Vodeno-elektrolitni i fosfatno-kalcijum metabolizam.Biohemija. Izmjena vode i soli

Voda je najvažnija komponenta živog organizma. Organizmi ne mogu postojati bez vode. Bez vode čovek umire za manje od nedelju dana, dok bez hrane, a primajući vodu, može da živi više od mesec dana. Gubitak 20% vode u tijelu dovodi do smrti. Sadržaj vode u tijelu je 2/3 tjelesne težine i mijenja se s godinama. Količina vode u različitim tkivima je različita. Dnevna ljudska potreba za vodom je oko 2,5 litara. Ova potreba za vodom pokriva se unošenjem tečnosti i hrane u organizam. Ova voda se smatra egzogenom. Voda, koja nastaje kao rezultat oksidativnog razlaganja u tijelu proteina, masti i ugljikohidrata, naziva se endogena.

Voda je medij u kojem se odvija većina reakcija izmjene. Ona direktno učestvuje u metabolizmu. Određena uloga ima voda u procesima termoregulacije organizma. Uz pomoć vode, hranjive tvari se dostavljaju tkivima i stanicama i iz njih se uklanjaju krajnji produkti metabolizma.

Izlučivanje vode iz tijela vrše bubrezi - 1,2-1,5 litara, koža - 0,5 litara, pluća - 0,2-0,3 litara. Razmjenu vode reguliše neuro-hormonski sistem. Zadržavanje vode u tijelu potiču hormoni kore nadbubrežne žlijezde (kortizon, aldosteron) i hormon stražnje hipofize vazopresin. Hormon štitnjače tiroksin pojačava izlučivanje vode iz tijela.
^

MINERALNI METABOLIZAM

Mineralne soli spadaju u esencijalne supstance u hrani. Mineralni elementi nemaju nutritivnu vrijednost, ali su organizmu potrebni kao tvari koje učestvuju u regulaciji metabolizma, u održavanju osmotskog tlaka, kako bi se osigurao konstantan pH unutar- i ekstracelularne tekućine tijela. Mnogi mineralni elementi su strukturne komponente enzima i vitamina.

Organi i tkiva ljudi i životinja uključuju makroelemente i mikroelemente. Potonji se nalaze u tijelu u vrlo malim količinama. U raznim živim organizmima, kao iu ljudskom tijelu, kisik, ugljik, vodonik i dušik nalaze se u najvećoj količini. Ovi elementi, kao i fosfor i sumpor, dio su živih ćelija u obliku raznih jedinjenja. Makroelementi takođe uključuju natrijum, kalijum, kalcijum, hlor i magnezijum. Od mikroelemenata u organizmu životinja pronađeni su: bakar, mangan, jod, molibden, cink, fluor, kobalt itd. Gvožđe zauzima srednje mesto između makro- i mikroelemenata.

Minerali ulaze u organizam samo hranom. Zatim kroz crijevnu sluznicu i krvne žile, u portalnu venu i u jetru. Neki minerali se zadržavaju u jetri: natrijum, gvožđe, fosfor. Gvožđe je deo hemoglobina, učestvuje u prenosu kiseonika, kao i u sastavu redoks enzima. Kalcijum je deo koštanog tkiva i daje mu snagu. Osim toga, igra važnu ulogu u zgrušavanju krvi. Veoma dobar za organizam fosfor, koji se pored slobodnog (anorganskog) nalazi u jedinjenjima sa proteinima, mastima i ugljenim hidratima. Magnezijum reguliše neuromišićnu ekscitabilnost, aktivira mnoge enzime. Kobalt je dio vitamina B12. Jod je uključen u stvaranje hormona štitnjače. Fluor se nalazi u tkivima zuba. Natrijum i kalij su od velike važnosti za održavanje osmotskog pritiska krvi.

Metabolizam mineralnih tvari usko je povezan s metabolizmom organskih tvari (proteini, nukleinske kiseline, ugljikohidrati, lipidi). Na primjer, joni kobalta, mangana, magnezija, željeza neophodni su za normalan metabolizam aminokiselina. Joni hlora aktiviraju amilazu. Kalcijumovi joni imaju aktivirajući efekat na lipazu. Oksidacija masnih kiselina je snažnija u prisustvu jona bakra i gvožđa.
^

POGLAVLJE 12. VITAMINI

Vitamini su organska jedinjenja male molekularne težine koja su esencijalna komponenta hrane. Ne sintetiziraju se u životinjskom tijelu. Glavni izvor za ljudsko tijelo i životinje je biljna hrana.

Vitamini su biološki aktivne supstance. Njihov nedostatak ili nedostatak hrane prati nagli poremećaj vitalnih procesa, što dovodi do pojave teških bolesti. Potreba za vitaminima je zbog činjenice da su mnogi od njih komponente enzima i koenzima.

Prema svojoj hemijskoj strukturi, vitamini su veoma raznovrsni. Dijele se u dvije grupe: rastvorljive u vodi i rastvorljive u mastima.

^ VITAMINI RASPOREDIVI U VODI

1. Vitamin B 1 (tiamin, aneurin). Njegovu hemijsku strukturu karakteriše prisustvo aminske grupe i atoma sumpora. Prisustvo alkoholne grupe u vitaminu B 1 omogućava stvaranje estera sa kiselinama. U kombinaciji sa dva molekula fosforne kiseline, tiamin formira estar tiamin difosfata, koji je koenzimski oblik vitamina. Tiamin difosfat je koenzim dekarboksilaza koji katalizuju dekarboksilaciju α-keto kiselina. U nedostatku ili nedovoljnom unosu vitamina B1, metabolizam ugljikohidrata postaje nemoguć. Poremećaji se javljaju u fazi iskorišćenja pirogrožđane i -ketoglutarne kiseline.

2. Vitamin B 2 (riboflavin). Ovaj vitamin je metilirani derivat izoaloksazina vezan za 5-alkohol ribitol.

U organizmu riboflavin u obliku estera sa fosfornom kiselinom je deo protetske grupe flavin enzima (FMN, FAD), koji kataliziraju procese biološke oksidacije, obezbeđujući prenos vodonika u respiratornom lancu, kao i reakcije sinteze i razgradnje masnih kiselina.

3. Vitamin B 3 (pantotenska kiselina). Pantotenska kiselina je izgrađena od -alanina i dioksidimetilbuterne kiseline povezanih peptidnom vezom. Biološki značaj pantotenske kiseline je u tome što je dio koenzima A, koji igra veliku ulogu u metabolizmu ugljikohidrata, masti i proteina.

4. Vitamin B 6 (piridoksin). Po hemijskoj prirodi, vitamin B 6 je derivat piridina. Fosforilirani derivat piridoksina je koenzim enzima koji katalizuju reakcije metabolizma aminokiselina.

5. Vitamin B 12 (kobalamin). Hemijska struktura vitamina je veoma složena. Sadrži četiri pirolna prstena. U centru je atom kobalta vezan za azot pirolnih prstenova.

Vitamin B 12 igra važnu ulogu u prijenosu metilnih grupa, kao i u sintezi nukleinskih kiselina.

6. Vitamin PP (nikotinska kiselina i njen amid). Nikotinska kiselina je derivat piridina.

Amid nikotinske kiseline sastavni je dio koenzima NAD+ i NADP+ koji su dio dehidrogenaza.

7. Folna kiselina (vitamin B c). Izoluje se iz listova spanaća (lat. folium - list). Folna kiselina sadrži para-aminobenzojevu kiselinu i glutaminsku kiselinu. Folna kiselina igra važnu ulogu u metabolizmu nukleinskih kiselina i sintezi proteina.

8. Para-aminobenzojeva kiselina. Ima važnu ulogu u sintezi folne kiseline.

9. Biotin (vitamin H). Biotin je dio enzima koji katalizuje proces karboksilacije (dodavanje CO 2 u ugljikov lanac). Biotin je neophodan za sintezu masnih kiselina i purina.

10. Vitamin C (askorbinska kiselina). Po hemijskoj strukturi askorbinska kiselina je bliska heksozama. Karakteristika ovog spoja je njegova sposobnost reverzibilne oksidacije sa stvaranjem dehidroaskorbinske kiseline. Oba ova spoja imaju vitaminsku aktivnost. Askorbinska kiselina učestvuje u redoks procesima organizma, štiti SH-grupu enzima od oksidacije i ima sposobnost da dehidrira toksine.

^ VITAMINI OTVORENI U MASTI

U ovu grupu spadaju vitamini grupa A, D, E, K- itd.

1. Vitamini grupe A. Vitamin A 1 (retinol, antikseroftalmički) je po svojoj hemijskoj prirodi blizak karotenima. To je ciklični monohidrični alkohol .

2. Vitamini grupe D (antirahitični vitamin). Po svojoj hemijskoj strukturi vitamini grupe D su bliski steroli. Vitamin D 2 nastaje iz ergosterola kvasca, a D 3 - iz 7-de-hidrokolesterola u životinjskim tkivima pod uticajem ultraljubičastog zračenja.

3. Vitamini grupe E (, , -tokoferoli). Glavne promjene kod avitaminoze E nastaju u reproduktivnom sistemu (gubitak sposobnosti rađanja fetusa, degenerativne promjene spermatozoida). U isto vrijeme, nedostatak vitamina E uzrokuje oštećenje širokog spektra tkiva.

4. Vitamini grupe K. Po svojoj hemijskoj strukturi vitamini ove grupe (K 1 i K 2) pripadaju naftokinonima. Karakterističan znak avitaminoze K je pojava potkožnih, intramuskularnih i drugih krvarenja i poremećeno zgrušavanje krvi. Razlog za to je kršenje sinteze proteina protrombina, komponente sistema koagulacije krvi.

ANTIVITAMINI

Antivitamini su antagonisti vitamina: često su ove supstance po strukturi veoma slične odgovarajućim vitaminima, a onda se njihovo delovanje zasniva na „kompetitivnom” istisku odgovarajućeg vitamina antivitaminom iz njegovog kompleksa u enzimskom sistemu. Kao rezultat, formira se "neaktivan" enzim, poremeti se metabolizam i nastaje ozbiljna bolest. Na primjer, sulfonamidi su antivitamini para-aminobenzojeve kiseline. Antivitamin vitamina B1 je piritiamin.

Postoje i strukturno različiti antivitamini koji su u stanju da vežu vitamine, uskraćujući im vitaminsku aktivnost.
^

POGLAVLJE 13. HORMONI

Hormoni su, kao i vitamini, biološki aktivne tvari i regulatori su metabolizma i fizioloških funkcija. Njihova regulatorna uloga svodi se na aktivaciju ili inhibiciju enzimskih sistema, promjenu permeabilnosti bioloških membrana i transporta tvari kroz njih, pobuđivanje ili pojačavanje različitih biosintetskih procesa, uključujući i sintezu enzima.

Hormoni se proizvode u endokrinim žlijezdama (endokrinim žlijezdama), koje nemaju izvodne kanale i izlučuju svoju tajnu direktno u krvotok. Endokrine žlijezde uključuju štitnu žlijezdu, paratireoidnu (blizu štitne žlijezde), spolne žlijezde, nadbubrežne žlijezde, hipofizu, gušteraču, gušavu (timusnu žlijezdu).

Bolesti koje nastaju kada su funkcije određene endokrine žlijezde poremećene rezultat su ili njene hipofunkcije (nisko lučenje hormona) ili hiperfunkcije (pretjerano lučenje hormona).

Hormoni se prema svojoj hemijskoj strukturi mogu podijeliti u tri grupe: hormoni proteinske prirode; hormoni izvedeni iz aminokiseline tirozin i hormoni steroidne strukture.

^ PROTEINSKI HORMONI

To uključuje hormone iz pankreasa, prednje hipofize i paratireoidnih žlijezda.

Hormoni pankreasa inzulin i glukagon uključeni su u regulaciju metabolizma ugljikohidrata. U svom djelovanju oni su jedni drugima antagonisti. Inzulin snižava, a glukagon povećava nivo šećera u krvi.

Hormoni hipofize regulišu aktivnost mnogih drugih endokrinih žlijezda. To uključuje:

Somatotropni hormon (GH) - hormon rasta, stimuliše rast ćelija, povećava nivo biosintetskih procesa;

Tireostimulirajući hormon (TSH) - stimuliše aktivnost štitne žlijezde;

Adrenokortikotropni hormon (ACTH) - reguliše biosintezu kortikosteroida u korteksu nadbubrežne žlijezde;

Gonadotropni hormoni - regulišu funkciju spolnih žlijezda.

^ TYROSINE HORMONS

To uključuje hormone štitnjače i hormone srži nadbubrežne žlijezde. Glavni hormoni štitnjače su tiroksin i trijodtironin. Ovi hormoni su jodirani derivati ​​aminokiseline tirozin. S hipofunkcijom štitne žlijezde, metabolički procesi su smanjeni. Hiperfunkcija štitne žlijezde dovodi do povećanja bazalnog metabolizma.

Srž nadbubrežne žlijezde proizvodi dva hormona, adrenalin i norepinefrin. Ove supstance povećavaju krvni pritisak. Adrenalin ima značajan uticaj na metabolizam ugljenih hidrata – povećava nivo glukoze u krvi.

^ STEROID HORMONS

Ova klasa uključuje hormone koje proizvodi kora nadbubrežne žlijezde i spolne žlijezde (jajnici i testisi). Po hemijskoj prirodi oni su steroidi. Kora nadbubrežne žlijezde proizvodi kortikosteroide, oni sadrže C 21 atom. Dijele se na mineralokortikoide, od kojih su najaktivniji aldosteron i deoksikortikosteron. i glukokortikoidi - kortizol (hidrokortizon), kortizon i kortikosteron. Glukokortikoidi imaju veliki utjecaj na metabolizam ugljikohidrata i proteina. Mineralokortikoidi regulišu uglavnom razmjenu vode i minerala.

Postoje muški (androgeni) i ženski (estrogeni) polni hormoni. Prvi su C 19 -, a drugi C 18 -steroidi. Androgeni uključuju testosteron, androstendion itd., estrogen - estradiol, estron i estriol. Najaktivniji su testosteron i estradiol. Spolni hormoni određuju normalan seksualni razvoj, formiranje sekundarnih polnih karakteristika i utiču na metabolizam.

^ POGLAVLJE 14

U problemu ishrane mogu se izdvojiti tri međusobno povezana dijela: racionalna ishrana, terapijska i terapeutsko-profilaktička. Osnova je takozvana racionalna ishrana, jer se gradi uzimajući u obzir potrebe zdrave osobe, zavisno od starosti, zanimanja, klimatskih i drugih uslova. Osnova racionalne ishrane je ravnoteža i pravilna ishrana. Racionalna prehrana je sredstvo za normalizaciju stanja tijela i održavanje njegove visoke radne sposobnosti.

Sa hranom u ljudski organizam ulaze ugljikohidrati, proteini, masti, aminokiseline, vitamini i minerali. Potreba za ovim supstancama je različita i određena je fiziološkim stanjem organizma. Telo koje raste treba više hrane. Osoba koja se bavi sportom ili fizičkim radom troši veliku količinu energije, pa je stoga potrebna i više hrane nego osoba koja sedi.

U ishrani ljudi količina proteina, masti i ugljenih hidrata treba da bude u omjeru 1:1:4, odnosno potrebna je za 1 g proteina.Unosi se 1 g masti i 4 g ugljenih hidrata. Proteini treba da obezbede oko 14% dnevnog unosa kalorija, masti oko 31%, a ugljeni hidrati oko 55%.

U sadašnjoj fazi razvoja nauke o ishrani nije dovoljno polaziti samo od ukupne potrošnje nutrijenata. Veoma je važno uspostaviti udio u ishrani esencijalnih sastojaka hrane (esencijalne aminokiseline, nezasićene masne kiseline, vitamine, minerale itd.). Savremena doktrina ljudskih potreba za hranom izražena je u konceptu uravnotežene prehrane. Prema ovom konceptu, osiguravanje normalnog života moguće je ne samo ako se organizam snabdijeva odgovarajućom količinom energije i proteina, već i ako se uoče prilično složeni odnosi između brojnih nezamjenjivih nutritivnih faktora koji mogu ispoljiti maksimum svog blagotvornog biološkog djelovanja u tijelo. Zakon uravnotežene prehrane zasniva se na idejama o kvantitativnim i kvalitativnim aspektima procesa asimilacije hrane u tijelu, odnosno cjelokupne količine metaboličkih enzimskih reakcija.

Institut za ishranu Akademije medicinskih nauka SSSR-a razvio je prosječne podatke o veličini potrebe odrasle osobe za hranjivim tvarima. Uglavnom, u određivanju optimalnih omjera pojedinih nutrijenata, upravo je takav omjer nutrijenata u prosjeku neophodan za održavanje normalnog života odrasle osobe. Stoga je pri izradi općih dijeta i procjeni pojedinačnih proizvoda potrebno usredotočiti se na ove omjere. Važno je zapamtiti da ne samo da je nedostatak pojedinih bitnih faktora štetan, već je i njihov višak opasan. Razlog toksičnosti viška esencijalnih nutrijenata vjerovatno je povezan s neravnotežom u ishrani, što zauzvrat dovodi do narušavanja biohemijske homeostaze (konstantnosti sastava i svojstava unutrašnje sredine) organizma, do kršenje stanične prehrane.

Zadati nutritivni balans teško se može preneti bez promena u strukturi ishrane ljudi u različitim uslovima rada i života, ljudi različite starosti i pola itd. metaboličkih procesa i njihove hormonalne i nervne regulacije, potrebno je da osobe različite dobi i spola, kao i osobe sa značajnim odstupanjima od prosječnih pokazatelja normalnog enzimskog statusa, izvrše određene prilagodbe uobičajenoj prezentaciji uravnotežene formule ishrane. .

Institut za ishranu Akademije medicinskih nauka SSSR-a predložio je standarde za

proračun optimalne ishrane za stanovništvo naše zemlje.

Ove dijete se razlikuju s obzirom na tri klimatska

zone: sjeverna, centralna i južna. Međutim, nedavni naučni dokazi sugeriraju da takva podjela danas ne može zadovoljiti. Najnovija istraživanja su pokazala da se sjever unutar naše zemlje mora podijeliti na dvije zone: evropsku i azijsku. Ove zone se značajno razlikuju jedna od druge u pogledu klimatskih uslova. Na Institutu za kliničku i eksperimentalnu medicinu Sibirskog ogranka Akademije medicinskih nauka SSSR-a (Novosibirsk), kao rezultat dugogodišnjih studija, pokazalo se da u uslovima azijskog severa metabolizam proteina, masti, ugljikohidrati, vitamini, makro- i mikroelementi se preuređuju, te stoga postoji potreba da se razjasne ljudske prehrambene norme uzimajući u obzir promjene u metabolizmu. Trenutno se u velikoj mjeri provode istraživanja u oblasti racionalizacije ishrane stanovništva Sibira i Dalekog istoka. Primarnu ulogu u proučavanju ove problematike imaju biohemijska istraživanja.

Značenje predmeta: Voda i tvari otopljene u njoj stvaraju unutrašnje okruženje tijela. Najvažniji parametri homeostaze vode i soli su osmotski pritisak, pH i zapremina intracelularne i ekstracelularne tečnosti. Promjene ovih parametara mogu dovesti do promjena krvnog tlaka, acidoze ili alkaloze, dehidracije i edema tkiva. Glavni hormoni uključeni u finu regulaciju metabolizma vode i soli i djeluju na distalne tubule i sabirne kanale bubrega: antidiuretski hormon, aldosteron i natriuretski faktor; renin-angiotenzin sistem bubrega. Upravo u bubrezima dolazi do konačnog formiranja sastava i volumena urina, što osigurava regulaciju i postojanost unutrašnjeg okruženja. Bubrezi se odlikuju intenzivnim energetskim metabolizmom, koji je povezan s potrebom za aktivnim transmembranskim transportom značajnih količina supstanci prilikom stvaranja urina.

Biohemijska analiza urina daje ideju o funkcionalnom stanju bubrega, metabolizmu u različitim organima i tijelu u cjelini, pomaže u razjašnjavanju prirode patološkog procesa i omogućava procjenu učinkovitosti liječenja. .

Svrha lekcije: proučavati karakteristike parametara metabolizma vode i soli i mehanizme njihove regulacije. Osobine metabolizma u bubrezima. Naučite kako provesti i procijeniti biohemijsku analizu urina.

Učenik mora znati:

1. Mehanizam stvaranja urina: glomerularna filtracija, reapsorpcija i sekrecija.

2. Karakteristike vodenih odjeljaka tijela.

3. Glavni parametri tečnog medijuma tela.

4. Šta osigurava konstantnost parametara intracelularne tečnosti?

5. Sistemi (organi, supstance) koji obezbeđuju postojanost vanćelijske tečnosti.

6. Faktori (sistemi) koji obezbeđuju osmotski pritisak ekstracelularne tečnosti i njegovu regulaciju.

7. Faktori (sistemi) koji obezbeđuju konstantnost zapremine ekstracelularne tečnosti i njenu regulaciju.

8. Faktori (sistemi) koji osiguravaju postojanost kiselinsko-baznog stanja ekstracelularne tečnosti. Uloga bubrega u ovom procesu.

9. Osobine metabolizma u bubrezima: visoka metabolička aktivnost, početna faza sinteze kreatina, uloga intenzivne glukoneogeneze (izoenzima), aktivacija vitamina D3.

10. Opšta svojstva urina (dnevna količina - diureza, gustina, boja, providnost), hemijski sastav urina. Patološke komponente urina.

Učenik mora biti sposoban da:

1. Provesti kvalitativno određivanje glavnih komponenti urina.

2. Procijeniti biohemijsku analizu urina.

Učenik mora biti svjestan: neka patološka stanja praćena promjenama biohemijskih parametara urina (proteinurija, hematurija, glukozurija, ketonurija, bilirubinurija, porfirinurija); Principi planiranja laboratorijske studije urina i analize rezultata za donošenje preliminarnog zaključka o biohemijskim promjenama na osnovu rezultata laboratorijskog pregleda.

1. Građa bubrega, nefron.

2. Mehanizmi stvaranja urina.

Zadaci za samoobuku:

1. Pogledajte tok histologije. Zapamtite strukturu nefrona. Obratite pažnju na proksimalni tubul, distalni uvijeni tubul, sabirni kanal, vaskularni glomerul, jukstaglomerularni aparat.

2. Pogledajte kurs normalne fiziologije. Zapamtite mehanizam stvaranja urina: filtracija u glomerulima, reapsorpcija u tubulima sa stvaranjem sekundarnog urina i sekrecije.

3. Regulacija osmotskog pritiska i zapremine ekstracelularne tečnosti povezana je sa regulacijom, uglavnom, sadržaja jona natrijuma i vode u ekstracelularnoj tečnosti.

Navedite hormone uključene u ovaj propis. Opišite njihov učinak prema shemi: uzrok lučenja hormona; ciljni organ (ćelije); mehanizam njihovog djelovanja u ovim stanicama; krajnji efekat njihovog delovanja.

Testirajte svoje znanje:

A. Vasopresin(sve tačno osim jednog):

a. sintetizira se u neuronima hipotalamusa; b. izlučuje se s povećanjem osmotskog tlaka; in. povećava brzinu reapsorpcije vode iz primarnog urina u bubrežnim tubulima; g. povećava reapsorpciju natrijumovih jona u bubrežnim tubulima; e. smanjuje osmotski pritisak e. urin postaje koncentrisaniji.

B. Aldosteron(sve tačno osim jednog):

a. sintetizira se u korteksu nadbubrežne žlijezde; b. izlučuje se kada se koncentracija natrijevih iona u krvi smanji; in. u bubrežnim tubulima povećava reapsorpciju natrijevih jona; d. urin postaje koncentrisaniji.

e. Glavni mehanizam za regulisanje sekrecije je arenin-angiotenzivni sistem bubrega.

B. Natriuretski faktor(sve tačno osim jednog):

a. sintetizira se u bazama ćelija atrija; b. stimulans sekrecije - povišen krvni pritisak; in. poboljšava sposobnost filtriranja glomerula; d) povećava stvaranje mokraće; e. Urin postaje manje koncentrisan.

4. Nacrtajte dijagram koji ilustruje ulogu renin-angiotenzivnog sistema u regulaciji lučenja aldosterona i vazopresina.

5. Konstantnost acido-bazne ravnoteže ekstracelularne tečnosti održavaju puferski sistemi krvi; promjena plućne ventilacije i brzine izlučivanja kiselina (H+) putem bubrega.

Zapamtite pufer sisteme krvi (bazni bikarbonat)!

Testirajte svoje znanje:

Hrana životinjskog porijekla je kisele prirode (uglavnom zbog fosfata, za razliku od hrane biljnog porijekla). Kako će se promijeniti pH urina kod osobe koja koristi uglavnom hranu životinjskog porijekla:

a. bliže pH 7,0; b.pn oko 5.; in. pH oko 8,0.

6. Odgovorite na pitanja:

A. Kako objasniti visok udio kiseonika koji troše bubrezi (10%);

B. Visok intenzitet glukoneogeneze;

B. Uloga bubrega u metabolizmu kalcijuma.

7. Jedan od glavnih zadataka nefrona je reapsorbirati korisne tvari iz krvi u pravoj količini i ukloniti krajnje produkte metabolizma iz krvi.

Napravite sto Biohemijski pokazatelji urina:

Rad u gledalištu.

Laboratorijski radovi:

Provesti niz kvalitativnih reakcija u uzorcima urina različitih pacijenata. Na osnovu rezultata biohemijske analize doneti zaključak o stanju metaboličkih procesa.

pH određivanje.

Napredak rada: 1-2 kapi urina se nanese na sredinu indikatorskog papira, a promjenom boje jedne od obojenih traka, koja se poklapa sa bojom kontrolne trake, pH urina koji se proučava odlučan. Normalan pH 4,6 - 7,0

2. Kvalitativna reakcija na protein. Normalan urin ne sadrži proteine ​​(količine u tragovima se ne otkrivaju normalnim reakcijama). U nekim patološkim stanjima, protein se može pojaviti u urinu - proteinurija.

Napredak: U 1-2 ml mokraće dodati 3-4 kapi sveže pripremljenog 20% ​​rastvora sulfasalicilne kiseline. U prisustvu proteina pojavljuje se bijeli talog ili zamućenost.

3. Kvalitativna reakcija na glukozu (Fehlingova reakcija).

Napredak rada: Dodajte 10 kapi Fehlingovog reagensa u 10 kapi urina. Zagrijte do ključanja. U prisustvu glukoze pojavljuje se crvena boja. Uporedite rezultate sa normom. Normalno, količine glukoze u tragovima u urinu se ne otkrivaju kvalitativnim reakcijama. Normalno nema glukoze u urinu. U nekim patološkim stanjima glukoza se pojavljuje u urinu. glikozurija.

Određivanje se može izvršiti pomoću test trake (indikator papira) /

Detekcija ketonskih tijela

Napredak rada: Kap urina, kap 10% rastvora natrijum hidroksida i kap sveže pripremljenog 10% rastvora natrijum nitroprusida naneti na predmetno staklo. Pojavljuje se crvena boja. Sipajte 3 kapi koncentrirane sirćetne kiseline - pojavljuje se boja trešnje.

Normalno, ketonska tijela su odsutna u urinu. U nekim patološkim stanjima, ketonska tijela se pojavljuju u urinu - ketonurija.

Sami rješavajte probleme, odgovorite na pitanja:

1. Osmotski pritisak ekstracelularne tečnosti je povećan. Opišite, u dijagramskom obliku, slijed događaja koji će dovesti do njegovog smanjenja.

2. Kako će se promijeniti proizvodnja aldosterona ako prekomjerna proizvodnja vazopresina dovede do značajnog smanjenja osmotskog tlaka.

3. Navedite redoslijed događaja (u obliku dijagrama) usmjerenih na obnavljanje homeostaze uz smanjenje koncentracije natrijum hlorida u tkivima.

4. Pacijent ima dijabetes melitus, koji je praćen ketonemijom. Kako će glavni sistem pufera krvi - bikarbonati - reagirati na promjene u acidobaznoj ravnoteži? Koja je uloga bubrega u oporavku KOS-a? Da li će se pH urina promeniti kod ovog pacijenta.

5. Sportista, koji se priprema za takmičenje, prolazi intenzivan trening. Kako promijeniti brzinu glukoneogeneze u bubrezima (argumentirajte odgovor)? Da li je moguće promijeniti pH urina kod sportiste; opravdati odgovor)?

6. Pacijent ima znakove metaboličkog poremećaja u koštanom tkivu, što utiče i na stanje zuba. Nivo kalcitonina i paratiroidnog hormona je unutar fiziološke norme. Pacijent prima vitamin D (kolekalciferol) u potrebnim količinama. Pogodite mogući uzrok metaboličkog poremećaja.

7. Razmotrite standardni obrazac "Opšta analiza urina" (Tjumenska državna medicinska akademija multidisciplinarna klinika) i bude u stanju da objasni fiziološku ulogu i dijagnostičku vrednost biohemijskih komponenti urina utvrđenih u biohemijskim laboratorijama. Zapamtite da su biohemijski parametri urina normalni.

Lekcija 27. Biohemija pljuvačke.

Značenje predmeta: U usnoj šupljini se spajaju različita tkiva i mikroorganizmi žive. Oni su međusobno povezani i imaju određenu postojanost. A u održavanju homeostaze usne šupljine, ali i organizma u cjelini, najvažnija uloga ima oralna tekućina i, konkretno, pljuvačka. Usna šupljina, kao početni dio digestivnog trakta, mjesto je prvog kontakta organizma sa hranom, lijekovima i drugim ksenobioticima, mikroorganizmima. . Formiranje, stanje i funkcioniranje zuba i usne sluznice također je u velikoj mjeri determinisano hemijskim sastavom pljuvačke.

Pljuvačka obavlja nekoliko funkcija, koje su određene fizičko-hemijskim svojstvima i sastavom pljuvačke. Poznavanje hemijskog sastava pljuvačke, funkcija, brzine lučenja, odnosa pljuvačke sa oboljenjima usne šupljine pomaže u prepoznavanju karakteristika patoloških procesa i traženju novih efikasnih sredstava za prevenciju bolesti zuba.

Neki biohemijski parametri čiste pljuvačke koreliraju sa biohemijskim parametrima krvne plazme, stoga je analiza pljuvačke pogodna neinvazivna metoda koja se poslednjih godina koristi za dijagnostiku zubnih i somatskih bolesti.

Svrha lekcije: Proučiti fizičko-hemijska svojstva, sastavne komponente pljuvačke, koje određuju njene glavne fiziološke funkcije. Vodeći faktori koji dovode do razvoja karijesa, taloženja kamenca.

Učenik mora znati:

1 . Žlijezde koje luče pljuvačku.

2. Struktura pljuvačke (micelarna struktura).

3. Mineralizujuća funkcija pljuvačke i faktori koji uzrokuju i utiču na ovu funkciju: prezasićenost pljuvačke; obim i brzina spasenja; pH.

4. Zaštitna funkcija pljuvačke i komponente sistema koje određuju ovu funkciju.

5. Pufer sistemi za pljuvačku. pH vrednosti su normalne. Uzroci kršenja kiselinsko-baznog stanja (acid-baznog stanja) u usnoj šupljini. Mehanizmi regulacije CBS u usnoj duplji.

6. Mineralni sastav pljuvačke iu poređenju sa mineralnim sastavom krvne plazme. Vrijednost komponenti.

7. Karakteristike organskih komponenti pljuvačke, komponente specifične za pljuvačku, njihov značaj.

8. Probavna funkcija i faktori koji je uzrokuju.

9. Regulatorne i ekskretorne funkcije.

10. Vodeći faktori koji dovode do razvoja karijesa, taloženja kamenca.

Učenik mora biti sposoban da:

1. Napravite razliku između pojmova "sama pljuvačka ili pljuvačka", "gingivalna tekućina", "oralna tekućina".

2. Znati objasniti stepen promjene otpornosti na karijes sa promjenom pH pljuvačke, razloge za promjenu pH pljuvačke.

3. Prikupiti miješanu pljuvačku za analizu i analizirati hemijski sastav pljuvačke.

Učenik mora biti vešt u: informacije o savremenim idejama o pljuvački kao objektu neinvazivnih biohemijskih istraživanja u kliničkoj praksi.

Informacije iz osnovnih disciplina neophodne za proučavanje teme:

1. Anatomija i histologija pljuvačnih žlijezda; mehanizama salivacije i njene regulacije.

Zadaci za samoobuku:

Proučite gradivo teme u skladu sa ciljnim pitanjima („učenik treba da zna“) i pismeno obavite sljedeće zadatke:

1. Zapišite faktore koji određuju regulaciju salivacije.

2. Skicirajte micelu pljuvačke.

3. Napravite tabelu: Poređenje mineralnog sastava pljuvačke i krvne plazme.

Naučite značenje navedenih supstanci. Zapišite ostale neorganske tvari sadržane u pljuvački.

4. Napravite tabelu: Glavne organske komponente pljuvačke i njihov značaj.

6. Zapišite faktore koji dovode do smanjenja i povećanja otpora

(odnosno) do karijesa.

Rad u učionici

Laboratorijski radovi: Kvalitativna analiza hemijskog sastava pljuvačke

Regulacija metabolizma vode vrši se neurohumoralnim putem, posebno različitim dijelovima centralnog nervnog sistema: moždanom korom, diencefalonom i produženom moždinom, simpatičkim i parasimpatičkim ganglijama. Mnoge endokrine žlezde su takođe uključene. Efekat hormona u ovom slučaju je da menjaju propusnost ćelijskih membrana za vodu, obezbeđujući njeno oslobađanje ili resorpciju.Potreba organizma za vodom se reguliše žeđom. Već kod prvih znakova zgušnjavanja krvi javlja se žeđ kao posljedica refleksnog pobuđivanja pojedinih dijelova moždane kore. Voda koja se konzumira u ovom slučaju apsorbira se kroz crijevni zid, a njen višak ne uzrokuje razrjeđivanje krvi. . Od krv, brzo prelazi u međućelijske prostore rastresitog vezivnog tkiva, jetre, kože itd. Ova tkiva služe kao depo vode u organizmu.Pojedini katjoni imaju određeni uticaj na unos i oslobađanje vode iz tkiva. Na + joni doprinose vezivanju proteina koloidnim česticama, ioni K+ i Ca 2+ stimulišu oslobađanje vode iz organizma.

Dakle, vazopresin neurohipofize (antidiuretski hormon) potiče resorpciju vode iz primarnog urina, smanjujući izlučivanje potonjeg iz tijela. Hormoni kore nadbubrežne žlijezde – aldosteron, deoksikortikosterol – doprinose zadržavanju natrijuma u organizmu, a budući da katjoni natrijuma povećavaju hidrataciju tkiva, u njima se zadržava i voda. Ostali hormoni stimulišu oslobađanje vode od strane bubrega: tiroksin je hormon štitne žlezde, paratiroidni hormon je paratiroidni hormon, androgeni i estrogeni su hormoni polnih žlezda. Hormoni štitne žlezde stimulišu oslobađanje vode kroz znojne žlezde. Količina vode u tkiva, prvenstveno slobodna, povećava se kod bolesti bubrega, poremećene funkcije kardiovaskularnog sistema, kod proteinskog gladovanja, kod poremećene funkcije jetre (ciroza). Povećanje sadržaja vode u međućelijskom prostoru dovodi do edema. Nedovoljno stvaranje vazopresina dovodi do povećanja diureze, do bolesti dijabetesa insipidus. Dehidracija tijela se također opaža s nedovoljnim stvaranjem aldosterona u korteksu nadbubrežne žlijezde.

Voda i materije rastvorene u njoj, uključujući i mineralne soli, stvaraju unutrašnju sredinu tela, čija svojstva ostaju konstantna ili se menjaju na pravilan način kada se promeni funkcionalno stanje organa i ćelija.Glavni parametri tečnog okruženja tela su osmotski pritisak,pH i volumen.

Osmotski pritisak ekstracelularne tečnosti u velikoj meri zavisi od soli (NaCl), koja se u ovoj tečnosti nalazi u najvećoj koncentraciji. Stoga je glavni mehanizam regulacije osmotskog tlaka povezan s promjenom brzine oslobađanja ili vode ili NaCl, uslijed čega se mijenja koncentracija NaCl u tkivnim tekućinama, što znači da se mijenja i osmotski tlak. Regulacija volumena se događa istovremenom promjenom brzine oslobađanja i vode i NaCl. Osim toga, mehanizam žeđi reguliše unos vode. Regulacija pH se postiže selektivnim izlučivanjem kiselina ili alkalija u urinu; pH urina, ovisno o tome, može varirati od 4,6 do 8,0. Patološka stanja kao što su dehidracija tkiva ili edem, povećanje ili smanjenje krvnog tlaka, šok, acidoza i alkaloza povezana su s narušavanjem homeostaze vode i soli.

Regulacija osmotskog pritiska i zapremine ekstracelularne tečnosti. Izlučivanje vode i NaCl putem bubrega regulirano je antidiuretskim hormonom i aldosteronom.

Antidiuretski hormon (vazopresin). Vasopresin se sintetiše u neuronima hipotalamusa. Osmoreceptori hipotalamusa stimuliraju oslobađanje vazopresina iz sekretornih granula uz povećanje osmotskog tlaka tkivne tekućine. Vasopresin povećava brzinu reapsorpcije vode iz primarnog urina i na taj način smanjuje diurezu. Urin postaje koncentrisaniji. Na taj način antidiuretski hormon održava potrebnu količinu tečnosti u tijelu bez utjecaja na količinu oslobođenog NaCl. Osmotski pritisak ekstracelularne tečnosti se smanjuje, odnosno eliminiše se stimulans koji je izazvao oslobađanje vazopresina.U nekim bolestima koje oštećuju hipotalamus ili hipofizu (tumori, povrede, infekcije), sinteza i lučenje vazopresina se smanjuje i razvija dijabetes insipidus.

Osim što smanjuje diurezu, vazopresin uzrokuje i sužavanje arteriola i kapilara (otuda i naziv), a samim tim i povećanje krvnog tlaka.

Aldosteron. Ovaj steroidni hormon se proizvodi u korteksu nadbubrežne žlijezde. Sekrecija se povećava sa smanjenjem koncentracije NaCl u krvi. U bubrezima aldosteron povećava stopu reapsorpcije Na+ (i sa njim C1) u tubulima nefrona, što uzrokuje zadržavanje NaCl u tijelu. Time se eliminiše stimulus koji je izazvao lučenje aldosterona, a prekomerno lučenje aldosterona dovodi do prekomernog zadržavanja NaCl i povećanja osmotskog pritiska ekstracelularne tečnosti. A to služi kao signal za oslobađanje vazopresina, koji ubrzava reapsorpciju vode u bubrezima. Kao rezultat toga, i NaCl i voda se akumuliraju u tijelu; volumen ekstracelularne tekućine se povećava uz održavanje normalnog osmotskog tlaka.

Sistem renin-angiotenzin. Ovaj sistem služi kao glavni mehanizam za regulaciju lučenja aldosterona; o tome zavisi i lučenje vazopresina Renin je proteolitički enzim koji se sintetiše u jukstaglomerularnim ćelijama koje okružuju aferentnu arteriolu bubrežnog glomerula.

Renin-angiotenzin sistem igra važnu ulogu u obnavljanju volumena krvi, koji se može smanjiti kao rezultat krvarenja, obilnog povraćanja, dijareje (proljeva) i znojenja. Vazokonstrikcija pod dejstvom angiotenzina II igra ulogu hitne mere za održavanje krvnog pritiska. Tada se voda i NaCl koji dolaze s pićem i hranom zadržavaju u tijelu u većoj mjeri nego što je to normalno, čime se osigurava vraćanje volumena krvi i pritiska. Nakon toga renin prestaje da se oslobađa, regulatorne supstance koje su već prisutne u krvi se uništavaju i sistem se vraća u prvobitno stanje.

Značajno smanjenje volumena cirkulirajuće tekućine može uzrokovati opasno kršenje dotoka krvi u tkiva prije nego što regulatorni sistemi vrate pritisak i volumen krvi. Istovremeno, poremećene su funkcije svih organa, a prije svega mozga; dolazi do stanja koje se zove šok. U nastanku šoka (kao i edema) značajnu ulogu ima promjena normalne distribucije tekućine i albumina između krvotoka i međućelijskog prostora.Vazopresin i aldosteron učestvuju u regulaciji ravnoteže vode i soli, djelujući na nivou tubula nefrona - mijenjaju brzinu reapsorpcije primarnih komponenti urina.

Metabolizam vode i soli i lučenje probavnih sokova. Količina dnevnog lučenja svih probavnih žlijezda je prilično velika. U normalnim uslovima, voda ovih tečnosti se reapsorbuje u crevima; obilno povraćanje i dijareja mogu uzrokovati značajno smanjenje volumena ekstracelularne tekućine i dehidraciju tkiva. Značajan gubitak tekućine s probavnim sokovima podrazumijeva povećanje koncentracije albumina u krvnoj plazmi i međućelijskoj tekućini, budući da se albumin ne izlučuje sa tajnama; iz tog razloga raste osmotski pritisak međućelijske tečnosti, voda iz ćelija počinje da prelazi u međućelijsku tečnost, a funkcije ćelije su poremećene. Visok osmotski tlak ekstracelularne tekućine također dovodi do smanjenja ili čak prestanka proizvodnje urina. , a ako se voda i soli ne dovode izvana, životinja razvija komu.

GOUVPO UGMA Federalne agencije za zdravstvo i socijalni razvoj

Odsjek za biohemiju

TEČAJ PREDAVANJA

ZA OPĆU BIOHEMIJU

Modul 8. Biohemija metabolizma vode i soli i kiselo-baznog stanja

Jekaterinburg,

PREDAVANJE #24

Tema: Vodeno-solni i mineralni metabolizam

Fakulteti: medicinsko-preventivni, medicinsko-preventivni, pedijatrijski.

Izmjena vode i soli- izmjena vode i osnovnih elektrolita organizma (Na+, K+, Ca 2+, Mg 2+, Cl -, HCO 3 -, H 3 PO 4).

elektroliti- supstance koje se u rastvoru disociraju na anjone i katjone. One se mjere u mol/l.

Neelektroliti- supstance koje se ne disociraju u rastvoru (glukoza, kreatinin, urea). One se mjere u g/l.

Razmjena minerala- izmjena bilo koje mineralne komponente, uključujući i one koje ne utječu na glavne parametre tečnog medija u tijelu.

Voda- glavna komponenta svih telesnih tečnosti.

Biološka uloga vode

1. Voda je univerzalni rastvarač za većinu organskih (osim lipida) i neorganskih spojeva.
2. Voda i tvari otopljene u njoj stvaraju unutrašnje okruženje tijela.
3. Voda obezbeđuje transport materija i toplotne energije kroz telo.
4. Značajan dio hemijskih reakcija organizma odvija se u vodenoj fazi.
5. Voda je uključena u reakcije hidrolize, hidratacije, dehidracije.
6. Određuje prostornu strukturu i svojstva hidrofobnih i hidrofilnih molekula.
7. U kompleksu sa GAG-om, voda obavlja strukturnu funkciju.

OPŠTA SVOJSTVA TELESNIH TEČNOSTI

Volume. Kod svih kopnenih životinja, tekućina čini oko 70% tjelesne težine. Raspodjela vode u organizmu zavisi od starosti, pola, mišićne mase,... Sa potpunom deprivacijom vode, smrt nastupa nakon 6-8 dana, kada se količina vode u organizmu smanji za 12%.

REGULACIJA VODNO-SOLI BILANSA TIJELA

U tijelu se ravnoteža vode i soli unutarćelijske sredine održava konstantnošću ekstracelularne tekućine. Zauzvrat, ravnoteža vode i soli ekstracelularne tekućine održava se kroz krvnu plazmu uz pomoć organa i regulira je hormonima.

Tijela koja reguliraju metabolizam vode i soli

Unos vode i soli u organizam odvija se kroz gastrointestinalni trakt, a ovaj proces kontroliše žeđ i apetit za soli. Uklanjanje viška vode i soli iz organizma obavljaju bubrezi. Osim toga, vodu iz tijela uklanjaju koža, pluća i gastrointestinalni trakt.

Ravnoteža vode u organizmu

Promjene u radu bubrega, kože, pluća i gastrointestinalnog trakta mogu dovesti do narušavanja homeostaze vode i soli. Na primjer, u vrućim klimama, za održavanje…

Hormoni koji regulišu metabolizam vode i soli

Antidiuretski hormon (ADH), ili vazopresin, je peptid molekulske težine od oko 1100 D, koji sadrži 9 AA povezanih jednim disulfidom... ADH se sintetiše u neuronima hipotalamusa, prenosi do nervnih završetaka... Visok osmotski pritisak ekstracelularne tečnosti aktivira osmoreceptore hipotalamusa, što rezultira ...

Sistem renin-angiotenzin-aldosteron

Renin

Renin- proteolitički enzim koji proizvode jukstaglomerularne stanice smještene duž aferentnih (dovodnih) arteriola bubrežnog tjelešca. Sekrecija renina je stimulirana padom tlaka u aferentnim arteriolama glomerula, uzrokovanim smanjenjem krvnog tlaka i smanjenjem koncentracije Na+. Lučenje renina je također olakšano smanjenjem impulsa iz atrijalnih i arterijskih baroreceptora kao rezultat smanjenja krvnog tlaka. Angiotenzin II, visoki krvni pritisak, inhibira lučenje renina.

U krvi renin djeluje na angiotenzinogen.

Angiotenzinogen- α 2 -globulin, od 400 AA. Stvaranje angiotenzinogena se dešava u jetri i stimulisano je glukokortikoidima i estrogenima. Renin hidrolizira peptidnu vezu u molekuli angiotenzinogena, odvajajući od nje N-terminalni dekapeptid - angiotenzin I bez biološke aktivnosti.

Pod dejstvom enzima koji konvertuje antiotenzin (ACE) (karboksidipeptidil peptidaze) endotelnih ćelija, pluća i krvne plazme, 2 AA se uklanjaju sa C-terminusa angiotenzina I i formiraju angiotenzin II (oktapeptid).

Angiotenzin II

Angiotenzin II funkcionira kroz inozitol trifosfatni sistem stanica glomerularne zone kore nadbubrežne žlijezde i SMC. Angiotenzin II stimuliše sintezu i lučenje aldosterona ćelijama glomerularne zone kore nadbubrežne žlezde. Visoke koncentracije angiotenzina II uzrokuju jaku vazokonstrikciju perifernih arterija i povećavaju krvni tlak. Osim toga, angiotenzin II stimulira centar za žeđ u hipotalamusu i inhibira lučenje renina u bubrezima.

Angiotenzin II se hidrolizira aminopeptidazama u angiotenzin III (heptapeptid, sa aktivnošću angiotenzina II, ali sa 4 puta nižom koncentracijom), koji se zatim hidrolizira angiotenzinazama (proteazama) u AA.

Aldosteron

Sintezu i lučenje aldosterona stimulišu angiotenzin II, niska koncentracija Na+ i visoka koncentracija K+ u krvnoj plazmi, ACTH, prostaglandini... Aldosteronski receptori su lokalizovani kako u jezgru tako i u citosolu ćelije. ... Kao rezultat, aldosteron stimulira reapsorpciju Na+ u bubrezima, što uzrokuje zadržavanje NaCl u tijelu i povećava ...

Šema regulacije metabolizma vode i soli

Uloga RAAS sistema u nastanku hipertenzije

Hiperprodukcija RAAS hormona uzrokuje povećanje volumena cirkulirajuće tekućine, osmotskog i arterijskog tlaka, te dovodi do razvoja hipertenzije.

Do povećanja renina dolazi, na primjer, kod ateroskleroze bubrežnih arterija, koja se javlja kod starijih osoba.

hipersekrecija aldosterona hiperaldosteronizam nastaje kao rezultat nekoliko razloga.

uzrok primarnog hiperaldosteronizma (Connov sindrom ) kod oko 80% pacijenata postoji adenom nadbubrežne žlijezde, u ostalim slučajevima - difuzna hipertrofija stanica glomerularne zone koje proizvode aldosteron.

Kod primarnog hiperaldosteronizma višak aldosterona povećava reapsorpciju Na+ u bubrežnim tubulima, što služi kao stimulans za lučenje ADH i zadržavanje vode u bubrezima. Osim toga, pojačano je izlučivanje iona K+, Mg 2+ i H+.

Kao rezultat, razviti: 1). hipernatremija koja uzrokuje hipertenziju, hipervolemiju i edem; 2). hipokalijemija koja dovodi do slabosti mišića; 3). nedostatak magnezijuma i 4). blaga metabolička alkaloza.

Sekundarni hiperaldosteronizam mnogo češći od originala. Može biti povezano sa zatajenjem srca, hroničnom bolešću bubrega i tumorima koji luče renin. Pacijenti imaju povišene nivoe renina, angiotenzina II i aldosterona. Klinički simptomi su manje izraženi nego kod primarne aldosteroneze.

METABOLIZAM KALCIJUMA, MAGNEZIJA, FOSFORA

Funkcije kalcijuma u organizmu:

1. Intracelularni medijator brojnih hormona (inositol trifosfatni sistem);
2. Učestvuje u stvaranju akcionih potencijala u nervima i mišićima;
3. Učestvuje u zgrušavanju krvi;
4. Pokreće mišićnu kontrakciju, fagocitozu, lučenje hormona, neurotransmitera itd.;
5. Učestvuje u mitozi, apoptozi i nekrobiozi;
6. Povećava propusnost ćelijske membrane za jone kalijuma, utiče na provodljivost natrijuma ćelija, rad jonskih pumpi;
7. Koenzim nekih enzima;

Funkcije magnezijuma u organizmu:

1. Koenzim je mnogih enzima (transketolaza (PFS), glukoza-6f dehidrogenaza, 6-fosfoglukonat dehidrogenaza, glukonolakton hidrolaza, adenilat ciklaza itd.);
2. Neorganska komponenta kostiju i zuba.

Funkcije fosfata u tijelu:

1. Neorganska komponenta kostiju i zuba (hidroksiapatit);
2. Dio je lipida (fosfolipidi, sfingolipidi);
3. Uključeno u nukleotide (DNK, RNA, ATP, GTP, FMN, NAD, NADP, itd.);
4. Pruža razmjenu energije od. formira makroergijske veze (ATP, kreatin fosfat);
5. Dio je proteina (fosfoproteina);
6. Uključeno u ugljene hidrate (glukoza-6f, fruktoza-6f, itd.);
7. Reguliše aktivnost enzima (reakcije fosforilacije/defosforilacije enzima, deo je inozitol trifosfata - komponenta inozitol trifosfatnog sistema);
8. Učestvuje u katabolizmu supstanci (reakcija fosforolize);
9. Reguliše KOS od. formira fosfatni pufer. Neutralizira i uklanja protone u urinu.

Raspodjela kalcijuma, magnezijuma i fosfata u organizmu

Tijelo odrasle osobe sadrži oko 1 kg fosfora: Kosti i zubi sadrže 85% fosfora; Ekstracelularna tečnost - 1% fosfora. U serumu... Koncentracija magnezija u krvnoj plazmi je 0,7-1,2 mmol/l.

Razmjena kalcijuma, magnezijuma i fosfata u organizmu

Uz hranu dnevno, kalcijum treba snabdjeti - 0,7-0,8 g, magnezijum - 0,22-0,26 g, fosfor - 0,7-0,8 g. Kalcijum se slabo apsorbuje 30-50%, fosfor se dobro apsorbuje 90%.

Osim u gastrointestinalni trakt, kalcijum, magnezij i fosfor ulaze u krvnu plazmu iz koštanog tkiva prilikom njene resorpcije. Razmjena između krvne plazme i koštanog tkiva za kalcij je 0,25-0,5 g / dan, za fosfor - 0,15-0,3 g / dan.

Kalcijum, magnezijum i fosfor se izlučuju iz organizma putem bubrega sa urinom, kroz gastrointestinalni trakt sa izmetom i kroz kožu sa znojem.

regulacija razmene

Glavni regulatori metabolizma kalcijuma, magnezija i fosfora su paratiroidni hormon, kalcitriol i kalcitonin.

Parathormone

Lučenje paratiroidnog hormona stimuliše nisku koncentraciju Ca2+, Mg2+ i visoku koncentraciju fosfata, inhibira vitamin D3. Brzina raspadanja hormona se smanjuje pri niskoj koncentraciji Ca2+ i... Paratiroidni hormon djeluje na kosti i bubrege. Stimuliše lučenje faktora rasta 1 sličnog insulinu od strane osteoblasta i...

hiperparatireoza

Hiperparatireoza uzrokuje: 1. destrukciju kostiju, sa mobilizacijom kalcijuma i fosfata iz njih... 2. hiperkalcemiju, sa povećanom reapsorpcijom kalcijuma u bubrezima. Hiperkalcemija dovodi do smanjenja neuromuskularnog...

Hipoparatireoza

Hipoparatireoza je uzrokovana insuficijencijom paratireoidnih žlijezda i praćena je hipokalcemijom. Hipokalcemija uzrokuje povećanje neuromišićne provodljivosti, napade toničnih konvulzija, konvulzije respiratornih mišića i dijafragme i laringospazam.

Calcitriol

1. U koži pod uticajem UV zračenja nastaje 7-dehidroholesterol iz ... 2. U jetri 25-hidroksilaza hidroksilira holekalciferol u kalcidiol (25-hidroksiholekalciferol, 25 (OH) D3).

kalcitonin

Kalcitonin je polipeptid koji se sastoji od 32 AA sa jednom disulfidnom vezom, koji luče parafolikularne K-ćelije štitne žlijezde ili C-ćelije paratireoidnih žlijezda.

Lučenje kalcitonina stimulira visoka koncentracija Ca 2+ i glukagona, a inhibira niska koncentracija Ca 2+.

kalcitonin:

1. inhibira osteolizu (smanjenje aktivnosti osteoklasta) i inhibira oslobađanje Ca 2+ iz kosti;

2. u tubulima bubrega inhibira reapsorpciju Ca 2+, Mg 2+ i fosfata;

3. inhibira probavu u gastrointestinalnom traktu,

Promjene u nivou kalcija, magnezija i fosfata u različitim patologijama

Uočeno je povećanje koncentracije Ca2+ u krvnoj plazmi kod: hiperfunkcije paratireoidnih žlijezda; frakture kostiju; poliartritis; višestruko ... Smanjenje koncentracije fosfata u krvnoj plazmi se opaža kod: rahitisa; ... Povećanje koncentracije fosfata u krvnoj plazmi opaža se kod: hipofunkcije paratireoidnih žlijezda; predoziranje…

Uloga elemenata u tragovima: Mg2+, Mn2+, Co, Cu, Fe2+, Fe3+, Ni, Mo, Se, J. Vrijednost ceruloplazmina, Konovalov-Wilsonova bolest.

mangan - kofaktor aminoacil-tRNA sintetaza.

Biološka uloga Na+, Cl-, K+, HCO3- - glavnih elektrolita, značaj u regulaciji CBS. Razmjena i biološka uloga. Anionska razlika i njena korekcija.

Smanjeni nivoi hlorida u serumu: hipohloremična alkaloza (nakon povraćanja), respiratorna acidoza, prekomerno znojenje, nefritis sa... Povećano izlučivanje hlorida u urinu: hipoaldosteronizam (Addisonova bolest),... Smanjenje izlučivanja hlorida u urinu: gubitak hlorida, povraćanje na kraju hlorida, povraćanje. - bubrežni stadijum…

PREDAVANJE #25

Tema: KOS

2 kurs. Kiselo-bazno stanje (CBS) - relativna konstantnost reakcije ...

Biološki značaj regulacije pH, posljedice kršenja

Odstupanje pH od norme za 0,1 uzrokuje uočljive poremećaje u respiratornom, kardiovaskularnom, nervnom i drugim tjelesnim sistemima. Kada se pojavi acidemija: 1. pojačano disanje do oštrog kratkog daha, respiratorna insuficijencija kao rezultat bronhospazma;

Osnovni principi regulacije KOS-a

Regulacija DZS-a zasniva se na 3 glavna principa:

1. pH konstantnost . Mehanizmi regulacije CBS održavaju konstantnost pH.

2. izosmolarnost . Tokom regulacije CBS, koncentracija čestica u međućelijskoj i ekstracelularnoj tekućini se ne mijenja.

3. električna neutralnost . Tokom regulacije CBS-a, broj pozitivnih i negativnih čestica u međućelijskoj i ekstracelularnoj tekućini se ne mijenja.

MEHANIZMI REGULACIJE BOS

U osnovi, postoje 3 glavna mehanizma regulacije CBS-a:

1. Fizičko-hemijski mehanizam , to su puferni sistemi krvi i tkiva;
2. Fiziološki mehanizam , to su organi: pluća, bubrezi, koštano tkivo, jetra, koža, gastrointestinalni trakt.
3. Metabolički (na ćelijskom nivou).

Postoje fundamentalne razlike u radu ovih mehanizama:

Fizičko-hemijski mehanizmi regulacije CBS-a

Buffer je sistem koji se sastoji od slabe kiseline i njene soli sa jakom bazom (konjugirani kiselinsko-bazni par).

Princip rada pufer sistema je da vezuje H + sa njihovim viškom i oslobađa H + sa njihovim nedostatkom: H + + A - ↔ AN. Dakle, puferski sistem ima tendenciju da se odupre bilo kakvim promjenama pH, dok se jedna od komponenti puferskog sistema troši i treba je obnoviti.

Puferski sistemi se odlikuju omjerom komponenti kiselinsko-baznog para, kapacitetom, osjetljivošću, lokalizacijom i pH vrijednosti koju održavaju.

Postoji mnogo pufera unutar i izvan ćelija tijela. Glavni puferski sistemi tijela uključuju bikarbonatni, fosfatni protein i njegovu raznolikost hemoglobinskog pufera. Oko 60% kiselinskih ekvivalenata vezuje intracelularne puferske sisteme i oko 40% ekstracelularne.

Bikarbonatni (bikarbonatni) pufer

Sastoji se od H 2 CO 3 i NaHCO 3 u omjeru 1/20, lokaliziranih uglavnom u intersticijskoj tekućini. U krvnom serumu pri pCO 2 = 40 mmHg, koncentraciji Na + 150 mmol/l održava pH=7,4. Rad bikarbonatnog pufera obezbeđuju enzim karboanhidraza i protein trake 3 eritrocita i bubrega.

Bikarbonatni pufer je jedan od najvažnijih pufera u tijelu zbog svojih karakteristika:

1. Unatoč malom kapacitetu - 10%, bikarbonatni pufer je vrlo osjetljiv, veže do 40% svih "dodatnih" H +;
2. Bikarbonatni pufer integriše rad glavnih puferskih sistema i fizioloških mehanizama regulacije CBS.

U tom smislu, bikarbonatni pufer je indikator BBS-a, određivanje njegovih komponenti je osnova za dijagnosticiranje kršenja BBS-a.

Fosfatni pufer

Sastoji se od kiselih NaH 2 PO 4 i bazičnih Na 2 HPO 4 fosfata, lokalizovanih uglavnom u ćelijskoj tečnosti (fosfati u ćeliji 14%, u intersticijskoj tečnosti 1%). Odnos kiselih i bazičnih fosfata u krvnoj plazmi je ¼, u urinu - 25/1.

Fosfatni pufer osigurava regulaciju CBS unutar ćelije, regeneraciju bikarbonatnog pufera u intersticijskoj tekućini i izlučivanje H+ u urinu.

Proteinski pufer

Prisustvo amino i karboksilnih grupa u proteinima daje im amfoterna svojstva - pokazuju svojstva kiselina i baza, formirajući puferski sistem.

Proteinski pufer se sastoji od proteina-H i proteina-Na, lokaliziran je uglavnom u stanicama. Najvažniji proteinski pufer u krvi je hemoglobin .

pufer za hemoglobin

Hemoglobinski pufer se nalazi u eritrocitima i ima niz karakteristika:

1. ima najveći kapacitet (do 75%);
2. njegov rad je direktno vezan za razmjenu plina;
3. sastoji se ne od jednog, već od 2 para: HHb↔H + + Hb - i HHbO 2 ↔H + + HbO 2 -;

HbO 2 je relativno jaka kiselina, čak i jača od ugljene kiseline. Kiselost HbO 2 u odnosu na Hb je 70 puta veća, stoga je oksihemoglobin prisutan uglavnom u obliku kalijeve soli (KHbO 2), a deoksihemoglobin u obliku nedisocirane kiseline (HHb).

Rad hemoglobina i bikarbonatnog pufera

Fiziološki mehanizmi regulacije CBS-a

Kiseline i baze koje se stvaraju u tijelu mogu biti isparljive i neisparljive. Hlapljivi H2CO3 nastaje iz CO2, krajnjeg produkta aerobnih ... Nehlapljive kiseline laktat, ketonska tijela i masne kiseline se akumuliraju u ... Hlapljive kiseline izlučuju se iz tijela uglavnom pluća s izdahnutim zrakom, neisparljive kiseline - preko bubrega sa urinom.

Uloga pluća u regulaciji CBS-a

Regulacija razmjene plinova u plućima i, shodno tome, oslobađanja H2CO3 iz tijela vrši se kroz tok impulsa iz hemoreceptora i... Normalno, pluća emituju 480 litara CO2 dnevno, što je ekvivalentno 20 molovi H2CO3... %.…

Uloga bubrega u regulaciji CBS-a

Bubrezi regulišu CBS: 1. izlučivanje H+ iz organizma u reakcijama acidogeneze, amoniogeneze i sa ... 2. zadržavanje Na+ u organizmu. Na+,K+-ATPaza reapsorbuje Na+ iz urina, što zajedno sa karboanhidrazom i acidogenezom...

Uloga kostiju u regulaciji CBS-a

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

Uloga jetre u regulaciji CBS-a

Jetra reguliše CBS:

1. pretvaranje aminokiselina, keto kiselina i laktata u neutralnu glukozu;

2. pretvaranje jake baze amonijaka u slabo bazičnu ureu;

3. sintetiziranje krvnih proteina koji formiraju proteinski pufer;

4. sintetiše glutamin koji bubrezi koriste za amoniogenezu.

Zatajenje jetre dovodi do razvoja metaboličke acidoze.

Istovremeno, jetra sintetizira ketonska tijela koja u uvjetima hipoksije, gladovanja ili dijabetesa doprinose acidozi.

Utjecaj gastrointestinalnog trakta na CBS

Gastrointestinalni trakt utiče na stanje KOS-a, jer koristi HCl i HCO 3 - u procesu probave. Prvo, HCl se luči u lumen želuca, dok se HCO 3 nakuplja u krvi i razvija se alkaloza. Zatim HCO 3 - iz krvi sa sokom pankreasa ulazi u lumen crijeva i uspostavlja se ravnoteža CBS u krvi. Budući da su hrana koja ulazi u tijelo i izmet koji se izlučuje iz tijela u osnovi neutralni, ukupni učinak na CBS je nula.

U prisustvu acidoze, više HCl se oslobađa u lumen, što doprinosi nastanku čira. Povraćanje može nadoknaditi acidozu, a dijareja je može pogoršati. Dugotrajno povraćanje izaziva razvoj alkaloze, kod djece može imati ozbiljne posljedice, čak i smrt.

Ćelijski mehanizam regulacije CBS-a

Pored razmatranih fizičko-hemijskih i fizioloških mehanizama regulacije CBS-a, postoje i oni ćelijski mehanizam propis KOS-a. Princip njegovog rada je da se višak količine H+ može staviti u ćelije u zamjenu za K+.

KOS INDIKATORI

1. pH - (snaga hidrogena - jačina vodonika) - negativni decimalni logaritam (-lg) koncentracije H +. Norma u kapilarnoj krvi je 7,37 - 7,45, ... 2. pCO2 - parcijalni pritisak ugljen-dioksida u ravnoteži sa ... 3. pO2 - parcijalni pritisak kiseonika u punoj krvi. Norma u kapilarnoj krvi je 83 - 108 mm Hg, u venskoj krvi - ...

BOS VIOLATIONS

Korekcija CBS je adaptivna reakcija na dijelu organa koji je uzrokovao kršenje CBS-a. Postoje dvije glavne vrste BOS poremećaja - acidoza i alkaloza.

Acidoza

I. Gas (disanje) . Karakterizira ga nakupljanje CO 2 u krvi ( pCO 2 =, AB, SB, BB=N,).

jedan). otežano oslobađanje CO 2, uz poremećaje vanjskog disanja (hipoventilacija pluća s bronhijalnom astmom, pneumonijom, poremećaji cirkulacije sa stagnacijom u malom krugu, edem pluća, emfizem, atelektaza pluća, depresija respiratornog centra ispod uticaj niza toksina i lekova kao što je morfin itd.) (rSO 2 =, rO 2 =↓, AB, SB, BB=N,).

2). visoka koncentracija CO 2 u okolini (zatvorene prostorije) (rSO 2 =, rO 2, AB, SB, BB=N,).

3). kvarovi anestezije i respiratorne opreme.

Kod gasovite acidoze dolazi do akumulacije u krvi CO 2, H 2 CO 3 i snižavanje pH. Acidoza stimuliše reapsorpciju Na+ u bubrezima, a nakon nekog vremena dolazi do povećanja AB, SB, BB u krvi, a kao kompenzacija se razvija ekskretorna alkaloza.

Kod acidoze, H 2 PO 4 - se akumulira u krvnoj plazmi, koja se ne može reapsorbirati u bubrezima. Kao rezultat toga, snažno se oslobađa, uzrokujući fosfaturija .

Da bi se kompenzirala acidoza bubrega, hloridi se intenzivno izlučuju urinom, što dovodi do hipohromemija .

Višak H+ ulazi u ćelije, zauzvrat K+ napušta ćelije, uzrokujući hiperkalemija .

Višak K+ se snažno izlučuje urinom, što u roku od 5-6 dana dovodi do hipokalemija .

II. Ne-gas. Karakterizira ga nakupljanje nehlapljivih kiselina (pCO 2 = ↓, N, AB, SB, BB=↓).

jedan). Metabolički. Razvija se u poremećajima metabolizma tkiva, koji su praćeni prekomjernim stvaranjem i nakupljanjem nehlapljivih kiselina ili gubitkom baza (pCO 2 = ↓, N, AR = , AB, SB, BB=↓).

a). Ketoacidoza. Kod dijabetesa, posta, hipoksije, groznice itd.

b). Laktacidoza. Kod hipoksije, poremećene funkcije jetre, infekcija itd.

in). Acidoza. Nastaje kao rezultat nakupljanja organskih i neorganskih kiselina tokom opsežnih upalnih procesa, opekotina, ozljeda itd.

U metaboličkoj acidozi, neisparljive kiseline se akumuliraju i pH se smanjuje. Puferski sistemi, neutralizirajući kiseline, se troše, zbog čega se koncentracija u krvi smanjuje AB, SB, BB i diže se AR.

H + neisparljive kiseline, pri interakciji sa HCO 3 - daju H 2 CO 3, koji se raspada na H 2 O i CO 2, same neisparljive kiseline formiraju soli sa Na + bikarbonatima. Nizak pH i visok pCO 2 stimuliraju disanje; kao rezultat toga, pCO 2 u krvi se normalizira ili smanjuje razvojem plinovite alkaloze.

Višak H+ u krvnoj plazmi kreće se unutar ćelije, a zauzvrat K+ napušta ćeliju, prolazno hiperkalemija , i ćelije hipokalistija . K+ se intenzivno izlučuje urinom. Unutar 5-6 dana sadržaj K+ u plazmi se normalizuje, a zatim postaje ispod normalnog ( hipokalemija ).

U bubrezima se pojačavaju procesi acido-, amoniogeneze i nadopunjavanja nedostatka bikarbonata u plazmi. U zamjenu za HCO 3 - Cl - se aktivno izlučuje u urinu, razvija hipohloremija .

Kliničke manifestacije metaboličke acidoze:

- poremećaja mikrocirkulacije . Dolazi do smanjenja protoka krvi i razvoja zastoja pod djelovanjem kateholamina, mijenjaju se reološka svojstva krvi, što doprinosi produbljivanju acidoze.

- oštećenje i povećana permeabilnost vaskularnog zida pod uticajem hipoksije i acidoze. Sa acidozom se povećava nivo kinina u plazmi i ekstracelularnoj tečnosti. Kinini uzrokuju vazodilataciju i dramatično povećavaju propusnost. Razvija se hipotenzija. Opisane promjene u mikrovaskularnim žilama doprinose procesu tromboze i krvarenja.

Kada je pH krvi manji od 7,2, smanjenje minutnog volumena srca .

- Kussmaul disanje (kompenzacijska reakcija usmjerena na oslobađanje viška CO 2).

2. Izlučivanje. Razvija se kada dođe do kršenja procesa acido- i amoniogeneze u bubrezima ili s prekomjernim gubitkom osnovnih valencija s izmetom.

a). Retencija kiseline kod zatajenja bubrega (hronični difuzni glomerulonefritis, nefroskleroza, difuzni nefritis, uremija). Urin neutralan ili alkalan.

b). Gubitak lužine: bubrežni (renalna tubularna acidoza, hipoksija, intoksikacija sulfonamidima), gastrointestinalni (proljev, hipersalivacija).

3. Egzogeni.

Gutanje kisele hrane, lekova (amonijum hlorid; transfuzija velikih količina rastvora za supstituciju krvi i tečnosti za parenteralnu ishranu, čija je pH vrednost obično<7,0) и при отравлениях (салицилаты, этанол, метанол, этиленгликоль, толуол и др.).

4. Kombinovano.

Na primjer, ketoacidoza + laktacidoza, metabolička + izlučivanje itd.

III. Miješano (gas + plin).

Javlja se kod asfiksije, kardiovaskularne insuficijencije itd.

Alkaloza

jedan). pojačano izlučivanje CO2, uz aktivaciju vanjskog disanja (hiperventilacija pluća sa kompenzatornom dispnejom, koja prati niz bolesti, uključujući... 2). Nedostatak O2 u udahnutom zraku uzrokuje hiperventilaciju pluća i ... Hiperventilacija dovodi do smanjenja pCO2 u krvi i povećanja pH. Alkaloza inhibira reapsorpciju Na+ u bubrezima,…

Alkaloza bez gasa

Književnost

1. Serum ili plazma bikarbonati /R. Murray, D. Grenner, P. Meyes, W. Rodwell // Human Biochemistry: u 2 toma. T.2. Per. sa engleskog: - M.: Mir, 1993. - str.370-371.

2. Puferski sistemi krvi i acidobazne ravnoteže / T.T. Berezov, B.F. Korovkin // Biološka hemija: Udžbenik / Ed. RAMS S.S. Debov. - 2nd ed. revidirano i dodatne - M.: Medicina, 1990. - str.452-457.

Šta ćemo sa primljenim materijalom:

Ako vam se ovaj materijal pokazao korisnim, možete ga spremiti na svoju stranicu na društvenim mrežama:

Prvi živi organizmi pojavili su se u vodi prije oko 3 milijarde godina, a voda je do danas glavni biorastvarač.

Voda je tečni medij, koji je glavna komponenta živog organizma i obezbjeđuje njegove vitalne fizičke i hemijske procese: osmotski pritisak, pH vrednost, mineralni sastav. Voda čini u prosjeku 65% ukupne tjelesne težine odrasle životinje i više od 70% novorođenčeta. Više od polovine ove vode nalazi se u ćelijama tela. S obzirom na vrlo malu molekularnu težinu vode, izračunato je da oko 99% svih molekula u ćeliji čine molekuli vode (Bohinski R., 1987).

Visok toplotni kapacitet vode (1 kal potreban za zagrijavanje 1 g vode za 1°C) omogućava tijelu da apsorbira značajnu količinu topline bez značajnog povećanja temperature jezgre. Zbog velike toplote isparavanja vode (540 cal/g), tijelo odvaja dio toplotne energije, izbjegavajući pregrijavanje.

Molekule vode karakterizira jaka polarizacija. U molekuli vode, svaki atom vodika formira elektronski par sa centralnim atomom kiseonika. Dakle, molekula vode ima dva trajna dipola, budući da joj velika gustoća elektrona u blizini kisika daje negativan naboj, dok svaki atom vodika karakterizira smanjena gustoća elektrona i nosi djelomično pozitivan naboj. Kao rezultat, nastaju elektrostatičke veze između atoma kisika jedne molekule vode i vodika druge molekule, nazvane vodikove veze. Ovakva struktura vode objašnjava njenu visoku toplotu isparavanja i tačku ključanja.

Vodikove veze su relativno slabe. Njihova energija disocijacije (energija raskidanja veze) u tekućoj vodi je 23 kJ/mol, u poređenju sa 470 kJ za O-H kovalentnu vezu u molekulu vode. Životni vijek vodonične veze je od 1 do 20 pikosekundi (1 pikosekunda = 1(G 12 s). Međutim, vodonične veze nisu jedinstvene za vodu. Mogu se pojaviti i između atoma vodika i dušika u drugim strukturama.

U stanju leda, svaki molekul vode formira najviše četiri vodikove veze, formirajući kristalnu rešetku. Nasuprot tome, u tekućoj vodi na sobnoj temperaturi, svaki molekul vode ima vodonične veze sa prosječno 3-4 druga molekula vode. Ova kristalna struktura leda čini ga manje gustim od tekuće vode. Stoga led pluta na površini tekuće vode, štiteći je od smrzavanja.

Dakle, vodikove veze između molekula vode osiguravaju sile vezivanja koje drže vodu u tekućem obliku na sobnoj temperaturi i pretvaraju molekule u kristale leda. Imajte na umu da, osim vodikovih veza, biomolekule karakteriziraju i druge vrste nekovalentnih veza: ionske, hidrofobne i van der Waalsove sile, koje su pojedinačno slabe, ali zajedno snažno djeluju na strukture proteina, nukleinskih kiselina. , polisaharidi i ćelijske membrane.

Molekuli vode i njihovi produkti jonizacije (H+ i OH) imaju izražen uticaj na strukturu i svojstva ćelijskih komponenti, uključujući nukleinske kiseline, proteine ​​i masti. Pored stabilizacije strukture proteina i nukleinskih kiselina, vodonične veze su uključene u biohemijsku ekspresiju gena.

Kao osnova unutrašnjeg okruženja ćelija i tkiva, voda određuje njihovu hemijsku aktivnost, budući da je jedinstveni rastvarač za različite supstance. Voda povećava stabilnost koloidnih sistema, učestvuje u brojnim reakcijama hidrolize i hidrogenacije u oksidacionim procesima. Voda ulazi u organizam sa hranom i vodom za piće.

Mnoge metaboličke reakcije u tkivima dovode do stvaranja vode, koja se naziva endogena (8-12% ukupne tjelesne tekućine). Izvori endogene vode organizma su prvenstveno masti, ugljeni hidrati, proteini. Dakle, oksidacija 1 g masti, ugljikohidrata i proteina dovodi do stvaranja 1,07; 0,55 i 0,41 g vode, respektivno. Stoga životinje u pustinji mogu neko vrijeme bez vode (deve čak i prilično dugo). Pas umire bez vode za piće nakon 10 dana, a bez hrane - nakon nekoliko mjeseci. Gubitak 15-20% vode u tijelu dovodi do smrti životinje.

Nizak viskozitet vode određuje stalnu preraspodjelu tekućine unutar organa i tkiva tijela. Voda ulazi u gastrointestinalni trakt, a zatim se gotovo sva ta voda apsorbira natrag u krv.

Transport vode kroz ćelijske membrane odvija se brzo: 30-60 minuta nakon uzimanja vode, životinja uspostavlja novu osmotsku ravnotežu između ekstracelularne i intracelularne tekućine tkiva. Volumen ekstracelularne tečnosti ima veliki uticaj na krvni pritisak; povećanje ili smanjenje volumena ekstracelularne tekućine dovodi do poremećaja u cirkulaciji krvi.

Povećanje količine vode u tkivima (hiperhidrija) javlja se uz pozitivnu ravnotežu vode (višak vode u slučaju kršenja regulacije metabolizma vode i soli). Hiperhidrija dovodi do nakupljanja tečnosti u tkivima (edem). Dehidracija organizma se bilježi uz nedostatak vode za piće ili uz višak tečnosti (proljev, krvarenje, pojačano znojenje, hiperventilacija pluća). Gubitak vode kod životinja nastaje zbog površine tijela, probavnog sistema, disanja, urinarnog trakta, mlijeka kod životinja u laktaciji.

Razmjena vode između krvi i tkiva nastaje zbog razlike u hidrostatskom tlaku u arterijskom i venskom krvotoku, kao i zbog razlike u onkotskom tlaku u krvi i tkivima. Vasopresin, hormon zadnje hipofize, zadržava vodu u tijelu tako što je reapsorbuje u bubrežnim tubulima. Aldosteron, hormon kore nadbubrežne žlijezde, osigurava zadržavanje natrijuma u tkivima, a s njim se pohranjuje i voda. Potreba životinje za vodom je u prosjeku 35-40 g po kg tjelesne težine dnevno.

Imajte na umu da su hemikalije u životinjskom tijelu u joniziranom obliku, u obliku jona. Joni, ovisno o predznaku naboja, odnose se na anione (negativno nabijeni ion) ili katione (pozitivno nabijeni ion). Elementi koji disociraju u vodi dajući anione i katione klasifikuju se kao elektroliti. Soli alkalnih metala (NaCl, KC1, NaHC0 3), soli organskih kiselina (natrijev laktat, na primjer) potpuno se disociraju kada se rastvore u vodi i predstavljaju elektroliti. Lako rastvorljivi u vodi, šećeri i alkoholi ne disociraju u vodi i ne nose naboj, pa se smatraju neelektrolitima. Zbir anjona i katjona u tjelesnim tkivima općenito je isti.

Joni disocijirajućih tvari, koji imaju naboj, orijentirani su oko vodenih dipola. Vodeni dipoli okružuju katione svojim negativnim nabojem, dok su anioni okruženi pozitivnim nabojem vode. U ovom slučaju dolazi do pojave elektrostatičke hidratacije. Zbog hidratacije, ovaj dio vode u tkivima je u vezanom stanju. Drugi dio vode povezan je s raznim ćelijskim organelama, čineći takozvanu nepokretnu vodu.

Tkiva tijela uključuju 20 obaveznih od svih prirodnih hemijskih elemenata. Ugljik, kisik, vodonik, dušik, sumpor su nezamjenjivi sastojci biomolekula, od kojih težinski prevladava kisik.

Hemijski elementi u tijelu formiraju soli (minerale) i dio su biološki aktivnih molekula. Biomolekule imaju malu molekularnu težinu (30-1500) ili su makromolekule (proteini, nukleinske kiseline, glikogen) sa molekulskom težinom od milion jedinica. Pojedinačni hemijski elementi (Na, K, Ca, S, P, C1) čine oko 10 - 2% ili više u tkivima (makroelementi), dok ostali (Fe, Co, Cu, Zn, J, Se, Ni, Mo) , na primjer, prisutni su u mnogo manjim količinama - 10 "3 -10 ~ 6% (elementi u tragovima). U tijelu životinje minerali čine 1-3% ukupne tjelesne težine i raspoređeni su krajnje neravnomjerno. U nekim organima sadržaj elemenata u tragovima može biti značajan, na primjer, jod u štitnoj žlijezdi.

Nakon apsorpcije minerala u većoj mjeri u tankom crijevu, oni ulaze u jetru, gdje se neki od njih talože, dok se drugi distribuiraju u različite organe i tkiva tijela. Minerali se iz organizma izlučuju uglavnom u sastavu urina i fecesa.

Razmjena jona između stanica i međustanične tekućine odvija se na osnovu pasivnog i aktivnog transporta kroz polupropusne membrane. Nastali osmotski pritisak uzrokuje turgor stanica, održavajući elastičnost tkiva i oblik organa. Aktivni transport jona ili njihovo kretanje u okolinu sa nižom koncentracijom (protiv osmotskog gradijenta) zahtijeva utrošak energije molekula ATP-a. Aktivni transport jona karakterističan je za jone Na+, Ca2~ i praćen je povećanjem oksidativnih procesa koji stvaraju ATP.

Uloga minerala je održavanje određenog osmotskog tlaka krvne plazme, acidobazne ravnoteže, permeabilnost različitih membrana, regulacija aktivnosti enzima, očuvanje biomolekularnih struktura, uključujući proteine ​​i nukleinske kiseline, u održavanju motoričke i sekretorne funkcije probavni trakt. Stoga se za mnoga kršenja funkcija probavnog trakta životinje preporučuju različiti sastavi mineralnih soli kao terapeutska sredstva.

Važni su i apsolutna količina i pravilan odnos u tkivima između određenih hemijskih elemenata. Konkretno, optimalni odnos u tkivima Na:K:Cl je normalno 100:1:1,5. Izražena karakteristika je "asimetrija" u distribuciji jona soli između ćelije i vanćelijske sredine tjelesnih tkiva.