Vodno-elektrolitski in fosfatno-kalcijev metabolizem Biokemija. Izmenjava vode in soli

Voda je najpomembnejša sestavina živega organizma. Organizmi ne morejo obstajati brez vode. Brez vode človek umre v manj kot tednu dni, medtem ko lahko brez hrane, a dobi vodo, živi več kot mesec dni. Izguba 20% vode v telesu povzroči smrt. V telesu je vsebnost vode 2/3 telesne teže in se s starostjo spreminja. Količina vode v različnih tkivih je različna. Dnevna potreba človeka po vodi je približno 2,5 litra. To potrebo po vodi pokrivamo z vnosom tekočine in hrane v telo. Ta voda velja za eksogeno. Voda, ki nastane kot posledica oksidativne razgradnje beljakovin, maščob in ogljikovih hidratov v telesu, se imenuje endogena.

Voda je medij, v katerem poteka večina reakcij izmenjave. Neposredno sodeluje pri metabolizmu. Voda ima določeno vlogo v procesih termoregulacije telesa. S pomočjo vode se v tkiva in celice dostavljajo hranila in iz njih odstranjujejo končni produkti presnove.

Izločanje vode iz telesa poteka z ledvicami - 1,2-1,5 litra, kožo - 0,5 litra, pljuči - 0,2-0,3 litra. Izmenjavo vode uravnava nevrohormonski sistem. Zadrževanje vode v telesu spodbujajo hormoni skorje nadledvične žleze (kortizon, aldosteron) in hormon zadnje hipofize vazopresin. Ščitnični hormon tiroksin pospešuje izločanje vode iz telesa.
^

MINERALNI METABOLIZEM

Mineralne soli spadajo med bistvene snovi v hrani. Mineralni elementi nimajo hranilne vrednosti, vendar jih telo potrebuje kot snovi, ki sodelujejo pri uravnavanju presnove, pri vzdrževanju osmotskega tlaka, za zagotavljanje konstantnega pH intra- in zunajcelične tekočine v telesu. Mnogi mineralni elementi so strukturne sestavine encimov in vitaminov.

Organi in tkiva ljudi in živali vključujejo makroelemente in mikroelemente. Slednji se v telesu nahajajo v zelo majhnih količinah. V različnih živih organizmih, tako kot v človeškem telesu, najdemo največ kisika, ogljika, vodika in dušika. Ti elementi, kot tudi fosfor in žveplo, so del živih celic v obliki različnih spojin. Makroelementi vključujejo tudi natrij, kalij, kalcij, klor in magnezij. Od mikroelementov v telesu živali so bili najdeni: baker, mangan, jod, molibden, cink, fluor, kobalt itd. Železo zavzema vmesni položaj med makro- in mikroelementi.

Minerali pridejo v telo samo s hrano. Nato skozi črevesno sluznico in krvne žile, v portalno veno in v jetra. Nekateri minerali se zadržijo v jetrih: natrij, železo, fosfor. Železo je del hemoglobina, sodeluje pri prenosu kisika, pa tudi v sestavi redoks encimov. Kalcij je del kostnega tkiva in mu daje trdnost. Poleg tega ima pomembno vlogo pri strjevanju krvi. Zelo dober za telo je fosfor, ki ga najdemo poleg prostega (anorganskega) v spojinah z beljakovinami, maščobami in ogljikovimi hidrati. Magnezij uravnava živčno-mišično razdražljivost, aktivira številne encime. Kobalt je del vitamina B12. Jod sodeluje pri tvorbi ščitničnih hormonov. Fluorid se nahaja v tkivih zob. Natrij in kalij sta zelo pomembna pri vzdrževanju osmotskega tlaka krvi.

Presnova mineralnih snovi je tesno povezana s presnovo organskih snovi (beljakovine, nukleinske kisline, ogljikovi hidrati, lipidi). Na primer, ioni kobalta, mangana, magnezija, železa so potrebni za normalno presnovo aminokislin. Klorovi ioni aktivirajo amilazo. Kalcijevi ioni imajo aktivacijski učinek na lipazo. Oksidacija maščobnih kislin je močnejša v prisotnosti bakrovih in železovih ionov.
^

POGLAVJE 12. VITAMINI

Vitamini so nizkomolekularne organske spojine, ki so bistvena sestavina hrane. V živalskem telesu se ne sintetizirajo. Glavni vir za človeško telo in živali je rastlinska hrana.

Vitamini so biološko aktivne snovi. Njihovo odsotnost ali pomanjkanje hrane spremlja ostra motnja vitalnih procesov, kar vodi v nastanek resnih bolezni. Potreba po vitaminih je posledica dejstva, da so mnogi od njih sestavni deli encimov in koencimov.

Po kemijski strukturi so vitamini zelo raznoliki. Delimo jih v dve skupini: vodotopne in maščobotopne.

^ V VODI TOPNI VITAMINI

1. Vitamin B 1 (tiamin, anevrin). Za njegovo kemično strukturo je značilna prisotnost aminske skupine in atoma žvepla. Prisotnost alkoholne skupine v vitaminu B 1 omogoča tvorbo estrov s kislinami. V kombinaciji z dvema molekulama fosforne kisline tiamin tvori ester tiamin difosfata, ki je koencimska oblika vitamina. Tiamin difosfat je koencim dekarboksilaz, ki katalizirajo dekarboksilacijo α-keto kislin. Ob pomanjkanju ali nezadostnem vnosu vitamina B 1 presnova ogljikovih hidratov postane nemogoča. Motnje se pojavijo na stopnji uporabe piruvične in -ketoglutarne kisline.

2. Vitamin B 2 (riboflavin). Ta vitamin je metiliran derivat izoaloksazina, vezan na 5-alkoholni ribitol.

V telesu je riboflavin v obliki estra s fosforno kislino del prostetične skupine flavinskih encimov (FMN, FAD), ki katalizirajo procese biološke oksidacije, zagotavljajo prenos vodika v dihalni verigi, pa tudi reakcije sinteze in razgradnje maščobnih kislin.

3. Vitamin B 3 (pantotenska kislina). Pantotenska kislina je zgrajena iz -alanina in dioksidimetilmaslene kisline, povezanih s peptidno vezjo. Biološki pomen pantotenske kisline je, da je del koencima A, ki ima veliko vlogo pri presnovi ogljikovih hidratov, maščob in beljakovin.

4. Vitamin B 6 (piridoksin). Po kemični naravi je vitamin B 6 derivat piridina. Fosforilirani derivat piridoksina je koencim encimov, ki katalizirajo reakcije presnove aminokislin.

5. Vitamin B 12 (kobalamin). Kemična zgradba vitamina je zelo zapletena. Vsebuje štiri pirolne obroče. V središču je atom kobalta, vezan na dušik pirolovih obročev.

Vitamin B 12 ima pomembno vlogo pri prenosu metilnih skupin, pa tudi pri sintezi nukleinskih kislin.

6. Vitamin PP (nikotinska kislina in njen amid). Nikotinska kislina je derivat piridina.

Amid nikotinske kisline je sestavni del koencimov NAD+ in NADP+, ki sta del dehidrogenaz.

7. Folna kislina (vitamin B c). Izoliran je iz listov špinače (latinsko folium - list). Folna kislina vsebuje para-aminobenzojsko kislino in glutaminsko kislino. Folna kislina ima pomembno vlogo pri presnovi nukleinskih kislin in sintezi beljakovin.

8. Para-aminobenzojska kislina. Ima pomembno vlogo pri sintezi folne kisline.

9. Biotin (vitamin H). Biotin je del encima, ki katalizira proces karboksilacije (dodajanje CO 2 na ogljikovo verigo). Biotin je bistven za sintezo maščobnih kislin in purinov.

10. Vitamin C (askorbinska kislina). Po kemijski strukturi je askorbinska kislina blizu heksozam. Značilnost te spojine je njena sposobnost reverzibilne oksidacije s tvorbo dehidroaskorbinske kisline. Obe spojini imata vitaminsko aktivnost. Askorbinska kislina sodeluje pri redoks procesih v telesu, ščiti SH-skupino encimov pred oksidacijo in ima sposobnost dehidracije toksinov.

^ V MAŠČOBI TOPNI VITAMINI

Ta skupina vključuje vitamine skupin A, D, E, K- itd.

1. Vitamini skupine A. Vitamin A 1 (retinol, antikseroftalmik) je po svoji kemični naravi blizu karotenom. Je ciklični monohidrični alkohol .

2. Vitamini skupine D (antirahitični vitamin). Po kemični strukturi so vitamini skupine D blizu sterolov. Vitamin D 2 se tvori iz ergosterola kvasovk, D 3 pa iz 7-de-hidroholesterola v živalskih tkivih pod vplivom ultravijoličnega sevanja.

3. Vitamini skupine E (, , -tokoferoli). Glavne spremembe pri avitaminozi E se pojavijo v reproduktivnem sistemu (izguba sposobnosti zanositve, degenerativne spremembe semenčic). Hkrati pomanjkanje vitamina E povzroča poškodbe najrazličnejših tkiv.

4. Vitamini skupine K. Po kemijski zgradbi spadajo vitamini te skupine (K 1 in K 2) med naftokinone. Značilen znak avitaminoze K je pojav podkožnih, intramuskularnih in drugih krvavitev ter moteno strjevanje krvi. Razlog za to je kršitev sinteze protrombinskega proteina, sestavnega dela koagulacijskega sistema krvi.

ANTIVITAMINI

Antivitamini so antagonisti vitaminov: pogosto so te snovi po strukturi zelo podobne ustreznim vitaminom, nato pa njihovo delovanje temelji na "konkurenčnem" izpodrivanju ustreznega vitamina z antivitaminom iz njegovega kompleksa v encimskem sistemu. Posledično nastane »neaktiven« encim, pride do motenj metabolizma in resne bolezni. Na primer, sulfonamidi so antivitamini para-aminobenzojske kisline. Antivitamin vitamina B 1 je piritiamin.

Obstajajo tudi strukturno drugačni antivitamini, ki lahko vežejo vitamine in jim odvzamejo vitaminsko aktivnost.
^

POGLAVJE 13. HORMONI

Hormoni so tako kot vitamini biološko aktivne snovi in ​​so regulatorji metabolizma in fizioloških funkcij. Njihova regulativna vloga je zmanjšana na aktivacijo ali inhibicijo encimskih sistemov, spremembe v prepustnosti bioloških membran in transport snovi skozi njih, vzbujanje ali izboljšanje različnih biosintetskih procesov, vključno s sintezo encimov.

Hormoni nastajajo v endokrinih žlezah (endokrinih žlezah), ki nimajo izločevalnih kanalov in izločajo svojo skrivnost neposredno v krvni obtok. Žleze z notranjim izločanjem vključujejo ščitnico, obščitnico (v bližini ščitnice), spolne žleze, nadledvične žleze, hipofizo, trebušno slinavko, golšo (timus).

Bolezni, ki nastanejo ob okvari delovanja posamezne endokrine žleze, so posledica bodisi njene hipofunkcije (nizko izločanje hormona) bodisi hiperfunkcije (prekomerno izločanje hormona).

Hormone glede na njihovo kemijsko zgradbo lahko razdelimo v tri skupine: hormone beljakovinske narave; hormoni, pridobljeni iz aminokisline tirozin, in hormoni steroidne strukture.

^ PROTEINSKI HORMONI

Ti vključujejo hormone trebušne slinavke, sprednje hipofize in obščitničnih žlez.

Hormona trebušne slinavke inzulin in glukagon sodelujeta pri uravnavanju presnove ogljikovih hidratov. V svojem delovanju sta drug drugemu antagonista. Inzulin znižuje, glukagon pa zvišuje raven krvnega sladkorja.

Hormoni hipofize uravnavajo delovanje mnogih drugih endokrinih žlez. Tej vključujejo:

Somatotropni hormon (GH) - rastni hormon, spodbuja rast celic, povečuje raven biosintetskih procesov;

Ščitnico stimulirajoči hormon (TSH) - spodbuja delovanje ščitnice;

Adrenokortikotropni hormon (ACTH) - uravnava biosintezo kortikosteroidov v skorji nadledvične žleze;

Gonadotropni hormoni – uravnavajo delovanje spolnih žlez.

^ HORMONI TIROZIN

Ti vključujejo ščitnične hormone in hormone sredice nadledvične žleze. Glavna ščitnična hormona sta tiroksin in trijodotironin. Ti hormoni so jodirani derivati ​​aminokisline tirozin. S hipofunkcijo ščitnice se presnovni procesi zmanjšajo. Hiperfunkcija ščitnice vodi do povečanja bazalnega metabolizma.

Medula nadledvične žleze proizvaja dva hormona, adrenalin in norepinefrin. Te snovi zvišujejo krvni tlak. Adrenalin pomembno vpliva na presnovo ogljikovih hidratov – zvišuje raven glukoze v krvi.

^ STEROIDNI HORMONI

Ta razred vključuje hormone, ki jih proizvajajo nadledvična skorja in spolne žleze (jajčniki in testisi). Po kemični naravi so steroidi. Korteks nadledvične žleze proizvaja kortikosteroide, ki vsebujejo atom C 21. Delimo jih na mineralokortikoide, med katerimi sta najbolj aktivna aldosteron in deoksikortikosteron. in glukokortikoidi - kortizol (hidrokortizon), kortizon in kortikosteron. Glukokortikoidi imajo velik vpliv na presnovo ogljikovih hidratov in beljakovin. Mineralokortikoidi uravnavajo predvsem izmenjavo vode in mineralov.

Obstajajo moški (androgeni) in ženski (estrogeni) spolni hormoni. Prvi so C 19 -, drugi pa C 18 -steroidi. Androgeni vključujejo testosteron, androstendion itd., Estrogen - estradiol, estron in estriol. Najbolj aktivna sta testosteron in estradiol. Spolni hormoni določajo normalen spolni razvoj, nastanek sekundarnih spolnih značilnosti in vplivajo na presnovo.

^ POGLAVJE 14

V problemu prehrane lahko ločimo tri med seboj povezane dele: racionalno prehrano, terapevtsko in terapevtsko in profilaktično. Osnova je tako imenovana racionalna prehrana, saj je zgrajena ob upoštevanju potreb zdravega človeka glede na starost, poklic, podnebne in druge razmere. Osnova racionalne prehrane je uravnotežena in pravilna prehrana. Racionalna prehrana je sredstvo za normalizacijo stanja telesa in ohranjanje njegove visoke delovne sposobnosti.

S hrano v človeško telo vstopajo ogljikovi hidrati, beljakovine, maščobe, aminokisline, vitamini in minerali. Potreba po teh snoveh je različna in je odvisna od fiziološkega stanja telesa. Rastoče telo potrebuje več hrane. Oseba, ki se ukvarja s športom ali fizičnim delom, porabi veliko energije, zato potrebuje tudi več hrane kot oseba, ki sedi.

V prehrani ljudi mora biti količina beljakovin, maščob in ogljikovih hidratov v razmerju 1: 1: 4, kar pomeni, da je potreben 1 g beljakovin, zaužijte 1 g maščobe in 4 g ogljikovih hidratov. Beljakovine naj bi predstavljale približno 14 % dnevnega vnosa kalorij, maščobe približno 31 %, ogljikovi hidrati pa približno 55 %.

Na sedanji stopnji razvoja znanosti o prehrani ni dovolj izhajati le iz skupne porabe hranil. Zelo pomembno je, da se v prehrani določi delež esencialnih sestavin živil (esencialnih aminokislin, nenasičenih maščobnih kislin, vitaminov, mineralov itd.). Sodobna doktrina človekovih potreb po hrani se je izrazila v konceptu uravnotežene prehrane. Po tem konceptu je zagotavljanje normalnega življenja mogoče ne le, če je telo preskrbljeno z zadostno količino energije in beljakovin, temveč tudi, če opazimo precej zapletena razmerja med številnimi nenadomestljivimi prehranskimi dejavniki, ki lahko največ svojega blagodejnega biološkega učinka pokažejo v telo. Zakon uravnotežene prehrane temelji na idejah o kvantitativnih in kakovostnih vidikih procesov asimilacije hrane v telesu, to je celotne količine presnovnih encimskih reakcij.

Inštitut za prehrano Akademije medicinskih znanosti ZSSR je razvil povprečne podatke o obsegu potrebe odrasle osebe po hranilih. Predvsem je pri določanju optimalnih razmerij posameznih hranilnih snovi ravno takšno razmerje hranilnih snovi v povprečju potrebno za vzdrževanje normalnega življenja odraslega človeka. Zato se je treba pri pripravi splošnih diet in ocenjevanju posameznih izdelkov osredotočiti na ta razmerja. Pomembno si je zapomniti, da ni škodljivo le pomanjkanje posameznih bistvenih dejavnikov, ampak je nevaren tudi njihov presežek. Razlog za toksičnost presežka bistvenih hranil je verjetno povezan z neravnovesjem v prehrani, kar posledično vodi do kršitve biokemične homeostaze (konstantnosti sestave in lastnosti notranjega okolja) telesa, do kršitev celične prehrane.

Dano prehransko ravnovesje je težko prenesti brez sprememb v strukturo prehranjevanja ljudi v različnih delovnih in življenjskih razmerah, ljudi različnih starosti in spolov itd. Glede na to, da razlike v energijskih in hranilnih potrebah temeljijo na značilnostih poteka presnovne procese in njihovo hormonsko in živčno regulacijo, je treba za ljudi različnih starosti in spola, pa tudi za ljudi z znatnimi odstopanji od povprečnih kazalcev normalnega encimskega statusa, narediti določene prilagoditve običajne predstavitve uravnotežene prehranske formule .

Inštitut za prehrano Akademije medicinskih znanosti ZSSR je predlagal standarde za

izračun optimalne prehrane za prebivalce naše države.

Te diete se razlikujejo glede na tri podnebne

cone: severna, osrednja in južna. Vendar nedavni znanstveni dokazi kažejo, da taka delitev danes ne more zadovoljiti. Nedavne študije so pokazale, da je treba v naši državi sever razdeliti na dve coni: evropsko in azijsko. Te cone se med seboj bistveno razlikujejo po podnebnih razmerah. Na Inštitutu za klinično in eksperimentalno medicino Sibirske podružnice Akademije medicinskih znanosti ZSSR (Novosibirsk) so kot rezultat dolgotrajnih študij dokazali, da v razmerah azijskega severa presnova beljakovin, maščobe, ogljikovi hidrati, vitamini, makro- in mikroelementi so prerazporejeni, zato je treba razjasniti prehranske norme ljudi ob upoštevanju sprememb v metabolizmu. Trenutno se v velikem obsegu izvajajo raziskave na področju racionalizacije prehrane prebivalstva Sibirije in Daljnega vzhoda. Primarno vlogo pri preučevanju tega vprašanja imajo biokemijske raziskave.

Predmet Pomen: Voda in v njej raztopljene snovi ustvarjajo notranje okolje telesa. Najpomembnejši parametri vodno-solne homeostaze so osmotski tlak, pH ter volumen znotrajcelične in zunajcelične tekočine. Spremembe teh parametrov lahko povzročijo spremembe krvnega tlaka, acidozo ali alkalozo, dehidracijo in edem tkiva. Glavni hormoni, ki sodelujejo pri fini regulaciji presnove vode in soli ter delujejo na distalne tubule in zbirne kanale ledvic: antidiuretični hormon, aldosteron in natriuretični faktor; renin-angiotenzin sistem ledvic. V ledvicah poteka končna tvorba sestave in količine urina, kar zagotavlja regulacijo in stalnost notranjega okolja. Ledvice se odlikujejo po intenzivnem energetskem metabolizmu, ki je povezan s potrebo po aktivnem transmembranskem transportu znatnih količin snovi med tvorbo urina.

Biokemična analiza urina daje predstavo o funkcionalnem stanju ledvic, metabolizmu v različnih organih in telesu kot celoti, pomaga razjasniti naravo patološkega procesa in omogoča presojo učinkovitosti zdravljenja. .

Namen lekcije: preučiti značilnosti parametrov metabolizma vode in soli in mehanizme njihove regulacije. Značilnosti metabolizma v ledvicah. Naučite se izvajati in oceniti biokemijsko analizo urina.

Študent mora vedeti:

1. Mehanizem nastajanja urina: glomerularna filtracija, reabsorpcija in sekrecija.

2. Značilnosti vodnih predelkov telesa.

3. Glavni parametri tekočega medija telesa.

4. Kaj zagotavlja konstantnost parametrov znotrajcelične tekočine?

5. Sistemi (organi, snovi), ki zagotavljajo stalnost zunajcelične tekočine.

6. Dejavniki (sistemi), ki zagotavljajo osmotski tlak zunajcelične tekočine in njegovo regulacijo.

7. Dejavniki (sistemi), ki zagotavljajo konstantnost volumna zunajcelične tekočine in njeno regulacijo.

8. Dejavniki (sistemi), ki zagotavljajo konstantnost kislinsko-baznega stanja zunajcelične tekočine. Vloga ledvic v tem procesu.

9. Značilnosti metabolizma v ledvicah: visoka presnovna aktivnost, začetna stopnja sinteze kreatina, vloga intenzivne glukoneogeneze (izoencimi), aktivacija vitamina D3.

10. Splošne lastnosti urina (dnevna količina - diureza, gostota, barva, prosojnost), kemična sestava urina. Patološke sestavine urina.

Študent mora znati:

1. Izvedite kvalitativno določitev glavnih sestavin urina.

2. Ocenite biokemijsko analizo urina.

Študent se mora zavedati: nekatera patološka stanja, ki jih spremljajo spremembe biokemičnih parametrov urina (proteinurija, hematurija, glukozurija, ketonurija, bilirubinurija, porfirinurija); Načela načrtovanja laboratorijske študije urina in analize rezultatov za predhodni sklep o biokemičnih spremembah na podlagi rezultatov laboratorijske preiskave.

1. Zgradba ledvice, nefron.

2. Mehanizmi nastajanja urina.

Naloge za samostojno usposabljanje:

1. Sklicujte se na potek histologije. Spomnite se zgradbe nefrona. Upoštevajte proksimalni tubul, distalni zaviti tubul, zbiralni kanal, vaskularni glomerul, jukstaglomerularni aparat.

2. Obrnite se na tečaj normalne fiziologije. Zapomnite si mehanizem nastajanja urina: filtracija v glomerulih, reabsorpcija v tubulih s tvorbo sekundarnega urina in izločanje.

3. Uravnavanje osmotskega tlaka in volumna zunajcelične tekočine je povezano predvsem z uravnavanjem vsebnosti natrijevih in vodnih ionov v zunajcelični tekočini.

Poimenujte hormone, ki sodelujejo pri tej regulaciji. Opišite njihov učinek po shemi: vzrok izločanja hormonov; ciljni organ (celice); mehanizem njihovega delovanja v teh celicah; končni učinek njihovega delovanja.

Preizkusite svoje znanje:

A. Vazopresin(vse pravilno razen enega):

A. sintetiziran v nevronih hipotalamusa; b. izločajo s povečanjem osmotskega tlaka; V. poveča hitrost reabsorpcije vode iz primarnega urina v ledvičnih tubulih; g poveča reabsorpcijo natrijevih ionov v ledvičnih tubulih; e) zmanjša osmotski tlak e) urin postane bolj koncentriran.

B. Aldosteron(vse pravilno razen enega):

A. sintetiziran v skorji nadledvične žleze; b. izloča se, ko se koncentracija natrijevih ionov v krvi zmanjša; V. v ledvičnih tubulih poveča reabsorpcijo natrijevih ionov; d) urin postane bolj koncentriran.

e) Glavni mehanizem za uravnavanje izločanja je arenin-angiotenzivni sistem ledvic.

B. Natriuretični faktor(vse pravilno razen enega):

A. sintetiziran v bazah celic atrija; b. dražljaj izločanja - zvišan krvni tlak; V. poveča filtrirno sposobnost glomerulov; d) poveča nastajanje urina; e) Urin postane manj koncentriran.

4. Nariši diagram, ki ponazarja vlogo renin-angiotenzivnega sistema pri uravnavanju izločanja aldosterona in vazopresina.

5. Konstantnost kislinsko-baznega ravnovesja zunajcelične tekočine vzdržujejo puferski sistemi krvi; sprememba pljučne ventilacije in hitrosti izločanja kislin (H +) skozi ledvice.

Ne pozabite na pufrske sisteme krvi (bazični bikarbonat)!

Preizkusite svoje znanje:

Živila živalskega izvora so kisle narave (predvsem zaradi fosfatov, v nasprotju z živili rastlinskega izvora). Kako se spremeni pH urina pri osebi, ki uporablja predvsem hrano živalskega izvora:

A. bližje pH 7,0; b.pn približno 5.; V. pH okoli 8,0.

6. Odgovorite na vprašanja:

A. Kako razložiti visok delež kisika, ki ga porabijo ledvice (10 %);

B. Visoka intenzivnost glukoneogeneze;

B. Vloga ledvic pri presnovi kalcija.

7. Ena glavnih nalog nefronov je reabsorbcija koristnih snovi iz krvi v pravi količini in odstranjevanje presnovnih končnih produktov iz krvi.

Naredite mizo Biokemični indikatorji urina:

Delo v avditoriju.

Laboratorijsko delo:

Izvedite vrsto kvalitativnih reakcij v vzorcih urina različnih bolnikov. Na podlagi rezultatov biokemične analize sklepajte o stanju presnovnih procesov.

določanje pH.

Potek dela: 1-2 kapljici urina nanesemo na sredino indikatorskega papirja in s spremembo barve enega od barvnih trakov, ki sovpada z barvo kontrolnega traku, določimo pH preiskovanega urina. odločen. Normalni pH 4,6 - 7,0

2. Kvalitativna reakcija na beljakovine. Normalni urin ne vsebuje beljakovin (normalne reakcije ne zaznajo sledi). Pri nekaterih patoloških stanjih se lahko v urinu pojavijo beljakovine - proteinurija.

Napredek: V 1-2 ml urina dodajte 3-4 kapljice sveže pripravljene 20% raztopine sulfasalicilne kisline. V prisotnosti beljakovin se pojavi bela oborina ali motnost.

3. Kvalitativna reakcija na glukozo (Fehlingova reakcija).

Potek dela: V 10 kapljic urina dodamo 10 kapljic Fehlingovega reagenta. Segrejemo do vrenja. V prisotnosti glukoze se pojavi rdeča barva. Primerjajte rezultate z normo. Običajno kvalitativne reakcije ne zaznajo sledi glukoze v urinu. Običajno v urinu ni glukoze. Pri nekaterih patoloških stanjih se v urinu pojavi glukoza. glikozurija.

Določanje lahko izvedete s testnim trakom (indikatorski papir) /

Odkrivanje ketonskih teles

Potek dela: Na predmetno stekelce nanesemo kapljico urina, kapljico 10 % raztopine natrijevega hidroksida in kapljico sveže pripravljene 10 % raztopine natrijevega nitroprusida. Pojavi se rdeča barva. Nalijte 3 kapljice koncentrirane ocetne kisline - pojavi se češnjeva barva.

Običajno v urinu ni ketonskih teles. Pri nekaterih patoloških stanjih se v urinu pojavijo ketonska telesa - ketonurija.

Samostojno rešite težave, odgovorite na vprašanja:

1. Osmotski tlak zunajcelične tekočine se je povečal. V diagramski obliki opišite zaporedje dogodkov, ki bodo vodili do njegovega zmanjšanja.

2. Kako se bo spremenila proizvodnja aldosterona, če čezmerna proizvodnja vazopresina povzroči znatno znižanje osmotskega tlaka.

3. Opišite zaporedje dogodkov (v obliki diagrama), katerih cilj je ponovna vzpostavitev homeostaze z zmanjšanjem koncentracije natrijevega klorida v tkivih.

4. Bolnik ima diabetes mellitus, ki ga spremlja ketonemija. Kako se bo glavni puferski sistem krvi - bikarbonat - odzval na spremembe kislinsko-bazičnega ravnovesja? Kakšna je vloga ledvic pri obnavljanju KOS? Ali se bo pH urina pri tem bolniku spremenil.

5. Športnik, ki se pripravlja na tekmovanje, je podvržen intenzivnemu treningu. Kako spremeniti hitrost glukoneogeneze v ledvicah (argumentirajte odgovor)? Ali je mogoče spremeniti pH urina pri športniku; utemelji odgovor)?

6. Pacient ima znake presnovne motnje v kostnem tkivu, kar vpliva tudi na stanje zob. Raven kalcitonina in obščitničnega hormona je znotraj fiziološke norme. Bolnik prejme vitamin D (holekalciferol) v potrebnih količinah. Ugibajte o možnem vzroku presnovne motnje.

7. Razmislite o standardnem obrazcu "Splošna analiza urina" (multidisciplinarna klinika Tyumen State Medical Academy) in lahko razložite fiziološko vlogo in diagnostično vrednost biokemičnih sestavin urina, določenih v biokemičnih laboratorijih. Ne pozabite, da so biokemični parametri urina normalni.

Lekcija 27. Biokemija sline.

Predmet Pomen: V ustni votlini se združujejo različna tkiva in živijo mikroorganizmi. Med seboj so povezani in imajo določeno stalnost. In pri ohranjanju homeostaze ustne votline in telesa kot celote ima najpomembnejšo vlogo ustna tekočina in še posebej slina. Ustna votlina kot začetni del prebavnega trakta je mesto prvega stika telesa s hrano, zdravili in drugimi ksenobiotiki, mikroorganizmi. . Nastanek, stanje in delovanje zob in ustne sluznice v veliki meri določa tudi kemična sestava sline.

Slina opravlja več funkcij, ki jih določajo fizikalno-kemijske lastnosti in sestava sline. Poznavanje kemične sestave sline, funkcij, stopnje salivacije, odnosa sline do bolezni ustne votline pomaga prepoznati značilnosti patoloških procesov in iskati nova učinkovita sredstva za preprečevanje zobnih bolezni.

Nekateri biokemični parametri čiste sline so v korelaciji z biokemičnimi parametri krvne plazme, zato je analiza sline priročna neinvazivna metoda, ki se v zadnjih letih uporablja za diagnosticiranje zobnih in somatskih bolezni.

Namen lekcije: Preučiti fizikalno-kemijske lastnosti, sestavne dele sline, ki določajo njene glavne fiziološke funkcije. Vodilni dejavniki, ki vodijo do razvoja kariesa, odlaganje zobnega kamna.

Študent mora vedeti:

1 . Žleze, ki izločajo slino.

2. Zgradba sline (micelarna zgradba).

3. Mineralizirajoča funkcija sline in dejavniki, ki povzročajo in vplivajo na to funkcijo: prenasičenost sline; obseg in hitrost reševanja; pH.

4. Zaščitna funkcija sline in komponente sistema, ki določajo to funkcijo.

5. Puferski sistemi sline. Vrednosti pH so normalne. Vzroki za kršitev kislinsko-bazičnega stanja (kislinsko-bazičnega stanja) v ustni votlini. Mehanizmi regulacije CBS v ustni votlini.

6. Mineralna sestava sline in v primerjavi z mineralno sestavo krvne plazme. Vrednost komponent.

7. Značilnosti organskih sestavin sline, sestavine, specifične za slino, njihov pomen.

8. Delovanje prebave in dejavniki, ki jo povzročajo.

9. Regulativne in izločevalne funkcije.

10. Vodilni dejavniki, ki vodijo do razvoja kariesa, odlaganje zobnega kamna.

Študent mora znati:

1. Razlikovati med pojmi "slina sama ali slina", "gingivalna tekočina", "oralna tekočina".

2. Znati pojasniti stopnjo spremembe odpornosti proti kariesu s spremembo pH sline, razloge za spremembo pH sline.

3. Zberite mešano slino za analizo in analizirajte kemično sestavo sline.

Študent mora obvladati: informacije o sodobnih predstavah o slini kot predmetu neinvazivnih biokemijskih raziskav v klinični praksi.

Informacije iz osnovnih disciplin, ki so potrebne za študij teme:

1. Anatomija in histologija žlez slinavk; mehanizmi slinjenja in njegova regulacija.

Naloge za samostojno usposabljanje:

Preučite gradivo teme v skladu s ciljnimi vprašanji (»študent mora vedeti«) in pisno opravite naslednje naloge:

1. Zapišite dejavnike, ki določajo uravnavanje slinjenja.

2. Skicirajte micel sline.

3. Izdelajte tabelo: Mineralna sestava sline in krvne plazme v primerjavi.

Spoznajte pomen naštetih snovi. Zapišite še druge anorganske snovi, ki jih vsebuje slina.

4. Izdelajte tabelo: Glavne organske sestavine sline in njihov pomen.

6. Zapišite dejavnike, ki vodijo do zmanjšanja in povečanja odpornosti

(oziroma) do kariesa.

Delo v razredu

Laboratorijsko delo: Kvalitativna analiza kemične sestave sline

Uravnavanje metabolizma vode poteka na nevrohumoralni način, zlasti v različnih delih centralnega živčnega sistema: možganski skorji, diencefalonu in podolgovati meduli, simpatičnih in parasimpatičnih ganglijih. Vpletene so tudi številne endokrine žleze. Učinek hormonov v tem primeru je, da spremenijo prepustnost celičnih membran za vodo, zagotavljajo njeno sproščanje ali ponovno absorbcijo.Potrebo telesa po vodi uravnava žeja. Že ob prvih znakih zgoščevanja krvi se pojavi žeja kot posledica refleksnega vzbujanja določenih delov možganske skorje. V tem primeru se zaužita voda absorbira skozi črevesno steno, njen presežek pa ne povzroči redčenja krvi. . Od krvi, hitro prehaja v medcelične prostore ohlapnega vezivnega tkiva, jeter, kože itd.Ta tkiva služijo kot depo vode v telesu.Posamezni kationi imajo določen vpliv na vnos in sproščanje vode iz tkiv. Ioni Na + prispevajo k vezavi beljakovin s koloidnimi delci, ioni K + in Ca 2+ spodbujajo sproščanje vode iz telesa.

Tako vazopresin nevrohipofize (antidiuretični hormon) spodbuja ponovno absorpcijo vode iz primarnega urina in zmanjša izločanje slednjega iz telesa. Hormoni skorje nadledvične žleze - aldosteron, deoksikortikosterol - prispevajo k zadrževanju natrija v telesu, in ker natrijevi kationi povečajo hidracijo tkiv, se v njih zadržuje tudi voda. Drugi hormoni spodbujajo sproščanje vode v ledvicah: tiroksin je ščitnični hormon, obščitnični hormon je obščitnični hormon, androgeni in estrogeni so hormoni spolnih žlez Ščitnični hormoni spodbujajo sproščanje vode skozi žleze znojnice Količina vode v tkivih, predvsem prostih, se poveča z boleznijo ledvic, okvarjenim delovanjem kardiovaskularnega sistema, s stradanjem beljakovin, z okvarjenim delovanjem jeter (ciroza). Povečanje vsebnosti vode v medceličnih prostorih vodi do edema. Nezadostna tvorba vazopresina vodi do povečane diureze, do bolezni diabetes insipidus. Dehidracijo telesa opazimo tudi z nezadostno tvorbo aldosterona v skorji nadledvične žleze.

Voda in v njej raztopljene snovi, vključno z mineralnimi solmi, ustvarjajo notranje okolje telesa, katerega lastnosti ostanejo nespremenjene ali se redno spreminjajo, ko se spremeni funkcionalno stanje organov in celic.Glavni parametri tekočega okolja telesa so osmotski tlak,pH in glasnost.

Osmotski tlak zunajcelične tekočine je v veliki meri odvisen od soli (NaCl), ki jo ta tekočina vsebuje v največji koncentraciji. Zato je glavni mehanizem regulacije osmotskega tlaka povezan s spremembo hitrosti sproščanja vode ali NaCl, zaradi česar se spremeni koncentracija NaCl v tkivnih tekočinah, kar pomeni, da se spremeni tudi osmotski tlak. Regulacija volumna poteka s hkratnim spreminjanjem hitrosti sproščanja vode in NaCl. Poleg tega mehanizem za žejo uravnava vnos vode. Uravnavanje pH je zagotovljeno s selektivnim izločanjem kislin ali alkalij v urinu; Odvisno od tega se pH urina lahko spreminja od 4,6 do 8,0. Patološka stanja, kot so dehidracija tkiv ali edem, zvišanje ali znižanje krvnega tlaka, šok, acidoza in alkaloza, so povezana s kršitvijo homeostaze vode in soli.

Regulacija osmotskega tlaka in volumna zunajcelične tekočine. Izločanje vode in NaCl preko ledvic uravnavata antidiuretični hormon in aldosteron.

Antidiuretični hormon (vazopresin). Vasopresin se sintetizira v nevronih hipotalamusa. Osmoreceptorji hipotalamusa spodbujajo sproščanje vazopresina iz sekretornih granul s povečanjem osmotskega tlaka tkivne tekočine. Vazopresin poveča hitrost reabsorpcije vode iz primarnega urina in s tem zmanjša diurezo. Urin postane bolj koncentriran. Na ta način antidiuretični hormon vzdržuje potrebno količino tekočine v telesu, ne da bi vplival na količino sproščenega NaCl. Zmanjša se osmotski tlak zunajcelične tekočine, torej se odpravi dražljaj, ki je povzročil sproščanje vazopresina.Pri nekaterih boleznih, ki poškodujejo hipotalamus ali hipofizo (tumorji, poškodbe, okužbe), se sinteza in izločanje vazopresina zmanjšata in razvijeta diabetes insipidus.

Poleg zmanjšanja diureze vazopresin povzroča tudi zoženje arteriol in kapilar (od tod tudi ime) in posledično zvišanje krvnega tlaka.

Aldosteron. Ta steroidni hormon nastaja v skorji nadledvične žleze. Izločanje se poveča z zmanjšanjem koncentracije NaCl v krvi. V ledvicah aldosteron poveča hitrost reabsorpcije Na + (in s tem C1) v tubulih nefrona, kar povzroči zadrževanje NaCl v telesu. S tem se izloči dražljaj, ki je povzročil izločanje aldosterona, čezmerno izločanje aldosterona pa vodi v čezmerno zadrževanje NaCl in povišanje osmotskega tlaka zunajcelične tekočine. In to služi kot signal za sproščanje vazopresina, ki pospeši reabsorpcijo vode v ledvicah. Posledično se v telesu kopičita tako NaCl kot voda; ob ohranjanju normalnega osmotskega tlaka se poveča volumen zunajcelične tekočine.

Sistem renin-angiotenzin. Ta sistem služi kot glavni mehanizem za regulacijo izločanja aldosterona; od tega je odvisno tudi izločanje vazopresina Renin je proteolitični encim, ki se sintetizira v jukstaglomerularnih celicah, ki obdajajo aferentno arteriolo ledvičnega glomerula.

Sistem renin-angiotenzin ima pomembno vlogo pri obnavljanju volumna krvi, ki se lahko zmanjša zaradi krvavitve, obilnega bruhanja, driske (driske) in potenja. Vazokonstrikcija pod delovanjem angiotenzina II igra vlogo nujnega ukrepa za vzdrževanje krvnega tlaka. Nato se voda in NaCl, ki prihajata s pitjem in hrano, zadržujeta v telesu v večji meri kot običajno, kar zagotavlja ponovno vzpostavitev krvnega volumna in tlaka. Po tem se renin preneha sproščati, regulatorne snovi, ki so že prisotne v krvi, se uničijo in sistem se vrne v prvotno stanje.

Znatno zmanjšanje volumna krožeče tekočine lahko povzroči nevarno motnjo oskrbe s krvjo v tkivih, preden regulacijski sistemi obnovijo pritisk in volumen krvi. Hkrati so motene funkcije vseh organov, predvsem pa možganov; nastopi stanje, ki se imenuje šok. Pri razvoju šoka (pa tudi edema) ima pomembno vlogo sprememba normalne porazdelitve tekočine in albumina med krvnim obtokom in medceličnim prostorom.Vazopresin in aldosteron sodelujeta pri uravnavanju vodno-solnega ravnovesja, delujejo na ravni nefronskih tubulov – spremenijo hitrost reabsorpcije primarnih komponent urina.

Presnova vode in soli ter izločanje prebavnih sokov. Količina dnevnega izločanja vseh prebavnih žlez je precej velika. V normalnih pogojih se voda iz teh tekočin ponovno absorbira v črevesju; obilno bruhanje in driska lahko povzročita občutno zmanjšanje volumna zunajcelične tekočine in dehidracijo tkiva. Znatna izguba tekočine s prebavnimi sokovi povzroči povečanje koncentracije albumina v krvni plazmi in medcelični tekočini, saj se albumin ne izloča z izločki; zaradi tega se poveča osmotski tlak medcelične tekočine, voda iz celic začne prehajati v medcelično tekočino in pride do motenj celičnih funkcij. Visok osmotski tlak zunajcelične tekočine povzroči tudi zmanjšanje ali celo prenehanje proizvodnje urina. , in če voda in sol nista dobavljeni od zunaj, žival razvije komo.

GOUVPO UGMA Zvezne agencije za zdravje in socialni razvoj

Oddelek za biokemijo

PREDAVALNI TEČAJ

ZA SPLOŠNO BIOKEMIJO

Modul 8. Biokemija vodno-solnega metabolizma in kislinsko-bazičnega stanja

Ekaterinburg,

PREDAVANJE #24

Tema: Vodno-solna in mineralna presnova

Fakultete: medicinsko preventivna, medicinsko preventivna, pediatrična.

Izmenjava vode in soli- izmenjava vode in osnovnih telesnih elektrolitov (Na +, K +, Ca 2+, Mg 2+, Cl -, HCO 3 -, H 3 PO 4).

elektroliti- snovi, ki v raztopini disociirajo na anione in katione. Merijo se v mol/l.

Neelektroliti- snovi, ki v raztopini ne disociirajo (glukoza, kreatinin, sečnina). Merijo se v g / l.

Menjava mineralov- izmenjava vseh mineralnih sestavin, vključno s tistimi, ki ne vplivajo na glavne parametre tekočega medija v telesu.

voda- glavna sestavina vseh telesnih tekočin.

Biološka vloga vode

1. Voda je univerzalno topilo za večino organskih (razen lipidov) in anorganskih spojin.
2. Voda in v njej raztopljene snovi ustvarjajo notranje okolje telesa.
3. Voda zagotavlja transport snovi in ​​toplotne energije po telesu.
4. Pomemben del kemičnih reakcij v telesu poteka v vodni fazi.
5. Voda je vključena v reakcije hidrolize, hidratacije, dehidracije.
6. Določa prostorsko strukturo in lastnosti hidrofobnih in hidrofilnih molekul.
7. V kompleksu z GAG ima voda strukturno funkcijo.

SPLOŠNE LASTNOSTI TELESNIH TEKOČIN

Glasnost. Pri vseh kopenskih živalih predstavlja tekočina približno 70 % telesne teže. Porazdelitev vode v telesu je odvisna od starosti, spola, mišične mase, ... Pri popolnem pomanjkanju vode nastopi smrt po 6-8 dneh, ko se količina vode v telesu zmanjša za 12%.

UREJANJE VODNO-SOLNEGA RAVNOVESJA V TELESU

V telesu se vodno-solno ravnovesje znotrajceličnega okolja vzdržuje s konstantnostjo zunajcelične tekočine. Vodno-solno ravnovesje zunajcelične tekočine pa se vzdržuje preko krvne plazme s pomočjo organov in ga uravnavajo hormoni.

Organi, ki uravnavajo presnovo vode in soli

Vnos vode in soli v telo poteka skozi prebavila, ta proces je pod nadzorom žeje in apetita po soli. Odstranjevanje odvečne vode in soli iz telesa poteka preko ledvic. Poleg tega vodo iz telesa odstranjujejo koža, pljuča in prebavila.

Ravnovesje vode v telesu

Spremembe v delovanju ledvic, kože, pljuč in prebavil lahko povzročijo kršitev homeostaze vode in soli. Na primer, v vročem podnebju, za vzdrževanje ...

Hormoni, ki uravnavajo presnovo vode in soli

Antidiuretični hormon (ADH) ali vazopresin je peptid z molekulsko maso približno 1100 D, ki vsebuje 9 AA, povezanih z enim disulfidom ... ADH se sintetizira v nevronih hipotalamusa, prenese na živčne končiče ... The visok osmotski tlak zunajcelične tekočine aktivira osmoreceptorje hipotalamusa, kar povzroči ...

Sistem renin-angiotenzin-aldosteron

Renin

Renin- proteolitični encim, ki ga proizvajajo jukstaglomerularne celice, ki se nahajajo vzdolž aferentnih (prinašalnih) arteriol ledvičnega telesca. Izločanje renina je stimulirano s padcem tlaka v aferentnih arteriolah glomerula, ki ga povzroči znižanje krvnega tlaka in zmanjšanje koncentracije Na +. Izločanje renina pospeši tudi zmanjšanje impulzov iz atrijskih in arterijskih baroreceptorjev kot posledica znižanja krvnega tlaka. Izločanje renina zavira angiotenzin II, visok krvni tlak.

V krvi renin deluje na angiotenzinogen.

Angiotenzinogen- α 2 -globulin, od 400 AA. Tvorba angiotenzinogena poteka v jetrih in jo spodbujajo glukokortikoidi in estrogeni. Renin hidrolizira peptidno vez v molekuli angiotenzinogena in od nje odcepi N-terminalni dekapeptid - angiotenzin I brez biološke aktivnosti.

Pod delovanjem antiotenzinskega pretvorbenega encima (ACE) (karboksidipeptidil peptidaze) endotelijskih celic, pljuč in krvne plazme se 2 AA odstranita s C-konca angiotenzina I in tvorita angiotenzin II (oktapeptid).

Angiotenzin II

Angiotenzin II deluje prek inozitol trifosfatnega sistema celic glomerularne cone nadledvične skorje in SMC. Angiotenzin II stimulira sintezo in izločanje aldosterona s celicami glomerularne cone nadledvične skorje. Visoke koncentracije angiotenzina II povzročijo močno vazokonstrikcijo perifernih arterij in zvišajo krvni tlak. Poleg tega angiotenzin II stimulira center za žejo v hipotalamusu in zavira izločanje renina v ledvicah.

Angiotenzin II hidrolizirajo aminopeptidaze v angiotenzin III (heptapeptid, z aktivnostjo angiotenzina II, vendar s 4-krat nižjo koncentracijo), ki ga nato hidrolizirajo angiotenzinaze (proteaze) v AA.

Aldosteron

Sintezo in izločanje aldosterona spodbujajo angiotenzin II, nizka koncentracija Na + in visoka koncentracija K + v krvni plazmi, ACTH, prostaglandini... Receptorji za aldosteron so lokalizirani tako v jedru kot v citosolu celice. ... Posledično aldosteron spodbuja reabsorpcijo Na + v ledvicah, kar povzroči zadrževanje NaCl v telesu in poveča ...

Shema regulacije metabolizma vode in soli

Vloga sistema RAAS pri razvoju hipertenzije

Hiperprodukcija hormonov RAAS povzroči povečanje volumna tekočine v obtoku, osmotski in arterijski tlak ter vodi v razvoj hipertenzije.

Povečanje renina se pojavi na primer pri aterosklerozi ledvičnih arterij, ki se pojavi pri starejših.

hipersekrecija aldosterona hiperaldosteronizem nastane kot posledica več razlogov.

vzrok primarnega hiperaldosteronizma (Connov sindrom ) pri približno 80% bolnikov je adenom nadledvične žleze, v drugih primerih - difuzna hipertrofija celic glomerularne cone, ki proizvajajo aldosteron.

Pri primarnem hiperaldosteronizmu presežek aldosterona poveča reabsorpcijo Na + v ledvičnih tubulih, kar služi kot spodbuda za izločanje ADH in zadrževanje vode v ledvicah. Poleg tega se poveča izločanje ionov K +, Mg 2+ in H +.

Kot rezultat, razviti: 1). hipernatremija, ki povzroča hipertenzijo, hipervolemijo in edeme; 2). hipokalemija, ki vodi do mišične oslabelosti; 3). pomanjkanje magnezija in 4). blaga presnovna alkaloza.

Sekundarni hiperaldosteronizem veliko pogostejši od originala. Povezan je lahko s srčnim popuščanjem, kronično boleznijo ledvic in tumorji, ki izločajo renin. Bolniki imajo povišano raven renina, angiotenzina II in aldosterona. Klinični simptomi so manj izraziti kot pri primarni aldosteronezi.

METABOLIZEM KALCIJA, MAGNEZIJA, FOSFORJA

Funkcije kalcija v telesu:

1. Intracelularni posrednik številnih hormonov (sistem inozitol trifosfata);
2. Sodeluje pri nastajanju akcijskih potencialov v živcih in mišicah;
3. Sodeluje pri strjevanju krvi;
4. Začne krčenje mišic, fagocitozo, izločanje hormonov, nevrotransmiterjev itd.;
5. Sodeluje pri mitozi, apoptozi in nekrobiozi;
6. Poveča prepustnost celične membrane za kalijeve ione, vpliva na natrijevo prevodnost celic, delovanje ionskih črpalk;
7. Koencim nekaterih encimov;

Funkcije magnezija v telesu:

1. Je koencim številnih encimov (transketolaza (PFS), glukoza-6f dehidrogenaza, 6-fosfoglukonat dehidrogenaza, glukonolakton hidrolaza, adenilat ciklaza itd.);
2. Anorganska sestavina kosti in zob.

Funkcije fosfata v telesu:

1. Anorganska sestavina kosti in zob (hidroksiapatit);
2. Je del lipidov (fosfolipidi, sfingolipidi);
3. Vključeno v nukleotide (DNA, RNA, ATP, GTP, FMN, NAD, NADP itd.);
4. Zagotavlja izmenjavo energije od. tvori makroergične vezi (ATP, kreatin fosfat);
5. Je del beljakovin (fosfoproteinov);
6. Vključeno v ogljikove hidrate (glukoza-6f, fruktoza-6f itd.);
7. Uravnava aktivnost encimov (reakcije fosforilacije / defosforilacije encimov, je del inozitol trifosfata - sestavni del sistema inozitol trifosfata);
8. Sodeluje pri katabolizmu snovi (reakcija fosforolize);
9. Ureja KOS od. tvori fosfatni pufer. Nevtralizira in odstrani protone v urinu.

Porazdelitev kalcija, magnezija in fosfatov v telesu

Telo odrasle osebe vsebuje približno 1 kg fosforja: kosti in zobje vsebujejo 85 % fosforja; Zunajcelična tekočina - 1% fosforja. V serumu ... Koncentracija magnezija v krvni plazmi je 0,7-1,2 mmol / l.

Izmenjava kalcija, magnezija in fosfatov v telesu

S hrano na dan je treba dobaviti kalcij - 0,7-0,8 g, magnezij - 0,22-0,26 g, fosfor - 0,7-0,8 g. Kalcij se slabo absorbira 30-50%, fosfor se dobro absorbira 90%.

Poleg prebavnega trakta kalcij, magnezij in fosfor prehajajo v krvno plazmo iz kostnega tkiva med njegovo resorpcijo. Izmenjava med krvno plazmo in kostnim tkivom za kalcij je 0,25-0,5 g / dan, za fosfor - 0,15-0,3 g / dan.

Kalcij, magnezij in fosfor se iz telesa izločajo skozi ledvice z urinom, skozi prebavila z blatom in skozi kožo z znojem.

ureditev menjave

Glavni regulatorji presnove kalcija, magnezija in fosforja so paratiroidni hormon, kalcitriol in kalcitonin.

parathormon

Izločanje paratiroidnega hormona stimulira nizka koncentracija Ca2+, Mg2+ in visoka koncentracija fosfatov, zavira vitamin D3. Hitrost razpada hormona se zmanjša pri nizki koncentraciji Ca2 + in ... Paratiroidni hormon deluje na kosti in ledvice. Spodbuja izločanje insulinu podobnega rastnega faktorja 1 s strani osteoblastov in ...

hiperparatiroidizem

Hiperparatiroidizem povzroča: 1. destrukcijo kosti, z mobilizacijo kalcija in fosfatov iz njih ... 2. hiperkalciemijo, s povečano reabsorpcijo kalcija v ledvicah. Hiperkalciemija vodi do zmanjšanega nevromišičnega...

Hipoparatiroidizem

Hipoparatiroidizem je posledica insuficience obščitničnih žlez in ga spremlja hipokalciemija. Hipokalciemija povzroči povečano nevromuskularno prevodnost, napade toničnih konvulzij, konvulzije dihalnih mišic in diafragme ter laringospazem.

kalcitriol

1. V koži pod vplivom UV sevanja nastane 7-dehidroholesterol iz ... 2. V jetrih 25-hidroksilaza hidroksilira holekalciferol v kalcidiol (25-hidroksiholekalciferol, 25 (OH) D3) ...

kalcitonin

Kalcitonin je polipeptid, sestavljen iz 32 AA z eno disulfidno vezjo, ki ga izločajo parafolikularne K-celice ščitnice ali C-celice obščitničnih žlez.

Izločanje kalcitonina spodbuja visoka koncentracija Ca 2+ in glukagona, zavira pa ga nizka koncentracija Ca 2+.

kalcitonin:

1. zavira osteolizo (zmanjšanje aktivnosti osteoklastov) in zavira sproščanje Ca 2+ iz kosti;

2. v tubulih ledvic zavira reabsorpcijo Ca 2+, Mg 2+ in fosfatov;

3. zavira prebavo v prebavilih,

Spremembe ravni kalcija, magnezija in fosfatov pri različnih patologijah

Povečanje koncentracije Ca2 + v krvni plazmi opazimo pri: hiperfunkciji obščitničnih žlez; zlomi kosti; poliartritis; več ... Zmanjšanje koncentracije fosfatov v krvni plazmi opazimo pri: rahitisu; ... Povečanje koncentracije fosfatov v krvni plazmi opazimo pri: hipofunkciji obščitničnih žlez; prevelik odmerek…

Vloga mikroelementov: Mg2+, Mn2+, Co, Cu, Fe2+, Fe3+, Ni, Mo, Se, J. Vrednost ceruloplazmina, Konovalov-Wilsonova bolezen.

mangan - kofaktor aminoacil-tRNA sintetaz.

Biološka vloga Na+, Cl-, K+, HCO3- - glavnih elektrolitov, pomen pri regulaciji CBS. Izmenjava in biološka vloga. Anionska razlika in njena korekcija.

Zmanjšane ravni serumskega klorida: hipokloremična alkaloza (po bruhanju), respiratorna acidoza, prekomerno znojenje, nefritis z ... Povečano izločanje klorida v urinu: hipoaldosteronizem (Addisonova bolezen), ... Zmanjšano izločanje klorida v urinu: izguba kloridov pri bruhanju, driski, Cushingovi bolezni, konec -stopnja ledvične…

PREDAVANJE #25

Tema: KOS

2 tečaj. Kislinsko-bazično stanje (CBS) - relativna konstantnost reakcije ...

Biološki pomen regulacije pH, posledice kršitev

Odstopanje pH od norme za 0,1 povzroča opazne motnje v dihalnem, kardiovaskularnem, živčnem in drugih telesnih sistemih. Ko se pojavi acidemija: 1. povečano dihanje do ostre zasoplosti, odpoved dihanja kot posledica bronhospazma;

Osnovna načela ureditve KOS

Ureditev CBS temelji na treh glavnih načelih:

1. pH konstantnost . Mehanizmi regulacije CBS ohranjajo konstantnost pH.

2. izosmolarnost . Pri regulaciji CBS se koncentracija delcev v medcelični in zunajcelični tekočini ne spreminja.

3. električna nevtralnost . Pri regulaciji CBS se število pozitivnih in negativnih delcev v medcelični in zunajcelični tekočini ne spreminja.

MEHANIZMI REGULACIJE BOS

V bistvu obstajajo 3 glavni mehanizmi regulacije CBS:

1. Fizikalno-kemijski mehanizem , to so puferski sistemi krvi in ​​tkiv;
2. Fiziološki mehanizem , to so organi: pljuča, ledvice, kostno tkivo, jetra, koža, prebavila.
3. Presnovne (na celični ravni).

Obstajajo temeljne razlike v delovanju teh mehanizmov:

Fizikalno-kemijski mehanizmi regulacije CBS

Medpomnilnik je sistem, ki ga sestavljata šibka kislina in njena sol z močno bazo (konjugiran kislinsko-bazični par).

Načelo delovanja puferskega sistema je, da veže H + z njihovim presežkom in sprosti H + z njihovim pomanjkanjem: H + + A - ↔ AN. Tako se puferski sistem upira kakršnim koli spremembam pH, medtem ko se ena od komponent puferskega sistema porabi in jo je treba obnoviti.

Za puferske sisteme je značilno razmerje komponent kislinsko-bazičnega para, kapaciteta, občutljivost, lokalizacija in pH vrednost, ki jo vzdržujejo.

V celicah telesa in zunaj njih je veliko pufrov. Glavni puferski sistemi v telesu vključujejo bikarbonat, fosfatne beljakovine in njihove vrste hemoglobinski pufer. Približno 60 % kislinskih ekvivalentov veže znotrajcelične pufrske sisteme in okoli 40 % zunajcelične.

Bikarbonatni (bikarbonatni) pufer

Sestavljen je iz H 2 CO 3 in NaHCO 3 v razmerju 1/20, lokaliziran predvsem v intersticijski tekočini. V krvnem serumu pri pCO 2 = 40 mmHg, koncentraciji Na + 150 mmol/l vzdržuje pH=7,4. Delo bikarbonatnega pufra zagotavlja encim karboanhidraza in protein pasu 3 eritrocitov in ledvic.

Bikarbonatni pufer je eden najpomembnejših pufrov v telesu zaradi svojih lastnosti:

1. Kljub nizki kapaciteti - 10%, je bikarbonatni pufer zelo občutljiv, veže do 40% vseh "ekstra" H +;
2. Bikarbonatni pufer združuje delo glavnih puferskih sistemov in fizioloških mehanizmov regulacije CBS.

V zvezi s tem je bikarbonatni pufer indikator BBS, določitev njegovih komponent je osnova za diagnosticiranje kršitev BBS.

Fosfatni pufer

Sestavljen je iz kislih NaH 2 PO 4 in bazičnih Na 2 HPO 4 fosfatov, lokaliziranih predvsem v celični tekočini (fosfatov v celici 14 %, v intersticijski tekočini 1 %). Razmerje kislih in bazičnih fosfatov v krvni plazmi je ¼, v urinu - 25/1.

Fosfatni pufer zagotavlja regulacijo CBS znotraj celice, regeneracijo bikarbonatnega pufra v intersticijski tekočini in izločanje H + z urinom.

Beljakovinski pufer

Prisotnost amino in karboksilnih skupin v beljakovinah jim daje amfoterične lastnosti - kažejo lastnosti kislin in baz ter tvorijo puferski sistem.

Proteinski pufer je sestavljen iz proteina-H in proteina-Na, lokaliziran je predvsem v celicah. Najpomembnejši beljakovinski pufer v krvi je hemoglobin .

hemoglobinski pufer

Hemoglobinski pufer se nahaja v eritrocitih in ima številne značilnosti:

1. ima največjo zmogljivost (do 75%);
2. njegovo delo je neposredno povezano z izmenjavo plinov;
3. ni sestavljen iz enega, ampak iz dveh parov: HHb↔H + + Hb - in HHbО 2 ↔H + + HbO 2 -;

HbO 2 je razmeroma močna kislina, celo močnejša od ogljikove kisline. Kislost HbO 2 je v primerjavi s Hb 70-krat večja, zato je oksihemoglobin prisoten predvsem v obliki kalijeve soli (KHbO 2), deoksihemoglobin pa v obliki nedisociirane kisline (HHb).

Delovanje hemoglobina in bikarbonatnega pufra

Fiziološki mehanizmi regulacije CBS

V telesu nastale kisline in baze so lahko hlapne in nehlapne. Hlapni H2CO3 nastane iz CO2, končnega produkta aerobnega ... Nehlapne kisline laktat, ketonska telesa in maščobne kisline se kopičijo v ... Hlapne kisline se izločajo iz telesa predvsem s pljuči z izdihanim zrakom, nehlapne kisline - preko ledvic z urinom.

Vloga pljuč pri regulaciji CBS

Regulacija izmenjave plinov v pljučih in s tem sproščanje H2CO3 iz telesa se izvaja s tokom impulzov iz kemoreceptorjev in ... Običajno pljuča oddajajo 480 litrov CO2 na dan, kar je enako 20 molov H2CO3 ... %....

Vloga ledvic pri regulaciji CBS

Ledvice uravnavajo CBS: 1. izločanje H+ iz telesa v reakcijah acidogeneze, amoniogeneze in s ... 2. zadrževanje Na+ v telesu. Na+,K+-ATPaza reabsorbira Na+ iz urina, ki skupaj s karboanhidrazo in acidogenezo...

Vloga kosti pri regulaciji CBS

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

Vloga jeter pri regulaciji CBS

Jetra uravnavajo CBS:

1. pretvorba aminokislin, keto kislin in laktata v nevtralno glukozo;

2. pretvorba močne baze amonijaka v šibko bazično sečnino;

3. sintetizira krvne beljakovine, ki tvorijo proteinski pufer;

4. sintetizira glutamin, ki ga ledvice uporabljajo za amoniogenezo.

Okvara jeter vodi do razvoja presnovne acidoze.

Hkrati jetra sintetizirajo ketonska telesa, ki v pogojih hipoksije, stradanja ali sladkorne bolezni prispevajo k acidozi.

Vpliv gastrointestinalnega trakta na CBS

Prebavni trakt vpliva na stanje KOS, saj uporablja HCl in HCO 3 - v procesu prebave. Najprej se HCl izloči v lumen želodca, medtem ko se HCO 3 kopiči v krvi in ​​razvije se alkaloza. Nato HCO 3 - iz krvi s pankreasnim sokom vstopi v lumen črevesja in ravnovesje CBS v krvi se ponovno vzpostavi. Ker sta hrana, ki vstopi v telo, in blato, ki se izloči iz telesa, v bistvu nevtralna, je skupni učinek na CBS enak nič.

Ob prisotnosti acidoze se v lumen sprosti več HCl, kar prispeva k nastanku razjede. Bruhanje lahko kompenzira acidozo, driska pa jo lahko poslabša. Dolgotrajno bruhanje povzroči razvoj alkaloze, pri otrocih ima lahko resne posledice, celo smrt.

Celični mehanizem regulacije CBS

Poleg obravnavanih fizikalno-kemijskih in fizioloških mehanizmov regulacije CBS obstaja tudi celični mehanizem ureditev KOS. Načelo njegovega delovanja je, da se presežne količine H + lahko vnesejo v celice v zameno za K +.

INDIKATORJI KOS

1. pH - (power hydrogene - moč vodika) - negativni decimalni logaritem (-lg) koncentracije H +. Norma v kapilarni krvi je 7,37 - 7,45, ... 2. pCO2 - delni tlak ogljikovega dioksida v ravnovesju z ... 3. pO2 - delni tlak kisika v polni krvi. Norma v kapilarni krvi je 83 - 108 mm Hg, v venski krvi - ...

KRŠITVE BOS

Popravek CBS je prilagoditvena reakcija organa, ki je povzročil kršitev CBS. Obstajata dve glavni vrsti motenj BOS - acidoza in alkaloza.

acidoza

JAZ. Plin (dihanje) . Zanj je značilno kopičenje CO 2 v krvi ( pCO 2 =, AB, SB, BB=N,).

1). težave pri sproščanju CO 2 s kršitvami zunanjega dihanja (hipoventilacija pljuč z bronhialno astmo, pljučnica, motnje krvnega obtoka s stagnacijo v malem krogu, pljučni edem, emfizem, atelektaza pljuč, depresija dihalnega centra pod vpliv številnih toksinov in zdravil, kot je morfin itd.) (рСО 2 =, рО 2 =↓, AB, SB, BB=N,).

2). visoka koncentracija CO 2 v okolju (zaprti prostori) (рСО 2 =, рО 2, AB, SB, BB=N,).

3). okvare anestezije in dihalne opreme.

Pri plinski acidozi pride do kopičenja v krvi CO 2, H 2 CO 3 in znižanje pH. Acidoza stimulira reabsorpcijo Na + v ledvicah in čez nekaj časa pride do povečanja AB, SB, BB v krvi in ​​kot kompenzacija se razvije izločevalna alkaloza.

Pri acidozi se H 2 PO 4 - kopiči v krvni plazmi, ki se ne more ponovno absorbirati v ledvicah. Zaradi tega se močno sprošča, kar povzroča fosfaturija .

Za kompenzacijo acidoze ledvic se kloridi intenzivno izločajo z urinom, kar vodi do hipokromemija .

Presežek H + vstopi v celice, v zameno pa K + zapusti celice, kar povzroči hiperkalemija .

Presežek K + se močno izloči z urinom, kar v 5-6 dneh povzroči hipokalemija .

II. Brez plina. Zanj je značilno kopičenje nehlapnih kislin (pCO 2 \u003d ↓, N, AB, SB, BB=↓).

1). Presnovne. Razvija se s kršitvami tkivnega metabolizma, ki jih spremlja prekomerna tvorba in kopičenje nehlapnih kislin ali izguba baz (pCO 2 \u003d ↓, N, АР = , AB, SB, BB=↓).

A). Ketoacidoza. S sladkorno boleznijo, postom, hipoksijo, vročino itd.

b). Laktacidoza. S hipoksijo, okvarjenim delovanjem jeter, okužbami itd.

V). acidoza. Nastane kot posledica kopičenja organskih in anorganskih kislin pri obsežnih vnetnih procesih, opeklinah, poškodbah itd.

Pri presnovni acidozi se nehlapne kisline kopičijo in pH se zniža. Puferski sistemi, ki nevtralizirajo kisline, se porabijo, posledično se koncentracija v krvi zmanjša AB, SB, BB in narašča AR.

H + nehlapne kisline pri interakciji s HCO 3 - dajejo H 2 CO 3, ki se razgradi na H 2 O in CO 2, same nehlapne kisline tvorijo soli z Na + bikarbonati. Nizek pH in visok pCO 2 spodbujata dihanje, posledično se pCO 2 v krvi normalizira ali zmanjša z razvojem plinske alkaloze.

Presežek H + v krvni plazmi se premika znotraj celice, v zameno pa K + zapusti celico, prehodno hiperkalemija , in celice hipokalistija . K + se intenzivno izloča z urinom. V 5-6 dneh se vsebnost K + v plazmi normalizira in nato postane pod normalno ( hipokalemija ).

V ledvicah se povečajo procesi acido-, amoniogeneze in dopolnjevanja pomanjkanja bikarbonata v plazmi. V zameno za HCO 3 - Cl - se aktivno izloča v urin, razvija hipokloremija .

Klinične manifestacije metabolične acidoze:

- motnje mikrocirkulacije . Pod delovanjem kateholaminov pride do zmanjšanja krvnega pretoka in razvoja staze, spremembe reoloških lastnosti krvi, kar prispeva k poglabljanju acidoze.

- poškodbe in povečana prepustnost žilne stene pod vplivom hipoksije in acidoze. Pri acidozi se poveča raven kininov v plazmi in zunajcelični tekočini. Kinini povzročijo vazodilatacijo in močno povečajo prepustnost. Hipotenzija se razvije. Opisane spremembe v žilah mikrovaskulature prispevajo k procesu tromboze in krvavitve.

Ko je pH krvi manjši od 7,2, zmanjšanje minutnega volumna srca .

- Kussmaulovo dihanje (kompenzacijska reakcija, katere cilj je sproščanje odvečnega CO 2).

2. Izločanje. Razvija se, ko pride do kršitve procesov acido- in amoniogeneze v ledvicah ali s prekomerno izgubo bazičnih valenc z blatom.

A). Zadrževanje kisline pri odpovedi ledvic (kronični difuzni glomerulonefritis, nefroskleroza, difuzni nefritis, uremija). Urin nevtralen ali alkalen.

b). Izguba alkalij: ledvična (renalna tubularna acidoza, hipoksija, zastrupitev s sulfonamidi), prebavila (driska, hipersalivacija).

3. Eksogeni.

Zaužitje kisle hrane, zdravil (amonijev klorid; transfuzija velikih količin krvnih nadomestnih raztopin in parenteralnih prehranskih tekočin, katerih pH je običajno<7,0) и при отравлениях (салицилаты, этанол, метанол, этиленгликоль, толуол и др.).

4. Kombinirano.

Na primer ketoacidoza + laktacidoza, presnovna + izločevalna itd.

III. Mešano (plin + neplin).

Pojavi se z asfiksijo, srčno-žilno insuficienco itd.

alkaloza

1). povečano izločanje CO2 z aktivacijo zunanjega dihanja (hiperventilacija pljuč s kompenzacijsko dispnejo, ki spremlja številne bolezni, vključno z ... 2). Pomanjkanje O2 v vdihanem zraku povzroči hiperventilacijo pljuč in ... Hiperventilacija povzroči znižanje pCO2 v krvi in ​​zvišanje pH. Alkaloza zavre reabsorpcijo Na+ v ledvicah,…

Ne-plinska alkaloza

Literatura

1. Serumski ali plazemski bikarbonati /R. Murray, D. Grenner, P. Meyes, W. Rodwell // Humana biokemija: v 2 zvezkih. T.2. per. iz angleščine: - M.: Mir, 1993. - str.370-371.

2. Puferski sistemi krvi in ​​kislinsko-bazičnega ravnovesja / Т.Т. Berezov, B.F. Korovkin / / Biološka kemija: Učbenik / Ed. RAMS S.S. Debov. - 2. izd. revidirano in dodatno - M.: Medicina, 1990. - str.452-457.

Kaj bomo naredili s prejetim materialom:

Če se vam je to gradivo izkazalo za koristno, ga lahko shranite na svojo stran v družabnih omrežjih:

Prvi živi organizmi so se v vodi pojavili pred približno 3 milijardami let in do danes je voda glavno biotopilo.

Voda je tekoči medij, ki je glavna sestavina živega organizma, ki zagotavlja vitalne fizikalne in kemične procese: osmotski tlak, pH vrednost, mineralno sestavo. Voda predstavlja v povprečju 65 % celotne telesne teže odrasle živali in več kot 70 % novorojenčka. Več kot polovica te vode je v celicah telesa. Glede na zelo majhno molekulsko maso vode se izračuna, da je približno 99 % vseh molekul v celici molekul vode (Bohinski R., 1987).

Visoka toplotna zmogljivost vode (1 cal je potrebna za segrevanje 1 g vode za 1 °C) omogoča telesu, da absorbira znatno količino toplote brez znatnega povečanja temperature jedra. Zaradi visoke toplote izhlapevanja vode (540 cal/g) telo odvaja del toplotne energije in se izogiba pregrevanju.

Za molekule vode je značilna močna polarizacija. V molekuli vode vsak atom vodika tvori elektronski par s centralnim atomom kisika. Zato ima molekula vode dva stalna dipola, saj ji visoka elektronska gostota v bližini kisika daje negativen naboj, medtem ko je za vsak vodikov atom značilna zmanjšana elektronska gostota in nosi delni pozitivni naboj. Posledično nastanejo elektrostatične vezi med atomom kisika ene molekule vode in vodikom druge molekule, imenovane vodikove vezi. Ta struktura vode pojasnjuje njeno visoko temperaturo uparjanja in vrelišče.

Vodikove vezi so razmeroma šibke. Njihova disociacijska energija (energija pretrganja vezi) v tekoči vodi je 23 kJ/mol v primerjavi s 470 kJ za kovalentno vez O-H v molekuli vode. Življenjska doba vodikove vezi je od 1 do 20 pikosekund (1 pikosekunda = 1(G 12 s). Vendar pa vodikove vezi niso značilne le za vodo. Pojavijo se lahko tudi med atomom vodika in dušikom v drugih strukturah.

V stanju ledu vsaka molekula vode tvori največ štiri vodikove vezi, ki tvorijo kristalno mrežo. Nasprotno pa ima v tekoči vodi pri sobni temperaturi vsaka molekula vode vodikove vezi s povprečno 3-4 drugimi molekulami vode. Zaradi te kristalne strukture je led manj gost kot tekoča voda. Zato led plava na površini tekoče vode in jo ščiti pred zmrzovanjem.

Tako vodikove vezi med molekulami vode zagotavljajo vezne sile, ki ohranjajo vodo v tekoči obliki pri sobni temperaturi in pretvarjajo molekule v ledene kristale. Upoštevajte, da so za biomolekule poleg vodikovih vezi značilne tudi druge vrste nekovalentnih vezi: ionske, hidrofobne in van der Waalsove sile, ki so posamezno šibke, a skupaj močno vplivajo na strukture proteinov, nukleinskih kislin. , polisaharidi in celične membrane.

Molekule vode in njihovi produkti ionizacije (H + in OH) imajo izrazit učinek na strukture in lastnosti celičnih komponent, vključno z nukleinskimi kislinami, beljakovinami in maščobami. Vodikove vezi poleg stabilizacije strukture beljakovin in nukleinskih kislin sodelujejo pri biokemičnem izražanju genov.

Kot osnova notranjega okolja celic in tkiv voda določa njihovo kemično aktivnost, saj je edinstveno topilo za različne snovi. Voda povečuje stabilnost koloidnih sistemov, sodeluje v številnih reakcijah hidrolize in hidrogenacije v oksidacijskih procesih. Voda pride v telo s krmo in pitno vodo.

Številne presnovne reakcije v tkivih vodijo do tvorbe vode, ki jo imenujemo endogena (8-12% celotne telesne tekočine). Viri endogene vode v telesu so predvsem maščobe, ogljikovi hidrati, beljakovine. Torej oksidacija 1 g maščob, ogljikovih hidratov in beljakovin vodi do nastanka 1,07; 0,55 oziroma 0,41 g vode. Zato lahko živali v puščavi nekaj časa zdržijo brez vode (kamele tudi precej dolgo). Pes umre brez pitne vode po 10 dneh in brez hrane - po nekaj mesecih. Izguba 15-20% vode v telesu povzroči smrt živali.

Nizka viskoznost vode določa stalno prerazporeditev tekočine v organih in tkivih telesa. Voda vstopi v prebavila, nato pa se skoraj vsa ta voda absorbira nazaj v kri.

Prenos vode skozi celične membrane poteka hitro: 30-60 minut po zaužitju vode žival vzpostavi novo osmotsko ravnovesje med zunajcelično in znotrajcelično tekočino tkiv. Količina zunajcelične tekočine ima velik vpliv na krvni tlak; povečanje ali zmanjšanje volumna zunajcelične tekočine povzroči motnje krvnega obtoka.

Povečanje količine vode v tkivih (hiperhidrija) se pojavi s pozitivno vodno bilanco (presežek vode v primeru kršitve regulacije metabolizma vode in soli). Hiperhidrija povzroči kopičenje tekočine v tkivih (edem). Dehidracijo telesa opazimo s pomanjkanjem pitne vode ali s prekomerno izgubo tekočine (driska, krvavitev, povečano potenje, hiperventilacija pljuč). Izguba vode pri živalih nastane zaradi površine telesa, prebavnega sistema, dihal, urinarnega trakta, mleka pri živalih v laktaciji.

Izmenjava vode med krvjo in tkivi nastane zaradi razlike v hidrostatskem tlaku v arterijskem in venskem obtoku, pa tudi zaradi razlike v onkotskem tlaku v krvi in ​​tkivih. Vazopresin, hormon zadnje hipofize, zadržuje vodo v telesu tako, da jo reabsorbira v ledvičnih tubulih. Aldosteron, hormon skorje nadledvične žleze, skrbi za zadrževanje natrija v tkivih, z njim pa se skladišči voda. Potreba živali po vodi je v povprečju 35-40 g na kg telesne teže na dan.

Upoštevajte, da so kemikalije v živalskem telesu v ionizirani obliki, v obliki ionov. Ioni se glede na predznak naboja nanašajo na anione (negativno nabit ion) ali katione (pozitivno nabit ion). Elementi, ki disociirajo v vodi in tvorijo anione in katione, so razvrščeni kot elektroliti. Soli alkalijskih kovin (NaCl, KC1, NaHC0 3), soli organskih kislin (na primer natrijev laktat) pri raztapljanju v vodi popolnoma disociirajo in so elektroliti. Sladkorji in alkoholi, ki so zlahka topni v vodi, v vodi ne disociirajo in ne nosijo naboja, zato se štejejo za neelektrolite. Vsota anionov in kationov v telesnih tkivih je na splošno enaka.

Ioni disociirajočih snovi, ki imajo naboj, so usmerjeni okoli vodnih dipolov. Vodni dipoli obdajajo katione s svojimi negativnimi naboji, medtem ko so anioni obdani s pozitivnimi naboji vode. V tem primeru pride do pojava elektrostatične hidracije. Zaradi hidracije je ta del vode v tkivih v vezanem stanju. Drugi del vode je povezan z različnimi celičnimi organeli, ki tvorijo tako imenovano nepremično vodo.

Telesna tkiva vključujejo 20 obveznih naravnih kemičnih elementov. Ogljik, kisik, vodik, dušik, žveplo so nepogrešljive sestavine biomolekul, med katerimi po masi prevladuje kisik.

Kemični elementi v telesu tvorijo soli (minerale) in so del biološko aktivnih molekul. Biomolekule imajo nizko molekulsko maso (30-1500) ali pa so makromolekule (proteini, nukleinske kisline, glikogen) z molekulsko maso na milijone enot. Posamezni kemični elementi (Na, K, Ca, S, P, C1) predstavljajo v tkivih okoli 10 - 2% ali več (makroelementi), drugi (Fe, Co, Cu, Zn, J, Se, Ni, Mo) , na primer, so prisotni v veliko manjših količinah - 10 "3 -10 ~ 6% (elementi v sledovih). V telesu živali minerali predstavljajo 1-3% celotne telesne teže in so zelo neenakomerno razporejeni. V nekaterih organih je lahko vsebnost elementov v sledovih pomembna, na primer jod v ščitnici.

Ko se minerali v večji meri absorbirajo v tankem črevesu, preidejo v jetra, kjer se nekateri odložijo, drugi pa se porazdelijo po različnih organih in tkivih telesa. Minerali se izločajo iz telesa predvsem s sestavo urina in blata.

Izmenjava ionov med celicami in medcelično tekočino poteka tako na podlagi pasivnega kot aktivnega transporta skozi polprepustne membrane. Nastali osmotski tlak povzroča turgor celic, ohranja elastičnost tkiv in obliko organov. Aktivni transport ionov ali njihovo premikanje v okolje z nižjo koncentracijo (proti osmotskemu gradientu) zahteva porabo energije molekul ATP. Aktivni transport ionov je značilen za ione Na +, Ca 2 ~ in ga spremlja povečanje oksidativnih procesov, ki ustvarjajo ATP.

Vloga mineralov je vzdrževanje določenega osmotskega tlaka krvne plazme, kislinsko-bazičnega ravnovesja, prepustnosti različnih membran, uravnavanje aktivnosti encimov, ohranjanje biomolekularnih struktur, vključno s proteini in nukleinskimi kislinami, pri vzdrževanju motoričnih in sekretornih funkcij živčnega sistema. prebavni trakt. Zato se za številne kršitve funkcij prebavnega trakta živali kot terapevtska sredstva priporočajo različne sestave mineralnih soli.

Pomembni sta tako absolutna količina kot pravilno razmerje v tkivih med določenimi kemičnimi elementi. Zlasti optimalno razmerje v tkivih Na:K:Cl je običajno 100:1:1,5. Izrazita značilnost je "asimetrija" v porazdelitvi solnih ionov med celico in zunajceličnim okoljem telesnih tkiv.