збудливість нервової системи.

Важлива особливість регуляції концентрації позаклітинного кальцію: лише близько 0,1% загальної кількості кальцію організму присутня у позаклітинній рідині, близько 1 % - знаходиться всередині клітин, а решта зберігається в кістках, тому кістки можуть розглядатися як великий сховищ кальцію, що виділяє його в позаклітинний простір, якщо концентрація кальцію там знижується, і навпаки, що забирає надлишок кальцію на зберігання.

Приблизно 85% фосфатіворганізм зберігається в кістках, від 14 до 15% - у клітинах, і лише менше 1% присутній у позаклітинній рідині. Концентрація фосфатів у позаклітинної рідини негаразд суворо регулюється, як концентрація кальцію, хоча виконують різноманітні важливі функції, контролюючи багато процесів разом із кальцієм.

Всмоктування кальцію та фосфатів у кишечнику та їх екскреція з калом. Звичайна швидкість надходження кальцію і фосфатів становить приблизно 1000 мг на добу, що відповідає кількості, що видобувається з 1 л молока. Зазвичай двовалентні катіони, такі як іонізований кальцій, погано абсорбуються в кишечнику. Однак, як обговорюється далі, вітамін D сприяє всмоктуванню кальцію в кишечнику, і майже 35% (близько 350 мг на добу) спожитого кальцію абсорбується. Кальцій, що залишився в кишечнику, потрапляє в калові маси і видаляється з організму. Додатково близько 250 мг/сут кальцію потрапляє в кишечник у складі травних соків і клітин, що злущуються. Таким чином, близько 90% (900 мг на добу) із щодобового надходження кальцію виводиться з калом.

Гіпокальцієміявикликає збудження нервової системи та тетанію. Якщо концентрація іонів кальцію в позаклітинній рідині падає нижче за нормальні значення, нервова система поступово стає все більш збудливою, т.к. ця зміна призводить до підвищення проникності іонів натрію, полегшуючи генерацію потенціалу дії. У разі падіння концентрації іонів кальцію до рівня, що становить 50% норми, збудливість периферичних нервових волокон стає такою великою, що вони починають спонтанно розряджатися.

Гіперкальцієміязнижує збудливість нервової системи та м'язову активність. Якщо концентрація кальцію у рідких середовищах організму перевищує норму, збудливість нервової системи знижується, що супроводжується уповільненням рефлекторних відповідей. Збільшення концентрації кальцію призводить до зниження інтервалу QT на електрокардіограмі, зниження апетиту та запоров, можливо, внаслідок зниження контрактильної активності м'язової стінки гастроінтестинального тракту.

Ці депресивні ефекти починають проявлятися, коли рівень кальцію піднімається вище 12 мг/дл і стають помітними, коли рівень кальцію перевищує 15 мг/дл.

нервові імпульси, Що Формуються, досягають скелетних м'язів, викликаючи тетанічні скорочення. Отже, гіпокальціємія спричиняє тетанію, іноді вона провокує епілептиформні напади, оскільки гіпокальціємія підвищує збудливість мозку.

Всмоктування фосфатів у кишечнику здійснюється легко. Крім тих кількостей фосфатів, які виводяться з калом у вигляді солей кальцію, майже всі фосфати, що містяться в денному раціоні, всмоктуються з кишечника в кров і потім екскретуються з сечею.

Екскреція кальцію та фосфатів ниркою. Приблизно 10% (100 мг/сут) кальцію, що надійшов в організм, екскретуються з сечею, близько 41% кальцію в плазмі пов'язано з білками і тому не фільтрується з гломерулярних капілярів. Кількість, що залишилася, об'єднується з аніонами, наприклад з фосфатами (9%), або іонізується (50%) і фільтрується клубочками в ниркові канальці.

У нормі в канальцях нирки реабсорбується 99% відфільтрованого кальцію, тому за добу екскретуються із сечею майже 100 мг кальцію. Приблизно 90% кальцію, що міститься в гломерулярному фільтраті, реабсорбується в проксимальних канальцях, петлі Генлі та на початку дистальних канальців. Потім в кінці дистальних канальців і на початку збірних проток реабсорбуються 10% кальцію, що залишилися. Реабсорбція стає високовиборчою та залежить від концентрації кальцію в крові.

Якщо концентрація кальцію у крові низька, реабсорбція зростає, у результаті кальцій майже втрачається із сечею. Навпаки, коли концентрація кальцію у крові трохи перевищує нормальні значення, екскреція кальцію значно збільшується. Найбільш важливим фактором, що контролює реабсорбцію кальцію в дистальних відділах нефрону і, отже, що регулює рівень екскреції кальцію, є паратгормон.

Ниркова екскреція фосфатів регулюється механізмом рясного потоку. Це означає, що коли концентрація фосфатів у плазмі знижується нижче критичного значення (близько 1 ммоль/л), всі фосфати з гломерулярного фільтрату реабсорбуються і перестають виводитися з сечею. Але якщо концентрація фосфатів перевищує значення норми, втрати його із сечею прямо пропорційні додатковому збільшенню його концентрації. Нирки регулюють концентрацію фосфатів в екстрацелюлярному просторі, змінюючи швидкість екскреції фосфатів відповідно до їх концентрації в плазмі та швидкості фільтрації фосфатів у нирці.

Однак, як ми побачимо далі, паратгормон може суттєво збільшити екскрецію фосфатів нирками, тому він відіграє важливу роль у регуляції концентрації фосфатів у плазмі поряд із контролем концентрації кальцію. Паратгормонє потужним регулятором концентрації кальцію та фосфатів, що здійснює свої впливи, керуючи процесами реабсорбції в кишечнику, екскрецією в нирці та обміном цих іонів між позаклітинною рідиною та кісткою.

Надмірна активність паращитовидних залоз викликає швидке вимивання солей кальцію з кісток з подальшим розвитком гіперкальціємії у позаклітинній рідині; навпаки, гіпофункція паращитовидних залоз призводить до гіпокальціємії, часто - з розвитком тетанії.

Функціональна анатомія паращитовидних залоз. У нормі у людини існують чотири паращитовидні залози. Вони розташовані відразу після щитовидної залози, попарно біля верхнього та нижнього її полюсів. Кожна паращитовидна залоза є утворенням близько 6 мм завдовжки, 3 мм завширшки та 2 мм заввишки.

Макроскопічно паращитовидні залози виглядають як темний бурий жир, визначити їхнє місцезнаходження під час операції на щитовидній залозі важко, т.к. вони часто виглядають як додаткова частка щитовидної залози. Саме тому до моменту, коли було встановлено важливість цих залоз, тотальна або субтотальна тиреоїдектомія закінчувалася одночасним видаленням паращитовидних залоз.

Видалення половини навколощитовидних залоз не викликає серйозних фізіологічних порушень, видалення трьох або всіх чотирьох залоз призводить до транзиторного гіпопаратиреоїдизму. Але навіть невелика кількість тканини паращитовидної залози, що залишилася, здатна за рахунок гіперплазії забезпечити нормальну функцію паращитовидних залоз.

Паратиреоїдні залози дорослої людини складаються переважно з головних клітин та з більшої чи меншої кількості оксифільних клітин, які відсутні у багатьох тварин та молодих людей. Головні клітини, ймовірно, секретують більше, якщо не вся кількість паратгормону, а у оксифільних клітин - своє призначення.

Вважається, що вони є модифікацією або формою головних клітин, що вичерпала свій ресурс, які більше не синтезують гормон.

Хімічна структура паратгормону. ПТГ виділено у очищеному вигляді. Спочатку він синтезується на рибосомах у вигляді препрогормону, поліпептидного ланцюжка з ПЗ амінокислотних залишків. Потім розщеплюється до прогормону, що складається з 90 амінокислотних залишків, потім - до стадії гормону, який включає 84 залишки амінокислотних. Процес цей здійснюється в ендоплазматичному ретикулумі та апараті Гольджі.

У результаті гормон упаковується в секреторні гранули у цитоплазмі клітин. Остаточна форма гормону має молекулярну масу 9500; дрібніші сполуки, що складаються з 34 амінокислотних залишків, що примикають до N-кінця молекули паратгормону, також виділені з паращитовидних залоз, мають активність ПТГ повною мірою. Встановлено, що нирки повністю виводять форму гормону, що складається з 84 амінокислотних залишків, дуже швидко, протягом декількох хвилин, в той час як численні фрагменти, що залишилися, тривалий час забезпечують підтримку високого ступеня гормональної активності.

Тиреокальцитонін- гормон, що виробляється у ссавців та у людини парафолікулярними клітинами щитовидною залозою, паращитовидною залозою та вилочковою залозою. У багатьох тварин, наприклад, риб, аналогічний за функціями гормон виробляється не в щитовидній залозі (хоча вона є у всіх хребетних тварин), а в вултимобранхіальних тільцях і тому називається просто кальцитоніном. Тиреокальцитонін бере участь у регуляції фосфорно-кальцієвого обміну в організмі, а також балансу активності остеокластів та остеобластів, функціональний антагоніст паратгормону. Тиреокальцитонін знижує вміст кальцію та фосфату в плазмі крові за рахунок посилення захоплення кальцію та фосфату остеобластами. Він також стимулює розмноження та функціональну активність остеобластів. Одночасно тиреокальцитонін гальмує розмноження та функціональну активність остеокластів та процеси резорбції кістки. Тиреокальцитонін є білково-пептидним гормоном, з молекулярною масою3600. Підсилює відкладення фосфорно-кальцієвих солей на колагенову матрицю кісток. Тиреокальцитонін, як і паратгормон, посилює фосфатурію.

Кальцитріол

Будова:Являє собою похідне вітаміну D і відноситься до стероїдів.

Синтез:Утворюється в шкірі під дією ультрафіолету і холекальциферол (вітамін D3) і ергокальциферол (вітамін D2), що надходять з їжею, гідроксилуються в печінці по С25 і в нирках по С1. В результаті формується 1,25-діоксікальциферол (кальцитріол).

Регуляція синтезу та секреції

Активують: Гіпокальціємія підвищує гідроксилювання по С1 у нирках.

Зменшують: Надлишок кальцитріолу пригнічує гідроксилювання по С1 у нирках.

Механізм дії:Цитозольний.

Мішені та ефекти:Ефект кальцитріолу полягає у збільшенні концентрації кальцію та фосфору в крові:

у кишечнику індукує синтез білків, відповідальних за всмоктування кальцію та фосфатів, у нирках підвищує реабсорбцію кальцію та фосфатів, у кістковій тканині посилює резорбцію кальцію. Патологія: Гіпофункція Відповідає картині гіповітамінозу D. Роль 1.25-дигідроксикальці-феролу в обміні Ca та P.: Підсилює всмоктування Ca та P з кишечника, Підсилює реабсорбцію Ca та P нирками, Підсилює мінералізацію молодої кістки, Стимулює остеокласти та вихід Ca із старої кістки.

Вітамін D (кальциферол, антирахітичний)

Джерела:Є два джерела надходження вітаміну D:

печінка, дріжджі, жирномолочні продукти (вершкове масло, вершки, сметана), жовток яєць,

утворюється в шкірі при ультрафіолетовому опроміненні з 7-дегідрохолестеролу в кількості 0,5-1,0 мкг/добу.

Добова потреба:Для дітей – 12-25 мкг або 500-1000 МО, у дорослих потреба набагато менша.

З
троїння:Вітамін представлений двома формами – ергокальциферол та холекальциферол. Хімічно ергокальциферол відрізняється від холекальциферолу наявністю в молекулі подвійного зв'язку між С22 та С23 та метильною групою при С24.

Після всмоктування в кишечнику або після синтезу у шкірі вітамін потрапляє до печінки. Тут він гідроксилюється по С25 і кальциферолтранспортним білком переноситься до нирок, де ще раз гідроксилюється, вже С1. Утворюється 1,25-дигідроксихолекальциферол або кальцитріол. Реакція гідроксилювання у нирках стимулюється паратгормоном, пролактином, соматотропним гормоном та пригнічується високими концентраціями фосфатів та кальцію.

Біохімічні функції: 1. Збільшення концентрації кальцію та фосфатів у плазмі крові. Для цього кальцитріол: стимулює всмоктування іонів Ca2+ та фосфат-іонів у тонкому кишечнику (головна функція), стимулює реабсорбцію іонів Ca2+ та фосфат-іонів у проксимальних ниркових канальцях.

2. У кістковій тканині роль вітаміну D двояка:

стимулює вихід іонів Ca2+ з кісткової тканини, оскільки сприяє диференціюванню моноцитів та макрофагів в остеокласти та зниженню синтезу колагену I типу остеобластами,

підвищує мінералізацію кісткового матриксу, оскільки збільшує виробництво лимонної кислоти, що утворює тут нерозчинні солі з кальцієм.

3. Участь у реакціях імунітету, зокрема у стимуляції легеневих макрофагів та у виробленні ними азотовмісних вільних радикалів, згубних, у тому числі, для мікобактерій туберкульозу.

4. Пригнічує секрецію паратиреоїдного гормону через підвищення концентрації кальцію у крові, але посилює його ефект на реабсорбцію кальцію у нирках.

Гіповітаміноз.Придбаний гіповітаміноз.

Часто зустрічається при харчовій недостатності у дітей, при недостатній інсоляції у людей, які не виходять на вулицю або за національних особливостей одягу. Також причиною гіповітамінозу може бути зниження гідроксилювання кальциферолу (захворювання печінки та нирок) та порушення всмоктування та перетравлення ліпідів (целіакія, холестаз).

Клінічна картина:У дітей від 2 до 24 місяців проявляється у вигляді рахіту, при якому, незважаючи на надходження з їжею, кальцій не засвоюється в кишечнику, а в нирках втрачається. Це веде до зниження концентрації кальцію в плазмі крові, порушення мінералізації кісткової тканини та, як наслідок, до остеомаляції (розм'якшення кістки). Остеомаляція проявляється деформацією кісток черепа (бугристість голови), грудної клітки (курячі груди), викривлення гомілки, рахітичні чотки на ребрах, збільшення живота через гіпотонію м'язів, уповільнюється прорізування зубів і заростання тім'ячків.

У дорослих також спостерігається остеомаляція, тобто. остеоїд продовжує синтезуватись, але не мінералізується. Розвиток остеопорозу частково також пов'язують із вітаміном D-недостатністю.

Спадковий гіповітаміноз

Вітамін D-залежний спадковий рахіт типу I, при якому є рецесивний дефект ниркової α1-гідроксилази. Виявляється затримкою розвитку, рахітичними особливостями скелета тощо. Лікування – препарати кальцитріолу чи великі дози вітаміну D.

Вітамін D-залежний спадковий рахіт ІІ типу, при якому спостерігається дефект тканинних рецепторів кальцитріолу. Клінічно захворювання схоже на I тип, але додатково відзначаються алопеція, milia, епідермальні кісти, м'язова слабкість. Лікування варіює залежно від тяжкості захворювання, допомагають великі дози кальциферолу.

Гіпервітаміноз.Причина

Надмірне споживання з препаратами (не менше 1,5 млн МО на добу).

Клінічна картина:Ранніми ознаками передозування вітаміну D є нудота, головний біль, втрата апетиту та ваги тіла, поліурія, спрага та полідипсія. Можуть бути запори, гіпертензія, м'язова ригідність. Хронічний надлишок вітаміну D призводить до гіпервітамінозу, при якому зазначається: демінералізація кісток, що призводить до їх крихкості та переломів. Збільшення концентрації іонів кальцію та фосфору в крові, що призводить до кальцифікації судин, тканини легень та нирок.

Лікарські форми

Вітамін D – риб'ячий жир, ергокальциферол, холекальциферол.

1,25-діоксікальциферол (активна форма) - остеотріол, оксидевіт, рокальтрол, форкал плюс.

58. Гормони, похідні жирних кислот. Синтез. Опції.

За хімічною природою гормональні молекули відносять до трьох груп сполук:

1)білки та пептиди; 2) похідні амінокислот; 3) стероїди та похідні жирних кислот.

До ейкозаноїдів (είκοσι, грец.-двадцять) відносять окислені похідні ейкозанових к-т: ейкозотрієнової (С20:3), арахідонової (С20:4), тимнодонової (С20:5) ж-х к-т. Активність ейкозаноїдів значно відрізняється від числа подвійних зв'язків у молекулі, яка залежить від будови вихідної ж-ої к-и. Ейкозаноїди називають гормоноподібними речами, т.к. вони можуть лише місцеве дію, зберігаючись у крові протягом неск-х сек. Обр-ся у всіх органах і тканинах майже всіма типами кл. Депонуватися ейкозаноїди не можуть, руйнуються протягом неск-их сік, і тому кл ​​повинна синтезувати їх постійно з жирних кислот, що надходять ω6- і ω3-ряду. Виділяють три основні групи:

Простагландини (Pg)– синтезуються практично у всіх клітинах, крім еритроцитів та лімфоцитів. Виділяють типи простагландинів A, B, C, D, E, F. Функції простагландинів зводяться до зміни тонусу гладких м'язів бронхів, сечостатевої та судинної системи, шлунково-кишкового тракту, при цьому спрямованість змін різна залежно від типу простагландинів, типу клітини та умов . Вони також впливають на температуру тіла. Можуть активувати аденілатциклазу Простацикліниє підвидом простагландинів (Pg I), викликають дилатацію дрібних судин, але ще мають особливу функцію – інгібують агрегацію тромбоцитів. Їх активність зростає зі збільшенням числа подвійних зв'язків. Синтезуються в ендотелії судин міокарда, матки, слизової оболонки шлунка. Тромбоксани (Tx)утворюються у тромбоцитах, стимулюють їх агрегацію та викликають звуження судин. Їх активність знижується зі збільшенням числа подвійних зв'язків. Збільшують активність фосфоінозитидного обміну Лейкотрієни (Lt)синтезуються у лейкоцитах, у клітинах легень, селезінки, мозку, серця. Виділяють 6 типів лейкотрієнів A, B, C, D, E, F. У лейкоцитах вони стимулюють рухливість, хемотаксис та міграцію клітин у вогнище запалення, загалом вони активують реакції запалення, запобігаючи його хронізації. Також викликають скорочення мускулатури бронхів (у дозах у 100-1000 разів менших, ніж гістамін). підвищують проникність мембран для іонів Са2+. Оскільки цАМФ та іони Са 2+ стимулюють синтез ейкозаноїдів, замикається позитивний зворотний зв'язок у синтезі цих специфічних регуляторів.

І
сточникомвільних ейкозанових кислот є фосфоліпіди клітинної мембрани. Під впливом специфічних та неспецифічних стимулів активуються фосфоліпази А 2 або комбінація фосфоліпази С та ДАГ-ліпази, які відщеплюють жирну кислоту з положення С2 фосфоліпідів.

П

олиненасыщенная ж-я к-та метаболізує переважно 2я шляхами: циклооксигеназним і липоксигеназным, активність яких у різних клітинах виражена по-різному. Циклооксигеназний шлях відповідає за синтез простагландинів та тромбоксанів, ліпоксигеназний – за синтез лейкотрієнів.

Біосинтезбільшості ейкозаноїдів починається з відщеплення арахідонової кислоти від мембранного фосфоліпіду або діацил-гліцерину в плазматичній мембрані. Синтетазний комплекс є поліферментною системою, функ-ую переважно на мембранах ЭПС. Обр-ся ейкозаноїди легко проникають через плазматичну мембрану кл, та був через міжклітинний простір переносяться на сусідні кл чи виходять у кров і лімфу. Швидкість синтезу ейкозаноїдів вівся під впливом гормонів і нейромедіаторів, акт-их аденілатциклазу або підвищують концентрацію іонів Са 2+ в кл. Найбільш інтенсивно обр-е простагландинів відбувається у сім'яниках та яєчниках. У багатьох тканинах кортизол гальмує осв-іє арахідонової к-ти, що призводить до придушення обр-я ейкозаноїдів, і цим надає противосп-е дію. Простагландин E1 є потужним пірогеном. Пригніченням синтезу цього простагландину пояснюють терапевтичну дію аспірину. Період напіврозпаду ейкозаноїдів складає 1-20 с. Ферменти, инактивирующие їх, є пр-ки переважають у всіх тканинах, але найбільше їх у сод-ся в легких. Лек-я рег-я синтезу:Глюкокортикоїди, опосередковано через синтез специфічних білків, блокують синтез ейкозаноїдів, за рахунок зниження зв'язування фосфоліпідів фосфоліпазою А 2 , що запобігає вивільненню поліненасиченої к-ти з фосфоліпіду. Нестероїдні противос-і засоби (аспірин, індометацин, ібупрофен) незворотно інгібують циклооксигеназу і знижують вироблення простагландинів і тромбоксанів.

60. Вітаміни Е. К та убіхінон, їх участь в обміні речовин.

Вітаміни групи Е (токофероли).Назва «токоферол» вітаміну Е – від грецького «токос» – «народження» та «ферро» – носити. Його виявили в олії із пророслих зерен пшениці. В даний час відоме сімейство токоферолів та токотрієнолів, знайдених у природних джерелах. Усі вони - металеві похідні вихідного з'єднання токола, за будовою дуже близькі і позначаються літерами грецького абетки. Найбільшу біологічну активність виявляє α-токоферол.

Токоферол нерозчинний у воді; як і вітаміни А і D, він розчинний у жирах, стійкий до дії кислот, лугів та високої температури. Звичайне кип'ятіння на нього майже не впливає. А ось світло, кисень, ультрафіолетові промені чи хімічні окислювачі діють згубно.

У ітамін Е міститься гол. обр. у ліпопротеїнових мембранах клітин та субклітинних органел, де локалізовано завдяки міжмол. взаємод. з ненасич. жирними к-тами. Його біол. активністьзаснована на здатності утворювати стійкі вільні. радикали внаслідок відщеплення атома Н від гідроксильної групи Ці радикали можуть вступати у взаємодію. зі звільн. радикалами, що у освіті орг. пероксидів. Тим самим вітамін Е запобігає окисленню ненасич. ліпідів та оберігає від руйнування біол. мембрани та інші молекули, наприклад ДНК.

Токоферол підвищує біологічну активність вітаміну А, захищаючи від окислення ненасичений бічний ланцюг.

Джерела:для людини - рослинні олії, салат, капуста, насіння злаків, вершкове масло, яєчний жовток.

Добова потребадорослої людини у вітаміні приблизно 5 мг.

Клінічні прояви недостатностіу людини остаточно не вивчені. Відомо позитивний вплив вітаміну Е при лікуванні порушення процесу запліднення, при мимовільних абортах, що повторюються, деяких форм м'язової слабкості і дистрофії. Показано застосування вітаміну Е для недоношених дітей та дітей, які перебувають на штучному вигодовуванні, тому що в коров'ячому молоці у 10 разів менше вітаміну Е, ніж у жіночому. Дефіцит вітаміну Е проявляється розвитком гемолітичної анемії, можливо через руйнування мембран еритроцитів у результаті ПОЛ.

У
Біхінони (коферменти Q)-широко поширена речовина і був виявлений в рослинах, грибах, тварин і м/о. Відносять до групи жиророзчинних вітаміноподібних сполук, погано розчиняється у воді, але руйнується при дії кисню та високих температур. У класичному розумінні убихинон не вітамін, оскільки у достатній кількості синтезується в організмі. Але при деяких захворюваннях природний синтез коферменту Q зменшується і його не вистачає для задоволення потреби, тоді він стає незамінним фактором.

У
біхінони відіграють важливу роль у біоенергетиці клітини більшості прокаріотів та всіх еукаріотів. основ. ф-ція убихинонов-перенесення електронів і протонів від разл. субстратів до цитохромів при диханні та окисному фосфорилуванні. Убіхінони, гол. обр. у відновленій формі (убихіноли, Q n H 2), виконують ф-цію антиоксидантів. Може бути простетич. групою білків. Виділено Q-зв'язуючі білки трьох класів, що діють у дихат. ланцюга на ділянках функціонування ферментів сукцинату-біхінонредуктази, НАДН-убіхінонредуктази і цитохромів і з 1 .

У процесі перенесення електронів з NADH-дегідрогенази через FeS на убіхінон він оборотно перетворюється на гідрохінон. Убіхінон виконує колекторну функцію, приєднуючи електрони від NADH-дегідрогенази та інших флавінзалежних дегідрогеназ, зокрема, від сукцинат-дегідрогенази. Убіхінон бере участь у реакціях типу:

Е (FMNH 2) + Q → E (FMN) + QH 2 .

Симптоми дефіциту: 1) анемія2) зміни в скелі мускулатурі 3) серцева недостатність 4) зміни в кістковому мозку

Симптоми передозування:можлива лише при надмірному введенні і зазвичай проявляється нудотою, порушеннями випорожнень та болями в животі.

Джерела:Рослинні - Зародки пшениці, олії, горіхи, капуста. Тварини - печінка, серце, нирки, яловичина, свинина, риба, яйця, курятина. Синтезується мікрофлорою кишківника.

З
уточна потреба:Вважається, що за звичайних умов організм покриває потребу повністю, але є думка, що ця необхідна добова кількість становить 30-45 мг.

Структурні формули робочої частини коферментів FAD та FMN. У ході реакції FAD і FMN приєднують 2 електрони і, на відміну від NAD+, обидва протони, що втрачаються субстратом.

63. Вітаміни С та Р, будова, роль. Цинг.

Вітамін Р(біофлавоноїди; рутин, цитрин; вітамін проникності)

В даний час відомо, що поняття "вітамін Р" поєднує сімейство біофлавоноїдів (катехіни, флавонони, флавони). Це дуже різноманітна група рослинних поліфенольних сполук, що впливають на проникність судин подібним чином до вітаміну С.

Під терміном «вітамін Р», що підвищує резистентність капілярів (від латів. permeability – проникність), об'єднується група речовин зі подібною біологічною активністю: катехіни, халкони, дигідрохолкони, флавіни, флавонони, ізофлавони, флавоноли та ін. , і в основі їхньої структури лежить дифенілпропановий вуглецевий «скелет» хромону або флавону. Цим пояснюється їхня загальна назва «біофлавоноїди».

Вітамін Р засвоюється краще у присутності аскорбінової кислоти, а висока температура легко її руйнує.

І поточні:лимони, гречка, чорноплідна горобина, чорна смородина, листя чаю, плоди шипшини.

Добова потребадля людини Складає залежно від способу життя 35-50 мг на день.

Біологічна рольфлавоноїдів полягає у стабілізації міжклітинного матриксу сполучної тканини та зменшенні проникності капілярів. Багато представників групи вітаміну Р мають гіпотензивну дію.

-Вітамін Р "оберігає" гіалуронову кислоту, яка зміцнює стінки судин і є основним компонентом біологічного змащення суглобів, від руйнівної дії ферментів гіалуронідаз. Біофлавоноїди стабілізують основну речовину сполучної тканини шляхом інгібування гіалуронідази, що підтверджується даними про позитивний вплив Р-вітамінних препаратів, як і аскорбінової кислоти, у профілактиці та лікуванні цинги, ревматизму, опіків та ін. Ці дані вказують на ті окислювально-відновних процесах організму, що утворюють єдину систему Про це опосередковано свідчить лікувальний ефект, що надається комплексом вітаміну С та біофлавоноїдів, названий аскорутином. Вітамін Р та вітамін С тісно пов'язані між собою.

Рутин збільшує активність аскорбінової кислоти. Захищаючи від окислення, допомагає її засвоєнню, він по праву вважається "головний партнер" аскорбінки. Зміцнюючи стінки кровоносних судин і зменшуючи їх ламкість, він тим самим знижує ризик внутрішніх крововиливів, запобігає утворенню атеросклеротичних бляшок.

Нормалізує підвищений артеріальний тиск, сприяючи розширенню судин. Сприяє формуванню сполучної тканини, а отже швидкому загоєнню ран та опіків. Сприяє профілактиці варикозного розширення вен.

Позитивно впливає роботу ендокринної системи. Використовується для профілактики та додаткового засобу для лікування артриту ― тяжкого захворювання суглобів та подагри.

Підвищує імунітет, має противірусну активність.

Захворювання:Клінічний прояв гіпоавітамінозвітаміну Р характеризується підвищеною кровоточивістю ясен та точковими підшкірними крововиливами, загальною слабкістю, швидкою стомлюваністю та болями в кінцівках.

Гіпервітаміноз:Флавоноїди не токсичні і випадків передозування не помічено, надлишки, що надійшли з їжею, легко виводяться з організму.

Причини:Нестача біофлавоноїдів може виникати на тлі тривалого прийому антибіотиків (або у великих дозах) та інших сильнодіючих препаратів, за будь-якого несприятливого впливу на організм, наприклад, травма або хірургічне втручання.

Перші живі організми з'явилися у воді близько 3 млрд. років тому, і до цього часу вода є головним біорозчинником.

Вода – рідке середовище, яке є головним компонентом живого організму, що забезпечує його життєво важливі фізико-хімічні процеси: осмотичний тиск, величину pH, мінеральний склад. Вода становить середньому 65% загальної маси тіла дорослої тварини і понад 70% новонародженого. Більше половини кількості цієї води знаходиться усередині клітин організму. Враховуючи дуже малу молекулярну масу води, розраховано, що близько 99% всіх молекул у клітині є молекулами води (Бохінскі Р., 1987).

Висока теплоємність води (потрібний 1 кал на нагрівання 1 г води на 1°С) дозволяє організму поглинати значну кількість тепла без істотного підвищення внутрішньої температури. За рахунок високої теплоти випаровування води (540 кал/г) організм розсіює частину теплової енергії, уникаючи перегріву.

Для молекул води характерна сильна поляризація. У молекулі води кожен атом водню утворює електронну пару із центральним атомом кисню. Тому молекула води має два постійних диполя, так як висока електронна щільність поблизу кисню надає йому негативного заряду, тоді як кожен атом водню характеризується зниженою електронною щільністю і несе частковий позитивний заряд. В результаті виникають електростатичні зв'язки між атомом кисню однієї молекули води та воднем іншої молекули, що отримали назву водневих зв'язків. Ця структура води пояснює її високі значення теплоти випаровування та температури кипіння.

Водневі зв'язки порівняно слабкі. Їхня енергія дисоціації (енергія розриву зв'язку) у рідкій воді дорівнює 23 кДж/моль, порівняно з 470 кДж для ковалентного зв'язку О-Н у молекулі води. Час існування водневого зв'язку становить від 1 до 20 пікосекунд (1 пікосекунд = 1(Г 12 с). Однак водневі зв'язки не є унікальними для води, вони можуть виникати і між атомом водню та азоту в інших структурах).

У стані льоду кожна молекула води утворює максимально чотири водневі зв'язки, формуючи кристалічні ґрати. Навпаки, в рідкій воді за кімнатної температури кожна молекула води має водневі зв'язки в середньому з 3-4 іншими молекулами води. Ці кристалічні грати льоду роблять його менш щільним, ніж рідка вода. Тому крига плаває на поверхні рідкої води, оберігаючи її від замерзання.

Таким чином, водневі зв'язки між молекулами води забезпечують сполучні сили, які зберігають воду у формі рідини при кімнатній температурі та трансформують молекули у кристали льоду. Зазначимо, що, крім водневих зв'язків, для біомолекул характерними є інші типи нековалентних зв'язків: іонні, гідрофобні, вандерва-альсові сили, які індивідуально є слабкими, але спільно впливають на структури білків, нуклеїнових кислот, полісахариди та мембрани клітин.

Молекули води та продукти їх іонізації (Н+ та ВІН) надають виражений вплив на структури та властивості компонентів клітин, включаючи нуклеїнові кислоти, білки, жири. Крім стабілізації структури білків та нуклеїнових кислот, водневі зв'язки беруть участь у біохімічній експресії генів.

Як основа внутрішнього середовища клітин і тканин вода визначає їх хімічну активність, будучи унікальним розчинником різних речовин. Вода підвищує стійкість колоїдних систем, бере участь у численних реакціях гідролізу та гідрування у процесах окислення. Вода надходить в організм з кормами та питною водою.

Багато метаболічних реакцій у тканинах призводять до утворення води, яка отримала назву ендогенної (8-12% від загальної кількості рідини організму). Джерелами ендогенної води організму в першу чергу є жири, вуглеводи, білки. Так окислення 1 г жирів, вуглеводів та білків призводить до утворення 1,07; 0,55 та 0,41 г води відповідно. Тому тварини за умов пустелі можуть обходитися якийсь час без прийому води (верблюди навіть досить довго). Собака гине без прийому води через 10 днів, а без кормів – за кілька місяців. Втрата 15-20% води організмом спричиняє смерть тварини.

Низька в'язкість води визначає постійний перерозподіл рідини всередині органів та тканин організму. Вода надходить у шлунково-кишковий тракт, а потім майже вся кількість цієї води всмоктується назад у кров.

Транспорт води через клітинні мембрани здійснюється швидко: через 30-60 хв після прийому води тваринам настає нова осмотична рівновага між позаклітинною та внутрішньоклітинною рідиною тканин. Об'єм позаклітинної рідини має великий вплив на кров'яний тиск; збільшення чи зменшення обсягу позаклітинної рідини призводить до порушень циркуляції крові.

Підвищення кількості води в тканинах (гіпергідрія) має місце при позитивному водному балансі (надлишок надходження води за порушення регуляції водно-сольового обміну). Гіпергідрія призводить до накопичення рідини в тканинах (набряки). Зневоднення організму відзначають при нестачі питної води або надмірності втрати рідини (діарея, кровотеча, посилене потовиділення, гіпервентиляція легень). Втрата води тваринам відбувається за рахунок поверхні тіла, системи травлення, дихання, сечового тракту, молока у тварин.

Обмін води між кров'ю та тканинами відбувається за рахунок різниці гідростатичного тиску в артеріальній та венозній кровоносній системі, а також за рахунок різниці онкотичного тиску в крові та тканинах. Вазопресин, гормон задньої частки гіпофіза, утримує воду в організмі за рахунок зворотного всмоктування її у ниркових канальцях. Альдостерон, гормон кори надниркових залоз, забезпечує затримку натрію в тканинах, а разом із ним зберігається вода. Потреба тварини у воді становить середньому 35-40 р на кг маси тіла на добу.

Зазначимо, що хімічні речовини в організмі тварини знаходяться в іонізованій формі у вигляді іонів. Іони, залежно від знака заряду, відносяться до аніонів (негативно заряджений іон) або до катіонів (позитивно заряджений іон). Елементи, які дисоціюють у воді, утворюючи аніони та катіони, класифікуються як електроліти. Солі лужних металів (NaCl, КС1, NaHC0 3 ), солі органічних кислот (лактат натрію, наприклад) при розчиненні у воді повністю дисоціюють і є електролітами. Легко розчиняються у воді цукру та спирти не дисоціюють у воді і не несуть заряду, тому розглядаються як неелектроліти. Сума аніонів та катіонів у тканинах організму в цілому однакова.

Іони дисоціюючих речовин, маючи заряд, орієнтуються навколо диполів води. Навколо катіонів диполі води розташовуються своїми негативними зарядами, а аніони оточуються позитивними зарядами води. При цьому виникає явище електростатичної гідратації. Через гідратацію ця частина води в тканинах перебуває у зв'язаному стані. Інша частина води пов'язана з різними клітинними органелами, становлячи так звану іммобільну воду.

Тканини організму включають 20 обов'язкових із усіх природних хімічних елементів. Вуглець, кисень, водень, азот, сірка є незамінними компонентами біомолекул, з яких по масі переважає кисень.

Хімічні елементи в організмі формують солі (мінерали) та входять до складу біологічно активних молекул. Біомолекули мають низьку молекулярну масу (30-1500) або макромолекулами (білки, нуклеїнові кислоти, глікоген), молекулярні маси яких становлять мільйони одиниць. Окремі хімічні елементи (Na, К, Са, S, Р, С1) становлять у тканинах близько 10" 2 % і більше (макроелементи), тоді як інші (Fe, С, Сі, Zn, J, Se, Ni, Мо) наприклад, присутні в значно менших кількостях - 10" 3 -10~ 6% (мікроелементи). В організмі тварини мінеральні речовини становлять 1-3% від загальної маси тіла та розподіляються надзвичайно нерівномірно. В окремих органах вміст мікроелементів може бути значним, наприклад, йод у щитовидній залозі.

Після абсорбції мінералів більшою мірою в тонкому кишечнику вони надходять до печінки, де деякі з них депонуються, а інші розподіляються по різних органах та тканинах організму. Виділяються мінеральні речовини з організму головним чином у складі сечі та калових мас.

Обмін іонами між клітинами та міжклітинною рідиною відбувається на основі як пасивного, так і активного транспорту через напівпроникні мембрани. Осмотичний тиск, що виникає, обумовлює тургор клітин, підтримуючи еластичність тканин і форму органів. Активний транспорт іонів чи пересування їх у середу з меншою концентрацією (проти осмотичного градієнта) потребує витрат енергії молекул АТФ. Активний транспорт іонів характерний для іонів Na + Са 2 ~ і супроводжується посиленням окисних процесів, що генерують АТФ.

Роль мінеральних речовин полягає у підтримці певного осмотичного тиску плазми крові, кислотно-лужної рівноваги, проникності різних мембран, регуляції активності ферментів, збереженні структур біомолекул, включаючи білки та нуклеїнові кислоти, у підтримці моторної та секреторної функції травного тракту. Тому при багатьох порушеннях функцій травного тракту тварини рекомендуються як лікувальні засоби різні склади мінеральних солей.

Важливим є абсолютна кількість, так і належне співвідношення в тканинах між певними хімічними елементами. Зокрема, оптимальне співвідношення тканинах Na:K:Cl становить у нормі 100:1:1,5. Вираженою особливістю є «асиметрія» у розподілі іонів солей між клітиною та позаклітинним середовищем тканин організму.