Víz-só csere. A vesék és a vizelet biokémiája

Funkcionális értelemben szokás különbséget tenni a szabad és a kötött víz között. A víz, mint univerzális oldószer szállító funkciója Meghatározza a sók disszociációját, mivel dielektrikum Különböző kémiai reakciókban való részvétel: hidratáció hidrolízis redox reakciók például β - zsírsavak oxidációja. A víz mozgása a testben számos tényező részvételével történik, amelyek közé tartozik: a sók különböző koncentrációi által létrehozott ozmotikus nyomás, a víz magasabb ...

Ossza meg munkáját a közösségi hálózatokon

Ha ez a munka nem felel meg Önnek, az oldal alján található a hasonló művek listája. Használhatja a kereső gombot is

1 oldal

absztrakt

VÍZ/SÓ ANYAGCSERE

vízcsere

A teljes víztartalom egy felnőtt szervezetében 60 65% (kb. 40 liter). Az agy és a vesék a leginkább hidratáltak. A zsírszövet, a csontszövet éppen ellenkezőleg, kis mennyiségű vizet tartalmaz.

A testben lévő víz különböző részlegekben (rekeszekben, medencékben) oszlik meg: a sejtekben, az intercelluláris térben, az erek belsejében.

Az intracelluláris folyadék kémiai összetételének jellemzője a magas kálium- és fehérjetartalom. Az extracelluláris folyadék nagyobb koncentrációban tartalmaz nátriumot. Az extracelluláris és intracelluláris folyadék pH-értékei nem különböznek egymástól. Funkcionális értelemben szokás különbséget tenni a szabad és a kötött víz között. A kötött víz annak az a része, amely a biopolimerek hidratáló héjának része. A megkötött víz mennyisége jellemzi az anyagcsere-folyamatok intenzitását.

A víz biológiai szerepe a szervezetben.

• A víz szállító funkciója univerzális oldószerként
• Meghatározza a sók disszociációját, mivel dielektrikum
• Különféle kémiai reakciókban való részvétel: hidratáció, hidrolízis, redox reakciók (például β - zsírsavak oxidációja).

Vízcsere.

A teljes folyadékmennyiség egy felnőtt számára napi 2-2,5 liter. Egy felnőttre jellemző a vízháztartás, i.e. a folyadékbevitel egyenlő a kiürülésével.

A víz folyékony italok formájában jut be a szervezetbe (az elfogyasztott folyadék körülbelül 50%-a), szilárd élelmiszerek részeként. 500 ml endogén víz, amely a szövetekben oxidatív folyamatok eredményeként képződik,

A víz kiürülése a szervezetből a vesén keresztül történik (1,5 l diurézis), párolgás útján a bőr felszínéről, a tüdőből (kb. 1 l), a beleken keresztül (kb. 100 ml).

A víz mozgását befolyásoló tényezők a testben.

A testben lévő víz folyamatosan újraeloszlik a különböző rekeszek között. A víz mozgását a testben számos tényező részvételével végzik, amelyek magukban foglalják:

• különböző sókoncentrációk által létrehozott ozmotikus nyomás (a víz magasabb sókoncentráció felé halad),
• onkotikus nyomás, amelyet a fehérjekoncentráció csökkenése okoz (a víz a magasabb fehérjekoncentráció felé halad)
• a szív által létrehozott hidrosztatikus nyomás

A vízcsere szorosan összefügg a vízcserével Na és K.

Nátrium és kálium csere

Tábornok nátriumtartaloma testben van 100 g Ugyanakkor 50% esik az extracelluláris nátriumra, 45% - a csontokban lévő nátriumra, 5% - az intracelluláris nátriumra. A vérplazmában a nátriumtartalom 130-150 mmol/l, a vérsejtekben - 4-10 mmol/l. Egy felnőtt nátriumszükséglete körülbelül 4-6 g/nap.

Tábornok kálium tartalmaegy felnőtt testében az 160 Ennek a mennyiségnek 90%-a intracellulárisan, 10%-a az extracelluláris térben oszlik el. A vérplazma 4-5 mmol / l-t tartalmaz, a sejtek belsejében - 110 mmol / l. A felnőttek napi káliumszükséglete 2-4 g.

A nátrium és a kálium biológiai szerepe:

• ozmotikus nyomás meghatározása
• meghatározza a víz eloszlását
• vérnyomást hozzon létre
• részt venni (Na ) az aminosavak, monoszacharidok felszívódásában
• a kálium elengedhetetlen a bioszintetikus folyamatokhoz.

A nátrium és a kálium felszívódása a gyomorban és a belekben történik. A nátrium kismértékben lerakódhat a májban. A nátrium és a kálium elsősorban a vesén, kisebb mértékben a verejtékmirigyeken és a beleken keresztül ürül ki a szervezetből.

Részt vesz a nátrium és a kálium újraelosztásában a sejtek és az extracelluláris folyadék közöttnátrium - kálium ATPáz -membránenzim, amely az ATP energiáját használja fel a nátrium- és káliumionok koncentrációgradiens ellenében történő mozgatására. A nátrium és kálium koncentrációjában létrejövő különbség biztosítja a szövet gerjesztésének folyamatát.

A víz-só anyagcsere szabályozása.

A víz és a sók cseréjének szabályozása a központi idegrendszer, a vegetatív idegrendszer és az endokrin rendszer részvételével történik.

A központi idegrendszerben a szervezetben lévő folyadék mennyiségének csökkenésével szomjúságérzet alakul ki. A hipotalamuszban található ivóközpont gerjesztése a víz fogyasztásához és mennyiségének helyreállításához vezet a szervezetben.

A vegetatív idegrendszer az izzadás folyamatának szabályozásával vesz részt a vízanyagcsere szabályozásában.

A víz- és sóanyagcsere szabályozásában részt vevő hormonok közé tartozik az antidiuretikus hormon, a mineralokortikoidok, a natriuretikus hormon.

Antidiuretikus hormona hipotalamuszban szintetizálódik, az agyalapi mirigy hátsó részébe kerül, ahonnan a vérbe kerül. Ez a hormon megtartja a vizet a szervezetben azáltal, hogy fokozza a víz fordított felszívódását a vesékben, és aktiválja bennük az akvaporin fehérje szintézisét.

Aldoszteron hozzájárul a nátrium visszatartásához a szervezetben és a káliumionok elvesztéséhez a vesén keresztül. Úgy gondolják, hogy ez a hormon elősegíti a nátriumcsatorna-fehérjék szintézisét, amelyek meghatározzák a nátrium fordított reabszorpcióját. Aktiválja a Krebs-ciklust és az ATP szintézisét is, amely a nátrium-visszaszívódási folyamatokhoz szükséges. Az aldoszteron aktiválja a fehérjék - kálium-transzporterek - szintézisét, amelyet a kálium fokozott kiválasztódása kísér a szervezetből.

Mind az antidiuretikus hormon, mind az aldoszteron működése szorosan összefügg a vér renin-angiotenzin rendszerével.

Renin-angiotenzív vérrendszer.

A kiszáradás során a veséken keresztüli véráramlás csökkenésével a vesékben proteolitikus enzim termelődik renin, ami lefordítjaangiotenzinogén(α2-globulin) angiotenzin I-re - 10 aminosavból álló peptid. Angiotenzin akció alatt vagyok angiothesin-konvertáló enzim(ACE) további proteolízisen megy keresztül, és átjut a angiotenzin II , köztük 8 aminosav, angiotenzin II összehúzza az ereket, serkenti az antidiuretikus hormon és az aldoszteron termelődését, amelyek növelik a szervezetben lévő folyadék mennyiségét.

Natriuretikus peptida pitvarban termelődik válaszul a szervezetben lévő víz mennyiségének növekedésére és a pitvari nyúlásra. 28 aminosavból áll, diszulfidhidakat tartalmazó ciklikus peptid. A nátriuretikus peptid elősegíti a nátrium és a víz kiválasztását a szervezetből.

A víz-só anyagcsere megsértése.

A víz- és sóanyagcsere-zavarok közé tartozik a kiszáradás, a hiperhidráció, a nátrium és a kálium koncentrációjának eltérése a vérplazmában.

Kiszáradás (kiszáradás) a központi idegrendszer súlyos működési zavarával jár. A kiszáradás okai lehetnek:

• víz éhség,
• bélműködési zavar (hasmenés),
• fokozott tüdővesztés (légszomj, hipertermia),
• fokozott izzadás,
• cukorbetegség és diabetes insipidus.

Hiperhidratációa szervezetben lévő víz mennyiségének növekedése számos kóros állapot esetén megfigyelhető:

• fokozott folyadékbevitel a szervezetben,
• veseelégtelenség,
• keringési zavarok,
• májbetegség

A folyadék felhalmozódásának helyi megnyilvánulása a szervezetbenödéma.

"Éhes" ödéma figyelhető meg a hipoproteinémia miatt fehérjeéhezés, májbetegségek során. A "szív" ödéma akkor fordul elő, ha szívbetegségben a hidrosztatikus nyomás megzavarodik. A "veseödéma" akkor alakul ki, amikor a vérplazma ozmotikus és onkotikus nyomása megváltozik vesebetegségekben

Hyponatremia, hypokalaemiaaz ingerlékenység megsértésével, az idegrendszer károsodásával, a szívritmus megsértésével nyilvánulnak meg. Ezek az állapotok különféle kóros állapotokban fordulhatnak elő:

• veseműködési zavar
• ismételt hányás
• hasmenés
• az aldoszteron, a natriuretikus hormon termelésének megsértése.

A vesék szerepe a víz-só anyagcserében.

A vesékben szűrés, reabszorpció, nátrium, kálium szekréció történik. A vesék működését az aldoszteron, egy antidiuretikus hormon szabályozza. A vesék termelik a renint, a renin kiindulási enzimét, az angiotenzin rendszert. A vesék protonokat választanak ki, és ezáltal szabályozzák a pH-t.

A vízanyagcsere jellemzői gyermekeknél.

Gyermekeknél a teljes víztartalom megnövekszik, ami újszülötteknél eléri a 75%-ot. Gyermekkorban a szervezetben a víz eltérő eloszlása ​​figyelhető meg: az intracelluláris víz mennyisége 30% -ra csökken, ami az intracelluláris fehérjék csökkenésének köszönhető. Ezzel egyidejűleg az extracelluláris víztartalom 45%-ra emelkedett, ami a kötőszövet sejtközi anyagának magasabb hidrofil glikozaminoglikán-tartalmával függ össze.

A víz anyagcseréje a gyermek testében intenzívebben megy végbe. A gyermekek vízszükséglete 2-3-szor nagyobb, mint a felnőtteknél. A gyermekekre jellemző, hogy az emésztőnedvekben nagy mennyiségű víz szabadul fel, amely gyorsan felszívódik. Kisgyerekeknél a szervezetből eltérő vízveszteség aránya: nagyobb arányban ürül ki a víz a tüdőn és a bőrön keresztül. A gyermekekre jellemző a vízvisszatartás a szervezetben (pozitív vízháztartás)

Gyermekkorban a vízanyagcsere instabil szabályozása figyelhető meg, nem alakul ki szomjúságérzet, aminek következtében a kiszáradásra való hajlam fejeződik ki.

Az élet első éveiben a kálium-kiválasztás dominál a nátrium-kiválasztással szemben.

Kalcium-foszfor anyagcsere

Általános tartalom kalcium a testtömeg 2%-a (körülbelül 1,5 kg). 99%-a a csontokban koncentrálódik, 1%-a extracelluláris kalcium. A vérplazma kalciumtartalma egyenlő 2,3-2,8 mmol/l, Ennek a mennyiségnek 50%-a ionizált kalcium, 50%-a fehérjéhez kötött kalcium.

A kalcium funkciói:

• műanyag anyag
• részt vesz az izomösszehúzódásban
• részt vesz a véralvadásban
• számos enzim aktivitásának szabályozója (másodlagos hírvivő szerepét tölti be)

A felnőttek napi kalciumszükséglete 1,5 g A kalcium felszívódása a gyomor-bél traktusban korlátozott. Az étkezési kalcium körülbelül 50%-a szívódik fel a részvétellelkalciumkötő fehérje. A kalcium extracelluláris kationként kalciumcsatornákon keresztül jut be a sejtekbe, lerakódik a szarkoplazmatikus retikulumban és a mitokondriumokban.

Általános tartalom foszfor a testben a testtömeg 1%-a (kb. 700 g). A foszfor 90%-a a csontokban található, 10%-a intracelluláris foszfor. A vérplazmában a foszfortartalom az 1 -2 mmol/l

A foszfor funkciói:

• műanyag funkció
• a macroergs (ATP) része
• nukleinsavak, lipoproteinek, nukleotidok, sók komponense
• a foszfát puffer egy része
• számos enzim aktivitásának szabályozója (enzimek foszforiláció defoszforilációja)

Egy felnőtt napi foszforszükséglete körülbelül 1,5 g A gyomor-bél traktusban a foszfor felszívódása a részvétellel történik.alkalikus foszfatáz.

A kalcium és a foszfor főként a vesén keresztül választódik ki a szervezetből, kis mennyiségben a belekben.

A kalcium-foszfor anyagcsere szabályozása.

A mellékpajzsmirigy hormon, a kalcitonin, a D-vitamin részt vesz a kalcium- és foszfor-anyagcsere szabályozásában.

parathormon növeli a kalcium szintjét a vérben, és egyben csökkenti a foszfor szintjét. A kalciumtartalom növekedése az aktiválással járfoszfatázok, kollagenázokoszteoklasztok, aminek következtében a csontszövet megújulásakor a kalcium „kimosódik” a vérbe. Ezenkívül a parathormon aktiválja a kalcium felszívódását a gyomor-bél traktusban a kalciumkötő fehérje részvételével, és csökkenti a kalcium vesén keresztül történő kiválasztását. A foszfátok a mellékpajzsmirigy hormon hatására, éppen ellenkezőleg, intenzíven ürülnek ki a vesén keresztül.

Kalcitonin csökkenti a kalcium és a foszfor szintjét a vérben. A kalcitonin csökkenti az oszteoklasztok aktivitását, és ezáltal csökkenti a kalcium felszabadulását a csontszövetből.

D-vitamin kolekalciferol, anti-rachitikus vitamin.

D-vitamin zsírban oldódó vitaminokra utal. A napi vitaminszükséglet a 25 mcg. D-vitamin UV-sugarak hatására a bőrben szintetizálódik prekurzorából, a 7-dehidrokoleszterinből, amely fehérjével kombinálva a májba kerül. A májban az oxigenázok mikroszomális rendszerének részvételével az oxidáció a 25. pozícióban történik, 25-hidroxi-kolekalciferol képződésével. Ez a vitamin-prekurzor egy specifikus transzportfehérje részvételével a vesékbe kerül, ahol az első helyen egy második hidroxilezési reakción megy keresztül a képződéssel. a D3-vitamin aktív formája 1,25-dihidrokolekalciferol (vagy kalcitriol). . A vesékben a hidroxilációs reakciót a mellékpajzsmirigy hormon aktiválja, amikor a vér kalciumszintje csökken. Elegendő kalciumtartalom esetén a vesékben inaktív 24,25 (OH) metabolit képződik. A C-vitamin részt vesz a hidroxilezési reakciókban.

1,25 (OH) 2 D 3 a szteroid hormonokhoz hasonlóan működik. A célsejtekbe behatolva kölcsönhatásba lép a sejtmagba vándorló receptorokkal. Az enterocitákban ez a hormonreceptor komplex serkenti a kalciumhordozó fehérje szintéziséért felelős mRNS transzkripcióját. A bélben a kalcium felszívódása fokozódik a kalciumkötő fehérje és a Ca részvételével 2+ - ATPázok. A csontszövetben vitamin D3 serkenti a demineralizációs folyamatot. A vesékben aktiválás vitamin által D3 kalcium-ATP-ázt a kalcium- és foszfát-ionok reabszorpciójának fokozódása kíséri. A kalcitriol részt vesz a csontvelősejtek növekedésének és differenciálódásának szabályozásában. Antioxidáns és daganatellenes hatása van.

A hipovitaminózis angolkórhoz vezet.

A hipervitaminózis súlyos csontdemineralizációhoz, lágyrészek meszesedéséhez vezet.

A kalcium-foszfor metabolizmusának megsértése

Angolkór a csontszövet károsodott mineralizációjában nyilvánul meg. A betegség hátterében hypovitaminosis állhat D3. , napfény hiánya, a szervezet elégtelen érzékenysége a vitaminra. Az angolkór biokémiai tünetei a vér kalcium- és foszforszintjének csökkenése, valamint az alkalikus foszfatáz aktivitásának csökkenése. Gyermekeknél az angolkór az oszteogenezis megsértésével, a csontdeformitásokkal, az izom hipotenziójával és a fokozott neuromuszkuláris ingerlékenységgel nyilvánul meg. Felnőtteknél a hypovitaminosis fogszuvasodáshoz és osteomalaciához, időseknél csontritkuláshoz vezet.

Újszülöttek alakulhatnak kiátmeneti hipokalcémia, hiszen az anya szervezetéből leáll a kalcium bevitel és pajzsmirigy alulműködés figyelhető meg.

Hypocalcaemia, hypophosphataemiaelőfordulhat a mellékpajzsmirigy hormon, a kalcitonin termelésének megsértésével, a gyomor-bél traktus (hányás, hasmenés), a vesék működési zavaraival, obstruktív sárgasággal, törések gyógyulása során.

Vascsere.

Általános tartalom mirigy egy felnőtt szervezetében 5 g A vas főleg intracellulárisan oszlik el, ahol a hem vas dominál: hemoglobin, mioglobin, citokrómok. Az extracelluláris vasat a transzferrin fehérje képviseli. A vérplazmában a vastartalom az 16-19 µmol/l, vörösvértestekben - 19 mmol/l. O A vasanyagcsere felnőtteknél az 20-25 mg/nap . Ennek a mennyiségnek a legnagyobb része (90%) endogén vas, amely az eritrociták lebontása során szabadul fel, 10% az exogén vas, amelyet élelmiszerek részeként szállítanak.

A vas biológiai funkciói:

• a szervezetben zajló redox folyamatok nélkülözhetetlen összetevője
• oxigénszállítás (a hemoglobin részeként)
• oxigén lerakódása (a mioglobin összetételében)
• antioxidáns funkció (a kataláz és a peroxidáz részeként)
• serkenti az immunválaszt a szervezetben

A vas felszívódása a bélben történik, és korlátozott folyamat. Úgy tartják, hogy az élelmiszerekben lévő vas 1/10-e felszívódik. Az élelmiszerek oxidált 3 vegyértékű vasat tartalmaznak, amely a gyomor savas környezetében átalakul F e 2+ . A vas felszívódása több szakaszban megy végbe: belép az enterocitákba a nyálkahártya-mucin részvételével, az enterocita enzimek intracelluláris transzportja és a vas átmenete a vérplazmába. A vas felszívódásában részt vevő fehérje apoferritin, amely megköti a vasat és a bélnyálkahártyában maradva vasraktárt hoz létre. A vasanyagcsere ezen szakasza szabályozó jellegű: az apoferritin szintézise csökken a szervezet vashiányával.

A felszívódott vas a transzferrin fehérje részeként kerül szállításra, ahol oxidálódikceruloplazmin F e 3+-ig , ami a vas oldhatóságának növekedését eredményezi. A transzferrin kölcsönhatásba lép a szöveti receptorokkal, amelyek száma nagyon változó. A csere ezen szakasza is szabályozási jellegű.

A vas ferritin és hemosiderin formájában rakódik le. ferritin máj vízoldható fehérje, amely legfeljebb 20% F e 2+ foszfát vagy hidroxid formájában. Hemosiderin oldhatatlan fehérje, legfeljebb 30% F e 3+ , összetételében poliszacharidokat, nukleotidokat, lipideket ..

A vas kiválasztódása a szervezetből a bőr és a belek hámló hámjának részeként történik. Kis mennyiségű vas a vesén keresztül epével és nyállal távozik.

A vasanyagcsere leggyakoribb patológiája azVashiányos vérszegénység.Lehetséges azonban a szervezet vassal való túltelítése is a hemosziderin felhalmozódásával és fejlődésével. hemochromatosis.

SZÖVETI BIOKÉMIA

A kötőszövet biokémiája.

A különböző típusú kötőszövetek egyetlen elv szerint épülnek fel: a rostok (kollagén, elasztin, retikulin) és különféle sejtek (makrofágok, fibroblasztok és más sejtek) nagy tömegű intercelluláris alapanyagban (proteoglikánok és retikuláris glikoproteinek) oszlanak el.

A kötőszövet számos funkciót lát el:

• támogató funkció (csontváz),
• gát funkció
• metabolikus funkció (a szövet kémiai összetevőinek szintézise a fibroblasztokban),
• lerakódási funkció (a melanin felhalmozódása a melanocitákban),
• reparatív funkció (részvétel a sebgyógyulásban),
• részvétel a víz-só anyagcserében (a proteoglikánok megkötik az extracelluláris vizet)

A fő intercelluláris anyag összetétele és cseréje.

Proteoglikánok (lásd szénhidrátkémia) és glikoproteinek (uo.).

Glikoproteinek és proteoglikánok szintézise.

A proteoglikánok szénhidrát komponensét a glikozaminoglikánok (GAG) képviselik, amelyek magukban foglalják az acetilaminocukrokat és az uronsavakat. Szintézisük kiindulási anyaga a glükóz.

1. glükóz-6-foszfát → fruktóz-6-foszfát glutamin → glükózamin.
2. glükóz → UDP-glükóz →UDP - glükuronsav
3. glükózamin + UDP-glükuronsav + FAPS → GAG
4. GAG + fehérje → proteoglikán

proteoglikánok és glikoproteinek lebontásaKülönféle enzimek végzik: hialuronidáz, iduronidáz, hexaminidáz, szulfatáz.

A kötőszöveti fehérje anyagcsere.

Kollagén csere

A kötőszövet fő fehérje a kollagén (a szerkezetet lásd a „Fehérjekémia” részben). A kollagén egy polimorf fehérje, amely összetételében különböző polipeptidlánc-kombinációkat tartalmaz. Az emberi szervezetben az 1, 2, 3 típusú kollagén fibrillumképző formái dominálnak.

Kollagén szintézise.

A kollagén szintézise a firoblasztokban és az extracelluláris térben történik, több szakaszból áll. Az első szakaszban a prokollagén szintetizálódik (amelyet 3 polipeptid lánc képvisel, amelyek további N és C-végi fragmensek). Ezután a prokollagén poszttranszlációs módosulása kétféle módon történik: oxidációval (hidroxilációval) és glikozilációval.

1. a lizin és a prolin aminosavak enzimek részvételével oxidálódnaklizin-oxigenáz, prolin-oxigenáz, vasionok és C-vitamin.A keletkező hidroxi-lizin, a hidroxiprolin részt vesz a kollagén keresztkötéseinek kialakításában
2. a szénhidrát komponens rögzítése enzimek részvételével történikglikozil-transzferázok.

A módosított prokollagén belép az intercelluláris térbe, ahol részleges proteolízisen megy keresztül a terminális hasításával N és C fragmentumok. Ennek eredményeként a prokollagén átalakul tropokollagén - kollagén rostok szerkezeti blokkja.

Kollagén lebontása.

A kollagén egy lassan cserélődő fehérje. A kollagén lebontását az enzim végzi kollagenáz. Ez egy cinktartalmú enzim, amelyet prokollagenázként szintetizálnak. A prokollagenáz aktiválódiktripszin, plazmin, kallikreinrészleges proteolízissel. A kollagenáz a molekula közepén lévő kollagént nagy darabokra bontja, amelyeket a cinktartalmú enzimek tovább bontanak. zselatinázok.

"C" vitamin, aszkorbinsav, antiskorbutikus vitamin

A C-vitamin nagyon fontos szerepet játszik a kollagén anyagcserében. Kémiai természeténél fogva laktonsav, szerkezetében hasonló a glükózhoz. A felnőttek napi aszkorbinsavszükséglete 50 100 mg. A C-vitamin megtalálható a gyümölcsökben és zöldségekben. A C-vitamin szerepe a következő:

• részt vesz a kollagén szintézisében,
• részt vesz a tirozin metabolizmusában,
• részt vesz a folsav THFA-vá történő átalakulásában,
• egy antioxidáns

A "C" avitaminózis megnyilvánul skorbut (ínygyulladás, vérszegénység, vérzés).

Elasztin csere.

Az elasztin cseréje nem teljesen ismert. Úgy gondolják, hogy az elasztin szintézise proelasztin formájában csak az embrionális időszakban történik. Az elasztin lebontását a neutrofil enzim végzi elasztáz , amely inaktív proelastázként szintetizálódik.

A kötőszövet összetételének és anyagcseréjének jellemzői gyermekkorban.

• Magasabb proteoglikán tartalom,
• A GAG-ok eltérő aránya: több hialuronsav, kevesebb kondrottin-szulfát és keratán-szulfát.
• A 3-as típusú kollagén dominál, kevésbé stabil és gyorsabban cserélődik.
• A kötőszöveti komponensek intenzívebb cseréje.

Kötőszöveti rendellenességek.

A glükózaminoglikánok és proteoglikánok metabolizmusának lehetséges veleszületett rendellenességeimukopoliszacharidózisok.A kötőszöveti betegségek második csoportja az kollagenózis, különösen a reuma. A kollagenózisokban a kollagén pusztulása figyelhető meg, melynek egyik tünete azhidroxiprolinuria

A harántcsíkolt izomszövet biokémiája

Az izmok kémiai összetétele: 80-82% víz, 20% száraz maradék. A száraz maradék 18%-a a fehérjékre esik, a többit nitrogéntartalmú, nem fehérjetartalmú anyagok, lipidek, szénhidrátok és ásványi anyagok teszik ki.

Izomfehérjék.

Az izomfehérjék három típusra oszthatók:

1. a szarkoplazmatikus (vízben oldódó) fehérjék az összes izomfehérje 30%-át teszik ki
2. A miofibrilláris (sóban oldódó) fehérjék az összes izomfehérje 50%-át teszik ki
3. a stromális (vízben oldhatatlan) fehérjék az összes izomfehérje 20%-át teszik ki

Myofibrilláris fehérjékmiozin, aktin, (fő fehérjék) tropomiozin és troponin (kisebb fehérjék) képviseli.

Miozin - a miofibrillumok vastag filamentumaiból álló fehérje, molekulatömege körülbelül 500 000 nap, két nehéz láncból és 4 könnyű láncból áll. A miozin a globuláris-fibrilláris fehérjék csoportjába tartozik. A könnyű láncok gömb alakú "fejeit" és a nehéz láncok fibrilláris "farkát" váltogatja. A miozin "feje" enzimatikus ATPáz aktivitással rendelkezik. A miozin a miofibrilláris fehérjék 50%-át teszi ki.

Actin két formában kerül bemutatásra gömb alakú (G-forma), fibrilláris (F-forma). G-alakú molekulatömege 43 000 d. F - Az aktin formája gömb alakú, csavart szálak formája G -formák. Ez a fehérje a myofibrilláris fehérjék 20-30%-át teszi ki.

Tropomiozin - 65 000 g molekulatömegű minor fehérje, ovális rúd alakú, az aktív filamentum mélyedéseibe illeszkedik, "szigetelő" funkciót tölt be az aktív és a miozin filamentum között.

Troponin A Ca egy függő fehérje, amely megváltoztatja szerkezetét a kalciumionokkal való kölcsönhatás során.

Szarkoplazmatikus fehérjéka mioglobin, az enzimek, a légzőlánc komponensei képviselik.

Stromális fehérjék - kollagén, elasztin.

Az izmok nitrogéntartalmú kivonóanyagai.

A nitrogéntartalmú, nem fehérjetartalmú anyagok közé tartoznak a nukleotidok (ATP), aminosavak (különösen glutamát), izomdipeptidek (karnozin és anszerin). Ezek a dipeptidek befolyásolják a nátrium- és kalciumpumpák munkáját, aktiválják az izmok munkáját, szabályozzák az apoptózist, antioxidánsok. A nitrogéntartalmú anyagok közé tartozik a kreatin, a foszfokreatin és a kreatinin. A kreatin a májban szintetizálódik, és az izmokba kerül.

Szerves nitrogénmentes anyagok

Az izmok minden osztályt tartalmaznak lipidek. Szénhidrát glükóz, glikogén és a szénhidrát anyagcsere termékei (laktát, piruvát) képviselik.

Ásványok

Az izmok sok ásványi anyagot tartalmaznak. A legmagasabb koncentrációban kalcium, nátrium, kálium, foszfor.

Az izomösszehúzódás és relaxáció kémiája.

A harántcsíkolt izmok gerjesztésekor kalciumionok szabadulnak fel a szarkoplazmatikus retikulumból a citoplazmába, ahol a Ca koncentrációja 2+ 10-re nő-3 imádkozik. A kalciumionok kölcsönhatásba lépnek a troponin szabályozó fehérjével, megváltoztatva annak konformációját. Ennek eredményeként a tropomiozin szabályozó fehérje elmozdul az aktinrost mentén, és felszabadulnak az aktin és a miozin közötti kölcsönhatások. A miozin ATPáz aktivitása aktiválódik. Az ATP energiája miatt a miozin "fejének" a "farokhoz" viszonyított dőlésszöge megváltozik, és ennek eredményeként az aktin filamentumok elcsúsznak a miozin filamentumokhoz képest.izomösszehúzódás.

Az impulzusok megszűnésekor a kalciumionok az ATP energiájának köszönhetően Ca-ATP-áz részvételével a szarkoplazmatikus retikulumba „pumpálódnak”. Ca koncentráció 2+ a citoplazmában 10-re csökken-7 mol, ami troponin felszabadulásához vezet a kalciumionokból. Ez viszont az aktin és a miozin kontraktilis fehérjék tropomiozin fehérje általi izolálásával jár. izomlazítás.

Az izomösszehúzódáshoz a következőket alkalmazzuk egymás után:energiaforrások:

1. korlátozott mennyiségű endogén ATP
2. jelentéktelen kreatin-foszfát-készlet
3. ATP képződése 2 ADP molekula következtében a miokináz enzim részvételével

(2 ADP → AMP + ATP)

1. anaerob glükóz oxidáció
2. glükóz, zsírsavak, acetontestek oxidációjának aerob folyamatai

Gyermekkorbanaz izmok víztartalma megnövekszik, a myofibrilláris fehérjék aránya kisebb, a stromális fehérjék szintje magasabb.

A harántcsíkolt izmok kémiai összetételének és működésének megsértése magában foglalja myopathia, amelyben megsértik az izomzat energiaanyagcseréjét és csökken a myofibrilláris kontraktilis fehérjék tartalma.

Az idegszövet biokémiája.

Az agy szürkeállománya (az idegsejtek teste) és a fehérállomány (axonok) víz- és lipidtartalmában különbözik. A szürke- és fehérállomány kémiai összetétele:

agyi fehérjék

agyi fehérjékoldhatóságában különböznek. Kiosztvízben oldódó(sóban oldódó) idegszöveti fehérjék, amelyek közé tartoznak a neuroalbuminok, neuroglobulinok, hisztonok, nukleoproteinek, foszfoproteinek ésvízben oldhatatlan(sóban oldhatatlan), amelyek közé tartozik a neurokollagén, neuroelasztin, neurosztromin.

Nitrogéntartalmú, nem fehérjetartalmú anyagok

Az agy nem fehérje nitrogéntartalmú anyagait aminosavak, purinok, húgysav, karnozin-dipeptid, neuropeptidek, neurotranszmitterek képviselik. Az aminosavak közül a glutamát és az aszpatrát, amelyek az agy serkentő aminosavaihoz kapcsolódnak, nagyobb koncentrációban találhatók meg.

Neuropeptidek (neuroenkefalinok, neuroendorfinek) ezek olyan peptidek, amelyek morfinszerű fájdalomcsillapító hatásúak. Immunmodulátorok, neurotranszmitter funkciót látnak el. neurotranszmitterek A noradrenalin és az acetilkolin biogén aminok.

Agyi lipidek

A lipidek a szürkeállomány nedves tömegének 5%-át, a fehérállomány nedves tömegének 17%-át, az agy száraz tömegének 30-70%-át teszik ki. Az idegszövet lipidjeit a következők képviselik:

• szabad zsírsavak (arachidon, cerebronic, idegsav)
• foszfolipidek (acetalfoszfatidok, szfingomielinek, kolinfoszfatidok, koleszterin)
• szfingolipidek (gangliozidok, cerebrozidok)

A zsírok eloszlása ​​a szürke- és fehérállományban egyenetlen. A szürkeállományban alacsonyabb a koleszterintartalom, magas a cerebrozid-tartalom. A fehérállományban a koleszterin és a gangliozidok aránya magasabb.

agyi szénhidrátok

A szénhidrátok nagyon alacsony koncentrációban találhatók az agyszövetben, ami a glükóz idegszövetben történő aktív felhasználásának a következménye. A szénhidrátokat a glükóz 0,05% koncentrációban képviseli, a szénhidrát-anyagcsere metabolitjai.

Ásványok

A nátrium, kalcium, magnézium meglehetősen egyenletesen oszlik el a szürke- és fehérállományban. A fehérállományban megnövekedett a foszfor koncentrációja.

Az idegszövet fő funkciója az idegimpulzusok vezetése és továbbítása.

Idegimpulzus levezetése

Az idegimpulzus vezetése a sejteken belüli és kívüli nátrium- és káliumkoncentráció változásával jár. Amikor egy idegrost gerjesztett, a neuronok és folyamataik nátrium-permeabilitása élesen megnő. Az extracelluláris térből a nátrium bejut a sejtekbe. A kálium felszabadulása a sejtekből késik. Ennek eredményeként töltés jelenik meg a membránon: a külső felület negatív, a belső felület pedig pozitív töltést kap.akciós potenciál. A gerjesztés végén nátriumionok „kipumpálódnak” az extracelluláris térbe K részvételével, Na -ATPáz, és a membrán feltöltődik. Kívül pozitív töltés van, belül - negatív töltés - van nyugalmi potenciál.

Idegimpulzus átvitele

Az idegimpulzus átvitele a szinapszisokban a szinapszisokban történik neurotranszmitterek segítségével. A klasszikus neurotranszmitterek az acetilkolin és a noradrenalin.

Az acetilkolint acetil-CoA-ból és kolinból szintetizálják az enzim részvételévelacetilkolin transzferáz, felhalmozódik a szinaptikus vezikulákban, felszabadul a szinaptikus hasadékba és kölcsönhatásba lép a posztszinaptikus membrán receptoraival. Az acetilkolint egy enzim bontja le kolinészteráz.

A noradrenalin tirozinból szintetizálódik, amelyet az enzim roncsolmonoamin-oxidáz.

A GABA (gamma-amino-vajsav), a szerotonin és a glicin közvetítőként is működhet.

Az idegszövet anyagcseréjének jellemzőia következő:

• a vér-agy gát jelenléte korlátozza az agy permeabilitását számos anyaggal szemben,
• aerob folyamatok dominálnak
• A glükóz a fő energiaforrás

Gyermekeknél a születés idejére a neuronok 2/3-a kialakult, a többi az első év során. Egy éves gyermek agyának tömege körülbelül 80% -a egy felnőtt agyának. Az agy érésének folyamatában a lipidek tartalma élesen növekszik, és a mielinizációs folyamatok aktívan zajlanak.

A máj biokémiája.

A májszövet kémiai összetétele: 80% víz, 20% száraz maradék (fehérjék, nitrogéntartalmú anyagok, lipidek, szénhidrátok, ásványi anyagok).

A máj részt vesz az emberi test minden típusú anyagcseréjében.

szénhidrát anyagcsere

A májban aktívan megy végbe a glikogén szintézise és lebontása, a glükoneogenezis, megtörténik a galaktóz és fruktóz asszimilációja, aktív a pentóz-foszfát út.

lipid anyagcsere

A májban triacilglicerinek, foszfolipidek, koleszterin szintézise, ​​lipoproteinek (VLDL, HDL) szintézise, ​​epesavak szintézise koleszterinből, acetontestek szintézise, ​​amelyek aztán a szövetekbe kerülnek,

nitrogén anyagcsere

A májat a fehérjék aktív metabolizmusa jellemzi. Szintetizálja az összes albumint és a vérplazma legtöbb globulinját, véralvadási faktorokat. A májban szintén létrejön egy bizonyos testfehérje-tartalék. A májban az aminosav-katabolizmus aktívan zajlik - dezamináció, transzamináció, karbamid szintézis. A hepatocitákban a purinok lebomlanak a húgysav képződésével, a nitrogéntartalmú anyagok - kolin, kreatin - szintézisével.

Antitoxikus funkció

A máj az exogén (gyógyszerek) és az endogén toxikus anyagok (bilirubin, fehérjék bomlástermékei, ammónia) semlegesítésének legfontosabb szerve. A mérgező anyagok méregtelenítése a májban több szakaszban történik:

1. növeli a semlegesített anyagok polaritását és hidrofilitását azáltal oxidáció (indol indoxil), hidrolízis (acetilszalicil → ecet + szalicilsav), redukció stb.
2. konjugáció glükuronsavval, kénsavval, glikokollal, glutationnal, metallotioneinnel (nehézfémek sóihoz)

A biotranszformáció eredményeként a toxicitás általában jelentősen csökken.

pigmentcsere

A máj részvétele az epe pigmentek metabolizmusában a bilirubin semlegesítésében, az urobilinogén elpusztításában áll.

Porfirin csere:

A máj porfobilinogént, uroporfirinogént, koproporfirinogént, protoporfirint és hemet szintetizál.

Hormoncsere

A máj aktívan inaktiválja az adrenalint, a szteroidokat (konjugáció, oxidáció), a szerotonint és más biogén aminokat.

Víz-só csere

A máj közvetve részt vesz a víz-só anyagcserében az onkotikus nyomást meghatározó vérplazmafehérjék szintézisével, az angiotenzinogén, az angiotenzin prekurzora szintézisével. II.

Ásványcsere

: A májban a vas, a réz lerakódása, a ceruloplazmin és a transzferrin transzportfehérjék szintézise, ​​ásványi anyagok kiválasztása az epében.

A korai gyermekkora májfunkciók fejlődési stádiumban vannak, megsértésük lehetséges.

Irodalom

Barker R.: Demonstratív idegtudomány. - M.: GEOTAR-Média, 2005

I.P. Ashmarin, E.P. Karazeeva, M.A. Karabasova és mások: Patológiai élettan és biokémia. - M.: Vizsga, 2005

Kvetnaya T.V.: A melatonin az életkorral összefüggő patológiák neuroimmun-endokrin markere. - Szentpétervár: DEAN, 2005

Pavlov A.N.: Ökológia: racionális környezetgazdálkodás és életbiztonság. - M.: Felsőiskola, 2005

Pechersky A.V.: Részleges korral összefüggő androgénhiány. - SPb.: SPbMAPO, 2005

Szerk. Yu.A. Ershov; Rec. NEM. Kuzmenko: Általános kémia. Biofizikai kémia. A biogén elemek kémiája. - M.: Felsőiskola, 2005

T.L. Aleinikova és mások; Szerk. E.S. Severina; Lektor: D.M. Nikulina, Z.I. Mikashenovich, L.M. Pustovalova: Biokémia. - M.: GEOTAR-MED, 2005

Tyukavkina N.A.: Bioszerves kémia. - M.: Túzok, 2005

Zhizhin GV: Kémiai reakciók és biológiai populációk önszabályozó hullámai. - Szentpétervár: Nauka, 2004

Ivanov V.P.: Sejtmembránok fehérjéi és vaszkuláris dystonia emberben. - Kurszk: KSMU KMI, 2004

Növényélettani Intézet im. K.A. Timiryazev RAS; Ismétlés. szerk. V.V. Kuznyecov: Andrej Lvovics Kursanov: Élet és munka. - M.: Nauka, 2004

Komov V.P.: Biokémia. - M.: Túzok, 2004

Egyéb kapcsolódó munkák, amelyek érdekelhetik.vshm>
21479.		FEHÉRJÉNYCSERE	150,03 KB
	A nitrogénmérlegnek három típusa van: nitrogénmérleg pozitív nitrogénmérleg negatív nitrogénmérleg Pozitív nitrogénmérleg esetén a nitrogén bevitele felülmúlja annak felszabadulását. Vesebetegség esetén téves pozitív nitrogénegyensúly lehetséges, amelyben a nitrogén-anyagcsere végtermékei késnek a szervezetben. Negatív nitrogénmérleg esetén a nitrogénkiválasztás dominál a bevitellel szemben. Ez az állapot olyan betegségekkel lehetséges, mint a tuberkulózis, a reuma, az onkológiai ...
21481.		A LIPID ANYAGCSERE ÉS FUNKCIÓI	194,66 KB
	A zsírok közé tartoznak a különféle alkoholok és zsírsavak. Az alkoholokat a glicerin, a szfingozin és a koleszterin képviseli.Az emberi szövetekben a hosszú szénláncú, páros szénatomszámú zsírsavak dominálnak. Tegyünk különbséget telített és telítetlen zsírsavak között...
385.		A SZÉNHIDRÁTOK FELÉPÍTÉSE ÉS ANYAGCSERE	148,99 KB
	A glükóz és a glikogén szerkezete és biológiai szerepe. Hexóz-difoszfát út a glükóz lebontásához. A szénhidrátok nyitott láncú és ciklikus formái Az ábrán a glükózmolekula nyitott lánc és ciklikus szerkezet formájában látható. A glükóz típusú hexózokban az első szénatom az ötödik szénatomnál oxigénnel egyesül, ami egy hattagú gyűrű kialakulását eredményezi.
7735.		A KOMMUNIKÁCIÓ MINT INFORMÁCIÓCSERE	35,98 KB
	Az információ mintegy 70 százaléka non-verbális kommunikációs csatornákon keresztül kerül továbbításra a kommunikáció során, és csak 30 százaléka verbális úton. Ezért nem egy szó mondhat többet az emberről, hanem egy tekintet, az arckifejezés, a plasztikus testhelyzetek, gesztusok, a testmozgások, az interperszonális távolság, a ruházat és egyéb non-verbális kommunikációs eszközök. A non-verbális kommunikáció fő feladatai tehát a következők tekinthetők: a pszichológiai kontaktus kialakítása és fenntartása, a kommunikációs folyamat szabályozása, a kommunikációs folyamatok szabályozása, a kommunikációs folyamatok szabályozása. új értelmes árnyalatok hozzáadása a verbális szöveghez; a szavak helyes értelmezése;...
6645.		Anyagcsere és energia (anyagcsere)	39,88 KB
	Anyagok bejutása a sejtbe. A cukorsók és más ozmotikusan aktív anyagok oldatainak tartalma miatt a sejteket bizonyos ozmotikus nyomás jellemzi bennük. A sejten belüli és kívüli anyagok koncentrációja közötti különbséget koncentrációgradiensnek nevezzük.
21480.		A NUKLEINSAVAK ANYAGCSERE ÉS FUNKCIÓI	116,86 KB
	Dezoxiribonukleinsav A nitrogéntartalmú bázisokat a DNS-ben az adenin-guanin timin citozin szénhidrát - dezoxiribóz képviseli. A DNS fontos szerepet játszik a genetikai információ tárolásában. Az RNS-től eltérően a DNS-nek két polinukleotid lánca van. A DNS molekulatömege körülbelül 109 dalton.
386.		A ZSÍROK ÉS ZSÍROIDOK SZERKEZETE, ANYAGCSERE	724,43 KB
	A lipidek összetételében számos és változatos szerkezeti komponenst találtak: magasabb zsírsavak, alkoholok, aldehidek, szénhidrátok, nitrogénbázisok, aminosavak, foszforsav stb. A zsírokat alkotó zsírsavakat telített és telítetlenekre osztják. Zsírsavak Néhány élettanilag fontos telített zsírsav C atomok száma Triviális név Szisztematikus név Egy vegyület kémiai képlete...
10730.		Nemzetközi technológiai csere. Szolgáltatások nemzetközi kereskedelme	56,4 KB
	Szállítási szolgáltatások a világpiacon. A fő különbség az, hogy a szolgáltatásoknak általában nincs megvalósult formája, bár számos szolgáltatás megszerzi azt, például: számítógépes programok mágneses adathordozója, különféle papírra nyomtatott dokumentáció stb. és főként egyszerre fogyasztják, és nem raktározhatók. olyan helyzet, amikor a szolgáltatás eladója és vásárlója nem költözik át a határon, csak a szolgáltatás lép át.
4835.		A vas anyagcseréje és a vas anyagcsere megsértése. Hemosederosis	138,5 KB
	A vas esszenciális nyomelem, amely részt vesz a légzésben, a vérképzésben, az immunbiológiai és redox reakciókban, és több mint 100 enzim része. A vas a hemoglobin és a myohemoglobin nélkülözhetetlen összetevője. Egy felnőtt ember szervezete körülbelül 4 g vasat tartalmaz, ennek több mint fele (kb. 2,5 g) a hemoglobin vas.

ELŐADÁSTANFOLYAM

AZ ÁLTALÁNOS BIOKÉMIÁRÓL

8. modul. A víz-só anyagcsere és a sav-bázis állapot biokémiája

Jekatyerinburg,

24. ELŐADÁS

Téma: Víz-só és ásványi anyag anyagcsere

Karok: orvosi és prevenciós, orvosi és megelőző, gyermekgyógyászati.

Víz-só csere - a szervezet víz és bázikus elektrolitjainak (Na +, K +, Ca 2+, Mg 2+, Cl -, HCO 3 -, H 3 PO 4) cseréje.

elektrolitok - olyan anyagok, amelyek oldatban anionokká és kationokká disszociálnak. Mértékük mol/l-ben történik.

Nem elektrolitok- oldatban nem disszociáló anyagok (glükóz, kreatinin, karbamid). Ezeket g / l-ben mérik.

Ásványcsere - bármely ásványi komponens cseréje, beleértve azokat is, amelyek nem befolyásolják a test folyékony közegének fő paramétereit.

Víz - minden testnedv fő összetevője.

A víz biológiai szerepe

A víz a legtöbb szerves (kivéve lipidek) és szervetlen vegyület univerzális oldószere.

A víz és a benne oldott anyagok megteremtik a szervezet belső környezetét.

A víz biztosítja az anyagok és a hőenergia szállítását a szervezetben.

A szervezet kémiai reakcióinak jelentős része a vizes fázisban megy végbe.

A víz részt vesz a hidrolízis, hidratálás, dehidratáció reakcióiban.

Meghatározza a hidrofób és hidrofil molekulák térbeli szerkezetét és tulajdonságait.

A GAG-val együtt a víz szerkezeti funkciót tölt be.

A testnedvek általános tulajdonságai

Minden testnedvet közös tulajdonságok jellemeznek: térfogat, ozmotikus nyomás és pH-érték.

Hangerő. Minden szárazföldi állatnál a folyadék testtömegének körülbelül 70%-át teszi ki.

A víz eloszlása ​​a szervezetben az életkortól, nemtől, izomtömegtől, testalkattól és zsírtartalomtól függ. A különböző szövetek víztartalma a következőképpen oszlik meg: tüdő, szív és vese (80%), vázizmok és agy (75%), bőr és máj (70%), csontok (20%), zsírszövet (10%). . Általában a sovány embereknek kevesebb a zsírjuk és több a vízük. Férfiaknál a víz a testtömeg 60%-át, a nőknél a testtömeg 50%-át teszi ki. Az idősebb embereknek több a zsírjuk és kevesebb az izomzatuk. A 60 év feletti férfiak és nők szervezete átlagosan 50%, illetve 45% vizet tartalmaz.

Teljes vízmegvonás esetén a halál 6-8 nap után következik be, amikor a szervezetben lévő víz mennyisége 12%-kal csökken.

Minden testfolyadék intracelluláris (67%) és extracelluláris (33%) készletekre oszlik.

extracelluláris medence (celluláris tér) a következőkből áll:

intravaszkuláris folyadék;

Intersticiális folyadék (intercelluláris);

Transzcelluláris folyadék (a mellhártya, a szívburok, a peritoneális üregek és a szinoviális tér folyadéka, a cerebrospinális és intraokuláris folyadék, a verejték, a nyál- és könnymirigyek szekréciója, a hasnyálmirigy, a máj, az epehólyag, a gyomor-bél traktus és a légutak szekréciója).

A medencék között intenzív folyadékcsere zajlik. A víz egyik szektorból a másikba való mozgása az ozmotikus nyomás változásával történik.

ozmotikus nyomás - Ez a vízben oldott összes anyag által kifejtett nyomás. Az extracelluláris folyadék ozmotikus nyomását főként a NaCl koncentrációja határozza meg.

Az extracelluláris és intracelluláris folyadékok összetételében és az egyes komponensek koncentrációjában jelentősen eltérnek egymástól, de az ozmotikusan aktív anyagok összkoncentrációja megközelítőleg azonos.

pH a protonkoncentráció negatív decimális logaritmusa. A pH-érték a szervezetben a savak és bázisok képződésének intenzitásától, pufferrendszerek általi semlegesítésétől és a vizelettel, kilégzett levegővel, verejtékkel és széklettel a szervezetből történő eltávolításától függ.

Az anyagcsere jellemzőitől függően a pH-érték markánsan eltérhet mind a különböző szövetek sejtjein belül, mind ugyanazon sejt különböző részeiben (semleges savasság a citoszolban, erősen savas a lizoszómákban és a mitokondriumok membránközi terében). A különböző szervek és szövetek sejtközi folyadékában, valamint a vérplazmában a pH-érték, valamint az ozmotikus nyomás viszonylag állandó érték.

A víz az élő szervezet legfontosabb alkotóeleme. Az élőlények nem létezhetnek víz nélkül. Víz nélkül az ember kevesebb, mint egy hét alatt meghal, míg táplálék nélkül, de vizet kapva több mint egy hónapig élhet. A víz 20%-ának elvesztése a szervezetben halálhoz vezet. A szervezetben a víztartalom a testtömeg 2/3-a, és az életkorral változik. A víz mennyisége a különböző szövetekben eltérő. Az ember napi vízszükséglete körülbelül 2,5 liter. Ezt a vízszükségletet a folyadékok és élelmiszerek szervezetbe juttatásával fedezik. Ezt a vizet exogénnek tekintik. A vizet, amely a szervezetben a fehérjék, zsírok és szénhidrátok oxidatív lebomlása következtében képződik, endogénnek nevezzük.

A víz az a közeg, amelyben a legtöbb cserereakció végbemegy. Közvetlenül részt vesz az anyagcserében. A víznek bizonyos szerepe van a test hőszabályozási folyamataiban. A víz segítségével a tápanyagok eljutnak a szövetekbe, sejtekbe, és eltávolítják belőlük az anyagcsere végtermékeit.

A víz kiválasztódását a szervezetből a vesék végzik - 1,2-1,5 liter, a bőr - 0,5 liter, a tüdő - 0,2-0,3 liter. A vízcserét a neuro-hormonális rendszer szabályozza. A szervezetben a vízvisszatartást a mellékvesekéreg hormonjai (kortizon, aldoszteron) és az agyalapi mirigy hátsó részének vazopresszin hormonja segíti elő. A pajzsmirigyhormon, a tiroxin fokozza a víz kiválasztását a szervezetből.
^

ÁSVÁNYANYAGCSERE

Az ásványi sók az élelmiszerekhez nélkülözhetetlen anyagok közé tartoznak. Az ásványi elemek tápértékkel nem rendelkeznek, de a szervezetnek szüksége van rájuk, mint az anyagcsere szabályozásában, az ozmotikus nyomás fenntartásában részt vevő anyagokra, a szervezet intra- és extracelluláris folyadékának állandó pH-értékének biztosítására. Számos ásványi elem az enzimek és vitaminok szerkezeti összetevője.

Az emberek és állatok szervei és szövetei makro- és mikroelemeket tartalmaznak. Ez utóbbiak nagyon kis mennyiségben találhatók meg a szervezetben. Különböző élő szervezetekben, mint például az emberi szervezetben, a legnagyobb mennyiségben oxigén, szén, hidrogén és nitrogén található. Ezek az elemek, valamint a foszfor és a kén különböző vegyületek formájában az élő sejtek részét képezik. A makroelemek közé tartozik még a nátrium, a kálium, a kalcium, a klór és a magnézium. Az állatok szervezetében található mikroelemek közül a következőket találtuk: réz, mangán, jód, molibdén, cink, fluor, kobalt stb. A vas a makro- és mikroelemek között köztes helyet foglal el.

Az ásványi anyagok csak étellel kerülnek a szervezetbe. Majd a bélnyálkahártyán és az ereken keresztül a portális vénába és a májba. Néhány ásványi anyag visszatart a májban: nátrium, vas, foszfor. A vas a hemoglobin része, részt vesz az oxigén átvitelében, valamint a redox enzimek összetételében. A kalcium a csontszövet része, és erőt ad neki. Ezenkívül fontos szerepet játszik a véralvadásban. Nagyon jó a szervezet számára a foszfor, amely a szabad (szervetlen) mellett megtalálható a fehérjékkel, zsírokkal és szénhidrátokkal alkotott vegyületekben. A magnézium szabályozza a neuromuszkuláris ingerlékenységet, számos enzimet aktivál. A kobalt a B12-vitamin része. A jód részt vesz a pajzsmirigyhormonok képződésében. A fluor a fogak szöveteiben található. A nátrium és a kálium nagy jelentőséggel bír a vér ozmotikus nyomásának fenntartásában.

Az ásványi anyagok anyagcseréje szorosan összefügg a szerves anyagok (fehérjék, nukleinsavak, szénhidrátok, lipidek) anyagcseréjével. Például a kobalt, mangán, magnézium és vas ionjai szükségesek a normál aminosav-anyagcseréhez. A klórionok aktiválják az amilázt. A kalciumionok aktiválják a lipázt. A zsírsav-oxidáció erőteljesebb réz- és vasionok jelenlétében.
^

12. FEJEZET VITAMINOK

A vitaminok alacsony molekulatömegű szerves vegyületek, amelyek az élelmiszerek alapvető összetevői. Az állati szervezetben nem szintetizálódnak. Az emberi szervezet és az állatok fő forrása a növényi táplálék.

A vitaminok biológiailag aktív anyagok. Táplálkozásuk hiányát vagy hiányát a létfontosságú folyamatok éles megzavarása kíséri, ami súlyos betegségek előfordulásához vezet. A vitaminok iránti igény annak tudható be, hogy sok közülük enzimek és koenzimek összetevői.

Kémiai szerkezetük szerint a vitaminok igen változatosak. Két csoportra oszthatók: vízben oldódó és zsírban oldódó.

^ VÍZOLDHATÓ VITAMINOK

1. B 1 vitamin (tiamin, aneurin). Kémiai szerkezetét egy amincsoport és egy kénatom jelenléte jellemzi. Egy alkoholcsoport jelenléte a B 1 vitaminban lehetővé teszi észterek képzését savakkal. Két foszforsavmolekulával kombinálva a tiamin a tiamin-difoszfát észterét képezi, amely a vitamin koenzim formája. A tiamin-difoszfát a dekarboxilázok koenzimje, amely katalizálja az α-ketosavak dekarboxilezését. B 1 vitamin hiányában vagy elégtelen bevitele esetén a szénhidrát-anyagcsere lehetetlenné válik. A jogsértések a piruvinsav és a -ketoglutársav felhasználásának szakaszában fordulnak elő.

2. B 2-vitamin (riboflavin). Ez a vitamin az izoalloxazin metilezett származéka, amely az 5-alkohol-ribitolhoz kötődik.

A szervezetben a riboflavin foszforsavval alkotott észter formájában a flavin enzimek (FMN, FAD) protetikus csoportjába tartozik, amelyek katalizálják a biológiai oxidációs folyamatokat, biztosítva a hidrogén átvitelét a légzőláncban, valamint a zsírsavak szintézisének és lebontásának reakciói.

3. B 3-vitamin (pantoténsav). A pantoténsav -alaninból és dioxidimetil-vajsavból épül fel, amelyeket peptidkötés köt össze. A pantoténsav biológiai jelentősége abban rejlik, hogy része a koenzim A-nak, amely óriási szerepet játszik a szénhidrátok, zsírok és fehérjék anyagcseréjében.

4. B 6-vitamin (piridoxin). Kémiai természeténél fogva a B6-vitamin a piridin származéka. A piridoxin foszforilált származéka olyan enzimek koenzimje, amelyek katalizálják az aminosav-metabolizmus reakcióit.

5. B 12-vitamin (kobalamin). A vitaminok kémiai szerkezete nagyon összetett. Négy pirrol gyűrűt tartalmaz. Középen egy kobaltatom található, amely a pirrolgyűrűk nitrogénjéhez kapcsolódik.

A B12-vitamin fontos szerepet játszik a metilcsoportok átvitelében, valamint a nukleinsavak szintézisében.

6. PP-vitamin (nikotinsav és amidja). A nikotinsav a piridin származéka.

A nikotinsav amidja a NAD + és NADP + koenzimek szerves része, amelyek a dehidrogenázok részét képezik.

7. Folsav (B c-vitamin). A spenót (latin folium - levél) leveleiből izolálják. A folsav para-amino-benzoesavat és glutaminsavat tartalmaz. A folsav fontos szerepet játszik a nukleinsav-anyagcserében és a fehérjeszintézisben.

8. Para-amino-benzoesav. Fontos szerepet játszik a folsav szintézisében.

9. Biotin (H-vitamin). A biotin annak az enzimnek a része, amely katalizálja a karboxilezési folyamatot (CO 2 hozzáadása a szénlánchoz). A biotin nélkülözhetetlen a zsírsavak és purinok szintéziséhez.

10. C-vitamin (aszkorbinsav). Kémiai szerkezete szerint az aszkorbinsav közel áll a hexózokhoz. Ennek a vegyületnek az a tulajdonsága, hogy dehidroaszkorbinsav képződésével reverzibilisen oxidálódik. Mindkét vegyület vitaminaktivitással rendelkezik. Az aszkorbinsav részt vesz a szervezet redox folyamataiban, megvédi az SH-csoport enzimeket az oxidációtól, és képes kiszárítani a méreganyagokat.

^ ZSÍROLDHATÓ VITAMINOK

Ebbe a csoportba tartoznak az A, D, E, K- stb. csoportba tartozó vitaminok.

1. Az A csoport vitaminai. Az A 1 vitamin (retinol, antixeroftalmikus) kémiai természetében közel áll a karotinokhoz. Ez egy ciklikus egyértékű alkohol .

2. D csoport vitaminai (antirachitikus vitamin). A D csoportba tartozó vitaminok kémiai szerkezetük szerint közel állnak a szterinekhez. Az állati szövetekben ultraibolya sugárzás hatására a D2-vitamin élesztőgomba-ergoszterolból, a D3-vitamin pedig a 7-dehidrokoleszterinből képződik.

3. Az E csoportba tartozó vitaminok (, , -tokoferolok). Az E avitaminózis fő változásai a reproduktív rendszerben jelentkeznek (a magzati képesség elvesztése, degeneratív változások a spermiumokban). Ugyanakkor az E-vitamin hiánya számos szövet károsodását okozza.

4. A K csoportba tartozó vitaminok. Kémiai szerkezetük szerint az ebbe a csoportba tartozó vitaminok (K 1 és K 2) a naftokinonok közé tartoznak. A K avitaminózis jellegzetes tünete a szubkután, intramuszkuláris és egyéb vérzések, valamint a véralvadási zavarok előfordulása. Ennek oka a protrombin fehérje szintézisének megsértése, amely a véralvadási rendszer egyik összetevője.

ANTIVITAMINOK

Az antivitaminok vitaminantagonisták: gyakran ezek az anyagok szerkezetükben nagyon hasonlóak a megfelelő vitaminokhoz, majd hatásuk azon alapul, hogy a megfelelő vitamint az antivitamin az enzimrendszerben lévő komplexéből „versenyképes” kiszorítja. Ennek eredményeként "inaktív" enzim képződik, az anyagcsere megzavarodik és súlyos betegség lép fel. Például a szulfonamidok para-amino-benzoesav antivitaminok. A B1-vitamin antivitaminja a piritiamin.

Vannak szerkezetileg eltérő antivitaminok is, amelyek képesek megkötni a vitaminokat, megfosztva őket a vitaminaktivitástól.
^

13. FEJEZET HORMONOK

A hormonok a vitaminokhoz hasonlóan biológiailag aktív anyagok, az anyagcsere és az élettani funkciók szabályozói. Szabályozó szerepük az enzimrendszerek aktiválására vagy gátlására, a biológiai membránok permeabilitásának és az azokon keresztül történő anyagok transzportjának megváltozására, a különböző bioszintetikus folyamatok, köztük az enzimek szintézisének gerjesztésére vagy fokozására redukálódik.

A hormonok az endokrin mirigyekben (endokrin mirigyek) termelődnek, amelyeknek nincs kiválasztó csatornája, és titkukat közvetlenül a véráramba választják ki. Az endokrin mirigyek közé tartozik a pajzsmirigy, a mellékpajzsmirigy (a pajzsmirigy közelében), az ivarmirigyek, a mellékvesék, az agyalapi mirigy, a hasnyálmirigy, a golyva (csecsemőmirigy).

Azok a betegségek, amelyek egy adott endokrin mirigy funkcióinak károsodása esetén jelentkeznek, vagy annak alulműködésének (alacsony hormonszekréciója) vagy túlműködésének (a hormon túlzott szekréciójának) a következményei.

A hormonok kémiai szerkezetük szerint három csoportba sorolhatók: fehérje jellegű hormonok; a tirozin aminosavból származó hormonok és a szteroid szerkezetű hormonok.

^ FEHÉRJEHORMONOK

Ide tartoznak a hasnyálmirigyből, az agyalapi mirigy elülső részéből és a mellékpajzsmirigyből származó hormonok.

A hasnyálmirigy hormonok, az inzulin és a glukagon részt vesznek a szénhidrát-anyagcsere szabályozásában. Tevékenységükben egymás antagonistái. Az inzulin csökkenti, a glukagon pedig növeli a vércukorszintet.

Az agyalapi mirigy hormonjai számos más endokrin mirigy működését szabályozzák. Ezek tartalmazzák:

Szomatotrop hormon (GH) - növekedési hormon, serkenti a sejtnövekedést, növeli a bioszintetikus folyamatok szintjét;

pajzsmirigy-stimuláló hormon (TSH) - serkenti a pajzsmirigy működését;

Adrenokortikotrop hormon (ACTH) - szabályozza a kortikoszteroidok bioszintézisét a mellékvesekéregben;

Gonadotrop hormonok - szabályozzák az ivarmirigyek működését.

^ TIROZIN HORMONOK

Ide tartoznak a pajzsmirigyhormonok és a mellékvesevelő hormonok. A fő pajzsmirigyhormonok a tiroxin és a trijódtironin. Ezek a hormonok a tirozin aminosav jódozott származékai. A pajzsmirigy alulműködésével az anyagcsere folyamatok csökkennek. A pajzsmirigy túlműködése a bazális anyagcsere növekedéséhez vezet.

A mellékvesevelő két hormont termel, az adrenalint és a noradrenalint. Ezek az anyagok növelik a vérnyomást. Az adrenalin jelentős hatással van a szénhidrát anyagcserére - növeli a vér glükóz szintjét.

^ SZTEROID HORMONOK

Ebbe az osztályba tartoznak a mellékvesekéreg és a nemi mirigyek (petefészkek és herék) által termelt hormonok. Kémiai természetüknél fogva szteroidok. A mellékvesekéreg kortikoszteroidokat termel, ezek C 21 atomot tartalmaznak. Ezeket mineralokortikoidokra osztják, amelyek közül a legaktívabb az aldoszteron és a dezoxikortikoszteron. és glükokortikoidok - kortizol (hidrokortizon), kortizon és kortikoszteron. A glükokortikoidok nagy hatással vannak a szénhidrát- és fehérjeanyagcserére. A mineralokortikoidok elsősorban a víz és az ásványi anyagok cseréjét szabályozzák.

Vannak férfi (androgének) és női (ösztrogének) nemi hormonok. Az első a C19-, a második a C18-szteroid. Az androgének közé tartozik a tesztoszteron, androszténdion stb., ösztrogén - ösztradiol, ösztron és ösztriol. A legaktívabbak a tesztoszteron és az ösztradiol. A nemi hormonok meghatározzák a normális szexuális fejlődést, a másodlagos nemi jellemzők kialakulását és befolyásolják az anyagcserét.

^ 14. FEJEZET

A táplálkozás problémájában három egymással összefüggő szakasz különíthető el: racionális táplálkozás, terápiás és terápiás és profilaktikus. Az alap az úgynevezett racionális táplálkozás, hiszen az egészséges ember szükségleteit figyelembe véve épül fel, kortól, szakmától, éghajlati és egyéb viszonyoktól függően. A racionális táplálkozás alapja a kiegyensúlyozottság és a helyes táplálkozás. A racionális táplálkozás a test állapotának normalizálásának és magas munkaképességének megőrzésének eszköze.

A táplálékkal szénhidrátok, fehérjék, zsírok, aminosavak, vitaminok és ásványi anyagok kerülnek az emberi szervezetbe. Ezen anyagok iránti igény eltérő, és a szervezet fiziológiai állapota határozza meg. A növekvő szervezetnek több táplálékra van szüksége. A sportoló vagy fizikai munkát végző személy nagy mennyiségű energiát fogyaszt, ezért több táplálékra van szüksége, mint egy ülő embernek.

Az emberi táplálkozásban a fehérjék, zsírok és szénhidrátok mennyiségének 1:1:4 arányban kell lennie, azaz 1 g fehérjéhez szükséges Egyél 1 g zsírt és 4 g szénhidrátot. A fehérjéknek a napi kalóriabevitel körülbelül 14%-át, a zsíroknak körülbelül 31%-át, a szénhidrátoknak pedig körülbelül 55%-át kell biztosítaniuk.

A táplálkozástudomány jelenlegi fejlődési szakaszában nem elég csak a teljes tápanyag-fogyasztásból kiindulni. Nagyon fontos az esszenciális élelmiszer-összetevők (esszenciális aminosavak, telítetlen zsírsavak, vitaminok, ásványi anyagok stb.) arányának megállapítása az étrendben. Az emberi táplálkozásra vonatkozó modern doktrína a kiegyensúlyozott táplálkozás fogalmában fejeződik ki. E felfogás szerint a normális élet biztosítása nemcsak akkor lehetséges, ha a szervezetet megfelelő mennyiségű energiával és fehérjével látjuk el, hanem akkor is, ha számos olyan pótolhatatlan táplálkozási tényező között meglehetősen bonyolult összefüggések figyelhetők meg, amelyek jótékony biológiai hatásukat maximálisan kifejthetik a szervezetben. a test. A kiegyensúlyozott táplálkozás törvénye az élelmiszerek szervezetben történő asszimilációs folyamatainak mennyiségi és minőségi vonatkozásaira vonatkozó elképzeléseken alapul, vagyis a metabolikus enzimreakciók teljes mennyiségén.

A Szovjetunió Orvostudományi Akadémia Táplálkozástudományi Intézete átlagos adatokat dolgozott ki a felnőttek tápanyagszükségletének nagyságáról. Főleg az egyes tápanyagok optimális arányának meghatározásakor, átlagosan éppen ilyen tápanyagarányra van szükség a felnőtt normális életvitelének fenntartásához. Ezért az általános diéták elkészítésekor és az egyes termékek értékelésénél ezekre az arányokra kell összpontosítani. Nem szabad megfeledkezni arról, hogy nemcsak az egyes lényeges tényezők elégtelensége ártalmas, hanem túlzásuk is veszélyes. Az esszenciális tápanyagok feleslegének toxicitásának oka valószínűleg az étrend felborulásával jár, ami viszont a szervezet biokémiai homeosztázisának (a belső környezet összetételének és tulajdonságainak állandósága) megsértéséhez vezet. a sejtek táplálkozásának megsértése.

Az adott tápanyag-egyensúly aligha vihető át a különböző munka- és életkörülmények között élők, különböző korú és nemű stb. táplálkozási szerkezetének megváltoztatása nélkül. Az energia- és tápanyagigénybeli különbségek sajátosságokon alapulnak. az anyagcsere-folyamatok, valamint ezek hormonális és idegrendszeri szabályozása miatt a különböző korú és nemű, valamint a normál enzimatikus állapot átlagos mutatóitól jelentős eltérésekkel rendelkező embereknek bizonyos módosításokat kell végrehajtaniuk a kiegyensúlyozott táplálkozási képlet szokásos bemutatásán. .

A Szovjetunió Orvostudományi Akadémia Táplálkozástudományi Intézete szabványokat javasolt

optimális étrend kiszámítása hazánk lakossága számára.

Ezeket a diétákat három éghajlati viszonylatban különböztetik meg

zónák: északi, középső és déli. A legújabb tudományos bizonyítékok azonban azt sugallják, hogy egy ilyen felosztás ma már nem elégíthető ki. A legújabb tanulmányok kimutatták, hogy hazánkon belül az északot két zónára kell osztani: európai és ázsiai. Ezek a zónák az éghajlati viszonyokat tekintve jelentősen eltérnek egymástól. A Szovjetunió Orvostudományi Akadémia Szibériai Kirendeltségének Klinikai és Kísérleti Orvostudományi Intézetében (Novoszibirszk) hosszú távú vizsgálatok eredményeként kimutatták, hogy az ázsiai északi viszonyokban a fehérjék anyagcseréje, A zsírok, szénhidrátok, vitaminok, makro- és mikroelemek átrendeződnek, ezért szükséges az emberi táplálkozási normák tisztázása, figyelembe véve az anyagcsere változásait. Jelenleg nagy léptékű kutatások folynak a szibériai és a távol-keleti lakosság táplálkozásának racionalizálása terén. Ennek a kérdésnek a vizsgálatában az elsődleges szerepet a biokémiai kutatások kapják.

GOUVPO UGMA a Szövetségi Egészségügyi és Szociális Fejlesztési Ügynökségtől
Biokémiai Tanszék

ELŐADÁSTANFOLYAM
AZ ÁLTALÁNOS BIOKÉMIÁRÓL

8. modul. A víz-só anyagcsere biokémiája.

Jekatyerinburg,
2009

Téma: Víz-só és ásványi anyag anyagcsere

Karok: orvosi és prevenciós, orvosi és megelőző, gyermekgyógyászati.
2 fogásos.

Víz-só anyagcsere - a víz és a szervezet fő elektrolitjainak (Na +, K +, Ca 2+, Mg 2+, Cl -, HCO 3 -, H 3 PO 4) cseréje.
Az elektrolitok olyan anyagok, amelyek oldatban anionokká és kationokká disszociálnak. Mértékük mol/l-ben történik.
Nem elektrolitok - olyan anyagok, amelyek nem disszociálnak az oldatban (glükóz, kreatinin, karbamid). Ezeket g / l-ben mérik.
A víz biológiai szerepe

A víz a legtöbb szerves (kivéve lipidek) és szervetlen vegyület univerzális oldószere.
A víz és a benne oldott anyagok megteremtik a szervezet belső környezetét.
A víz biztosítja az anyagok és a hőenergia szállítását a szervezetben.
A szervezet kémiai reakcióinak jelentős része a vizes fázisban megy végbe.
A víz részt vesz a hidrolízis, hidratálás, dehidratáció reakcióiban.
Meghatározza a hidrofób és hidrofil molekulák térbeli szerkezetét és tulajdonságait.
A GAG-val együtt a víz szerkezeti funkciót tölt be.

A TESTFOLYADÉKOK ÁLTALÁNOS TULAJDONSÁGAI
Minden testnedvet közös tulajdonságok jellemeznek: térfogat, ozmotikus nyomás és pH-érték.
Hangerő. Minden szárazföldi állatnál a folyadék testtömegének körülbelül 70%-át teszi ki.
A víz eloszlása ​​a szervezetben az életkortól, nemtől, izomtömegtől, testalkattól és zsírtartalomtól függ. A különböző szövetek víztartalma a következőképpen oszlik meg: tüdő, szív és vese (80%), vázizmok és agy (75%), bőr és máj (70%), csontok (20%), zsírszövet (10%). . Általában a sovány embereknek kevesebb a zsírjuk és több a vízük. Férfiaknál a víz a testtömeg 60%-át, a nőknél a testtömeg 50%-át teszi ki. Az idősebb embereknek több a zsírjuk és kevesebb az izomzatuk. A 60 év feletti férfiak és nők szervezete átlagosan 50%, illetve 45% vizet tartalmaz.
Teljes vízmegvonás esetén a halál 6-8 nap után következik be, amikor a szervezetben lévő víz mennyisége 12%-kal csökken.
Minden testfolyadék intracelluláris (67%) és extracelluláris (33%) készletekre oszlik.
Az extracelluláris medence (extracelluláris tér) a következőkből áll:

intravaszkuláris folyadék;
Intersticiális folyadék (intercelluláris);
Transzcelluláris folyadék (a mellhártya, a szívburok, a peritoneális üregek és a szinoviális tér folyadéka, a cerebrospinális és intraokuláris folyadék, a verejték, a nyál- és könnymirigyek szekréciója, a hasnyálmirigy, a máj, az epehólyag, a gyomor-bél traktus és a légutak szekréciója).

A medencék között intenzív folyadékcsere zajlik. A víz egyik szektorból a másikba való mozgása az ozmotikus nyomás változásával történik.
Az ozmotikus nyomás a vízben oldott összes anyag által kifejtett nyomás. Az extracelluláris folyadék ozmotikus nyomását főként a NaCl koncentrációja határozza meg.
Az extracelluláris és intracelluláris folyadékok összetételében és az egyes komponensek koncentrációjában jelentősen eltérnek egymástól, de az ozmotikusan aktív anyagok összkoncentrációja megközelítőleg azonos.
A pH a protonkoncentráció negatív decimális logaritmusa. A pH-érték a szervezetben a savak és bázisok képződésének intenzitásától, pufferrendszerek általi semlegesítésétől és a vizelettel, kilégzett levegővel, verejtékkel és széklettel a szervezetből történő eltávolításától függ.
Az anyagcsere jellemzőitől függően a pH-érték markánsan eltérhet mind a különböző szövetek sejtjein belül, mind ugyanazon sejt különböző részeiben (semleges savasság a citoszolban, erősen savas a lizoszómákban és a mitokondriumok membránközi terében). A különböző szervek és szövetek sejtközi folyadékában, valamint a vérplazmában a pH-érték, valamint az ozmotikus nyomás viszonylag állandó érték.
A SZERVEZET VÍZ-SÓ EGYENSÚLYÁNAK SZABÁLYOZÁSA
A szervezetben az intracelluláris környezet víz-só egyensúlyát az extracelluláris folyadék állandósága tartja fenn. Az extracelluláris folyadék víz-só egyensúlyát viszont a vérplazmán keresztül a szervek segítségével tartják fenn, és hormonok szabályozzák.
1. A víz-só anyagcserét szabályozó szervek
A víz és a sók szervezetbe jutása a gyomor-bél traktuson keresztül történik, ezt a folyamatot a szomjúság és a sóétvágy szabályozza. A felesleges víz és sók eltávolítását a szervezetből a vesék végzik. Ezenkívül a vizet a bőr, a tüdő és a gyomor-bélrendszer eltávolítja a szervezetből.
A víz egyensúlya a szervezetben

A gasztrointesztinális traktus, a bőr és a tüdő számára a víz kiürülése mellékfolyamat, amely fő funkcióik következtében következik be. Például a gyomor-bél traktus vizet veszít, amikor emésztetlen anyagok, anyagcseretermékek és xenobiotikumok ürülnek ki a szervezetből. A tüdő a légzés során, a bőr pedig a hőszabályozás során veszít vizet.
A vesék, a bőr, a tüdő és a gyomor-bél traktus munkájában bekövetkező változások a víz-só homeosztázis megsértéséhez vezethetnek. Például meleg éghajlaton a testhőmérséklet fenntartása érdekében a bőr fokozza a verejtékezést, mérgezés esetén pedig hányás vagy hasmenés lép fel a gyomor-bél traktusból. A megnövekedett kiszáradás és a szervezetben lévő sók elvesztése következtében a víz-só egyensúly megsértése következik be.

2. A víz-só anyagcserét szabályozó hormonok
vazopresszin
Az antidiuretikus hormon (ADH) vagy a vazopresszin egy körülbelül 1100 D molekulatömegű peptid, amely 9 AA-t tartalmaz, amelyeket egy diszulfidhíd köt össze.
Az ADH a hipotalamusz neuronjaiban szintetizálódik, és az agyalapi mirigy hátsó része (neurohypophysis) idegvégződéseibe kerül.
Az extracelluláris folyadék magas ozmotikus nyomása aktiválja a hipotalamusz ozmoreceptorait, ami idegimpulzusokat eredményez, amelyek az agyalapi mirigy hátsó részébe kerülnek, és ADH felszabadulását okozzák a véráramba.
Az ADH 2 típusú receptoron keresztül hat: V 1 és V 2 .
A hormon fő élettani hatása a V 2 receptorokon keresztül valósul meg, amelyek a distalis tubulusok és gyűjtőcsatornák sejtjein helyezkednek el, amelyek viszonylag áthatolhatatlanok a vízmolekulák számára.
Az ADH a V 2 receptorokon keresztül stimulálja az adenilát cikláz rendszert, ami a membránfehérje gén - akvaporin-2 - expresszióját serkentő fehérjék foszforilációját eredményezi. Az Aquaporin-2 a sejtek apikális membránjába ágyazódik, vízcsatornákat képezve benne. Ezeken a csatornákon keresztül a vizeletből a vizeletből az intersticiális térbe passzív diffúzióval újra felszívódik a víz, és a vizelet koncentrálódik.
ADH hiányában a vizelet nem koncentrálódik (sűrűség<1010г/л) и может выделяться в очень больших количествах (>20l/nap), ami a szervezet kiszáradásához vezet. Ezt az állapotot diabetes insipidusnak nevezik.
Az ADH-hiány és a diabetes insipidus okai: genetikai hibák a prepro-ADH szintézisében a hipotalamuszban, a proADH feldolgozási és szállítási hibái, a hypothalamus vagy a neurohypophysis károsodása (pl. traumás agysérülés, daganat következtében). , ischaemia). A nefrogén diabetes insipidus a V 2 típusú ADH receptor gén mutációja miatt fordul elő.
A V 1 receptorok az SMC erek membránjában találhatók. Az ADH a V 1 receptorokon keresztül aktiválja az inozitol-trifoszfát rendszert és serkenti a Ca 2+ felszabadulását az ER-ből, ami serkenti az SMC erek összehúzódását. Az ADH érszűkítő hatása magas ADH-koncentrációnál tapasztalható.
Natriuretikus hormon (pitvari natriuretikus faktor, PNF, atriopeptin)
A PNP egy 28 AA-t és 1 diszulfidhidat tartalmazó peptid, amelyet főként a pitvari kardiomiocitákban szintetizálnak.
A PNP szekrécióját főként a vérnyomás emelkedése, valamint a plazma ozmotikus nyomásának, a pulzusszámnak, valamint a vérben a katekolaminok és glükokortikoidok koncentrációjának növekedése serkenti.
A PNP a guanilát-cikláz rendszeren keresztül fejti ki hatását, aktiválja a protein-kináz G-t.
A vesékben a PNP kitágítja az afferens arteriolákat, ami növeli a vese véráramlását, a szűrési sebességet és a Na+-kiválasztást.
A perifériás artériákban a PNP csökkenti a simaizom tónusát, ami kitágítja az arteriolákat és csökkenti a vérnyomást. Ezenkívül a PNP gátolja a renin, az aldoszteron és az ADH felszabadulását.
Renin-angiotenzin-aldoszteron rendszer
Renin
A renin egy proteolitikus enzim, amelyet a vesetest afferens (hozó) arteriolái mentén elhelyezkedő juxtaglomeruláris sejtek termelnek. A renin szekrécióját a glomerulus afferens arterioláiban a vérnyomás csökkenése és a Na + koncentráció csökkenése okozta nyomásesés serkenti. A renin szekréciót az is elősegíti, hogy a vérnyomás csökkenése következtében csökkennek a pitvari és artériás baroreceptorokból érkező impulzusok. A renin szekréciót gátolja az angiotenzin II, a magas vérnyomás.
A vérben a renin az angiotenzinogénre hat.
Angiotenzinogén - ? 2-globulin, 400 AA-ból. Az angiotenzinogén képződése a májban történik, és glükokortikoidok és ösztrogének stimulálják. A renin hidrolizálja az angiotenzinogén molekulában lévő peptidkötést, leválasztva róla az N-terminális dekapeptidet - angiotenzin I-et, amelynek nincs biológiai aktivitása.
Az endothelsejtek, a tüdő és a vérplazma antiotenzin-konvertáló enzime (ACE) (karboxidipeptidil-peptidáz) hatására az angiotenzin I C-terminálisáról 2 AA távozik, és angiotenzin II (oktapeptid) keletkezik.
Angiotenzin II
Az angiotenzin II a mellékvesekéreg és az SMC glomeruláris zónájának sejtjeinek inozit-trifoszfát rendszerén keresztül működik. Az angiotenzin II serkenti az aldoszteron szintézisét és szekrécióját a mellékvesekéreg glomeruláris zónájának sejtjei által. Az angiotenzin II magas koncentrációja a perifériás artériák súlyos érszűkületét okozza, és növeli a vérnyomást. Ezenkívül az angiotenzin II stimulálja a szomjúságközpontot a hipotalamuszban, és gátolja a renin szekrécióját a vesékben.
Az angiotenzin II az aminopeptidázok hatására angiotenzin III-vá (az angiotenzin II aktivitásával rendelkező, de négyszer alacsonyabb koncentrációjú heptapeptid) hidrolizálódik, amelyet azután az angiotenzinázok (proteázok) AA-vá hidrolizálnak.
Aldoszteron
Az aldoszteron egy aktív mineralokortikoszteroid, amelyet a mellékvesekéreg glomeruláris zónájának sejtjei szintetizálnak.
Az aldoszteron szintézisét és szekrécióját az angiotenzin II serkenti, a vérplazmában alacsony Na + és magas K + koncentráció, ACTH, prosztaglandinok. Az aldoszteron szekrécióját a K + alacsony koncentrációja gátolja.
Az aldoszteron receptorok mind a sejtmagban, mind a sejt citoszoljában találhatók. Az aldoszteron a következők szintézisét indukálja: a) Na + transzporter fehérjék, amelyek a Na +-t a tubulus lumenéből a vesetubulus hámsejtjébe szállítják; b) Na + ,K + -ATP-áz c) K + transzporter fehérjék, amelyek a K +-t a vesetubulus sejtjeiből a primer vizeletbe szállítják; d) mitokondriális TCA enzimek, különösen citrát-szintáz, amelyek serkentik az aktív iontranszporthoz szükséges ATP-molekulák képződését.
Ennek eredményeként az aldoszteron serkenti a Na + reabszorpciót a vesékben, ami NaCl visszatartást okoz a szervezetben és növeli az ozmotikus nyomást.
Az aldoszteron serkenti a K + , NH 4 + szekréciót a vesékben, verejtékmirigyekben, a bélnyálkahártyában és a nyálmirigyekben.

A RAAS rendszer szerepe a hypertonia kialakulásában
A RAAS hormonok túltermelése a keringő folyadék térfogatának, az ozmotikus és az artériás nyomás növekedését okozza, és magas vérnyomás kialakulásához vezet.
A reninszint növekedése következik be például a veseartériák érelmeszesedése esetén, amely időseknél fordul elő.
Az aldoszteron hiperszekréciója - hiperaldoszteronizmus, több okból is előfordulhat.
Az elsődleges hiperaldoszteronizmus (Conn-szindróma) oka a betegek körülbelül 80% -ában a mellékvese adenoma, más esetekben - a glomeruláris zóna aldoszteront termelő sejtjeinek diffúz hipertrófiája.
Primer hiperaldoszteronizmusban a felesleges aldoszteron növeli a Na + reabszorpcióját a vesetubulusokban, ami serkenti az ADH szekrécióját és a vesék vízvisszatartását. Emellett fokozódik a K +, Mg 2+ és H + ionok kiválasztása.
Ennek eredményeként fejlessze: 1). hypernatraemia, amely magas vérnyomást, hypervolaemiát és ödémát okoz; 2). izomgyengeséghez vezető hypokalemia; 3). magnéziumhiány és 4). enyhe metabolikus alkalózis.
A másodlagos hiperaldoszteronizmus sokkal gyakoribb, mint az elsődleges. Szívelégtelenséggel, krónikus vesebetegséggel és renint termelő daganatokkal hozható összefüggésbe. A betegeknél emelkedett a renin, az angiotenzin II és az aldoszteron szintje. A klinikai tünetek kevésbé kifejezettek, mint az elsődleges aldoszteronesisnél.

KALCIUM-, MÁGNÉZIUM-, FOSFOR-ANYAGCSERE
A kalcium funkciói a szervezetben:

Számos hormon intracelluláris közvetítője (inozitol-trifoszfát rendszer);
Részt vesz az akciós potenciálok létrehozásában az idegekben és az izmokban;
Részt vesz a véralvadásban;
Beindítja az izomösszehúzódást, a fagocitózist, a hormonok, neurotranszmitterek szekrécióját stb.;
Részt vesz a mitózisban, az apoptózisban és a nekrobiózisban;
Növeli a sejtmembrán permeabilitását a káliumionok számára, befolyásolja a sejtek nátrium vezetőképességét, az ionpumpák működését;
Egyes enzimek koenzime;

A magnézium funkciói a szervezetben:

Számos enzim koenzimje (transzketoláz (PFS), glükóz-6f-dehidrogenáz, 6-foszfoglükonát-dehidrogenáz, glükonolakton-hidroláz, adenilát-cikláz stb.);
A csontok és a fogak szervetlen összetevője.

A foszfát funkciói a szervezetben:

Csontok és fogak szervetlen összetevője (hidroxiapatit);
A lipidek (foszfolipidek, szfingolipidek) része;
Tartalmazza a nukleotidokat (DNS, RNS, ATP, GTP, FMN, NAD, NADP stb.);
óta energiacserét biztosít. makroerg kötéseket képez (ATP, kreatin-foszfát);
A fehérjék (foszfoproteinek) része;
Tartalmazza a szénhidrátokat (glükóz-6f, fruktóz-6f stb.);
Szabályozza az enzimek aktivitását (enzimek foszforilációs / defoszforilációs reakciói, része az inozitol-trifoszfátnak - az inozitol-trifoszfát rendszer összetevője);
Részt vesz az anyagok katabolizmusában (foszforolízis reakció);
óta szabályozza a KOS-t. foszfát puffert képez. Semlegesíti és eltávolítja a protonokat a vizeletből.

A kalcium, magnézium és foszfátok eloszlása ​​a szervezetben
Egy felnőtt átlagosan 1000 g kalciumot tartalmaz:

A csontok és a fogak 99%-ban kalciumot tartalmaznak. A csontokban a kalcium 99%-a nehezen oldódó hidroxiapatit [Ca 10 (PO 4) 6 (OH) 2 H 2 O], 1%-a pedig oldható foszfátok formájában van jelen;
Extracelluláris folyadék 1%. A vérplazma kalcium a következőképpen jelenik meg: a). szabad Ca 2+ -ionok (körülbelül 50%); b). Ca 2+ -ionok fehérjékhez, főleg albuminhoz kötődnek (45%); c) nem disszociáló kalcium komplexek citráttal, szulfáttal, foszfáttal és karbonáttal (5%). A vérplazmában a teljes kalcium koncentrációja 2,2-2,75 mmol / l, és ionizált - 1,0-1,15 mmol / l;
Az intracelluláris folyadék 10 000-100 000-szer kevesebb kalciumot tartalmaz, mint az extracelluláris folyadék.

Egy felnőtt szervezetben körülbelül 1 kg foszfort tartalmaz:

A csontok és a fogak 85% foszfort tartalmaznak;
Extracelluláris folyadék - 1% foszfor. A vérszérumban a szervetlen foszfor koncentrációja 0,81-1,55 mmol / l, a foszfolipidek foszfortartalma 1,5-2 g / l;
Intracelluláris folyadék - 14% foszfor.

A magnézium koncentrációja a vérplazmában 0,7-1,2 mmol / l.

A kalcium, magnézium és foszfátok cseréje a szervezetben
Napi táplálékkal kalciumot kell biztosítani - 0,7-0,8 g, magnéziumot - 0,22-0,26 g, foszfort - 0,7-0,8 g. A kalcium 30-50%-ban rosszul, a foszfor 90%-ban jól felszívódik.
A gasztrointesztinális traktuson kívül a kalcium, a magnézium és a foszfor felszívódása során a csontszövetből kerül a vérplazmába. A vérplazma és a csontszövet közötti kalciumcsere 0,25-0,5 g / nap, a foszfor esetében - 0,15-0,3 g / nap.
A kalcium, magnézium és foszfor a vesén keresztül a vizelettel, a gyomor-bélrendszeren keresztül széklettel, a bőrön keresztül pedig az izzadsággal ürül ki a szervezetből.
csereszabályozás
A kalcium-, magnézium- és foszfor-anyagcsere fő szabályozói a parathormon, a kalcitriol és a kalcitonin.
parathormon
A parathormon (PTH) egy 84 AA-ból (körülbelül 9,5 kD) álló polipeptid, amely a mellékpajzsmirigyekben szintetizálódik.
A mellékpajzsmirigyhormon szekréciója alacsony Ca 2+, Mg 2+ és magas koncentrációjú foszfát koncentrációban serkenti, gátolja a D 3 vitamint.
A hormonlebontás sebessége alacsony Ca 2+ koncentrációnál csökken, magas Ca 2+ koncentráció esetén pedig növekszik.
A mellékpajzsmirigy hormon a csontokra és a vesére hat. Serkenti az inzulinszerű növekedési faktor 1 és citokinek szekrécióját az oszteoblasztok által, amelyek fokozzák az oszteoklasztok metabolikus aktivitását. Az oszteoklasztokban felgyorsul az alkalikus foszfatáz és kollagenáz képződése, amelyek a csontmátrix lebomlását okozzák, aminek következtében a Ca 2+ és a foszfátok mobilizálódnak a csontból az extracelluláris folyadékba.
A vesében a mellékpajzsmirigy hormon serkenti a Ca 2+, Mg 2+ reabszorpcióját a disztális tekercses tubulusokban és csökkenti a foszfátok reabszorpcióját.
A mellékpajzsmirigy hormon a kalcitriol (1,25(OH) 2 D 3) szintézisét indukálja.
Ennek eredményeként a vérplazmában a parathormon növeli a Ca 2+ és Mg 2+ koncentrációját, és csökkenti a foszfátok koncentrációját.
Hyperparathyreosis
Primer hyperparathyreosisban (1:1000) a hiperkalcémiára adott válaszként a mellékpajzsmirigyhormon-szekréció elnyomásának mechanizmusa megszakad. Ennek oka lehet daganat (80%), diffúz hiperplázia vagy a mellékpajzsmirigy rákja (kevesebb, mint 2%).
A hyperparathyreosis okai:

a csontok pusztulása, a kalcium és a foszfát mobilizálása belőlük. Növekszik a gerinc, a combcsontok és az alkar csontjainak törésének kockázata;
hiperkalcémia, fokozott kalcium-visszaszívódással a vesékben. A hiperkalcémia a neuromuszkuláris ingerlékenység csökkenéséhez és az izom hipotenziójához vezet. A betegek általános és izomgyengeséget, fáradtságot és fájdalmat mutatnak bizonyos izomcsoportokban;
vesekövek képződése a foszfát és a Ca 2 + koncentrációjának növekedésével a vesetubulusokban;
hyperphosphaturia és hypophosphataemia, a vesékben a foszfát reabszorpciójának csökkenésével;

A másodlagos hyperparathyreosis krónikus veseelégtelenségben és D3-vitamin-hiányban fordul elő.
Veseelégtelenség esetén a kalcitriol képződése gátolt, ami megzavarja a kalcium felszívódását a bélben, és hipokalcémiához vezet. A hyperparathyreosis a hipokalcémiára reagálva fordul elő, de a parathormon nem képes normalizálni a kalcium szintjét a vérplazmában. Néha hiperfosztaemia van. A csontszövetből a kalcium fokozott mobilizációja következtében csontritkulás alakul ki.
Hypoparathyreosis
A hypoparathyreosis oka a mellékpajzsmirigyek elégtelensége, és hypocalcaemia kíséri. A hipokalcémia fokozza a neuromuszkuláris vezetést, tónusos görcsrohamokat, légzőizmok és rekeszizom görcsöket, valamint gégegörcsöt okoz.
kalcitriol
A kalcitriolt koleszterinből szintetizálják.

A bőrben UV-sugárzás hatására a kolekalciferol (D 3-vitamin) nagy része a 7-dehidrokoleszterinből képződik. A D3-vitamin kis mennyisége élelmiszerből származik. A kolekalciferol egy specifikus D-vitamin-kötő fehérjéhez (transzkalciferin) kötődik, bejut a véráramba és a májba szállítódik.
A májban a 25-hidroxiláz a kolekalciferolt kalcidiollá hidroxilezi (25-hidroxikolekalciferol, 25(OH)D 3). A D-kötő fehérje a kalcidiolt a vesékbe szállítja.
A vesékben a mitokondriális 1β-hidroxiláz a kalcidiolt kalcitriollá (1,25(OH) 2 D 3), a D 3 -vitamin aktív formává alakítja. 1'-hidroxiláz parathormont indukál.

A kalcitriol szintézise serkenti a mellékpajzsmirigy hormont, a foszfátok és a Ca 2+ alacsony koncentrációját (a mellékpajzsmirigy hormonon keresztül) a vérben.
A kalcitriol szintézise gátolja a hiperkalcémiát, aktiválja a 24β-hidroxilázt, amely a kalcidiolt inaktív metabolittá 24,25(OH) 2 D 3 alakítja, miközben ennek megfelelően aktív kalcitriol nem képződik.
A kalcitriol hatással van a vékonybélre, a vesére és a csontokra.
Kalcitriol:

a bél sejtjeiben Ca 2 + -hordozó fehérjék szintézisét indukálja, amelyek biztosítják a Ca 2+, Mg 2+ és foszfátok felszívódását;
a vese disztális tubulusaiban serkenti a Ca 2 +, Mg 2+ és foszfátok reabszorpcióját;
alacsony Ca 2 +-szinten növeli az oszteoklasztok számát és aktivitását, ami serkenti az oszteolízist;
alacsony parathormon szinttel serkenti az oszteogenezist.

Ennek eredményeként a kalcitriol növeli a Ca 2+, Mg 2+ és a foszfátok koncentrációját a vérplazmában.
A kalcitriol hiánya esetén az amorf kalcium-foszfát és hidroxiapatit kristályok képződése megszakad a csontszövetben, ami angolkór és osteomalacia kialakulásához vezet.
Az angolkór a csontszövet elégtelen mineralizációjával járó gyermekkori betegség.
Az angolkór okai: D 3 vitamin, kalcium és foszfor hiánya az étrendben, a D 3 vitamin felszívódásának csökkenése a vékonybélben, a napfény hiánya miatt csökkent kolekalciferol szintézis, az 1a-hidroxiláz hibája, a kalcitriol receptorok hiánya a célsejtekben . A vérplazmában a Ca 2+ koncentrációjának csökkenése serkenti a mellékpajzsmirigyhormon szekrécióját, ami az oszteolízis révén a csontszövet pusztulását okozza.
Angolkór esetén a koponya csontjai érintettek; a mellkas a szegycsonttal együtt előrenyúlik; a karok és lábak csöves csontjai és ízületei deformálódnak; a gyomor nő és kinyúlik; késleltetett motoros fejlődés. Az angolkór megelőzésének fő módja a megfelelő táplálkozás és a megfelelő besugárzás.
Kalcitonin
A kalcitonin egy polipeptid, amely 32 AA-ból áll, egy diszulfidkötéssel, amelyeket a pajzsmirigy parafollikuláris K-sejtjei vagy a mellékpajzsmirigy C-sejtjei választanak ki.
A kalcitonin szekrécióját a Ca 2+ és a glukagon magas koncentrációja serkenti, míg a Ca 2+ alacsony koncentrációja gátolja.
Kalcitonin:

gátolja az oszteolízist (csökkenti az oszteoklasztok aktivitását) és gátolja a Ca 2 + felszabadulását a csontból;
a vese tubulusaiban gátolja a Ca 2 +, Mg 2+ és foszfátok reabszorpcióját;
gátolja az emésztést a gyomor-bél traktusban,

A kalcium, a magnézium és a foszfátok szintjének változása különböző patológiákban
A vérplazmában a Ca 2+ koncentrációjának csökkenése figyelhető meg:

terhesség;
emésztőrendszeri disztrófia;
angolkór gyermekeknél;
akut hasnyálmirigy;
az epeutak elzáródása, steatorrhea;
veseelégtelenség;
citráttartalmú vér infúziója;

A vérplazmában a Ca 2+ koncentrációjának növekedése figyelhető meg:

csonttörések;
polyarthritis;
myeloma multiplex;
rosszindulatú daganatok metasztázisai a csontban;
a D-vitamin és a Ca 2+ túladagolása;
mechanikus sárgaság;

A vérplazmában a foszfátok koncentrációjának csökkenése figyelhető meg:

angolkór;
a mellékpajzsmirigyek túlműködése;
osteomalacia;
vese acidózis

A vérplazmában a foszfátok koncentrációjának növekedése figyelhető meg:

a mellékpajzsmirigyek alulműködése;
a D-vitamin túladagolása;
veseelégtelenség;
cukorbetegség során jelentkező acetonsav felszaporodás a szervezetben;
myeloma multiplex;
oszteolízis.

A magnéziumkoncentráció gyakran arányos a káliumkoncentrációval, és általános okoktól függ.
A vérplazmában a Mg 2+ koncentrációjának növekedése figyelhető meg:

szövetek lebontása;
fertőzések;
urémia;
diabéteszes acidózis;
thyreotoxicosis;
krónikus alkoholizmus.

A nyomelemek szerepe: Mg 2+, Mn 2+, Co, Cu, Fe 2+, Fe 3+, Ni, Mo, Se, J. A ceruloplazmin értéke, Konovalov-Wilson-kór.

A mangán az aminoacil-tRNS szintetázok kofaktora.

A Na +, Cl -, K +, HCO 3 - - bázikus elektrolitok biológiai szerepe, értéke a sav-bázis egyensúly szabályozásában. Csere és biológiai szerep. Anionkülönbség és korrekciója.

Nehézfémek (ólom, higany, réz, króm stb.), mérgező hatásaik.

Megnövekedett szérum kloridszint: kiszáradás, akut veseelégtelenség, metabolikus acidózis hasmenés és bikarbonátvesztés után, légúti alkalózis, fejsérülés, mellékvese alulműködés, kortikoszteroidok, tiazid diuretikumok hosszú távú alkalmazása, hiperaldoszteronizmus, Cusheng-kór.
A vérszérum kloridtartalmának csökkenése: hipokloremiás alkalózis (hányás után), légúti acidózis, túlzott izzadás, sóveszteséggel járó nephritis (reabszorpciós zavar), fejsérülés, extracelluláris folyadék térfogatának növekedésével járó állapot, fekélyes. calitis, Addison-kór (hipoaldoszteronizmus).
Fokozott kloridkiválasztás a vizelettel: hipoaldoszteronizmus (Addison-kór), sóveszteséggel járó nephritis, fokozott sóbevitel, vizelethajtó kezelés.
Csökkent kloridkiválasztás a vizeletben: Hányáskor kloridvesztés, hasmenés, Cushing-kór, végstádiumú veseelégtelenség, sóvisszatartás az ödéma kialakulása során.
A vérszérum kalciumtartalma normális 2,25-2,75 mmol/l.
A vizelettel történő kalciumürítés általában napi 2,5-7,5 mmol.
Megnövekedett szérum kalciumszint: hyperparathyreosis, daganatos áttétek a csontszövetben, myeloma multiplex, csökkent kalcitonin felszabadulás, D-vitamin túladagolás, thyreotoxicosis.
A szérum kalciumszintjének csökkenése: hypoparathyreosis, fokozott kalcitonin felszabadulás, hypovitaminosis D, károsodott vese reabszorpció, masszív vérátömlesztés, hypoalbunaemia.
Fokozott kalcium kiválasztódás a vizeletben: hosszan tartó napfénynek való kitettség (D-hipervitaminózis), hyperparathyreosis, daganatos áttétek a csontszövetben, károsodott reabszorpció a vesékben, thyreotoxicosis, osteoporosis, glükokortikoid kezelés.
Csökkent kalcium kiválasztódás a vizelettel: hypoparathyreosis, angolkór, akut nephritis (a vese szűrésének zavara), hypothyreosis.
A vérszérum vastartalma normál mmol / l.
Megnövekedett szérum vastartalom: aplasztikus és hemolitikus anaemia, hemochromatosis, akut hepatitis és steatosis, májcirrhosis, thalassaemia, ismételt transzfúziók.
Csökkentett szérum vastartalom: vashiányos vérszegénység, akut és krónikus fertőzések, daganatok, vesebetegségek, vérveszteség, terhesség, vas felszívódási zavar a bélben.

Küldje el a jó munkát a tudásbázis egyszerű. Használja az alábbi űrlapot

Diákok, végzős hallgatók, fiatal tudósok, akik a tudásbázist tanulmányaikban és munkájukban használják, nagyon hálásak lesznek Önnek.

Házigazda: http://www.allbest.ru/

KARAGANDAI ÁLLAMI GYÓGYSZER H ÉGI AKADÉMIA

Általános és Biológiai Kémiai Tanszék

FUNKCIONÁLIS BIOKÉMIA

(Víz-só anyagcsere. A vesék és a vizelet biokémiája)

ÚTMUTATÓ

Karaganda 2004

Szerzők: fej. tanszék prof. L.E. Muravleva, egyetemi docens T.S. Omarov, egyetemi docens S.A. Iskakova, tanárok D.A. Klyuev, O.A. Ponamareva, L.B. Aitisheva

Lektor: Professzor N.V. Kozachenko

Jóváhagyva a tanszék 2004. __ __ számú pr

A fej jóváhagyta osztály

Jóváhagyva az Orvosi-biológiai és Gyógyszerészeti Karok MC-jén

_ számú projekt __2004

Elnök

1. Víz-só csere

A patológiában az anyagcsere egyik leggyakrabban zavart típusa a víz-só. A víz és az ásványi anyagok állandó mozgásával függ össze a test külső környezetéből a belsőbe, és fordítva.

Egy felnőtt ember szervezetében a víz a testtömeg 2/3-át (58-67%) teszi ki. Térfogatának körülbelül fele az izmokban koncentrálódik. A vízszükségletet (az ember naponta legfeljebb 2,5-3 liter folyadékot kap) az ivás (700-1700 ml), a táplálék részét képező előre elkészített víz (800-1000 ml), ill. víz , a szervezetben az anyagcsere során képződik - 200--300 ml (100 g zsír, fehérje és szénhidrát elégetésekor 107,41, illetve 55 g víz képződik). Az endogén víz viszonylag nagy mennyiségben szintetizálódik, amikor a zsírok oxidációs folyamata aktiválódik, amely különböző, elsősorban hosszan tartó stresszes körülmények között, a szimpatikus-mellékvese-rendszer izgalmában, tehermentesítő diétás terápiában (gyakran elhízott betegek kezelésére szolgál).

A folyamatosan fellépő kötelező vízveszteségek miatt a szervezetben a belső folyadéktérfogat változatlan marad. Ezek közé tartozik a vese (1,5 l) és extrarenális veszteség, amely a gyomor-bél traktuson (50–300 ml), a légutakon és a bőrön (850–1200 ml) keresztül történő folyadékkibocsátással jár. Általánosságban elmondható, hogy a kötelező vízveszteség mennyisége 2,5-3 liter, ami nagyban függ a szervezetből eltávolított méreganyagok mennyiségétől.

A víz szerepe az életfolyamatokban igen sokrétű. A víz számos vegyület oldószere, számos fizikai-kémiai és biokémiai átalakulás közvetlen összetevője, endo- és exogén anyagok transzportere. Ezen túlmenően mechanikai funkciót lát el, gyengíti a szalagok, izmok, az ízületek porcfelületeinek súrlódását (ezáltal elősegíti mobilitásukat), részt vesz a hőszabályozásban. A víz fenntartja a homeosztázist, amely függ a plazma ozmotikus nyomásának nagyságától (izoozmia) és a folyadék térfogatától (izovolémia), a sav-bázis állapotot szabályozó mechanizmusok működésétől, a hőmérséklet állandóságát biztosító folyamatok bekövetkezésétől. (izotermia).

Az emberi szervezetben a víz három fő fizikai és kémiai állapotban létezik, amelyek szerint megkülönböztetik: 1) szabad vagy mozgékony víz (az intracelluláris folyadék, valamint a vér, nyirok, intersticiális folyadék nagy részét alkotja); 2) víz, amelyet hidrofil kolloidok kötnek meg, és 3) alkotmányos, amely a fehérjék, zsírok és szénhidrátok molekuláinak szerkezetében található.

Egy 70 kg súlyú felnőtt ember szervezetében a szabad víz és a hidrofil kolloidok által megkötött víz térfogata megközelítőleg a testtömeg 60%-a, i.e. 42 l. Ezt a folyadékot az intracelluláris víz (28 litert, azaz a testtömeg 40%-át teszi ki), amely az intracelluláris szektort alkotja, és az extracelluláris víz (14 liter vagy a testtömeg 20%-a), amely az extracelluláris szektort alkotja. Ez utóbbi összetétele intravaszkuláris (intravascularis) folyadékot tartalmaz. Ezt az intravaszkuláris szektort a testtömeg 4-5%-át kitevő plazma (2,8 l) és a nyirok alkotja.

Az intersticiális víz magában foglalja a megfelelő intercelluláris vizet (szabad intercelluláris folyadék) és a szervezett extracelluláris folyadékot (amely a testtömeg 15-16%-át teszi ki, vagyis 10,5 litert), azaz. szalagok, inak, fasciák, porcok stb. vize. Ezenkívül az extracelluláris szektor magában foglalja az egyes üregekben (hasi és pleurális üregekben, szívburokban, ízületekben, agykamrákban, szemkamrákban stb.), valamint a gyomor-bélrendszerben található vizet. Ezen üregek folyadéka nem vesz részt aktívan az anyagcsere folyamatokban.

Az emberi test vize nem stagnál a különböző részlegeiben, hanem folyamatosan mozog, folyamatosan cserélődik a folyadék többi szektorával és a külső környezettel. A víz mozgása nagyrészt az emésztőnedvek felszabadulásának köszönhető. Tehát nyállal, hasnyálmirigylével naponta körülbelül 8 liter vizet küldenek a bélcsőbe, de ez a víz gyakorlatilag nem vész el az emésztőrendszer alsó részeiben történő felszívódás miatt.

A létfontosságú elemek makroelemekre (napi szükséglet >100 mg) és mikroelemekre (napi szükséglet) oszthatók.<100 мг). К макроэлементам относятся натрий (Na), калий (К), кальций (Ca), магний (Мg), хлор (Cl), фосфор (Р), сера (S) и иод (I). К жизненно важным микроэлементам, необходимым лишь в следовых количествах, относятся железо (Fe), цинк (Zn), марганец (Мn), медь (Cu), кобальт (Со), хром (Сr), селен (Se) и молибден (Мо). Фтор (F) не принадлежит к этой группе, однако он необходим для поддержания в здоровом состоянии костной и зубной ткани. Вопрос относительно принадлежности к жизненно важным микроэлементам ванадия, никеля, олова, бора и кремния остается открытым. Такие элементы принято называть условно эссенциальными.

Az 1. táblázat (2. oszlop) egy felnőtt ember szervezetének átlagos ásványianyag-tartalmát mutatja (65 kg-os testsúly alapján). Egy felnőtt átlagos napi szükséglete ezekre az elemekre a 4. oszlopban található. Gyermekeknél és nőknél várandósság és szoptatás alatt, valamint betegeknél általában nagyobb a mikroelem szükséglet.

Mivel sok elem raktározódhat a szervezetben, a napi normától való eltérés időben kompenzálódik. A kalcium apatit formájában a csontszövetben, a jód a tiroglobulin részeként raktározódik a pajzsmirigyben, a vas a ferritin és a hemosziderin összetételében raktározódik a csontvelőben, a lépben és a májban. A máj számos nyomelem tárolási helyeként szolgál.

Az ásványi anyagcserét a hormonok szabályozzák. Ez vonatkozik például a H 2 O, Ca 2+, PO 4 3- fogyasztására, a Fe 2+, I - kötésére, a H 2 O, Na +, Ca 2+, PO 4 3 kiválasztására. - .

A táplálékból felszívódó ásványi anyagok mennyisége általában a szervezet anyagcsere-szükségleteitől és bizonyos esetekben az élelmiszerek összetételétől függ. A kalcium az élelmiszer-összetételre gyakorolt ​​​​hatás példájának tekinthető. A Ca 2+ ionok felszívódását a tejsav és a citromsav segíti elő, míg a foszfátion, oxalát ion és fitinsav a komplexképződés és a rosszul oldódó sók (fitin) képződése miatt gátolják a kalcium felszívódását.

Az ásványianyag-hiány nem ritka jelenség: különféle okok miatt lép fel, például egyhangú táplálkozás, emésztési zavarok, különféle betegségek miatt. Kalciumhiány jelentkezhet terhesség alatt, valamint angolkór vagy csontritkulás esetén. A klórhiány a Cl-ionok nagymértékű elvesztése miatt lép fel - súlyos hányással. Az élelmiszerek elégtelen jódtartalma miatt Közép-Európa számos részén általánossá vált a jódhiány és a golyvabetegség. Magnéziumhiány fordulhat elő hasmenés vagy alkoholizmusban a monoton étrend miatt. A nyomelemek hiánya a szervezetben gyakran a hematopoiesis megsértésével nyilvánul meg, pl. vérszegénység Az utolsó oszlop felsorolja, hogy ezek az ásványi anyagok milyen funkciókat látnak el a szervezetben. A táblázat adataiból látható, hogy szinte minden makrotápanyag szerkezeti komponensként és elektrolitként funkcionál a szervezetben. A jelfunkciókat a jód (a jódtironin részeként) és a kalcium végzi. A legtöbb nyomelem fehérjék kofaktora, főként enzimek. Mennyiségi értelemben a vastartalmú fehérjék, a hemoglobin, a mioglobin és a citokróm, valamint több mint 300 cinktartalmú fehérje dominál a szervezetben.

2. A víz-só anyagcsere szabályozása. A vazopresszin, az aldoszteron és a renin-angiotenzin rendszer szerepe

A víz-só homeosztázis fő paraméterei az ozmotikus nyomás, a pH, valamint az intracelluláris és extracelluláris folyadék térfogata. Ezen paraméterek változása vérnyomás-változáshoz, acidózishoz vagy alkalózishoz, kiszáradáshoz és ödémához vezethet. A víz-só egyensúly szabályozásában szerepet játszó fő hormonok az ADH, az aldoszteron és a pitvari natriuretikus faktor (PNF).

Az ADH vagy vazopresszin egy 9 aminosavból álló peptid, amelyet egyetlen diszulfidhíd köt össze. Prohormonként szintetizálódik a hipotalamuszban, majd az agyalapi mirigy hátsó része idegvégződéseibe kerül, ahonnan megfelelő stimulációval kiválasztódik a véráramba. Az axon mentén történő mozgás egy specifikus hordozófehérjével (neurophysin) van összefüggésben.

Az ADH szekrécióját okozó inger a nátriumionok koncentrációjának növekedése és az extracelluláris folyadék ozmotikus nyomásának növekedése.

Az ADH legfontosabb célsejtjei a disztális tubulusok sejtjei és a vese gyűjtőcsatornái. Ezen csatornák sejtjei viszonylag vízállóak, ADH hiányában a vizelet nem koncentrálódik, és napi 20 litert meghaladó mennyiségben ürülhet ki (normál 1-1,5 liter naponta).

Az ADH esetében kétféle receptor létezik - V 1 és V 2 . A V 2 receptor csak a vese hámsejtek felszínén található. Az ADH V2-hez való kötődése az adenilát-cikláz rendszerhez kapcsolódik, és serkenti a protein-kináz A (PKA) aktiválását. A PKA olyan fehérjéket foszforilál, amelyek stimulálják a membránfehérje gén, az aquaporin-2 expresszióját. Az Aquaporin 2 az apikális membránhoz jut, beépül, és vízcsatornákat képez. Ezek biztosítják a sejtmembrán szelektív permeabilitását a víz számára. A vízmolekulák szabadon diffundálnak a vesetubulusok sejtjeibe, majd belépnek az intersticiális térbe. Ennek eredményeként a víz újra felszívódik a vesetubulusokból. A V1 típusú receptorok a simaizom membránjaiban lokalizálódnak. Az ADH és a V1 receptor kölcsönhatása a foszfolipáz C aktiválásához vezet, amely a foszfatidil-inozitol-4,5-bifoszfátot IP-3 képződésével hidrolizálja. Az IF-3 Ca 2+ felszabadulását okozza az endoplazmatikus retikulumból. A hormon V 1 receptorokon keresztüli hatásának eredménye az erek simaizomrétegének összehúzódása.

Az agyalapi mirigy hátsó részének működési zavara által okozott ADH-hiány, valamint a hormonális jelátviteli rendszer zavara diabetes insipidus kialakulásához vezethet. A diabetes insipidus fő megnyilvánulása a polyuria, azaz. nagy mennyiségű kis sűrűségű vizelet kiválasztása.

Az aldoszteron a legaktívabb mineralokortikoszteroid, amelyet a mellékvesekéregben szintetizálnak koleszterinből.

A glomeruláris zóna sejtjei által az aldoszteron szintézisét és szekrécióját az angiotenzin II, ACTH, prosztaglandin E stimulálja. Ezek a folyamatok magas K + és alacsony Na + koncentráció esetén is aktiválódnak.

A hormon behatol a célsejtbe, és kölcsönhatásba lép egy specifikus receptorral, amely mind a citoszolban, mind a sejtmagban található.

A vesetubulusok sejtjeiben az aldoszteron serkenti a különböző funkciókat ellátó fehérjék szintézisét. Ezek a fehérjék: a) növelhetik a nátriumcsatornák aktivitását a disztális vesetubulusok sejtmembránjában, ezáltal megkönnyítve a nátriumionok szállítását a vizeletből a sejtekbe; b) a TCA-ciklus enzimei, és ezért növelik a Krebs-ciklus azon képességét, hogy az ionok aktív transzportjához szükséges ATP-molekulákat generáljon; c) aktiválja a K +, Na + -ATPáz szivattyú munkáját és serkenti az új szivattyúk szintézisét. Az aldoszteron által indukált fehérjék hatásának általános eredménye a nátriumionok reabszorpciójának növekedése a nefron tubulusaiban, ami NaCl-retenciót okoz a szervezetben.

Az aldoszteron szintézisét és szekrécióját szabályozó fő mechanizmus a renin-angiotenzin rendszer.

A renin egy enzim, amelyet a vese afferens arteriolák juxtaglomeruláris sejtjei termelnek. Ezeknek a sejteknek a lokalizációja különösen érzékenysé teszi őket a vérnyomás változásaira. A vérnyomás csökkenése, a folyadék- vagy vérvesztés, a NaCl-koncentráció csökkenése serkenti a renin felszabadulását.

Az angiotenzinogén-2 a májban termelődő globulin. A renin szubsztrátjaként szolgál. A renin hidrolizálja a peptidkötést az angiotenzinogén molekulában, és lehasítja az N-terminális dekapeptidet (angiotenzin I).

Az angiotenzin I az endothelsejtekben és a vérplazmában található antiotenzin-konvertáló enzim, a karboxi-dipeptidil-peptidáz szubsztrátjaként szolgál. Az angiotenzin I-ből két terminális aminosav lehasad, és oktapeptid, az angiotenzin II keletkezik.

Az angiotenzin II serkenti az aldoszteron termelődését, az arteriolák összehúzódását okozza, ami megnövekedett vérnyomást és szomjúságot okoz. Az angiotenzin II aktiválja az aldoszteron szintézisét és szekrécióját az inozitol-foszfát rendszeren keresztül.

A PNP egy 28 aminosavból álló peptid, egyetlen diszulfidhíddal. A PNP-t preprohormonként szintetizálják és tárolják (126 aminosavból áll) a szívsejtekben.

A PNP szekrécióját szabályozó fő tényező a vérnyomás emelkedése. Egyéb ingerek: fokozott plazma ozmolaritás, szapora szívverés, emelkedett katekolaminok és glükokortikoidok vérszintje.

A PNP fő célszervei a vesék és a perifériás artériák.

A PNP hatásmechanizmusának számos jellemzője van. A plazmamembrán PNP receptora guanilát-cikláz aktivitással rendelkező fehérje. A receptor doménszerkezettel rendelkezik. A ligandumkötő domén az extracelluláris térben lokalizálódik. PNP hiányában a PNP receptor intracelluláris doménje foszforilált állapotban van és inaktív. A PNP receptorhoz való kötődése következtében a receptor guanilát-cikláz aktivitása megnő, és a GTP-ből ciklikus GMP képződik. A PNP hatására a renin és az aldoszteron képződése és szekréciója gátolt. A PNP hatásának összhatása a Na + és a víz kiválasztásának növekedése és a vérnyomás csökkenése.

A PNP-t általában az angiotenzin II fiziológiai antagonistájának tekintik, mivel hatása alatt nem az erek lumenének szűkülése és (az aldoszteron szekréció szabályozása révén) nátrium-visszatartás, hanem éppen ellenkezőleg, értágulat és sóvesztés következik be.

3. A vesék biokémiája

A vesék fő feladata a víz és a vízben oldódó anyagok (anyagcsere végtermékek) eltávolítása a szervezetből (1). A szervezet belső környezetének ion- és sav-bázis egyensúlyát szabályozó funkció (homeosztatikus funkció) szorosan összefügg a kiválasztó funkcióval. 2). Mindkét funkciót hormonok szabályozzák. Ezenkívül a vesék endokrin funkciót látnak el, mivel közvetlenül részt vesznek számos hormon szintézisében (3). Végül a vesék részt vesznek a közbenső anyagcserében (4), különösen a glükoneogenezisben, valamint a peptidek és aminosavak lebontásában (1. ábra).

Nagyon nagy mennyiségű vér halad át a vesén: 1500 liter naponta. Ebből a térfogatból 180 liter elsődleges vizeletet szűrnek ki. Ekkor a primer vizelet mennyisége jelentősen csökken a vízvisszaszívás miatt, ennek eredményeként a napi vizelet mennyisége 0,5-2,0 liter.

a vesék kiválasztó funkciója. A vizeletürítés folyamata

A nefronokban a vizelet képződésének folyamata három szakaszból áll.

Ultrafiltráció (glomeruláris vagy glomeruláris szűrés). A vesetestek glomerulusaiban az ultraszűrés során a vérplazmából primer vizelet képződik, amely izoozmotikus a vérplazmával. A pórusok, amelyeken keresztül a plazmát kiszűrik, effektív átlagos átmérője 2,9 nm. Ezzel a pórusmérettel minden, legfeljebb 5 kDa molekulatömegű (M) vérplazmakomponens szabadon áthalad a membránon. Anyagok M< 65 кДа частично проходят через поры, и только крупные молекулы (М >65 kDa) a pórusok megtartják, és nem jutnak be az elsődleges vizeletbe. Mivel a legtöbb vérplazmafehérje meglehetősen nagy molekulatömegű (M > 54 kDa) és negatív töltésű, a glomeruláris alapmembrán megtartja őket, és az ultrafiltrátum fehérjetartalma jelentéktelen.

Reabszorpció. Az elsődleges vizeletet fordított vízszűréssel koncentrálják (az eredeti térfogat körülbelül 100-szorosára). Ugyanakkor a tubulusokban való aktív transzport mechanizmusa szerint szinte minden kis molekulatömegű anyag újra felszívódik, különösen a glükóz, az aminosavak, valamint a legtöbb elektrolit - szervetlen és szerves ionok (2. ábra).

Az aminosavak reabszorpciója csoportspecifikus transzportrendszerek (hordozók) segítségével történik.

kalcium és foszfát ionok. A vesetubulusokban a kalciumionok (Ca 2+) és a foszfátionok szinte teljesen visszaszívódnak, és a folyamat energiafelhasználással (ATP formájában) megy végbe. A Ca 2+ kibocsátása több mint 99%, a foszfát ionok esetében - 80-90%. Ezen elektrolitok reabszorpciójának mértékét a parathormon (parathyrin), a kalcitonin és a kalcitriol szabályozza.

A paratirin peptid hormon (PTH), amelyet a mellékpajzsmirigy választ ki, serkenti a kalciumionok reabszorpcióját, és egyben gátolja a foszfát ionok visszaszívódását. Más csont- és bélhormonok hatásával kombinálva ez a vér kalciumion-szintjének növekedéséhez és a foszfát-ionok szintjének csökkenéséhez vezet.

A kalcitonin, a pajzsmirigy C-sejtjeiből származó peptidhormon gátolja a kalcium- és foszfát-ionok visszaszívódását. Ez mindkét ion szintjének csökkenéséhez vezet a vérben. Ennek megfelelően a kalciumionok szintjének szabályozásával kapcsolatban a kalcitonin paratirin antagonista.

A vesében képződő kalcitriol szteroid hormon serkenti a kalcium és foszfát ionok felszívódását a bélben, elősegíti a csontok mineralizációját, részt vesz a kalcium és foszfát ionok visszaszívódásának szabályozásában a vesetubulusokban.

nátriumionok. A Na + ionok visszaszívása az elsődleges vizeletből a vesék nagyon fontos funkciója. Ez egy nagyon hatékony folyamat: körülbelül 97% Na + szívódik fel. Az aldoszteron szteroid hormon stimulálja, míg a pitvari nátriuretikus peptid [ANP (ANP)], amely a pitvarban szintetizálódik, éppen ellenkezőleg, gátolja ezt a folyamatot. Mindkét hormon szabályozza a Na + /K + -ATP-áz munkáját, amely a tubuláris sejtek plazmamembránjának azon oldalán helyezkedik el (a nefron disztális és gyűjtőcsatornái), amelyet a vérplazma mos. Ez a nátriumpumpa Na + ionokat pumpál a primer vizeletből a vérbe K + ionokért cserébe.

Víz. A víz reabszorpciója egy passzív folyamat, amelyben a víz ozmotikusan egyenértékű térfogatban abszorbeálódik a Na + ionokkal együtt. A nephron disztális részében a víz csak a hypothalamus által kiválasztott vazopresszin peptidhormon (antidiuretikus hormon, ADH) jelenlétében tud felszívódni. Az ANP gátolja a víz visszaszívását. azaz fokozza a víz kiürülését a szervezetből.

A passzív transzportnak köszönhetően a kloridionok (2/3) és a karbamid felszívódnak. A reabszorpció mértéke határozza meg a vizeletben maradó és a szervezetből kiürülő anyagok abszolút mennyiségét.

A glükóz reabszorpciója az elsődleges vizeletből energiafüggő folyamat, amely az ATP hidrolíziséhez kapcsolódik. Ugyanakkor a Na + ionok egyidejű transzportja kíséri (a gradiens mentén, mivel az elsődleges vizeletben a Na + koncentrációja magasabb, mint a sejtekben). Az aminosavak és ketontestek is hasonló mechanizmussal szívódnak fel.

Az elektrolitok és nem elektrolitok reabszorpciós és szekréciós folyamatai a vesetubulusok különböző részein lokalizálódnak.

Kiválasztás. A szervezetből kiválasztandó anyagok nagy része a vesetubulusokon keresztül aktív transzport útján kerül a vizeletbe. Ezek az anyagok közé tartoznak a H + és K + ionok, a húgysav és a kreatinin, valamint a gyógyszerek, például a penicillin.

A vizelet szerves összetevői:

A vizelet szerves frakciójának fő részét nitrogéntartalmú anyagok, a nitrogén-anyagcsere végtermékei teszik ki. A májban termelődő karbamid. aminosavak és pirimidinbázisok nitrogénhordozója. A karbamid mennyisége közvetlenül összefügg a fehérje anyagcserével: 70 g fehérje ~30 g karbamid képződéséhez vezet. A húgysav a purin anyagcsere végterméke. A kreatinin, amely a kreatin spontán ciklizálásával képződik, az izomszövet anyagcseréjének végterméke. Mivel a kreatinin napi felszabadulása egyéni jellemző (az izomtömeggel egyenesen arányos), a kreatinin endogén anyagként használható a glomeruláris filtrációs ráta meghatározására. A vizelet aminosavtartalma az étrend jellegétől és a máj hatékonyságától függ. Aminosav-származékok (pl. hippursav) is jelen vannak a vizeletben. A vizeletben a speciális fehérjék részét képező aminosav-származékok, például a kollagénben jelenlévő hidroxiprolin vagy az aktin és a miozin részét képező 3-metil-hisztidin tartalom jelzi e fehérjék hasadási intenzitását. .

A vizelet alkotóelemei a májban kénsavval és glükuronsavval, glicinnel és más poláris anyagokkal képződő konjugátumok.

Számos hormon (katekolaminok, szteroidok, szerotonin) metabolikus átalakulási termékei jelen lehetnek a vizeletben. A végtermékek tartalma alapján megítélhető e hormonok bioszintézise a szervezetben. A terhesség alatt képződő choriogonadotropin (CG, M 36 kDa) fehérjehormon a véráramba kerül, és immunológiai módszerekkel kimutatható a vizeletből. A hormon jelenléte a terhesség indikátoraként szolgál.

A vizelet sárga színét az urokrómok adják - a hemoglobin lebomlása során képződő epe pigment származékai. A vizelet elsötétül a tárolás során az urokrómok oxidációja miatt.

A vizelet szervetlen összetevői (3. ábra)

A vizeletben nyomokban Na +, K +, Ca 2+, Mg 2+ és NH 4 + kationok, Cl - anionok, SO 4 2- és HPO 4 2- és egyéb ionok találhatók. A széklet kalcium- és magnéziumtartalma lényegesen magasabb, mint a vizeletben. A szervetlen anyagok mennyisége nagymértékben függ az étrend jellegétől. Acidózisban az ammóniakiválasztás nagymértékben fokozható. Számos ion kiválasztását hormonok szabályozzák.

A betegségek diagnosztizálására a fiziológiai komponensek koncentrációjának változásait és a vizelet patológiás összetevőinek megjelenését használják. Például cukorbetegség esetén a vizeletben glükóz és ketontestek vannak jelen (Függelék).

4. A vizeletürítés hormonális szabályozása

A vizelet mennyiségét és a benne lévő ionok mennyiségét a hormonok együttes hatása és a vese szerkezeti jellemzői szabályozzák. A napi vizelet mennyiségét a hormonok befolyásolják:

ALDOSTERON és VAZOPRESSIN (hatásmechanizmusukat korábban tárgyaltuk).

PARATHORMONE - fehérje-peptid jellegű mellékpajzsmirigy hormon, (membrán hatásmechanizmus, cAMP révén) a sók szervezetből történő eltávolítását is befolyásolja. A vesékben fokozza a Ca +2 és Mg +2 tubuláris reabszorpcióját, növeli a K +, foszfát, HCO 3 - kiválasztását és csökkenti a H + és NH 4 + kiválasztását. Ennek oka elsősorban a foszfát tubuláris reabszorpciójának csökkenése. Ugyanakkor a kalcium koncentrációja a vérplazmában nő. A mellékpajzsmirigy-hormon hiposzekréciója ellentétes jelenségekhez vezet - a vérplazma foszfáttartalmának növekedéséhez és a plazma Ca +2-tartalmának csökkenéséhez.

Az ÖSZTRADIOL egy női nemi hormon. Stimulálja az 1,25-dioxi-D 3-vitamin szintézisét, fokozza a kalcium és a foszfor visszaszívódását a vesetubulusokban.

homeosztatikus veseműködés

1) víz-só homeosztázis

A vesék részt vesznek az állandó vízmennyiség fenntartásában az intra- és extracelluláris folyadékok ionösszetételének befolyásolásával. A nátrium-, klorid- és vízionok hozzávetőleg 75%-a a proximális tubulusban lévő glomeruláris szűrletből az említett ATPáz mechanizmus révén újra felszívódik. Ilyenkor csak a nátriumionok szívódnak vissza aktívan, az anionok az elektrokémiai gradiens hatására elmozdulnak, a víz pedig passzívan és izoozmotikusan abszorbeálódik.

2) a vesék részvétele a sav-bázis egyensúly szabályozásában

A H + ionok koncentrációja a plazmában és az intercelluláris térben körülbelül 40 nM. Ez 7,40-es pH-értéknek felel meg. A test belső környezetének pH-ját állandóan kell tartani, mivel a futás koncentrációjának jelentős változása nem egyeztethető össze az élettel.

A pH-érték állandóságát plazma pufferrendszerek tartják fenn, amelyek képesek kompenzálni a sav-bázis egyensúly rövid távú zavarait. A hosszú távú pH-egyensúlyt protonok termelésével és eltávolításával tartják fenn. A pufferrendszerek megsértése és a sav-bázis egyensúly be nem tartása esetén, például vesebetegség vagy hipo- vagy hiperventiláció miatti légzési elégtelenség következtében, a plazma pH-értéke csökken. túl az elfogadható határokon. A pH 7,40-es értékének több mint 0,03 egységgel történő csökkenését acidózisnak, a növekedést alkalózisnak nevezzük.

A protonok eredete. A protonoknak két forrása van - a szabad étkezési savak és a kéntartalmú fehérje aminosavak, az étkezési savak, például a citromsav, az aszkorbinsav és a foszforsav protonokat adnak a bélrendszerben (lúgos pH-n). A fehérjék lebontása során képződő metionin és cisztein aminosavak járulnak hozzá a legnagyobb mértékben a protonok egyensúlyának biztosításához. A májban ezen aminosavak kénatomjai kénsavvá oxidálódnak, amely szulfátionokká és protonokká disszociál.

Az izmokban és a vörösvértestekben végbemenő anaerob glikolízis során a glükóz tejsavvá alakul, melynek disszociációja laktát és protonok képződéséhez vezet. A ketontestek - acetoecetsav és 3-hidroxi-vajsav - képződése a májban szintén protonok felszabadulásához vezet, a ketontestek feleslege a plazma pufferrendszer túlterheléséhez és a pH csökkenéséhez (metabolikus acidózis; tejsav > tejsavas acidózis, ketontestek > ketoacidózis). Normál körülmények között ezek a savak általában CO 2 -vé és H 2 O-vá metabolizálódnak, és nem befolyásolják a protonegyensúlyt.

Mivel az acidózis különösen veszélyes a szervezetre, a veséknek speciális mechanizmusai vannak, hogy megbirkózzanak vele:

a) H + szekréció

Ez a mechanizmus magában foglalja a CO 2 képződését a distalis tubulus sejtjeiben fellépő metabolikus reakciókban; majd a H 2 CO 3 képződése karboanhidráz hatására; további disszociációja H + -ra és HCO 3 -ra, valamint a H + -ionok Na + -ionokra cseréje. Ezután nátrium- és bikarbonátionok diffundálnak a vérbe, biztosítva annak lúgosítását. Ezt a mechanizmust kísérletileg igazolták - a karboanhidráz-gátlók bevezetése a nátriumveszteség növekedéséhez vezet a másodlagos vizelet és a vizelet savasodás leállásával.

b) ammoniogenezis

Az ammóniogenezis enzimek aktivitása a vesékben különösen magas acidózis esetén.

Az ammoniogenezis enzimek közé tartozik a glutamináz és a glutamát-dehidrogenáz:

c) glükoneogenezis

A májban és a vesében fordul elő. A folyamat kulcsenzime a vese piruvát-karboxiláz. Az enzim savas környezetben a legaktívabb – így különbözik ugyanattól a májenzimtől. Ezért a vesék acidózisával a karboxiláz aktiválódik, és a sav-reaktív anyagok (laktát, piruvát) intenzívebben kezdenek glükózzá alakulni, amely nem rendelkezik savas tulajdonságokkal.

Ez a mechanizmus fontos az éhezéssel összefüggő acidózisban (szénhidráthiány vagy általános táplálkozáshiány esetén). A ketontestek, amelyek tulajdonságaikban savak, felhalmozódása serkenti a glükoneogenezist. Ez pedig segít a sav-bázis állapot javításában, és egyúttal ellátja a szervezetet glükózzal. Teljes éhezés esetén a vércukor 50%-a a vesékben képződik.

Alkalózis esetén a glükoneogenezis gátolt, (a pH változása következtében a PVC-karboxiláz gátolt), a protonszekréció gátolt, ugyanakkor fokozódik a glikolízis és fokozódik a piruvát és laktát képződése.

A vesék metabolikus működése

1) A D-vitamin aktív formájának kialakulása 3 . A vesékben a mikroszomális oxidációs reakció eredményeként a D3-vitamin aktív formája - 1,25-dioxikolekalciferol - érésének utolsó szakasza következik be. Ennek a vitaminnak a prekurzora, a D3-vitamin a bőrben szintetizálódik a koleszterin ultraibolya sugarai hatására, majd hidroxilálódik: először a májban (25. pozícióban), majd a vesében (1. pozícióban). Így a vesék azáltal, hogy részt vesznek a D3-vitamin aktív formájának kialakításában, befolyásolják a foszfor-kalcium anyagcserét a szervezetben. Emiatt vesebetegségekben, amikor a D 3-vitamin hidroxilezési folyamatai megzavaródnak, OSTEODYSTROFIA alakulhat ki.

2) Az erythropoiesis szabályozása. A vesék egy glikoproteint termelnek, amelyet vese eritropoetikus faktornak (PEF vagy eritropoetin) neveznek. Ez egy hormon, amely képes hatni a vörös csontvelői őssejtekre, amelyek a PEF célsejtjei. A PEF ezen sejtek fejlődését az erythropoiesis útján irányítja, azaz. serkenti a vörösvértestek képződését. A PEF felszabadulási sebessége a vesék oxigénellátásától függ. Ha a bejövő oxigén mennyisége csökken, akkor a PEF termelése nő - ez a vörösvértestek számának növekedéséhez és az oxigénellátás javulásához vezet. Ezért vesebetegségekben néha vesevérszegénységet figyelnek meg.

3) Fehérjék bioszintézise. A vesékben aktívan zajlanak a más szövetekhez szükséges fehérjék bioszintézisének folyamatai. Néhány komponens itt szintetizálódik:

- véralvadási rendszerek;

- komplementer rendszerek;

- fibrinolízis rendszerek.

- a vesékben, a juxtaglomeruláris apparátus (JUGA) sejtjeiben RENIN szintetizálódik

A renin-angiotenzin-aldoszteron rendszer szoros kapcsolatban áll egy másik értónus-szabályozó rendszerrel: a KALLIKREIN-KININ RENDSZERREL, melynek hatása a vérnyomás csökkenéséhez vezet.

A kininogén fehérje a vesékben szintetizálódik. A vérbe jutva a kininogén a szerin proteinázok - kallikreinek - hatására vazoaktív peptidekké alakul át - kininek: bradikinin és kallidin. A bradikinin és kallidin értágító hatású – csökkenti a vérnyomást. A kininek inaktiválása a karboxikatepszin részvételével történik - ez az enzim egyidejűleg befolyásolja az érrendszeri tónus szabályozásának mindkét rendszerét, ami a vérnyomás emelkedéséhez vezet. A karboxitepszin inhibitorokat terápiásan alkalmazzák az artériás magas vérnyomás egyes formáinak kezelésére (például a klonidin gyógyszer).

A vesék részvétele a vérnyomás szabályozásában összefügg a vérnyomáscsökkentő hatású prosztaglandinok termelésével is, amelyek a vesében lipidperoxidációs (LPO) reakciók eredményeként arachidonsavból képződnek.

4) Fehérje katabolizmus. A vesék számos kis molekulatömegű (5-6 kDa) fehérje és peptid lebontásában vesznek részt, amelyek az elsődleges vizeletbe szűrődnek. Ezek közé tartoznak a hormonok és néhány más biológiailag aktív anyag. A tubulussejtekben a lizoszómális proteolitikus enzimek hatására ezek a fehérjék és peptidek aminosavakká hidrolizálódnak, amelyek bejutnak a véráramba, és más szövetek sejtjei újra hasznosítják őket.

A veseszövet anyagcseréjének jellemzői

1. Az ATP magas költségei. Az ATP fő fogyasztása az aktív transzport folyamataihoz kapcsolódik a reabszorpció, a szekréció során, valamint a fehérje bioszintéziséhez.

Az ATP előállításának fő módja az oxidatív foszforiláció. Ezért a veseszövetnek jelentős mennyiségű oxigénre van szüksége. A vesék tömege a teljes testtömegnek csak 0,5%-a, a vesék oxigénfogyasztása pedig az összes kapott oxigén 10%-a. A vesesejtek biooxidációs reakcióinak szubsztrátumai a következők:

- zsírsav;

- keton testek;

- glükóz stb.

2. Nagy arányú fehérje bioszintézis.

3. Proteolitikus enzimek nagy aktivitása.

4. Ammóniogenezis és glükoneogenezis képessége.

vizes sóoldat vese vizelet

orvosi jelentősége

a vizelet patológiás összetevői
ALKATRÉSZEK TÜNET A MEGJELENÉS OKAI FEHÉRJE Proteinuria A húgyutak károsodása (extrarenális proteinuria) vagy a nephron bazális membránjai (vese proteinuria). Terhes nők toxikózisa, vérszegénység. A vizeletfehérje forrása elsősorban a vérplazmafehérjék, valamint a veseszövet fehérjéi. VÉR Hematuria Hemoglobinuria Az eritrociták a vizeletben akut nephritis, gyulladásos folyamatok és a húgyúti traumák esetén jelennek meg. Hemoglobin - hemolízissel és hemoglobinémiával. SZŐLŐCUKOR Glucosuria Diabetes mellitus, szteroid cukorbetegség, thyrotoxicosis. FRUKTÓZ Fruktosuria A fruktózt glükózzá alakító enzimek veleszületett hiánya (foszfofruktokináz-hiány). GALAKTÓZ Galactosuria A galaktózt glükózzá alakító enzim (galaktóz-1-foszfát-uridiltranszferáz) veleszületett hiánya. KETON TESTEK Ketonuria Cukorbetegség, éhezés, tirotoxikózis, traumás agysérülés, agyvérzés, fertőző betegségek. BILIRUBIN Bilirubinuria Sárgaság. Jelentősen megnövekedett bilirubinszint a vizeletben obstruktív sárgasággal. kreatin Kreatinuria Felnőtteknél ez a kreatin kreatininné történő átalakulásának károsodásával jár. Izomdisztrófia, hipotermia, görcsös állapotok (tetanusz, tetania) esetén figyelhető meg. CSAPADÉK: Foszfátok Oxalátok urátok Phosphaturia oxalaturia Uraturia A vizelet néhány, általában nehezen oldódó komponensének (kalcium, magnézium sók) kicsapódása húgykövek képződését okozza. Ezt elősegíti a húgyhólyagban és a vesemedence vizeletének lúgosodása krónikus bakteriális fertőzések esetén: a mikroorganizmusok lebontják a karbamidot, ammóniát szabadítanak fel, ami a vizelet pH-értékének emelkedéséhez vezet. Köszvényben (a vizelet megsavanyodik) a húgysavból kövek képződnek, amely 7,0-nél kisebb pH-értéken rosszul oldódik.

5. A vizelet fizikai és kémiai tulajdonságai normál és kóros állapotokban

A poliuria a napi vizelet mennyiségének növekedése. Megfigyelhető cukorbetegségben és diabetes insipidusban, krónikus nephritisben, pyelonephritisben, túlzott folyadékbevitel mellett.

Oliguria - a vizelet napi mennyiségének csökkenése (kevesebb, mint 0,5 l). Lázas állapotban figyelhető meg, akut diffúz nephritis, urolithiasis, nehézfém-só-mérgezés és kis mennyiségű folyadék étkezés közben.

Az anuria a vizeletürítés megszűnése. Mérgezés okozta vesekárosodásnál, stressznél figyelhető meg (az elhúzódó anuria urémiás halálhoz vezethet (ammóniamérgezés)

A vizelet színe általában borostyánsárga vagy szalmasárga, az urokróm, urobilinogén stb. pigmentek miatt.

A vizelet vörös színe - hematuria, hemoglobinuria (vesekő, nephritis, trauma, hemolízis, bizonyos gyógyszerek alkalmazása) esetén.

Barna szín - magas urobilinogén és bilirubin koncentrációval a vizeletben (májbetegségekkel), valamint homogentizinsavval (alkaptonuria a tirozin metabolizmusának megsértésével).

Zöld szín - bizonyos gyógyszerek alkalmazásával, az indoxil-kénsav koncentrációjának növekedésével, amely az indigó képződésével bomlik (fokozott fehérje bomlási folyamatok a bélben)

A vizelet átlátszósága normális. A zavarosság oka fehérje, sejtelemek, baktériumok, nyálka, üledék jelenléte lehet a vizeletben.

A vizelet sűrűsége általában meglehetősen széles tartományban ingadozik - 1,002 és 1,035 között a nap folyamán (átlagosan 1012-1020). Ez azt jelenti, hogy naponta 50-70 g sűrű anyag ürül a vizelettel. A maradék sűrűségének hozzávetőleges kiszámítása: 35x2,6 \u003d 71 g, ahol 35 egy bizonyos relatív sűrűség utolsó két számjegye, 2,6 egy együttható. A vizelet sűrűségének napközbeni növekedése és csökkenése, azaz koncentrációja és hígítása szükséges a vér ozmotikus nyomásának állandóságának fenntartásához.

Isosthenuria - állandóan alacsony sűrűségű vizelet kiválasztása, amely megegyezik az elsődleges vizelet sűrűségével (körülbelül 1010), amelyet súlyos veseelégtelenség és diabetes insipidus esetén figyeltek meg.

Magas sűrűséget (több mint 1035) figyeltek meg diabetes mellitusban a vizelet magas glükózkoncentrációja miatt, akut nephritisben (oliguria).

Normál vizeletmaradványok képződnek, amikor áll.

Pelyhes - fehérjékből, mukoproteinekből, húgyúti hámsejtekből

Oxalátokból és urátokból (oxálsav és húgysav sói) áll, amelyek savasításkor feloldódnak.

A vizelet pH-ja általában 5,5-6,5 tartományban van.

A vizelet savas környezetét normál étrendben a következők okozhatják: 1) a kéntartalmú aminosavak lebontása során képződő kénsav; 2) foszforsav, amely a nukleinsavak, foszfoproteinek, foszfolipidek lebontása során képződik; 3) élelmiszerekből a bélben adszorbeált anionok.

Vízanyagcsere zavarok (dyshydria).

A vízanyagcsere zavarai közé tartozik a hiperhidria (hiperhidráció) és a hipohidria (hipo- és kiszáradás). Mindkettő gyakori lehet, vagy főleg az extracelluláris vagy intracelluláris teret (azaz extracelluláris vagy intracelluláris szektort) fedi le. A dyshydria mindegyik formája hiper-, izo- és hipotóniásként nyilvánul meg. Ennek megfelelően beszélhetünk intra- és extracelluláris hiper-, izo- és hipotóniás túlhidrációról, valamint intra- és extracelluláris hiper-, izo- és hipotóniás hipohidrációról. Az egyik szektorban a víz és elektrolit eloszlásának megsértése által okozott változások mindig jól meghatározott eltolódásokat vonnak maguk után egy másik szektorban.

Általános kiszáradás (általános kiszáradás) akkor következik be, amikor kevesebb víz kerül a szervezetbe, mint amennyit elveszít ugyanabban az idő alatt (negatív vízháztartás). Megfigyelhető szűkülettel, nyelőcső-elzáródással (égési sérülések, daganatok vagy egyéb okok miatt), hashártyagyulladással, emésztőrendszeri műtétekkel, poliuriával, legyengült betegeknél a vízveszteség nem megfelelő pótlásával, kolerával, kómában lévő betegeknél.

Vízhiány esetén a véralvadás következtében megnő a sűrű anyagok koncentrációja a plazmában, ami az ozmotikus nyomás növekedéséhez vezet. Ez utóbbi határozza meg a víz mozgását a sejtekből az intercelluláris téren keresztül az extracelluláris folyadékba. Ennek eredményeként az intracelluláris tér térfogata csökken.

Az általános kiszáradás laboratóriumi jelei a megnövekedett hematokrit, a vér viszkozitása, hiperproteinémia, hiperazotémia, poliuria.

Az Allbest.ru oldalon található

Hasonló dokumentumok

A folyadék eloszlásának megváltozása az extracelluláris és intracelluláris szektorok között. napi diurézis. Napi vízszükséglet. A víz-só anyagcsere szabályozása a vesék által. Az ozmotikus vérnyomás szabályozása.

előadás, hozzáadva 2002.02.25


A víz-só anyagcsere, mint a víz és a sók (elektrolitok) szervezetbe jutását, felszívódását, belső környezetben való eloszlását és kiválasztását szolgáló folyamatok összessége. A vazopresszin megsértése által okozott fő betegségek. A nátrium vesén keresztüli kiválasztásának szabályozása.

ellenőrzési munka, hozzáadva 2010.12.06


A húgyúti rendszer morfo-funkcionális jellemzői. A vesék anatómiája. A vesék szerkezete. A vizeletürítés mechanizmusa. A vesék vérellátása. A húgyúti rendszer funkcióinak megsértése patológiában, pyelonephritisben. A vizelet és a veseműködés vizsgálati módszerei.

absztrakt, hozzáadva: 2008.10.31


A nefronok összetevői és típusai. Az anyagcsere végtermékeinek eltávolítása a szervezetből. A víz-só anyagcsere és a vérnyomás szabályozása. Szűrés a vesékben és a vesék tubuláris rendszerének felépítése. Mesangiális sejtek és Shumlyansky-Bowman kapszula.

bemutató, hozzáadva 2013.02.02


A víz-só anyagcsere megsértésének fő formái. A vízhiány tünetei. Ozmotikus és ionos állandók. A víz és elektrolit kiválasztásának szabályozása. Az aldoszterontermelés patológiája. A hiperozmoláris dehidráció klinikai megnyilvánulásai, a terápia elvei.

bemutató, hozzáadva 2015.12.20


A vizelet képződésének mechanizmusai. Az anyagok renális és extrarenális kiválasztódási módjai. A vesék alapvető funkciói. Véráramlás a vesék különböző részein. A keringési rendszer felépítése. A nefronok osztályozása. A vizeletürítés mechanizmusai. Szűrés, reabszorpció, szekréció.

bemutató, hozzáadva 2014.12.01


A vesék felépítése, működése, a vizeletképződés elmélete. A nefron szerkezetének jellemzői. A vizelet fizikai tulajdonságai, klinikai és diagnosztikai jelentősége. A proteinuria típusai, a vizeletben lévő fehérje minőségi és mennyiségi meghatározásának módszerei. A glükóz meghatározása a vizeletben.

csalólap, hozzáadva: 2010.06.24


A károsodott veseműködés etiológiája és patogenezise: glomeruláris és tubuláris filtráció, reabszorpció, szekréció, koncentráció és vizelet hígítása. Vesebetegségek klinikai diagnosztikája, laboratóriumi kutatás, vizelet fizikai és kémiai tulajdonságainak elemzése.

szakdolgozat, hozzáadva 2015.06.15


A víz-só anyagcsere élettana. a test elektrolit összetétele. A benne lévő extracelluláris víz mozgását befolyásoló tényezők. Elektrolit egyensúlyhiány. Az extracelluláris dehidratáció klinikai képe. Az infúziós terápia oldatainak aránya.

bemutató, hozzáadva 2017.02.05


A vesék alapvető funkciói. A vizelet kutatáshoz történő gyűjtésének szabályai. A vizelet színe, illata, savassága, glükóz, eritrociták, leukociták és fehérje tartalma. Funkcionális és kóros proteinuria. A nefrotikus és azotemichesky szindrómák megnyilvánulásai.