Izmenjava vode in soli. Biokemija ledvic in urina

V funkcionalnem smislu je običajno razlikovati med prosto in vezano vodo. Prenosna funkcija, ki jo opravlja voda kot univerzalno topilo Določa disociacijo soli, ki je dielektrik Sodelovanje v različnih kemijskih reakcijah: hidratacija hidroliza redoks reakcije na primer β - oksidacija maščobnih kislin. Gibanje vode v telesu poteka ob sodelovanju številnih dejavnikov, ki vključujejo: osmotski tlak, ki ga ustvarjajo različne koncentracije soli, voda se premika proti višji ...

Delite delo na družbenih omrežjih

Če vam to delo ne ustreza, je na dnu strani seznam podobnih del. Uporabite lahko tudi gumb za iskanje

stran 1

povzetek

METABOLIZEM VODE/SOLI

izmenjava vode

Skupna vsebnost vode v telesu odraslega človeka je 60 65 % (približno 40 litrov). Najbolj hidrirani so možgani in ledvice. Adipozno, kostno tkivo, nasprotno, vsebuje majhno količino vode.

Voda v telesu je razporejena po različnih oddelkih (predelkih, bazenih): v celicah, v medceličnem prostoru, znotraj žil.

Značilnost kemične sestave znotrajcelične tekočine je visoka vsebnost kalija in beljakovin. Zunajcelična tekočina vsebuje višje koncentracije natrija. Vrednosti pH zunajcelične in znotrajcelične tekočine se ne razlikujejo. V funkcionalnem smislu je običajno razlikovati med prosto in vezano vodo. Vezana voda je tisti njen del, ki je del hidratacijskih lupin biopolimerov. Količina vezane vode označuje intenzivnost presnovnih procesov.

Biološka vloga vode v telesu.

Prenosna funkcija, ki jo opravlja voda kot univerzalno topilo
Določa disociacijo soli, saj je dielektrik
Sodelovanje v različnih kemijskih reakcijah: hidratacija, hidroliza, redoks reakcije (na primer β - oksidacija maščobnih kislin).

Izmenjava vode.

Skupna količina izmenjane tekočine za odraslega je 2-2,5 litra na dan. Za odraslega je značilno vodno ravnovesje, tj. vnos tekočine je enak njenemu izločanju.

Voda vstopi v telo v obliki tekočih pijač (približno 50% porabljene tekočine), kot del trdne hrane. 500 ml je endogena voda, ki nastane kot posledica oksidativnih procesov v tkivih,

Izločanje vode iz telesa poteka skozi ledvice (1,5 l diureze), z izhlapevanjem s površine kože, pljuč (približno 1 l), skozi črevesje (približno 100 ml).

Dejavniki gibanja vode v telesu.

Voda v telesu se nenehno prerazporeja med različnimi predelki. Gibanje vode v telesu poteka ob sodelovanju številnih dejavnikov, ki vključujejo:

osmotski tlak, ki nastane zaradi različnih koncentracij soli (voda se premika proti višji koncentraciji soli),
onkotski tlak, ki nastane zaradi padca koncentracije beljakovin (voda se premika proti višji koncentraciji beljakovin)
hidrostatični tlak, ki ga ustvarja srce

Izmenjava vode je tesno povezana z izmenjavo Na in K.

Izmenjava natrija in kalija

Splošno vsebnost natrijav telesu je 100 g Hkrati 50% pade na zunajcelični natrij, 45% - na natrij, ki ga vsebujejo kosti, 5% - na intracelularni natrij. Vsebnost natrija v krvni plazmi je 130-150 mmol / l, v krvnih celicah - 4-10 mmol / l. Potreba po natriju za odraslega je približno 4-6 g/dan.

Splošno vsebnost kalijav telesu odrasle osebe je 160 90 % te količine se nahaja v celici, 10 % pa se porazdeli v zunajceličnem prostoru. Krvna plazma vsebuje 4-5 mmol / l, znotraj celic - 110 mmol / l. Dnevna potreba po kaliju za odraslega je 2-4 g.

Biološka vloga natrija in kalija:

določiti osmotski tlak
določiti porazdelitev vode
ustvarjajo krvni tlak
sodelovati (Na ) pri absorpciji aminokislin, monosaharidov
kalij je nujen za biosintetske procese.

Absorpcija natrija in kalija poteka v želodcu in črevesju. Natrij se lahko rahlo odlaga v jetrih. Natrij in kalij se iz telesa izločata predvsem preko ledvic, v manjši meri preko žlez znojnic in skozi črevesje.

Sodeluje pri prerazporeditvi natrija in kalija med celicami in zunajcelično tekočinonatrijeva - kalijeva ATPaza -membranski encim, ki uporablja energijo ATP za premikanje natrijevih in kalijevih ionov proti koncentracijskemu gradientu. Ustvarjena razlika v koncentraciji natrija in kalija zagotavlja proces vzbujanja tkiva.

Regulacija metabolizma vode in soli.

Regulacija izmenjave vode in soli poteka s sodelovanjem centralnega živčnega sistema, avtonomnega živčnega sistema in endokrinega sistema.

V centralnem živčnem sistemu se z zmanjšanjem količine tekočine v telesu oblikuje občutek žeje. Vzbujanje centra za pitje, ki se nahaja v hipotalamusu, povzroči porabo vode in ponovno vzpostavitev njene količine v telesu.

Avtonomni živčni sistem sodeluje pri uravnavanju presnove vode z uravnavanjem procesa potenja.

Hormoni, ki sodelujejo pri uravnavanju presnove vode in soli, so antidiuretični hormon, mineralokortikoidi, natriuretični hormon.

Antidiuretični hormonsintetiziran v hipotalamusu, se premakne v posteriorno hipofizo, od koder se sprosti v kri. Ta hormon zadržuje vodo v telesu tako, da poveča povratno reabsorpcijo vode v ledvicah, tako da v njih aktivira sintezo proteina akvaporina.

Aldosteron prispeva k zadrževanju natrija v telesu in izgubi kalijevih ionov skozi ledvice. Menijo, da ta hormon spodbuja sintezo proteinov natrijevega kanala, ki določajo povratno reabsorpcijo natrija. Aktivira tudi Krebsov cikel in sintezo ATP, ki je potreben za procese reabsorpcije natrija. Aldosteron aktivira sintezo beljakovin - prenašalcev kalija, kar spremlja povečano izločanje kalija iz telesa.

Delovanje antidiuretičnega hormona in aldosterona je tesno povezano s sistemom renin-angiotenzin v krvi.

Renin-angiotenzivni krvni sistem.

Z zmanjšanjem pretoka krvi skozi ledvice med dehidracijo se v ledvicah proizvaja proteolitični encim renin, ki prevajaangiotenzinogen(α 2 -globulin) v angiotenzin I - peptid, sestavljen iz 10 aminokislin. Angiotenzin Jaz v akciji angiotezin-konvertaza(ACE) je podvržen nadaljnji proteolizi in preide v angiotenzin II , vključno z 8 aminokislinami, Angiotenzin II zožuje krvne žile, spodbuja nastajanje antidiuretičnega hormona in aldosterona, ki povečata količino tekočine v telesu.

Natriuretični peptidnastaja v atrijih kot odziv na povečanje volumna vode v telesu in raztezanje atrija. Sestavljen je iz 28 aminokislin, je ciklični peptid z disulfidnimi mostovi. Natriuretični peptid pospešuje izločanje natrija in vode iz telesa.

Kršitev metabolizma vode in soli.

Motnje presnove vode in soli vključujejo dehidracijo, hiperhidracijo, odstopanja v koncentraciji natrija in kalija v krvni plazmi.

Dehidracija (dehidracijo) spremlja huda disfunkcija centralnega živčnega sistema. Vzroki za dehidracijo so lahko:

lakota po vodi,
disfunkcija črevesja (driska),
povečana izguba skozi pljuča (kratka sapa, hipertermija),
povečano potenje,
diabetes in diabetes insipidus.

Hiperhidracijapovečanje količine vode v telesu lahko opazimo pri številnih patoloških stanjih:

povečan vnos tekočine v telo,
odpoved ledvic,
motnje krvnega obtoka,
bolezen jeter

Lokalne manifestacije kopičenja tekočine v telesu so edem.

"Lačen" edem opazimo zaradi hipoproteinemije med stradanjem beljakovin, boleznimi jeter. "Srčni" edem se pojavi, ko je hidrostatični tlak moten pri bolezni srca. "Ledvični" edem se razvije, ko se pri boleznih ledvic spremeni osmotski in onkotski tlak krvne plazme.

Hiponatremija, hipokalemijase kažejo v motnjah razdražljivosti, poškodbah živčnega sistema, motnjah srčnega ritma. Ta stanja se lahko pojavijo pri različnih patoloških stanjih:

motnje delovanja ledvic
ponavljajoče se bruhanje
driska
kršitev proizvodnje aldosterona, natriuretičnega hormona.

Vloga ledvic pri presnovi vode in soli.

V ledvicah pride do filtracije, reabsorpcije, izločanja natrija, kalija. Ledvice uravnava aldosteron, antidiuretični hormon. Ledvice proizvajajo renin, začetni encim renina, sistem angiotenzin. Ledvice izločajo protone in s tem uravnavajo pH.

Značilnosti metabolizma vode pri otrocih.

Pri otrocih je povečana skupna vsebnost vode, ki pri novorojenčkih doseže 75 %. V otroštvu opazimo drugačno porazdelitev vode v telesu: količina znotrajcelične vode se zmanjša na 30%, kar je posledica zmanjšane vsebnosti znotrajceličnih beljakovin. Hkrati se je povečala vsebnost zunajcelične vode do 45%, kar je povezano z večjo vsebnostjo hidrofilnih glikozaminoglikanov v medcelični snovi vezivnega tkiva.

Presnova vode v otrokovem telesu poteka intenzivneje. Potreba po vodi pri otrocih je 2-3 krat večja kot pri odraslih. Za otroke je značilno sproščanje velike količine vode v prebavnih sokovih, ki se hitro ponovno absorbirajo. Pri majhnih otrocih je drugačno razmerje izgube vode iz telesa: večji delež vode se izloči skozi pljuča in kožo. Za otroke je značilno zadrževanje vode v telesu (pozitivna vodna bilanca)

V otroštvu opazimo nestabilno regulacijo metabolizma vode, občutek žeje se ne oblikuje, zaradi česar je izražena nagnjenost k dehidraciji.

V prvih letih življenja izločanje kalija prevladuje nad izločanjem natrija.

Presnova kalcija in fosforja

Splošna vsebina kalcij predstavlja 2 % telesne teže (približno 1,5 kg). 99% ga je koncentriranega v kosteh, 1% je zunajcelični kalcij. Vsebnost kalcija v krvni plazmi je enaka 2,3-2,8 mmol/l, 50 % te količine je ioniziranega kalcija in 50 % kalcija, vezanega na beljakovine.

Funkcije kalcija:

plastični material
sodeluje pri krčenju mišic
sodeluje pri strjevanju krvi
regulator aktivnosti številnih encimov (ima vlogo sekundarnega posrednika)

Dnevna potreba po kalciju za odraslega je 1,5 g Absorpcija kalcija v prebavnem traktu je omejena. S sodelovanjem se absorbira približno 50% kalcija s hranoprotein, ki veže kalcij. Kot zunajcelični kation kalcij vstopa v celice skozi kalcijeve kanale, se odlaga v celicah v sarkoplazemskem retikulumu in mitohondrijih.

Splošna vsebina fosfor v telesu je 1 % telesne teže (približno 700 g). 90% fosforja se nahaja v kosteh, 10% je znotrajcelični fosfor. V krvni plazmi je vsebnost fosforja 1-2 mmol/l

Funkcije fosforja:

plastična funkcija
je del makroergov (ATP)
sestavina nukleinskih kislin, lipoproteinov, nukleotidov, soli
del fosfatnega pufra
regulator delovanja mnogih encimov (fosforilacija defosforilacija encimov)

Dnevna potreba po fosforju za odraslega je približno 1,5 g V prebavilih se fosfor absorbira s sodelovanjemalkalna fosfataza.

Kalcij in fosfor se izločata iz telesa predvsem preko ledvic, manjša količina se izgubi skozi črevesje.

Regulacija metabolizma kalcija in fosforja.

Paratiroidni hormon, kalcitonin, vitamin D sodelujejo pri uravnavanju presnove kalcija in fosforja.

parathormon zvišuje raven kalcija v krvi in hkrati znižuje raven fosforja. Povečanje vsebnosti kalcija je povezano z aktivacijofosfataze, kolagenazeosteoklasti, zaradi česar se pri obnovi kostnega tkiva kalcij "izpere" v kri. Poleg tega paratiroidni hormon aktivira absorpcijo kalcija v prebavnem traktu s sodelovanjem beljakovin, ki vežejo kalcij, in zmanjša izločanje kalcija skozi ledvice. Fosfati pod delovanjem paratiroidnega hormona se, nasprotno, intenzivno izločajo skozi ledvice.

kalcitonin znižuje raven kalcija in fosforja v krvi. Kalcitonin zmanjša aktivnost osteoklastov in s tem zmanjša sproščanje kalcija iz kostnega tkiva.

vitamin D holekalciferol, antirahitični vitamin.

vitamin D se nanaša na v maščobi topne vitamine. Dnevna potreba po vitaminu je 25 mcg. vitamin D pod vplivom UV žarkov se sintetizira v koži iz svojega predhodnika 7-dehidroholesterola, ki v kombinaciji z beljakovinami preide v jetra. V jetrih s sodelovanjem mikrosomskega sistema oksigenaz pride do oksidacije na 25. mestu s tvorbo 25-hidroksiholekalciferola. Ta prekurzor vitamina se s sodelovanjem specifičnega transportnega proteina prenese v ledvice, kjer je podvržen drugi reakciji hidroksilacije na prvem mestu s tvorbo aktivna oblika vitamina D3 - 1,25-dihidroholekalciferol (ali kalcitriol). . Reakcijo hidroksilacije v ledvicah aktivira obščitnični hormon, ko se zniža raven kalcija v krvi. Z zadostno vsebnostjo kalcija v telesu se v ledvicah tvori neaktivni metabolit 24,25 (OH). Vitamin C sodeluje pri reakcijah hidroksilacije.

1,25 (OH) 2 D 3 deluje podobno kot steroidni hormoni. Ko prodre v ciljne celice, sodeluje z receptorji, ki migrirajo v celično jedro. V enterocitih ta hormonski receptorski kompleks stimulira transkripcijo mRNA, ki je odgovorna za sintezo beljakovinskega nosilca kalcija. V črevesju se absorpcija kalcija poveča s sodelovanjem proteina, ki veže kalcij, in Ca 2+ - ATPaze. V kostnem tkivu vitamin D3 spodbuja proces demineralizacije. V ledvicah aktivacija z vitaminom D3 kalcijeve ATP-aze spremlja povečanje reabsorpcije kalcijevih in fosfatnih ionov. Kalcitriol sodeluje pri uravnavanju rasti in diferenciacije celic kostnega mozga. Ima antioksidativno in protitumorsko delovanje.

Hipovitaminoza vodi do rahitisa.

Hipervitaminoza povzroči hudo demineralizacijo kosti, kalcifikacijo mehkih tkiv.

Kršitev metabolizma kalcija in fosforja

rahitis ki se kaže v oslabljeni mineralizaciji kostnega tkiva. Bolezen je lahko posledica hipovitaminoze D3. , pomanjkanje sončne svetlobe, nezadostna občutljivost telesa na vitamin. Biokemični simptomi rahitisa so znižanje ravni kalcija in fosforja v krvi ter zmanjšanje aktivnosti alkalne fosfataze. Pri otrocih se rahitis kaže s kršitvijo osteogeneze, deformacijami kosti, mišično hipotenzijo in povečano nevromuskularno razdražljivostjo. Pri odraslih hipovitaminoza vodi do kariesa in osteomalacije, pri starejših - do osteoporoze.

Novorojenčki se lahko razvijejoprehodna hipokalcemija, ker se vnos kalcija iz materinega telesa ustavi in opazimo hipoparatiroidizem.

Hipokalciemija, hipofosfatemijalahko pride do kršitve proizvodnje paratiroidnega hormona, kalcitonina, disfunkcije prebavil (bruhanje, driska), ledvic, z obstruktivno zlatenico, med celjenjem zlomov.

Izmenjava železa.

Splošna vsebinažleza v telesu odraslega je 5 g.Železo se porazdeli predvsem znotrajcelično, kjer prevladuje hemsko železo: hemoglobin, mioglobin, citokromi. Zunajcelično železo predstavlja protein transferin. V krvni plazmi je vsebnost železa 16-19 µmol / l, v eritrocitih - 19 mmol / l. O Presnova železa pri odraslih je 20-25 mg/dan . Glavni del te količine (90 %) je endogeno železo, ki se sprosti med razpadom eritrocitov, 10 % je eksogeno železo, ki ga dobimo kot del živil.

Biološke funkcije železa:

bistvena sestavina redoks procesov v telesu
transport kisika (kot del hemoglobina)
odlaganje kisika (v sestavi mioglobina)
antioksidativno delovanje (kot del katalaze in peroksidaze)
spodbuja imunske odzive v telesu

Absorpcija železa poteka v črevesju in je omejen proces. Menijo, da se absorbira 1/10 železa v živilih. Živila vsebujejo oksidirano 3-valentno železo, ki se v kislem okolju želodca spremeni v F e 2+ . Absorpcija železa poteka v več fazah: vstop v enterocite s sodelovanjem mucina sluznice, znotrajcelični transport z enterocitnimi encimi in prehod železa v krvno plazmo. Beljakovine, ki sodelujejo pri absorpciji železa apoferitin, ki veže železo in ostane v črevesni sluznici ter ustvarja depo železa. Ta stopnja presnove železa je regulativna: sinteza apoferitina se zmanjša s pomanjkanjem železa v telesu.

Absorbirano železo se transportira kot del proteina transferina, kjer se oksidiraceruloplazmin do F e 3+ , zaradi česar se poveča topnost železa. Transferin sodeluje s tkivnimi receptorji, katerih število je zelo spremenljivo. Ta stopnja izmenjave je tudi regulativna.

Železo se lahko odlaga v obliki feritina in hemosiderina. feritin jetrne vodotopne beljakovine, ki vsebujejo do 20 % F e 2+ kot fosfat ali hidroksid. Hemosiderin netopnih beljakovin, vsebuje do 30% F e 3+ , v svoji sestavi vključuje polisaharide, nukleotide, lipide ..

Izločanje železa iz telesa poteka v okviru luščitvenega epitelija kože in črevesja. Majhna količina železa se izgubi skozi ledvice z žolčem in slino.

Najpogostejša patologija presnove železa jeAnemija zaradi pomanjkanja železa.Možna pa je tudi prenasičenost telesa z železom s kopičenjem hemosiderina in razvojem hemokromatoza.

BIOKEMIJO TKIVA

Biokemija vezivnega tkiva.

Različne vrste vezivnega tkiva so zgrajene po istem principu: vlakna (kolagen, elastin, retikulin) in različne celice (makrofagi, fibroblasti in druge celice) so razporejeni v veliki masi medcelične osnovne snovi (proteoglikani in retikularni glikoproteini).

Vezivno tkivo opravlja različne funkcije:

podporna funkcija (kostni skelet),
pregradna funkcija
presnovna funkcija (sinteza kemičnih sestavin tkiva v fibroblastih),
funkcija odlaganja (kopičenje melanina v melanocitih),
reparativna funkcija (sodelovanje pri celjenju ran),
sodelovanje pri presnovi vode in soli (proteoglikani vežejo zunajcelično vodo)

Sestava in izmenjava glavne medcelične snovi.

Proteoglikani (glej kemijo ogljikovih hidratov) in glikoproteini (ibid.).

Sinteza glikoproteinov in proteoglikanov.

Ogljikovohidratno komponento proteoglikanov predstavljajo glikozaminoglikani (GAG), ki vključujejo acetilamino sladkorje in uronske kisline. Izhodiščni material za njihovo sintezo je glukoza.

glukoza-6-fosfat → fruktoza-6-fosfat glutamin → glukozamin.
glukoza → UDP-glukoza →UDP - glukuronska kislina
glukozamin + UDP-glukuronska kislina + FAPS → GAG
GAG + protein → proteoglikan

razpad proteoglikanov in glikoproteinovizvajajo različni encimi: hialuronidaza, iduronidaza, heksaminidaza, sulfataza.

Presnova beljakovin vezivnega tkiva.

Izmenjava kolagena

Glavna beljakovina vezivnega tkiva je kolagen (glej strukturo v poglavju "Kemija beljakovin"). Kolagen je polimorfna beljakovina z različnimi kombinacijami polipeptidnih verig v svoji sestavi. V človeškem telesu prevladujejo oblike kolagena tipov 1,2,3, ki tvorijo vlakna.

Sinteza kolagena.

Sinteza kolagena poteka v firoblastih in zunajceličnem prostoru, vključuje več stopenj. Na prvih stopnjah se sintetizira prokolagen (predstavljen s 3 polipeptidnimi verigami, ki imajo dodatne n in C končni fragmenti). Nato pride do posttranslacijske modifikacije prokolagena na dva načina: z oksidacijo (hidroksilacijo) in z glikozilacijo.

aminokislini lizin in prolin se oksidirata s sodelovanjem encimovlizin oksigenazo, prolin oksigenazo, železove ione in vitamin C.Nastali hidroksilizin, hidroksiprolin, sodelujeta pri tvorbi navzkrižnih povezav v kolagenu.
pritrditev komponente ogljikovih hidratov poteka s sodelovanjem encimovglikoziltransferaze.

Modificiran prokolagen vstopi v medceličnino, kjer je podvržen delni proteolizi s cepitvijo končnega n in C fragmenti. Posledično se prokolagen pretvori v tropokolagen - strukturni blok kolagenskih vlaken.

Razpad kolagena.

Kolagen je beljakovina, ki se počasi izmenjuje. Razgradnjo kolagena izvaja encim kolagenaza. Je encim, ki vsebuje cink in se sintetizira kot prokolagenaza. Aktivira se prokolagenazatripsin, plazmin, kalikreinz delno proteolizo. Kolagenaza razgradi kolagen v sredini molekule na velike fragmente, ki jih nadalje razgradijo encimi, ki vsebujejo cink.želatinaze.

Vitamin "C", askorbinska kislina, antiskorbutni vitamin

Vitamin C igra zelo pomembno vlogo pri presnovi kolagena. Po kemični naravi je laktonska kislina, po strukturi podobna glukozi. Dnevna potreba po askorbinski kislini za odraslega je 50-100 mg. Vitamin C najdemo v sadju in zelenjavi. Vloga vitamina C je naslednja:

sodeluje pri sintezi kolagena,
sodeluje pri presnovi tirozina,
sodeluje pri prehodu folne kisline v THFA,
je antioksidant

Avitaminoza "C" se manifestira skorbut (vnetje dlesni, anemija, krvavitev).

Izmenjava elastina.

Izmenjava elastina ni dobro razumljena. Menijo, da se sinteza elastina v obliki proelastina pojavi le v embrionalnem obdobju. Razgradnjo elastina izvaja nevtrofilni encim elastaza , ki se sintetizira kot neaktivna proelastaza.

Značilnosti sestave in metabolizma vezivnega tkiva v otroštvu.

višja vsebnost proteoglikanov,
Drugačno razmerje GAG: več hialuronske kisline, manj hondrottin sulfatov in keratan sulfatov.
Prevladuje kolagen tipa 3, ki je manj stabilen in se hitreje izmenjuje.
Intenzivnejša izmenjava komponent vezivnega tkiva.

Bolezni vezivnega tkiva.

Možne prirojene motnje presnove glikozaminoglikanov in proteoglikanovmukopolisaharidoze.Druga skupina bolezni vezivnega tkiva so kolagenoza, zlasti revmatizem. Pri kolagenozah opazimo uničenje kolagena, katerega eden od simptomov jehidroksiprolinurija

Biokemija progasto mišičnega tkiva

Kemična sestava mišic: 80-82% je voda, 20% je suhi ostanek. 18% suhega ostanka predstavljajo beljakovine, ostalo pa predstavljajo dušikove neproteinske snovi, lipidi, ogljikovi hidrati in minerali.

Mišične beljakovine.

Mišične beljakovine delimo na 3 vrste:

sarkoplazemske (vodotopne) beljakovine predstavljajo 30% vseh mišičnih beljakovin
miofibrilarne (v soli topne) beljakovine predstavljajo 50 % vseh mišičnih beljakovin
stromalne (v vodi netopne) beljakovine predstavljajo 20% vseh mišičnih beljakovin

Miofibrilarni proteiniki ga predstavljajo miozin, aktin, (glavni proteini) tropomiozin in troponin (manjši proteini).

miozin - protein debelih filamentov miofibril, ima molekulsko maso okoli 500.000 d, sestavljen je iz dveh težkih verig in 4 lahkih verig. Miozin spada v skupino globularno-fibrilarnih proteinov. V njem se izmenjujejo globularne "glave" lahkih verig in fibrilarni "repi" težkih verig. "Glava" miozina ima encimsko aktivnost ATPaze. Miozin predstavlja 50% miofibrilarnih proteinov.

aktin predstavljen v dveh oblikah globularna (G-oblika), fibrilarna (F-oblika). G-oblika ima molekulsko maso 43.000 d. F - oblika aktina ima obliko zvitih filamentov sferične oblike G - obrazci. Ta beljakovina predstavlja 20-30% miofibrilarnih beljakovin.

Tropomiozin - manjši protein z molekulsko maso 65.000 g Ima ovalno paličasto obliko, se prilega v vdolbine aktivnega filamenta in opravlja funkcijo "izolatorja" med aktivnim in miozinskim filamentom.

Troponin Ca je odvisen protein, ki spremeni svojo strukturo pri interakciji s kalcijevimi ioni.

Sarkoplazemski proteiniki ga predstavljajo mioglobin, encimi, komponente dihalne verige.

Stromalni proteini - kolagen, elastin.

Dušikove ekstraktivne snovi mišic.

Dušikove neproteinske snovi vključujejo nukleotide (ATP), aminokisline (zlasti glutamat), mišične dipeptide (karnozin in anserin). Ti dipeptidi vplivajo na delovanje natrijeve in kalcijeve črpalke, aktivirajo delovanje mišic, uravnavajo apoptozo in so antioksidanti. Dušikove snovi vključujejo kreatin, fosfokreatin in kreatinin. Kreatin se sintetizira v jetrih in prenaša v mišice.

Organske snovi brez dušika

Mišice vsebujejo vse razrede lipidi. Ogljikovi hidrati ki ga predstavljajo glukoza, glikogen in produkti presnove ogljikovih hidratov (laktat, piruvat).

Minerali

Mišice vsebujejo nabor številnih mineralov. Največja koncentracija kalcija, natrija, kalija, fosforja.

Kemija mišične kontrakcije in sprostitve.

Ko so progaste mišice vzburjene, se kalcijevi ioni sprostijo iz sarkoplazemskega retikuluma v citoplazmo, kjer se poveča koncentracija Ca 2+ poveča na 10-3 moliti. Kalcijevi ioni medsebojno delujejo z regulatornim proteinom troponinom in spremenijo njegovo konformacijo. Posledično se regulatorni protein tropomiozin premakne vzdolž aktinskega vlakna in sprostijo se mesta interakcije med aktinom in miozinom. Aktivira se ATPazna aktivnost miozina. Zaradi energije ATP se kot nagiba "glave" miozina glede na "rep" spremeni, posledično pa aktinski filamenti drsijo glede na miozinske filamente, opazilikrčenje mišic.

Po prenehanju impulzov se kalcijevi ioni "črpajo" v sarkoplazemski retikulum s sodelovanjem Ca-ATP-aze zaradi energije ATP. koncentracija Ca 2+ v citoplazmi zmanjša na 10-7 mol, kar vodi do sproščanja troponina iz kalcijevih ionov. To pa spremlja izolacija kontraktilnih proteinov aktina in miozina s proteinom tropomiozinom. sprostitev mišic.

Za krčenje mišic se v zaporedju uporabljajo:viri energije:

omejena dobava endogenega ATP
nepomembna količina kreatin fosfata
tvorba ATP zaradi 2 molekul ADP s sodelovanjem encima miokinaze

(2 ADP → AMP + ATP)

anaerobna oksidacija glukoze
aerobni procesi oksidacije glukoze, maščobnih kislin, acetonskih teles

V otroštvupovečana je vsebnost vode v mišicah, manjši je delež miofibrilarnih proteinov, višji je nivo stromalnih proteinov.

Kršitve kemične sestave in delovanja progastih mišic vključujejo miopatija, pri katerem pride do kršitve energijskega metabolizma v mišicah in zmanjšanja vsebnosti miofibrilarnih kontraktilnih proteinov.

Biokemija živčnega tkiva.

Siva snov možganov (telesa nevronov) in bela snov (aksoni) se razlikujejo po vsebnosti vode in lipidov. Kemična sestava sive in bele snovi:

možganske beljakovine

možganske beljakovinerazlikujejo po topnosti. Dodelitopen v vodi(v soli topni) proteini živčnega tkiva, ki vključujejo nevroalbumine, nevroglobuline, histone, nukleoproteine, fosfoproteine innetopen v vodi(netopni v soli), ki vključujejo nevrokolagen, nevroelastin, nevrostromin.

Dušikove neproteinske snovi

Neproteinske snovi, ki vsebujejo dušik v možganih, so aminokisline, purini, sečna kislina, karnozin dipeptid, nevropeptidi, nevrotransmiterji. Med aminokislinami sta v višjih koncentracijah glutamat in aspatrat, ki sta sorodna ekscitatornim aminokislinam možganov.

Nevropeptidi (nevroenkefalini, nevroendorfini) so peptidi, ki imajo analgetični učinek podoben morfiju. So imunomodulatorji, opravljajo funkcijo nevrotransmiterjev. nevrotransmiterji norepinefrin in acetilholin sta biogena amina.

Možganski lipidi

Lipidi predstavljajo 5% mokre teže sive snovi in 17% mokre teže bele snovi oziroma 30-70% suhe teže možganov. Lipide živčnega tkiva predstavljajo:

proste maščobne kisline (arahidonska, možganska, živčna)
fosfolipidi (acetalfosfatidi, sfingomielini, holinfosfatidi, holesterol)
sfingolipidi (gangliozidi, cerebrozidi)

Porazdelitev maščob v sivi in beli možganovini je neenakomerna. V sivi snovi je manjša vsebnost holesterola, visoka vsebnost cerebrozidov. V beli snovi je večji delež holesterola in gangliozidov.

možganski ogljikovi hidrati

Ogljikovi hidrati so v možganskem tkivu v zelo nizkih koncentracijah, kar je posledica aktivne uporabe glukoze v živčnem tkivu. Ogljikove hidrate predstavlja glukoza v koncentraciji 0,05%, metaboliti presnove ogljikovih hidratov.

Minerali

Natrij, kalcij, magnezij so dokaj enakomerno porazdeljeni v sivi in beli snovi. V beli možganovini je povečana koncentracija fosforja.

Glavna naloga živčnega tkiva je prevajanje in prenos živčnih impulzov.

Izvajanje živčnega impulza

Prevajanje živčnega impulza je povezano s spremembo koncentracije natrija in kalija znotraj in zunaj celic. Ko je živčno vlakno vznemirjeno, se prepustnost nevronov in njihovih procesov za natrij močno poveča. Natrij iz zunajceličnega prostora vstopi v celice. Sproščanje kalija iz celic je upočasnjeno. Posledično se na membrani pojavi naboj: zunanja površina dobi negativen naboj, notranja površina pa pozitiven naboj.akcijski potencial. Na koncu vzbujanja se natrijevi ioni "izčrpajo" v zunajcelični prostor s sodelovanjem K, Na -ATPazo in membrana se ponovno napolni. Zunaj je pozitiven naboj, znotraj pa negativen naboj potencial počitka.

Prenos živčnega impulza

Prenos živčnega impulza v sinapsah poteka v sinapsah s pomočjo nevrotransmiterjev. Klasična nevrotransmitorja sta acetilholin in norepinefrin.

Acetilholin se sintetizira iz acetil-CoA in holina s sodelovanjem encimaacetilholin transferaza, se kopiči v sinaptičnih veziklih, se sprosti v sinaptično špranjo in sodeluje z receptorji postsinaptične membrane. Acetilholin razgradi encim holinesteraza.

Norepinefrin se sintetizira iz tirozina, ki ga encim uničimonoaminooksidaza.

Kot mediatorji lahko delujejo tudi GABA (gama-aminomaslena kislina), serotonin in glicin.

Značilnosti presnove živčnega tkivaso naslednji:

prisotnost krvno-možganske pregrade omejuje prepustnost možganov za številne snovi,
prevladujejo aerobni procesi
Glukoza je glavni vir energije

Pri otrocih do rojstva je oblikovanih 2/3 nevronov, ostali nastanejo v prvem letu. Masa možganov pri enoletnem otroku je približno 80% mase možganov odraslega. V procesu zorenja možganov se vsebnost lipidov močno poveča in procesi mielinizacije se aktivno nadaljujejo.

Biokemija jeter.

Kemična sestava jetrnega tkiva: 80% vode, 20% suhega ostanka (beljakovine, dušikove snovi, lipidi, ogljikovi hidrati, minerali).

Jetra so vključena v vse vrste metabolizma človeškega telesa.

presnova ogljikovih hidratov

Sinteza in razgradnja glikogena, glukoneogeneza aktivno potekajo v jetrih, pride do asimilacije galaktoze in fruktoze, aktivna je pentozofosfatna pot.

metabolizem lipidov

V jetrih poteka sinteza triacilglicerolov, fosfolipidov, holesterola, sinteza lipoproteinov (VLDL, HDL), sinteza žolčnih kislin iz holesterola, sinteza acetonskih teles, ki se nato prenašajo v tkiva,

presnova dušika

Za jetra je značilna aktivna presnova beljakovin. Sintetizira vse albumine in večino globulinov krvne plazme, faktorje strjevanja krvi. V jetrih se ustvari tudi določena rezerva telesnih beljakovin. V jetrih aktivno poteka katabolizem aminokislin - deaminacija, transaminacija, sinteza sečnine. V hepatocitih se purini razgradijo s tvorbo sečne kisline, sintezo dušikovih snovi - holina, kreatina.

Antitoksična funkcija

Jetra so najpomembnejši organ za nevtralizacijo eksogenih (zdravila) in endogenih strupenih snovi (bilirubin, razpadni produkti beljakovin, amoniak). Razstrupljanje strupenih snovi v jetrih poteka v več fazah:

poveča polarnost in hidrofilnost nevtraliziranih snovi z oksidacijo (indol v indoksil), hidroliza (acetilsalicilna → ocetna + salicilna kislina), redukcija itd.
konjugacija z glukuronsko kislino, žveplovo kislino, glikokolom, glutationom, metalotioneinom (za soli težkih kovin)

Zaradi biotransformacije se toksičnost praviloma znatno zmanjša.

izmenjava pigmentov

Sodelovanje jeter pri presnovi žolčnih pigmentov je nevtralizacija bilirubina, uničenje urobilinogena

Izmenjava porfirina:

Jetra sintetizirajo porfobilinogen, uroporfirinogen, koproporfirinogen, protoporfirin in hem.

Izmenjava hormonov

Jetra aktivno inaktivirajo adrenalin, steroide (konjugacija, oksidacija), serotonin in druge biogene amine.

Izmenjava vode in soli

Jetra posredno sodelujejo pri presnovi vode in soli s sintezo beljakovin krvne plazme, ki določajo onkotski tlak, sintezo angiotenzinogena, predhodnika angiotenzina. II.

Menjava mineralov

: V jetrih odlaganje železa, bakra, sinteza transportnih proteinov ceruloplazmina in transferina, izločanje mineralov v žolč.

V zgodnjih otroštvofunkcije jeter so v fazi razvoja, možna je njihova motnja.

Literatura

Barker R.: Demonstrativna nevroznanost. - M.: GEOTAR-Media, 2005

I.P. Ašmarin, E.P. Karazeeva, M.A. Karabasova in drugi: Patološka fiziologija in biokemija. - M.: Izpit, 2005

Kvetnaya T.V.: Melatonin je nevroimunoendokrini marker starostne patologije. - Sankt Peterburg: DEAN, 2005

Pavlov A.N.: Ekologija: racionalno ravnanje z okoljem in varnost življenja. - M.: Višja šola, 2005

Pechersky A.V.: Delno starostno pomanjkanje androgena. - SPb.: SPbMAPO, 2005

Ed. Yu.A. Eršov; Rec. NE. Kuzmenko: Splošna kemija. Biofizikalna kemija. Kemija biogenih elementov. - M.: Višja šola, 2005

T.L. Aleinikova in drugi; Ed. E.S. Severina; Recenzent: D.M. Nikulina, Z.I. Mikašenovič, L.M. Pustovalova: Biokemija. - M.: GEOTAR-MED, 2005

Tyukavkina N.A.: Bioorganska kemija. - M .: Bustard, 2005

Zhizhin GV: Samoregulacijski valovi kemičnih reakcij in biološke populacije. - Sankt Peterburg: Nauka, 2004

Ivanov V.P.: Proteini celičnih membran in vaskularna distonija pri ljudeh. - Kursk: KSMU KMI, 2004

Inštitut za fiziologijo rastlin im. K.A. Timirjazev RAS; Rep. izd. V.V. Kuznecov: Andrej Lvovič Kursanov: Življenje in delo. - M.: Nauka, 2004

Komov V.P.: Biokemija. - M .: Bustard, 2004

Druga sorodna dela, ki bi vas utegnila zanimati.vshm>
21479.		METABOLIZEM BELJAKOVIN	150,03 KB
	Poznamo tri vrste dušikovega ravnovesja: dušikovo ravnovesje pozitivno dušikovo ravnovesje negativno dušikovo ravnovesje Pri pozitivni dušikovi bilanci prevlada vnos dušika nad njegovim sproščanjem. Pri bolezni ledvic je možna lažno pozitivna bilanca dušika, pri kateri pride do zakasnitve končnih produktov presnove dušika v telesu. Pri negativni dušikovi bilanci prevladuje izločanje dušika nad njegovim vnosom. To stanje je možno pri boleznih, kot so tuberkuloza, revmatizem, onkologija ...
21481.		METABOLIZEM IN FUNKCIJE LIPIDOV	194,66 KB
	Maščobe vključujejo različne alkohole in maščobne kisline. Alkohole predstavljajo glicerol, sfingozin in holesterol, v človeških tkivih prevladujejo dolgoverižne maščobne kisline s sodim številom ogljikovih atomov. Razlikovati med nasičenimi in nenasičenimi maščobnimi kislinami...
385.		ZGRADBA IN METABOLIZEM OGLJIKOVIH HIDRATOV	148,99 KB
	Struktura in biološka vloga glukoze in glikogena. Heksoza difosfatna pot za razgradnjo glukoze. Odprta veriga in ciklične oblike ogljikovih hidratov Na sliki je molekula glukoze predstavljena v obliki odprte verige in v obliki ciklične strukture. V heksozah tipa glukoze se prvi atom ogljika poveže s kisikom pri petem atomu ogljika, kar povzroči nastanek šestčlenskega obroča.
7735.		KOMUNIKACIJA KOT IZMENJAVA INFORMACIJ	35,98 KB
	Približno 70 odstotkov informacij se v procesu komuniciranja prenese po neverbalnih komunikacijskih kanalih, po verbalnih pa le 30 odstotkov. O človeku torej več ne pove beseda, temveč pogled, obrazna mimika, plastična drža, kretnje, telesni gibi, medosebna razdalja, oblačila in druga neverbalna sredstva komunikacije. Tako se lahko glavne naloge neverbalne komunikacije štejejo za naslednje: ustvarjanje in vzdrževanje psihološkega stika, regulacija komunikacijskega procesa, regulacija komunikacijskega procesa, vzpostavitev in vzdrževanje psihološkega stika. dodajanje novih pomenskih odtenkov besednemu besedilu, pravilna razlaga besed,...
6645.		Presnova in energija (metabolizem)	39,88 KB
	Vstop snovi v celico. Zaradi vsebnosti raztopin sladkornih soli in drugih osmotsko aktivnih snovi je za celice značilna prisotnost določenega osmotskega tlaka v njih. Razliko med koncentracijo snovi znotraj in zunaj celice imenujemo koncentracijski gradient.
21480.		METABOLIZEM IN DELOVANJE NUKLEINSKIH KISLIN	116,86 KB
	Deoksiribonukleinska kislina Dušikove baze v DNK predstavljajo adenin gvanin timin citozin ogljikov hidrat – deoksiriboza. DNK ima pomembno vlogo pri shranjevanju genetskih informacij. Za razliko od RNK ima DNK dve polinukleotidni verigi. Molekulska masa DNK je približno 109 daltonov.
386.		ZGRADBA IN METABOLIZEM MAŠČOB IN LIPOIDOV	724,43 KB
	V sestavi lipidov so našli številne in raznolike strukturne sestavine: višje maščobne kisline, alkohole, aldehide, ogljikove hidrate, dušikove baze, aminokisline, fosforno kislino itd. Maščobne kisline, ki sestavljajo maščobe, delimo na nasičene in nenasičene. Maščobne kisline Nekatere fiziološko pomembne nasičene maščobne kisline Število C atomov Trivialno ime Sistematsko ime Kemijska formula spojine...
10730.		Mednarodna tehnološka izmenjava. Mednarodna trgovina s storitvami	56,4 KB
	Transportne storitve na svetovnem trgu. Glavna razlika je v tem, da storitve običajno nimajo materializirane oblike, čeprav jo številne storitve pridobijo, na primer: v obliki magnetnih medijev za računalniške programe, različne dokumentacije, natisnjene na papir itd. Storitve se za razliko od blaga proizvajajo. in se porabijo večinoma hkrati in niso predmet skladiščenja. situacija, ko se prodajalec in kupec storitve ne selita čez mejo, prečka le storitev.
4835.		Presnova železa in motnje presnove železa. Hemosederoza	138,5 KB
	Železo je esencialni element v sledovih, ki sodeluje pri dihanju, hematopoezi, imunobioloških in redoks reakcijah ter je del več kot 100 encimov. Železo je bistvena sestavina hemoglobina in miohemoglobina. Telo odraslega človeka vsebuje približno 4 g železa, od tega je več kot polovica (približno 2,5 g) železa v hemoglobinu.

PREDAVALNI TEČAJ

ZA SPLOŠNO BIOKEMIJO

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

Jekaterinburg,

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

Voda je univerzalno topilo za večino organskih (razen lipidov) in anorganskih spojin.

Voda in v njej raztopljene snovi ustvarjajo notranje okolje telesa.

Voda zagotavlja transport snovi in toplotne energije po telesu.

Pomemben del kemičnih reakcij v telesu poteka v vodni fazi.

Voda je vključena v reakcije hidrolize, hidratacije, dehidracije.

Določa prostorsko strukturo in lastnosti hidrofobnih in hidrofilnih molekul.

V kompleksu z GAG ima voda strukturno funkcijo.

Splošne lastnosti telesnih tekočin

Za vse telesne tekočine so značilne skupne lastnosti: volumen, osmotski tlak in pH vrednost.

Glasnost. Pri vseh kopenskih živalih predstavlja tekočina približno 70 % telesne teže.

Porazdelitev vode v telesu je odvisna od starosti, spola, mišične mase, postave in vsebnosti maščobe. Vsebnost vode v različnih tkivih je porazdeljena takole: pljuča, srce in ledvice (80 %), skeletne mišice in možgani (75 %), koža in jetra (70 %), kosti (20 %), maščobno tkivo (10 %). . Na splošno imajo vitki ljudje manj maščobe in več vode. Pri moških voda predstavlja 60%, pri ženskah - 50% telesne teže. Starejši imajo več maščobe in manj mišic. Telo moških in žensk, starejših od 60 let, vsebuje v povprečju 50 % oziroma 45 % vode.

S popolnim pomanjkanjem vode nastopi smrt po 6-8 dneh, ko se količina vode v telesu zmanjša za 12%.

Vse telesne tekočine so razdeljene na intracelularne (67 %) in zunajcelične (33 %) bazene.

zunajcelični bazen (zunajcelični prostor) sestavljajo:

intravaskularna tekočina;

Intersticijska tekočina (medcelična);

Transcelularna tekočina (tekočina plevralne, perikardialne, peritonealne votline in sinovialnega prostora, cerebrospinalna in intraokularna tekočina, izloček znojnic, slinavk in solznih žlez, izloček trebušne slinavke, jeter, žolčnika, prebavil in dihal).

Med bazeni se tekočine intenzivno izmenjujejo. Premikanje vode iz enega sektorja v drugega se zgodi, ko se spremeni osmotski tlak.

Osmotski tlak - To je pritisk, ki ga povzročajo vse snovi, raztopljene v vodi. Osmotski tlak zunajcelične tekočine določa predvsem koncentracija NaCl.

Zunajcelične in znotrajcelične tekočine se bistveno razlikujejo po sestavi in koncentraciji posameznih sestavin, vendar je skupna skupna koncentracija osmotsko aktivnih snovi približno enaka.

pH je negativni decimalni logaritem koncentracije protonov. Vrednost pH je odvisna od intenzivnosti nastajanja kislin in baz v telesu, njihove nevtralizacije s puferskimi sistemi in odvzema iz telesa z urinom, izdihanim zrakom, znojem in blatom.

Odvisno od značilnosti presnove se lahko vrednost pH izrazito razlikuje tako v celicah različnih tkiv kot v različnih delih iste celice (nevtralna kislost v citosolu, močno kisla v lizosomih in v medmembranskem prostoru mitohondrijev). V medcelični tekočini različnih organov in tkiv ter krvni plazmi je vrednost pH, kot tudi osmotski tlak, relativno stalna vrednost.

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.

GOUVPO UGMA Zvezne agencije za zdravje in socialni razvoj
Oddelek za biokemijo

PREDAVALNI TEČAJ
ZA SPLOŠNO BIOKEMIJO

Modul 8. Biokemija presnove vode in soli.

Jekaterinburg,
2009

Tema: Vodno-solna in mineralna presnova

Fakultete: medicinsko preventivna, medicinsko preventivna, pediatrična.
2 tečaj.

Presnova vode in soli - izmenjava vode in glavnih telesnih elektrolitov (Na +, K +, Ca 2+, Mg 2+, Cl -, HCO 3 -, H 3 PO 4).
Elektroliti so 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.
Biološka vloga vode

SPLOŠNE LASTNOSTI TELESNIH TEKOČIN
Za vse telesne tekočine so značilne skupne lastnosti: volumen, osmotski tlak in pH vrednost.
Glasnost. Pri vseh kopenskih živalih predstavlja tekočina približno 70 % telesne teže.
Porazdelitev vode v telesu je odvisna od starosti, spola, mišične mase, postave in vsebnosti maščobe. Vsebnost vode v različnih tkivih je porazdeljena takole: pljuča, srce in ledvice (80 %), skeletne mišice in možgani (75 %), koža in jetra (70 %), kosti (20 %), maščobno tkivo (10 %). . Na splošno imajo vitki ljudje manj maščobe in več vode. Pri moških voda predstavlja 60%, pri ženskah - 50% telesne teže. Starejši imajo več maščobe in manj mišic. Telo moških in žensk, starejših od 60 let, vsebuje v povprečju 50 % oziroma 45 % vode.
S popolnim pomanjkanjem vode nastopi smrt po 6-8 dneh, ko se količina vode v telesu zmanjša za 12%.
Vse telesne tekočine so razdeljene na intracelularne (67 %) in zunajcelične (33 %) bazene.
Ekstracelularni bazen (zunajcelični prostor) sestavljajo:

Med bazeni se tekočine intenzivno izmenjujejo. Premikanje vode iz enega sektorja v drugega se zgodi, ko se spremeni osmotski tlak.
Osmotski tlak je tlak, ki ga izvajajo vse snovi, raztopljene v vodi. Osmotski tlak zunajcelične tekočine določa predvsem koncentracija NaCl.
Zunajcelične in znotrajcelične tekočine se bistveno razlikujejo po sestavi in koncentraciji posameznih sestavin, vendar je skupna skupna koncentracija osmotsko aktivnih snovi približno enaka.
pH je negativni decimalni logaritem koncentracije protonov. Vrednost pH je odvisna od intenzivnosti nastajanja kislin in baz v telesu, njihove nevtralizacije s puferskimi sistemi in odvzema iz telesa z urinom, izdihanim zrakom, znojem in blatom.
Odvisno od značilnosti presnove se lahko vrednost pH izrazito razlikuje tako v celicah različnih tkiv kot v različnih delih iste celice (nevtralna kislost v citosolu, močno kisla v lizosomih in v medmembranskem prostoru mitohondrijev). V medcelični tekočini različnih organov in tkiv ter krvni plazmi je vrednost pH, kot tudi osmotski tlak, relativno stalna vrednost.
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.
1. 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

Za prebavila, kožo in pljuča je izločanje vode stranski proces, ki nastane kot posledica njihovih glavnih funkcij. Na primer, prebavila izgubljajo vodo, ko se iz telesa izločajo neprebavljene snovi, presnovni produkti in ksenobiotiki. Pljuča izgubljajo vodo med dihanjem, koža pa med termoregulacijo.
Spremembe v delovanju ledvic, kože, pljuč in prebavil lahko povzročijo kršitev homeostaze vode in soli. Na primer, v vročem podnebju, za vzdrževanje telesne temperature, koža poveča potenje, v primeru zastrupitve pa pride do bruhanja ali driske iz prebavil. Zaradi povečane dehidracije in izgube soli v telesu pride do kršitve vodno-solnega ravnovesja.

2. Hormoni, ki uravnavajo presnovo vode in soli
vazopresin
Antidiuretični hormon (ADH) ali vazopresin je peptid z molekulsko maso približno 1100 D, ki vsebuje 9 AA, povezanih z enim disulfidnim mostom.
ADH se sintetizira v nevronih hipotalamusa in prenaša do živčnih končičev posteriorne hipofize (nevrohipofiza).
Visok osmotski tlak zunajcelične tekočine aktivira osmoreceptorje hipotalamusa, kar ima za posledico živčne impulze, ki se prenašajo v posteriorno hipofizo in povzročijo sproščanje ADH v krvni obtok.
ADH deluje prek dveh vrst receptorjev: V 1 in V 2 .
Glavni fiziološki učinek hormona se izvaja preko V 2 receptorjev, ki se nahajajo na celicah distalnih tubulov in zbiralnih kanalčkov, ki so relativno neprepustni za molekule vode.
ADH prek receptorjev V 2 stimulira sistem adenilat ciklaze, kar ima za posledico fosforilacijo proteinov, ki stimulirajo izražanje gena za membranski protein - akvaporin-2. Akvaporin-2 je vgrajen v apikalno membrano celic in v njej tvori vodne kanale. Skozi te kanale se voda ponovno absorbira s pasivno difuzijo iz urina v intersticijski prostor in urin se koncentrira.
V odsotnosti ADH urin ni koncentriran (gostota<1010г/л) и может выделяться в очень больших количествах (>20l/dan), kar vodi v dehidracijo telesa. To stanje imenujemo diabetes insipidus.
Vzroki za pomanjkanje ADH in diabetes insipidus so: genetske okvare v sintezi prepro-ADH v hipotalamusu, okvare v procesiranju in transportu proADH, poškodbe hipotalamusa ali nevrohipofize (npr. kot posledica travmatske poškodbe možganov, tumorja). , ishemija). Nefrogeni diabetes insipidus nastane zaradi mutacije v genu za receptor tipa V 2 ADH.
Receptorji V1 so lokalizirani v membranah žil SMC. ADH prek receptorjev V 1 aktivira sistem inozitol trifosfata in spodbuja sproščanje Ca 2+ iz ER, kar spodbuja krčenje žil SMC. Vazokonstrikcijski učinek ADH je viden pri visokih koncentracijah ADH.
Natriuretični hormon (atrijski natriuretični faktor, PNF, atriopeptin)
PNP je peptid, ki vsebuje 28 AA z 1 disulfidnim mostom, sintetiziran predvsem v atrijskih kardiomiocitih.
Izločanje PNP spodbuja predvsem zvišanje krvnega tlaka, pa tudi zvišanje osmotskega tlaka v plazmi, srčnega utripa ter koncentracije kateholaminov in glukokortikoidov v krvi.
PNP deluje prek sistema gvanilat ciklaze in aktivira protein kinazo G.
V ledvicah PNP razširi aferentne arteriole, kar poveča ledvični pretok krvi, hitrost filtracije in izločanje Na+.
V perifernih arterijah PNP zmanjša tonus gladkih mišic, kar razširi arteriole in zniža krvni tlak. Poleg tega PNP zavira sproščanje renina, aldosterona in ADH.
Sistem renin-angiotenzin-aldosteron
Renin
Renin je 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 - ? 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, ki nima biološke aktivnosti.
Pod delovanjem antiotenzinskega konvertaze (ACE) (karboksidipeptidil peptidaze) endotelijskih celic, pljuč in krvne plazme se 2 AA odstranita s C-konca angiotenzina I in nastane angiotenzin II (oktapeptid).
Angiotenzin II
Angiotenzin II deluje prek inozitol trifosfatnega sistema celic glomerularne cone skorje nadledvične žleze 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 se pod delovanjem aminopeptidaz hidrolizira v angiotenzin III (heptapeptid z aktivnostjo angiotenzina II, vendar ima 4-krat nižjo koncentracijo), ki ga nato hidrolizirajo angiotenzinaze (proteaze) v AA.
Aldosteron
Aldosteron je aktivni mineralokortikosteroid, ki ga sintetizirajo celice glomerularne cone nadledvične skorje.
Sintezo in izločanje aldosterona spodbujajo angiotenzin II, nizka koncentracija Na + in visoka koncentracija K + v krvni plazmi, ACTH, prostaglandini. Izločanje aldosterona zavira nizka koncentracija K +.
Receptorji za aldosteron se nahajajo tako v jedru kot v citosolu celice. Aldosteron inducira sintezo: a) Na + transportnih proteinov, ki prenašajo Na + iz lumna tubula v epitelno celico ledvičnega tubula; b) Na + ,K + -ATP-aza c) transportni proteini K + , ki prenašajo K + iz celic ledvičnega tubula v primarni urin; d) mitohondrijski encimi TCA, zlasti citrat sintaza, ki spodbujajo tvorbo molekul ATP, potrebnih za aktivni transport ionov.
Zaradi tega aldosteron spodbuja reabsorpcijo Na + v ledvicah, kar povzroči zadrževanje NaCl v telesu in poveča osmotski tlak.
Aldosteron spodbuja izločanje K +, NH 4 + v ledvicah, znojnicah, črevesni sluznici in žlezah slinavkah.

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 zaradi več razlogov.
Vzrok primarnega hiperaldosteronizma (Connov sindrom) pri približno 80% bolnikov je adrenalni adenom, 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 je veliko pogostejši kot primarni. 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:

Funkcije magnezija v telesu:

Funkcije fosfata v telesu:

Porazdelitev kalcija, magnezija in fosfatov v telesu
Odrasla oseba vsebuje povprečno 1000 g kalcija:

Telo odrasle osebe vsebuje približno 1 kg fosforja:

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
Paratiroidni hormon (PTH) je polipeptid 84 AA (približno 9,5 kD), ki se sintetizira v obščitničnih žlezah.
Izločanje paratiroidnega hormona stimulira nizka koncentracija Ca 2+, Mg 2+ in visoka koncentracija fosfatov, zavira vitamin D 3 .
Hitrost razgradnje hormonov se zmanjša pri nizkih koncentracijah Ca 2+ in poveča, ko so koncentracije Ca 2+ visoke.
Paratiroidni hormon deluje na kosti in ledvice. Spodbuja izločanje inzulinu podobnega rastnega faktorja 1 in citokinov s strani osteoblastov, ki povečajo presnovno aktivnost osteoklastov. V osteoklastih je pospešena tvorba alkalne fosfataze in kolagenaze, ki povzročita razgradnjo kostnega matriksa, kar povzroči mobilizacijo Ca 2+ in fosfatov iz kosti v zunajcelično tekočino.
V ledvicah paratiroidni hormon stimulira reabsorpcijo Ca 2+, Mg 2+ v distalnih zavitih tubulih in zmanjša reabsorpcijo fosfatov.
Paratiroidni hormon inducira sintezo kalcitriola (1,25(OH) 2 D 3).
Zaradi tega obščitnični hormon v krvni plazmi poveča koncentracijo Ca 2+ in Mg 2+ ter zmanjša koncentracijo fosfatov.
Hiperparatiroidizem
Pri primarnem hiperparatiroidizmu (1:1000) je mehanizem supresije izločanja paratiroidnega hormona kot odgovor na hiperkalcemijo moten. Vzroki so lahko tumor (80 %), difuzna hiperplazija ali rak (manj kot 2 %) obščitnične žleze.
Vzroki hiperparatiroidizma:

Sekundarni hiperparatiroidizem se pojavi pri kronični odpovedi ledvic in pomanjkanju vitamina D3.
Pri odpovedi ledvic je tvorba kalcitriola zavrta, kar moti absorpcijo kalcija v črevesju in vodi do hipokalciemije. Hiperparatiroidizem se pojavi kot odgovor na hipokalcemijo, vendar paratiroidni hormon ne more normalizirati ravni kalcija v krvni plazmi. Včasih pride do hiperfostatemije. Zaradi povečane mobilizacije kalcija iz kostnega tkiva se razvije osteoporoza.
Hipoparatiroidizem
Hipoparatiroidizem je posledica insuficience obščitničnih žlez in ga spremlja hipokalciemija. Hipokalcemija povzroči povečano nevromuskularno prevodnost, napade toničnih konvulzij, konvulzije dihalnih mišic in diafragme ter laringospazem.
kalcitriol
Kalcitriol se sintetizira iz holesterola.

Sinteza kalcitriola stimulira obščitnični hormon, nizke koncentracije fosfatov in Ca 2+ (preko obščitničnega hormona) v krvi.
Sinteza kalcitriola zavira hiperkalcemijo, aktivira 24β-hidroksilazo, ki pretvori kalcidiol v neaktivni presnovek 24,25(OH) 2 D 3, medtem ko v skladu s tem aktivni kalcitriol ne nastane.
Kalcitriol vpliva na tanko črevo, ledvice in kosti.
kalcitriol:

Zaradi tega kalcitriol poveča koncentracijo Ca 2+, Mg 2+ in fosfatov v krvni plazmi.
S pomanjkanjem kalcitriola je motena tvorba amorfnega kalcijevega fosfata in kristalov hidroksiapatita v kostnem tkivu, kar vodi do razvoja rahitisa in osteomalacije.
Rahitis je otroška bolezen, povezana z nezadostno mineralizacijo kostnega tkiva.
Vzroki za nastanek rahitisa: pomanjkanje vitamina D 3, kalcija in fosforja v prehrani, motena absorpcija vitamina D 3 v tankem črevesju, zmanjšana sinteza holekalciferola zaradi pomanjkanja sončne svetlobe, okvara 1a-hidroksilaze, okvara receptorjev za kalcitriol v ciljnih celicah. . Zmanjšanje koncentracije Ca 2+ v krvni plazmi spodbudi izločanje paratiroidnega hormona, ki z osteolizo povzroči uničenje kostnega tkiva.
Z rahitisom so prizadete kosti lobanje; prsni koš skupaj s prsnico štrli naprej; cevaste kosti in sklepi rok in nog so deformirani; želodec raste in štrli; zapozneli motorični razvoj. Glavna načina za preprečevanje rahitisa sta pravilna prehrana in zadostna insolacija.
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:

Spremembe ravni kalcija, magnezija in fosfatov pri različnih patologijah
Zmanjšanje koncentracije Ca 2+ v krvni plazmi opazimo pri:

Povečanje koncentracije Ca 2+ v krvni plazmi opazimo pri:

Zmanjšanje koncentracije fosfatov v krvni plazmi opazimo pri:

Povečanje koncentracije fosfatov v krvni plazmi opazimo pri:

Koncentracija magnezija je pogosto sorazmerna s koncentracijo kalija in je odvisna od pogostih vzrokov.
Povečanje koncentracije Mg 2+ v krvni plazmi opazimo pri:

Vloga mikroelementov: Mg 2+ , Mn 2+ , Co, Cu, Fe 2+ , Fe 3+ , Ni, Mo, Se, J. Vrednost ceruloplazmina, Konovalov-Wilsonova bolezen.

Mangan je kofaktor za aminoacil-tRNA sintetaze.

Biološka vloga Na +, Cl -, K +, HCO 3 - - bazičnih elektrolitov, pomen pri uravnavanju kislinsko-bazičnega ravnovesja. Izmenjava in biološka vloga. Anionska razlika in njena korekcija.

Težke kovine (svinec, živo srebro, baker, krom itd.), njihovi toksični učinki.

Zvišane vrednosti serumskega klorida: dehidracija, akutna odpoved ledvic, presnovna acidoza po driski in izgubi bikarbonata, respiratorna alkaloza, poškodba glave, hipofunkcija nadledvične žleze, dolgotrajna uporaba kortikosteroidov, tiazidnih diuretikov, hiperaldosteronizem, Cushengova bolezen.
Zmanjšanje vsebnosti kloridov v krvnem serumu: hipokloremična alkaloza (po bruhanju), respiratorna acidoza, prekomerno znojenje, nefritis z izgubo soli (motena reabsorpcija), poškodba glave, stanje s povečanjem volumna zunajcelične tekočine, ulcerozni kalitis, Addisonova bolezen (hipoaldosteronizem).
Povečano izločanje kloridov z urinom: hipoaldosteronizem (Addisonova bolezen), nefritis z izgubo soli, povečan vnos soli, zdravljenje z diuretiki.
Zmanjšano izločanje kloridov z urinom: izguba kloridov pri bruhanju, driska, Cushingova bolezen, končna ledvična odpoved, zastajanje soli pri nastanku edema.
Vsebnost kalcija v krvnem serumu je normalna 2,25-2,75 mmol / l.
Izločanje kalcija z urinom je običajno 2,5-7,5 mmol / dan.
Povišan serumski kalcij: hiperparatiroidizem, metastaze tumorja v kostnem tkivu, multipli mielom, zmanjšano sproščanje kalcitonina, preveliko odmerjanje vitamina D, tirotoksikoza.
Znižanje serumskega kalcija: hipoparatiroidizem, povečano sproščanje kalcitonina, hipovitaminoza D, oslabljena ledvična reabsorpcija, obsežna transfuzija krvi, hipoalbunemija.
Povečano izločanje kalcija z urinom: dolgotrajna izpostavljenost sončni svetlobi (hipervitaminoza D), hiperparatiroidizem, tumorske zasevke v kostnem tkivu, motena reabsorpcija v ledvicah, tirotoksikoza, osteoporoza, zdravljenje z glukokortikoidi.
Zmanjšano izločanje kalcija z urinom: hipoparatiroidizem, rahitis, akutni nefritis (motena filtracija v ledvicah), hipotiroidizem.
Vsebnost železa v krvnem serumu je normalna mmol / l.
Povečana vsebnost železa v serumu: aplastična in hemolitična anemija, hemokromatoza, akutni hepatitis in steatoza, ciroza jeter, talasemija, ponavljajoče se transfuzije.
Zmanjšana vsebnost železa v serumu: anemija zaradi pomanjkanja železa, akutne in kronične okužbe, tumorji, bolezni ledvic, izguba krvi, nosečnost, malabsorpcija železa v črevesju.

Pošljite svoje dobro delo v bazo znanja je preprosto. Uporabite spodnji obrazec

Študenti, podiplomski študenti, mladi znanstveniki, ki bazo znanja uporabljajo pri študiju in delu, vam bodo zelo hvaležni.

Gostuje na http://www.allbest.ru/

KARAGANDSKA DRŽAVNA MEDICINA H SKY AKADEMIJA

Katedra za splošno in biološko kemijo

FUNKCIONALNA BIOKEMIJA

Presnova vode in soli. Biokemija ledvic in urina.

VODNIK

Karaganda 2004

Avtorji: vodja. oddelek prof. L.E. Muravleva, izredni profesor T.S. Omarov, izredni profesor S.A. Iskakova, učitelji D.A. Klyuev, O.A. Ponamarjeva, L.B. Aitiševa

Recenzent: profesor N.V. Kozačenko

Odobreno na seji oddelka št. z dne 2004

Odobren s strani vodje oddelek

Potrjeno na MC medicinsko-biološke in farmacevtske fakultete

Projekt št. _ z dne __2004

predsednik

1. Izmenjava vode in soli

Ena najpogosteje motenih vrst metabolizma pri patologiji je vodno-solna. Povezan je s stalnim pretokom vode in mineralov iz zunanjega okolja telesa v notranje in obratno.

V telesu odraslega človeka voda predstavlja 2/3 (58-67%) telesne teže. Približno polovica njegove prostornine je koncentrirana v mišicah. Potreba po vodi (človek prejme do 2,5–3 litre tekočine dnevno) se pokrije z njenim vnosom v obliki pitja (700–1700 ml), pripravljene vode, ki je del hrane (800–1000 ml) in voda , ki nastane v telesu med presnovo - 200--300 ml (pri izgorevanju 100 g maščob, beljakovin in ogljikovih hidratov nastane 107,41 oziroma 55 g vode). Endogena voda se sintetizira v relativno veliki količini, ko se aktivira proces oksidacije maščob, kar opazimo v različnih, predvsem dolgotrajnih stresnih stanjih, vzbujanju simpatično-nadledvičnega sistema, razbremenilni dietni terapiji (pogosto se uporablja za zdravljenje debelih bolnikov).

Zaradi stalnih obveznih izgub vode ostane notranji volumen tekočine v telesu nespremenjen. Te izgube vključujejo ledvične (1,5 l) in ekstrarenalne, povezane s sproščanjem tekočine skozi prebavila (50–300 ml), dihala in kožo (850–1200 ml). Na splošno je obseg obveznih izgub vode 2,5-3 litre, kar je v veliki meri odvisno od količine izločenih toksinov iz telesa.

Vloga vode v življenjskih procesih je zelo raznolika. Voda je topilo za številne spojine, neposredna sestavina številnih fizikalno-kemijskih in biokemičnih transformacij, prenašalec endo- in eksogenih snovi. Poleg tega opravlja mehansko funkcijo, oslabi trenje vezi, mišic, hrustančnih površin sklepov (s čimer olajša njihovo gibljivost) in sodeluje pri termoregulaciji. Voda vzdržuje homeostazo, ki je odvisna od velikosti osmotskega tlaka plazme (izoosmija) in volumna tekočine (izovolemija), delovanja mehanizmov za uravnavanje kislinsko-bazičnega stanja, pojava procesov, ki zagotavljajo konstantnost temperature. (izotermija).

V človeškem telesu je voda v treh glavnih fizikalnih in kemičnih stanjih, glede na katere ločimo: 1) prosto ali mobilno vodo (sestavlja večino znotrajcelične tekočine, pa tudi krvi, limfe, intersticijske tekočine); 2) vodo, vezano s hidrofilnimi koloidi, in 3) ustavno, vključeno v strukturo molekul beljakovin, maščob in ogljikovih hidratov.

V telesu odraslega človeka, ki tehta 70 kg, je prostornina proste vode in vode, vezane s hidrofilnimi koloidi, približno 60 % telesne teže, tj. 42 l. To tekočino predstavlja znotrajcelična voda (predstavlja 28 litrov ali 40 % telesne teže), ki tvori znotrajcelični sektor, in zunajcelična voda (14 litrov ali 20 % telesne teže), ki tvori zunajcelični sektor. Sestava slednjega vključuje intravaskularno (intravaskularno) tekočino. Ta intravaskularni sektor tvorita plazma (2,8 l), ki predstavlja 4-5% telesne teže, in limfa.

Intersticijska voda vključuje pravo medcelično vodo (prosta medcelična tekočina) in organizirano zunajcelično tekočino (predstavlja 15--16 % telesne teže ali 10,5 litra), t.j. voda vezi, tetiv, fascij, hrustanca itd. Poleg tega ekstracelularni sektor vključuje vodo, ki se nahaja v nekaterih votlinah (trebušne in plevralne votline, osrčnik, sklepi, možganski ventrikli, očesne komore itd.), Pa tudi v prebavnem traktu. Tekočina teh votlin ne sodeluje aktivno v presnovnih procesih.

Voda v človeškem telesu ne stagnira v svojih različnih delih, ampak se nenehno premika, nenehno se izmenjuje z drugimi deli tekočine in z zunanjim okoljem. Gibanje vode je v veliki meri posledica sproščanja prebavnih sokov. Torej, s slino, s trebušnim sokom, se približno 8 litrov vode na dan pošlje v črevesno cev, vendar se ta voda praktično ne izgubi zaradi absorpcije v spodnjih delih prebavnega trakta.

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

Tabela 1 (stolpec 2) prikazuje povprečno vsebnost mineralov v telesu odraslega človeka (na podlagi teže 65 kg). Povprečna dnevna potreba odrasle osebe po teh elementih je navedena v stolpcu 4. Pri otrocih in ženskah med nosečnostjo in dojenjem ter pri bolnikih je potreba po mikroelementih običajno večja.

Ker se lahko veliko elementov shrani v telesu, se odstopanje od dnevne norme pravočasno kompenzira. Kalcij v obliki apatita je shranjen v kostnem tkivu, jod kot del tiroglobulina v ščitnici, železo v sestavi feritina in hemosiderina v kostnem mozgu, vranici in jetrih. Jetra služijo kot skladišče številnih elementov v sledovih.

Presnovo mineralov nadzirajo hormoni. To velja npr. za porabo H 2 O, Ca 2+ , PO 4 3- , vezavo Fe 2+ , I - , izločanje H 2 O, Na + , Ca 2+ , PO 4 3 - .

Količina mineralov, absorbiranih iz hrane, je praviloma odvisna od presnovnih potreb telesa in v nekaterih primerih od sestave živil. Kalcij lahko obravnavamo kot primer vpliva sestave hrane. Absorpcijo Ca 2+ ionov pospešujeta mlečna in citronska kislina, medtem ko fosfatni ion, oksalatni ion in fitinska kislina zavirajo absorpcijo kalcija zaradi kompleksiranja in tvorbe slabo topnih soli (fitin).

Pomanjkanje mineralov ni redek pojav: pojavlja se zaradi različnih razlogov, na primer zaradi enolične prehrane, motenj prebavljivosti in različnih bolezni. Pomanjkanje kalcija se lahko pojavi med nosečnostjo, pa tudi pri rahitisu ali osteoporozi. Pomanjkanje klora nastane zaradi velike izgube Cl ionov – s hudim bruhanjem. Zaradi nezadostne vsebnosti joda v živilih sta marsikje v srednji Evropi postala pogost pojav pomanjkanje joda in golša. Pomanjkanje magnezija se lahko pojavi zaradi driske ali zaradi enolične prehrane pri alkoholizmu. Pomanjkanje elementov v sledovih v telesu se pogosto kaže s kršitvijo hematopoeze, tj. anemija Zadnji stolpec navaja funkcije, ki jih ti minerali opravljajo v telesu. Iz podatkov v tabeli je razvidno, da skoraj vsa makrohranila delujejo v telesu kot strukturne komponente in elektroliti. Signalne funkcije opravljajo jod (kot del jodotironina) in kalcij. Večina elementov v sledovih je kofaktorjev beljakovin, predvsem encimov. Količinsko v telesu prevladujejo beljakovine, ki vsebujejo železo, hemoglobin, mioglobin in citokrom, ter več kot 300 beljakovin, ki vsebujejo cink.

2. Regulacija metabolizma vode in soli. Vloga vazopresina, aldosterona in renin-angiotenzinskega sistema

Glavni 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 edeme. Glavni hormoni, ki sodelujejo pri uravnavanju vodno-solnega ravnovesja, so ADH, aldosteron in atrijski natriuretični faktor (PNF).

ADH ali vazopresin je 9 aminokislinski peptid, povezan z enim disulfidnim mostom. Sintetizira se kot prohormon v hipotalamusu, nato se prenese do živčnih končičev zadnje hipofize, od koder se ob ustrezni stimulaciji izloči v krvni obtok. Gibanje vzdolž aksona je povezano s posebnim nosilnim proteinom (nevrofizinom).

Dražljaj, ki povzroči izločanje ADH, je povečanje koncentracije natrijevih ionov in povečanje osmotskega tlaka zunajcelične tekočine.

Najpomembnejše tarčne celice za ADH so celice distalnih tubulov in zbiralnih kanalov ledvic. Celice teh kanalov so relativno neprepustne za vodo in v odsotnosti ADH urin ni koncentriran in se lahko izloči v količinah, ki presegajo 20 litrov na dan (norma 1-1,5 litra na dan).

Za ADH obstajata dve vrsti receptorjev - V 1 in V 2 . Receptor V 2 najdemo le na površini epitelijskih celic ledvic. Vezava ADH na V 2 je povezana s sistemom adenilat ciklaze in stimulira aktivacijo protein kinaze A (PKA). PKA fosforilira proteine, ki stimulirajo izražanje gena za membranski protein, akvaporin-2. Akvaporin 2 se premakne na apikalno membrano, se vgradi vanjo in oblikuje vodne kanale. Ti zagotavljajo selektivno prepustnost celične membrane za vodo. Molekule vode prosto difundirajo v celice ledvičnih tubulov in nato vstopijo v intersticijski prostor. Posledično se voda ponovno absorbira iz ledvičnih tubulov. Receptorji tipa V1 so lokalizirani v membranah gladkih mišic. Interakcija ADH z receptorjem V 1 vodi do aktivacije fosfolipaze C, ki hidrolizira fosfatidilinozitol-4,5-bifosfat s tvorbo IP-3. IF-3 povzroči sproščanje Ca 2+ iz endoplazmatskega retikuluma. Rezultat delovanja hormona preko receptorjev V 1 je krčenje gladke mišične plasti žil.

Pomanjkanje ADH, ki ga povzroča disfunkcija zadnje hipofize, pa tudi motnje v hormonskem signalnem sistemu lahko vodijo do razvoja diabetesa insipidusa. Glavna manifestacija diabetesa insipidusa je poliurija, tj. izločanje velike količine urina z nizko gostoto.

Aldosteron je najaktivnejši mineralokortikosteroid, ki se sintetizira v skorji nadledvične žleze iz holesterola.

Sintezo in izločanje aldosterona s celicami glomerularne cone spodbujajo angiotenzin II, ACTH, prostaglandin E. Ti procesi se aktivirajo tudi pri visoki koncentraciji K + in nizki koncentraciji Na +.

Hormon prodre v ciljno celico in sodeluje s specifičnim receptorjem, ki se nahaja tako v citosolu kot v jedru.

V celicah ledvičnih tubulov aldosteron spodbuja sintezo beljakovin, ki opravljajo različne funkcije. Ti proteini lahko: a) povečajo aktivnost natrijevih kanalčkov v celični membrani distalnih ledvičnih tubulov in s tem olajšajo transport natrijevih ionov iz urina v celice; b) biti encimi cikla TCA in s tem povečati sposobnost Krebsovega cikla za generiranje molekul ATP, potrebnih za aktivni transport ionov; c) aktivirajo delo črpalke K +, Na + -ATPaze in spodbujajo sintezo novih črpalk. Celoten rezultat delovanja proteinov, induciranega z aldosteronom, je povečanje reabsorpcije natrijevih ionov v tubulih nefronov, kar povzroči zadrževanje NaCl v telesu.

Glavni mehanizem za uravnavanje sinteze in izločanja aldosterona je sistem renin-angiotenzin.

Renin je encim, ki ga proizvajajo jukstaglomerularne celice ledvičnih aferentnih arteriol. Zaradi lokalizacije teh celic so še posebej občutljive na spremembe krvnega tlaka. Znižanje krvnega tlaka, izguba tekočine ali krvi, zmanjšanje koncentracije NaCl spodbuja sproščanje renina.

Angiotenzinogen-2 je globulin, ki nastaja v jetrih. Služi kot substrat za renin. Renin hidrolizira peptidno vez v molekuli angiotenzinogena in odcepi N-terminalni dekapeptid (angiotenzin I).

Angiotenzin I služi kot substrat za encim, ki pretvarja antiotenzin karboksidipeptidil peptidazo, ki se nahaja v endotelijskih celicah in krvni plazmi. Dve končni aminokislini se odcepita od angiotenzina I in tvorita oktapeptid, angiotenzin II.

Angiotenzin II stimulira nastajanje aldosterona, povzroča zoženje arteriol, posledično zvišan krvni tlak in povzroča žejo. Angiotenzin II aktivira sintezo in izločanje aldosterona preko inozitol fosfatnega sistema.

PNP je 28 aminokislinski peptid z enim disulfidnim mostom. PNP se sintetizira in shrani kot preprohormon (sestavljen iz 126 aminokislinskih ostankov) v kardiocitih.

Glavni dejavnik, ki uravnava izločanje PNP, je zvišanje krvnega tlaka. Drugi dražljaji: povečana osmolarnost plazme, povišan srčni utrip, povišane vrednosti kateholaminov in glukokortikoidov v krvi.

Glavni ciljni organi PNP so ledvice in periferne arterije.

Mehanizem delovanja PNP ima številne značilnosti. Receptor PNP plazemske membrane je protein z aktivnostjo gvanilat ciklaze. Receptor ima domensko strukturo. Ligand-vezavna domena je lokalizirana v zunajceličnem prostoru. V odsotnosti PNP je znotrajcelična domena receptorja PNP v fosforiliranem stanju in je neaktivna. Zaradi vezave PNP na receptor se poveča aktivnost gvanilat ciklaze receptorja in iz GTP nastane ciklični GMP. Zaradi delovanja PNP se zavre tvorba in izločanje renina in aldosterona. Skupni učinek delovanja PNP je povečanje izločanja Na+ in vode ter znižanje krvnega tlaka.

PNP se običajno obravnava kot fiziološki antagonist angiotenzina II, saj pod njegovim vplivom ne pride do zoženja lumna žil in (z uravnavanjem izločanja aldosterona) zadrževanja natrija, temveč, nasprotno, do vazodilatacije in izgube soli.

3. Biokemija ledvic

Glavna naloga ledvic je odstranjevanje vode in v vodi topnih snovi (končnih produktov presnove) iz telesa (1). Funkcija uravnavanja ionskega in kislinsko-baznega ravnovesja notranjega okolja telesa (homeostatska funkcija) je tesno povezana z izločevalno funkcijo. 2). Obe funkciji nadzirajo hormoni. Poleg tega ledvice opravljajo endokrino funkcijo, saj so neposredno vključene v sintezo številnih hormonov (3). Končno so ledvice vključene v vmesni metabolizem (4), zlasti pri glukoneogenezi in razgradnji peptidov in aminokislin (slika 1).

Skozi ledvice preteče zelo velika količina krvi: 1500 litrov na dan. Iz tega volumna se filtrira 180 litrov primarnega urina. Nato se količina primarnega urina znatno zmanjša zaradi reabsorpcije vode, posledično je dnevna količina urina 0,5-2,0 litra.

izločevalna funkcija ledvic. Proces uriniranja

Proces nastajanja urina v nefronih je sestavljen iz treh stopenj.

Ultrafiltracija (glomerulna ali glomerularna filtracija). V glomerulih ledvičnih telesc v procesu ultrafiltracije iz krvne plazme nastane primarni urin, ki je izoosmozen s krvno plazmo. Pore, skozi katere se filtrira plazma, imajo efektivni povprečni premer 2,9 nm. Pri tej velikosti por prosto prehajajo vse komponente krvne plazme z molekulsko maso (M) do 5 kDa skozi membrano. Snovi z M< 65 кДа частично проходят через поры, и только крупные молекулы (М >65 kDa) zadržijo pore in ne pridejo v primarni urin. Ker ima večina proteinov krvne plazme dokaj visoko molekulsko maso (M > 54 kDa) in so negativno nabiti, jih zadrži glomerulna bazalna membrana in je vsebnost beljakovin v ultrafiltratu nepomembna.

Reabsorpcija. Primarni urin se koncentrira (približno 100-kratna njegova prvotna prostornina) z obratno filtracijo vode. Hkrati se po mehanizmu aktivnega transporta v tubulih reabsorbirajo skoraj vse nizkomolekularne snovi, predvsem glukoza, aminokisline, pa tudi večina elektrolitov - anorganskih in organskih ionov (slika 2).

Reabsorpcija aminokislin poteka s pomočjo skupinsko specifičnih transportnih sistemov (prenašalcev).

kalcijeve in fosfatne ione. Kalcijevi ioni (Ca 2+) in fosfatni ioni se skoraj v celoti reabsorbirajo v ledvičnih tubulih, proces pa poteka s porabo energije (v obliki ATP). Izhod za Ca 2+ je več kot 99%, za fosfatne ione - 80-90%. Stopnjo reabsorpcije teh elektrolitov uravnavajo obščitnični hormon (paratirin), kalcitonin in kalcitriol.

Peptidni hormon paratirin (PTH), ki ga izloča obščitnična žleza, spodbuja reabsorpcijo kalcijevih ionov in hkrati zavira reabsorpcijo fosfatnih ionov. V kombinaciji z delovanjem drugih kostnih in črevesnih hormonov to povzroči zvišanje ravni kalcijevih ionov v krvi in znižanje ravni fosfatnih ionov.

Kalcitonin, peptidni hormon iz C-celic ščitnice, zavira reabsorpcijo kalcijevih in fosfatnih ionov. To vodi do znižanja ravni obeh ionov v krvi. V skladu s tem je kalcitonin v zvezi z uravnavanjem ravni kalcijevih ionov antagonist paratirina.

Steroidni hormon kalcitriol, ki nastaja v ledvicah, spodbuja absorpcijo kalcijevih in fosfatnih ionov v črevesju, pospešuje mineralizacijo kosti in sodeluje pri uravnavanju reabsorpcije kalcijevih in fosfatnih ionov v ledvičnih tubulih.

natrijevi ioni. Reabsorpcija Na+ ionov iz primarnega urina je zelo pomembna funkcija ledvic. To je zelo učinkovit postopek: absorbira se približno 97 % Na +. Steroidni hormon aldosteron stimulira, medtem ko atrijski natriuretični peptid [ANP (ANP)], sintetiziran v atriju, nasprotno, zavira ta proces. Oba hormona uravnavata delovanje Na + /K + -ATP-aze, ki je lokalizirana na tisti strani plazemske membrane tubularnih celic (distalni in zbiralni kanali nefrona), ki jih opere krvna plazma. Ta natrijeva črpalka črpa ione Na + iz primarnega urina v kri v zameno za ione K +.

voda Reabsorpcija vode je pasiven proces, pri katerem se voda absorbira v osmotsko enakovredni prostornini skupaj z Na + ioni. V distalnem delu nefrona se voda lahko absorbira le v prisotnosti peptidnega hormona vazopresina (antidiuretični hormon, ADH), ki ga izloča hipotalamus. ANP zavira reabsorpcijo vode. pospešuje izločanje vode iz telesa.

Zaradi pasivnega transporta se absorbirajo kloridni ioni (2/3) in sečnina. Stopnja reabsorpcije določa absolutno količino snovi, ki ostanejo v urinu in se izločijo iz telesa.

Reabsorpcija glukoze iz primarnega urina je od energije odvisen proces, povezan s hidrolizo ATP. Hkrati ga spremlja sočasni transport Na + ionov (vzdolž gradienta, saj je koncentracija Na + v primarnem urinu večja kot v celicah). Po podobnem mehanizmu se absorbirajo tudi aminokisline in ketonska telesa.

Procesi reabsorpcije in izločanja elektrolitov in neelektrolitov so lokalizirani v različnih delih ledvičnih tubulov.

izločanje. Večina snovi, ki jih je treba izločiti iz telesa, vstopi v urin z aktivnim transportom v ledvičnih tubulih. Te snovi vključujejo ione H + in K +, sečno kislino in kreatinin, zdravila, kot je penicilin.

Organske sestavine urina:

Glavni del organske frakcije urina so snovi, ki vsebujejo dušik, končni produkti presnove dušika. Sečnina, proizvedena v jetrih. je nosilec dušika, ki ga vsebujejo aminokisline in pirimidinske baze. Količina sečnine je neposredno povezana s presnovo beljakovin: 70 g beljakovin povzroči nastanek ~30 g sečnine. Sečna kislina je končni produkt presnove purina. Kreatinin, ki nastane s spontano ciklizacijo kreatina, je končni produkt presnove v mišičnem tkivu. Ker je dnevno sproščanje kreatinina individualna značilnost (je neposredno sorazmerna z mišično maso), lahko kreatinin uporabimo kot endogeno snov za določanje hitrosti glomerulne filtracije. Vsebnost aminokislin v urinu je odvisna od narave prehrane in učinkovitosti jeter. V urinu so prisotni tudi derivati aminokislin (npr. hipurinska kislina). Vsebnost v urinu derivatov aminokislin, ki so del posebnih beljakovin, kot je hidroksiprolin, prisoten v kolagenu, ali 3-metilhistidin, ki je del aktina in miozina, lahko služi kot indikator intenzivnosti cepitve teh beljakovin. .

Sestavni deli urina so konjugati, ki nastanejo v jetrih z žveplovo in glukuronsko kislino, glicinom in drugimi polarnimi snovmi.

V urinu so lahko prisotni presnovni produkti številnih hormonov (kateholamini, steroidi, serotonin). Vsebnost končnih produktov lahko uporabimo za presojo biosinteze teh hormonov v telesu. Proteinski hormon horiogonadotropin (CG, M 36 kDa), ki nastaja med nosečnostjo, vstopi v krvni obtok in ga z imunološkimi metodami zaznamo v urinu. Prisotnost hormona služi kot pokazatelj nosečnosti.

Rumeno barvo urina dajejo urokromi – derivati žolčnih pigmentov, ki nastanejo pri razgradnji hemoglobina. Urin med shranjevanjem potemni zaradi oksidacije urokromov.

Anorganske sestavine urina (slika 3)

V urinu so kationi Na +, K +, Ca 2+, Mg 2+ in NH 4 +, Cl - anioni, SO 4 2- in HPO 4 2- ter drugi ioni v sledovih. Vsebnost kalcija in magnezija v blatu je bistveno višja kot v urinu. Količina anorganskih snovi je v veliki meri odvisna od narave prehrane. Pri acidozi se lahko močno poveča izločanje amoniaka. Izločanje številnih ionov uravnavajo hormoni.

Spremembe koncentracije fizioloških sestavin in pojav patoloških komponent urina se uporabljajo za diagnosticiranje bolezni. Na primer, pri sladkorni bolezni so v urinu prisotna glukoza in ketonska telesa (Priloga).

4. Hormonska regulacija uriniranja

Količina urina in vsebnost ionov v njem sta regulirana zaradi kombiniranega delovanja hormonov in strukturnih značilnosti ledvic. Na količino dnevnega urina vplivajo hormoni:

ALDOSTERON in VAZOPRESSIN (mehanizem njihovega delovanja je bil obravnavan prej).

PARATHORMON - obščitnični hormon proteinsko-peptidne narave, (membranski mehanizem delovanja, preko cAMP) vpliva tudi na odstranjevanje soli iz telesa. V ledvicah poveča tubularno reabsorpcijo Ca +2 in Mg +2, poveča izločanje K +, fosfata, HCO 3 - in zmanjša izločanje H + in NH 4 +. To je predvsem posledica zmanjšanja tubularne reabsorpcije fosfata. Hkrati se poveča koncentracija kalcija v krvni plazmi. Hiposekrecija paratiroidnega hormona vodi do nasprotnih pojavov - povečanja vsebnosti fosfatov v krvni plazmi in zmanjšanja vsebnosti Ca +2 v plazmi.

ESTRADIOL je ženski spolni hormon. Spodbuja sintezo 1,25-dioksivitamina D3, povečuje reabsorpcijo kalcija in fosforja v ledvičnih tubulih.

homeostatsko delovanje ledvic

1) homeostaza vode in soli

Ledvice so vključene v vzdrževanje konstantne količine vode z vplivanjem na ionsko sestavo intra- in zunajceličnih tekočin. Približno 75 % natrijevih, kloridnih in vodnih ionov se reabsorbira iz glomerularnega filtrata v proksimalnem tubulu z omenjenim ATPaznim mehanizmom. V tem primeru se aktivno reabsorbirajo samo natrijevi ioni, anioni se premikajo zaradi elektrokemičnega gradienta, voda pa se reabsorbira pasivno in izoosmotsko.

2) sodelovanje ledvic pri uravnavanju kislinsko-baznega ravnovesja

Koncentracija H + ionov v plazmi in v medceličnem prostoru je približno 40 nM. To ustreza pH vrednosti 7,40. PH notranjega okolja telesa je treba vzdrževati konstantno, saj znatne spremembe koncentracije tekov niso združljive z življenjem.

Konstantnost pH vrednosti vzdržujejo plazemski puferski sistemi, ki lahko kompenzirajo kratkotrajne motnje kislinsko-bazičnega ravnovesja. Dolgoročno pH ravnovesje se vzdržuje s proizvodnjo in odstranitvijo protonov. V primeru motenj v puferskih sistemih in v primeru neskladnosti s kislinsko-bazičnim ravnovesjem, na primer zaradi bolezni ledvic ali motenj frekvence dihanja zaradi hipo- ali hiperventilacije, se vrednost pH plazme zniža. čez sprejemljive meje. Zmanjšanje pH vrednosti 7,40 za več kot 0,03 enote imenujemo acidoza, zvišanje pa alkaloza.

Izvor protonov. Obstajata dva vira protonov - proste prehranske kisline in beljakovinske aminokisline, ki vsebujejo žveplo, prehranske kisline, kot so citronska, askorbinska in fosforna kislina, dajejo protone v črevesnem traktu (pri alkalnem pH). K zagotavljanju ravnovesja protonov največ prispevata aminokislini metionin in cistein, ki nastaneta pri razgradnji beljakovin. V jetrih se žveplovi atomi teh aminokislin oksidirajo v žveplovo kislino, ki disociira na sulfatne ione in protone.

Med anaerobno glikolizo v mišicah in rdečih krvničkah se glukoza pretvori v mlečno kislino, katere disociacija povzroči nastanek laktata in protonov. Tvorba ketonskih teles - acetoocetne in 3-hidroksimaslene kisline - v jetrih vodi tudi do sproščanja protonov, presežek ketonskih teles povzroči preobremenitev plazemskega puferskega sistema in znižanje pH (metabolna acidoza; mlečna kislina > laktacidoza, ketonska telesa > ketoacidoza). V normalnih pogojih se te kisline običajno presnovijo v CO 2 in H 2 O in ne vplivajo na protonsko ravnovesje.

Ker je acidoza še posebej nevarna za telo, imajo ledvice posebne mehanizme za spopadanje z njo:

a) izločanje H +

Ta mehanizem vključuje tvorbo CO 2 v presnovnih reakcijah, ki potekajo v celicah distalnega tubula; nato nastanek H 2 CO 3 pod delovanjem karboanhidraze; njegova nadaljnja disociacija na H + in HCO 3 - ter izmenjava H + ionov za Na + ione. Nato natrijevi in bikarbonatni ioni difundirajo v kri in zagotavljajo njeno alkalizacijo. Ta mehanizem je bil eksperimentalno preverjen - uvedba zaviralcev karboanhidraze povzroči povečanje izgube natrija s sekundarnim urinom in zakisanje urina se ustavi.

b) amoniogeneza

Aktivnost encimov amoniogeneze v ledvicah je še posebej visoka v pogojih acidoze.

Encimi amoniogeneze vključujejo glutaminazo in glutamat dehidrogenazo:

c) glukoneogeneza

Pojavlja se v jetrih in ledvicah. Ključni encim procesa je ledvična piruvat karboksilaza. Encim je najbolj aktiven v kislem okolju - po tem se razlikuje od istega jetrnega encima. Zato se pri acidozi v ledvicah aktivira karboksilaza in kislinsko reaktivne snovi (laktat, piruvat) se začnejo intenzivneje spreminjati v glukozo, ki nima kislih lastnosti.

Ta mehanizem je pomemben pri acidozi, povezani s stradanjem (s pomanjkanjem ogljikovih hidratov ali s splošnim pomanjkanjem prehrane). Kopičenje ketonskih teles, ki so po svojih lastnostih kisline, spodbuja glukoneogenezo. In to pomaga izboljšati kislinsko-bazično stanje in hkrati oskrbuje telo z glukozo. Pri popolnem stradanju se v ledvicah tvori do 50% glukoze v krvi.

Pri alkalozi je zavirana glukoneogeneza (zaradi spremembe pH se zavira PVC-karboksilaza), zavira se izločanje protonov, hkrati pa se poveča glikoliza in poveča tvorba piruvata in laktata.

Presnovna funkcija ledvic

1) Tvorba aktivne oblike vitamina D 3 . V ledvicah se kot posledica reakcije mikrosomske oksidacije pojavi končna stopnja zorenja aktivne oblike vitamina D3 - 1,25-dioksiholekalciferola. Predhodnik tega vitamina, vitamin D 3, se sintetizira v koži pod vplivom ultravijoličnih žarkov iz holesterola in nato hidroksilira: najprej v jetrih (na položaju 25) in nato v ledvicah (na položaju 1). Tako ledvice s sodelovanjem pri tvorbi aktivne oblike vitamina D3 vplivajo na presnovo fosforja in kalcija v telesu. Zato se lahko pri boleznih ledvic, ko so moteni procesi hidroksilacije vitamina D3, razvije OSTEODISTROFIJA.

2) Regulacija eritropoeze. Ledvice proizvajajo glikoprotein, imenovan ledvični eritropoetski faktor (PEF ali eritropoetin). To je hormon, ki lahko deluje na izvorne celice rdečega kostnega mozga, ki so tarčne celice za PEF. PEF usmerja razvoj teh celic po poti eritropoeze, tj. spodbuja nastajanje rdečih krvničk. Hitrost sproščanja PEF je odvisna od oskrbe ledvic s kisikom. Če se količina vhodnega kisika zmanjša, se proizvodnja PEF poveča - to vodi do povečanja števila rdečih krvnih celic v krvi in izboljšanja oskrbe s kisikom. Zato je pri boleznih ledvic včasih opaziti ledvično anemijo.

3) Biosinteza beljakovin. V ledvicah aktivno potekajo procesi biosinteze beljakovin, ki so potrebne za druga tkiva. Nekatere komponente so sintetizirane tukaj:

- sistemi za strjevanje krvi;

- sistemi komplementa;

- sistemi za fibrinolizo.

- v ledvicah, v celicah jukstaglomerularnega aparata (JUGA), se sintetizira RENIN

Sistem renin-angiotenzin-aldosteron deluje v tesnem stiku z drugim sistemom za uravnavanje žilnega tonusa: KALIKREIN-KININSKIM SISTEMOM, katerega delovanje vodi do znižanja krvnega tlaka.

Protein kininogen se sintetizira v ledvicah. Ko pride v kri, se kininogen pod delovanjem serinskih proteinaz - kalikreinov pretvori v vazoaktivne peptide - kinine: bradikinin in kalidin. Bradikinin in kalidin imata vazodilatacijski učinek - znižujeta krvni tlak. Inaktivacija kininov poteka s sodelovanjem karboksikatepsina - ta encim hkrati vpliva na oba sistema regulacije žilnega tonusa, kar vodi do zvišanja krvnega tlaka. Zaviralce karboksitepsina uporabljamo terapevtsko pri zdravljenju nekaterih oblik arterijske hipertenzije (na primer zdravilo klonidin).

Sodelovanje ledvic pri uravnavanju krvnega tlaka je povezano tudi s tvorbo prostaglandinov, ki delujejo hipotenzivno in nastajajo v ledvicah iz arahidonske kisline kot posledica reakcij lipidne peroksidacije (LPO).

4) Katabolizem beljakovin. Ledvice sodelujejo pri katabolizmu več beljakovin in peptidov z nizko molekulsko maso (5-6 kDa), ki se filtrirajo v primarni urin. Med njimi so hormoni in nekatere druge biološko aktivne snovi. V celicah tubulov se pod delovanjem lizosomskih proteolitičnih encimov ti proteini in peptidi hidrolizirajo v aminokisline, ki vstopijo v krvni obtok in jih ponovno uporabijo celice drugih tkiv.

Značilnosti metabolizma ledvičnega tkiva

1. Visoki stroški ATP. Glavna poraba ATP je povezana s procesi aktivnega transporta med reabsorpcijo, izločanjem in tudi z biosintezo beljakovin.

Glavni način pridobivanja ATP je oksidativna fosforilacija. Zato ledvično tkivo potrebuje znatne količine kisika. Masa ledvic je le 0,5% celotne telesne teže, poraba kisika s strani ledvic pa je 10% celotnega prejetega kisika. Substrati za biooksidacijske reakcije v ledvičnih celicah so:

- maščobna kislina;

- ketonska telesa;

- glukoza itd.

2. Visoka stopnja biosinteze beljakovin.

3. Visoka aktivnost proteolitičnih encimov.

4. Sposobnost amoniogeneze in glukoneogeneze.

vodna fiziološka raztopina ledvični urin

medicinski pomen

patološke sestavine urina

SESTAVNI DELI

SIMPTOM

RAZLOGI ZA POJAV

BELJAKOVINE

proteinurija

Poškodba sečil (ekstrarenalna proteinurija) ali bazalne membrane nefrona (ledvična proteinurija). Toksikoza nosečnic, anemija. Vir beljakovin v urinu so predvsem beljakovine krvne plazme, pa tudi beljakovine ledvičnega tkiva.

KRI

hematurija

Hemoglobinurija

Eritrociti v urinu se pojavijo pri akutnem nefritisu, vnetnih procesih in poškodbah sečil. Hemoglobin - s hemolizo in hemoglobinemijo.

GLUKOZA

Glukozurija

Diabetes mellitus, steroidni diabetes, tirotoksikoza.

FRUKTOZA

fruktozurija

Prirojeno pomanjkanje encimov, ki pretvarjajo fruktozo v glukozo (napaka fosfofruktokinaze).

GALAKTOZA

Galaktozurija

Prirojeno pomanjkanje encima, ki pretvarja galaktozo v glukozo (galaktoza-1-fosfat-uridiltransferaza).

KETONSKA TELESCA

Ketonurija

Diabetes mellitus, stradanje, tirotoksikoza, travmatska poškodba možganov, možganska krvavitev, nalezljive bolezni.

BILIRUBIN

bilirubinurija

zlatenica. Znatno povišane ravni bilirubina v urinu z obstruktivno zlatenico.

kreatin

Kreatinurija

Pri odraslih je povezana z oslabljeno pretvorbo kreatina v kreatinin. Opažamo ga pri mišični distrofiji, hipotermiji, konvulzivnih stanjih (tetanus, tetanija).

PADAVINE:

Fosfati

Oksalati

urati

fosfaturija

oksalaturija

Uraturija

Obarjanje nekaterih normalno težko topnih sestavin urina (kalcijeve, magnezijeve soli) povzroči nastanek sečnih kamnov. To je omogočeno z alkalizacijo urina v mehurju in ledvičnem medenici pri kroničnih bakterijskih okužbah: mikroorganizmi razgrajujejo sečnino, sproščajo amoniak, kar vodi do povečanja pH urina. Pri protinu (urin se zakisa) nastanejo kamni iz sečne kisline, ki je pri pH manj kot 7,0 slabo topna.

5. Fizikalne in kemijske lastnosti urina v normalnih in patoloških stanjih

Poliurija je povečanje dnevne količine urina. Opazimo ga pri sladkorni bolezni in diabetesu insipidusu, kroničnem nefritisu, pielonefritisu, s prekomernim vnosom tekočine s hrano.

Oligurija - zmanjšanje dnevne količine urina (manj kot 0,5 l). Opažamo ga v vročinskem stanju, z akutnim difuznim nefritisom, urolitiazo, zastrupitvijo s solmi težkih kovin in uživanjem majhnih količin tekočine s hrano.

Anurija je prenehanje izločanja urina. Opazimo ga pri poškodbah ledvic zaradi zastrupitve, s stresom (dolgotrajna anurija lahko povzroči smrt zaradi uremije (zastrupitev z amoniakom)

Barva urina je običajno jantarna ali slamnato rumena zaradi pigmentov urokroma, urobilinogena itd.

Rdeča barva urina - s hematurijo, hemoglobinurijo (ledvični kamni, nefritis, travma, hemoliza, uporaba nekaterih zdravil).

Rjava barva - z visoko koncentracijo urobilinogena in bilirubina v urinu (z boleznimi jeter), pa tudi s homogentizinsko kislino (alkaptonurija s kršitvijo presnove tirozina).

Zelena barva - z uporabo nekaterih zdravil, s povečanjem koncentracije indoksil žveplove kisline, ki se razgradi s tvorbo indiga (povečani procesi razpadanja beljakovin v črevesju)

Preglednost urina je normalna. Motnost je lahko posledica prisotnosti beljakovin, celičnih elementov, bakterij, sluzi, usedline v urinu.

Gostota urina običajno niha v precej širokem razponu - od 1,002 do 1,035 čez dan (povprečno 1012-1020). To pomeni, da se na dan z urinom izloči od 50 do 70 g gostih snovi. Približen izračun gostote ostanka: 35x2,6 \u003d 71 g, kjer sta 35 zadnji dve števki določene relativne gostote, 2,6 je koeficient. Povečanje in zmanjšanje gostote urina čez dan, to je njegova koncentracija in redčenje, sta potrebna za vzdrževanje konstantnosti osmotskega tlaka krvi.

Izostenurija - izločanje urina s stalno nizko gostoto, ki je enaka gostoti primarnega urina (približno 1010), kar opazimo pri hudi odpovedi ledvic, pri diabetes insipidusu.

Visoka gostota (več kot 1035) opazimo pri diabetes mellitusu zaradi visoke koncentracije glukoze v urinu, pri akutnem nefritisu (oliguriji).

Normalni ostanki urina nastanejo, ko le-ta stoji.

Luskasti - iz beljakovin, mukoproteinov, epitelijskih celic urinarnega trakta

Sestavljen je iz oksalatov in uratov (soli oksalne in sečne kisline), ki se raztopijo pri zakisanja.

PH urina je običajno v razponu od 5,5 do 6,5.

Kislo okolje urina pri normalni prehrani je lahko posledica: 1) žveplove kisline, ki nastane med katabolizmom aminokislin, ki vsebujejo žveplo; 2) fosforna kislina, ki nastane med razgradnjo nukleinskih kislin, fosfoproteinov, fosfolipidov; 3) anioni, adsorbirani v črevesju iz prehrambenih izdelkov.

Motnje presnove vode (dishidrija).

Med motnje presnove vode spadata hiperhidrija (hiperhidracija) in hipohidrija (hipo- in dehidracija). Oba sta lahko skupna ali pokrivata predvsem zunajcelični ali znotrajcelični prostor (tj. zunajcelični ali znotrajcelični sektor). Vsaka od oblik dishidrije se kaže kot hiper-, izo- in hipotonična. V skladu s tem lahko govorimo o intra- in zunajcelični hiper-, izo- in hipotonični hiperhidraciji ter o intra- in zunajcelični hiper-, izo- in hipotonični hipohidraciji. Spremembe, ki jih povzroči kršitev porazdelitve vode in elektrolitov v enem sektorju, vedno povzročijo natančno določene premike v drugem.

Splošna dehidracija (splošna dehidracija) nastopi, ko v telo vnesemo manj vode, kot jo izgubimo v istem časovnem obdobju (negativna vodna bilanca). Opaženi pri stenozi, obstrukciji požiralnika (zaradi opeklin, tumorjev ali drugih vzrokov), peritonitisu, operacijah prebavnega trakta, poliuriji, neustrezni zamenjavi izgube vode pri oslabelih bolnikih, koleri, pri bolnikih v komi.

Pri pomanjkanju vode se zaradi strjevanja krvi poveča koncentracija gostih snovi v plazmi, kar vodi do povečanja osmotskega tlaka. Slednji določa gibanje vode iz celic skozi medceličnino v zunajcelično tekočino. Posledično se zmanjša prostornina znotrajceličnega prostora.

Laboratorijski znaki splošne dehidracije so povečan hematokrit, viskoznost krvi, hiperproteinemija, hiperazotemija, poliurija.

Gostuje na Allbest.ru

Podobni dokumenti

Sprememba porazdelitve tekočine med zunajceličnimi in intracelularnimi sektorji. dnevna diureza. Dnevna potreba po vodi. Regulacija metabolizma vode in soli v ledvicah. Regulacija osmotskega krvnega tlaka.

predavanje, dodano 25.02.2002

Vodno-solni metabolizem kot sklop procesov vnosa vode in soli (elektrolitov) v telo, njihove absorpcije, porazdelitve v notranjih okoljih in izločanja. Glavne bolezni, ki jih povzroča kršitev vazopresina. Regulacija izločanja natrija skozi ledvice.

kontrolno delo, dodano 6.12.2010

Morfofunkcionalne značilnosti urinarnega sistema. Anatomija ledvic. Struktura ledvic. Mehanizem uriniranja. Oskrba ledvic s krvjo. Kršitev funkcij urinarnega sistema pri patologiji, pielonefritis. Metode za preiskavo urina in delovanja ledvic.

povzetek, dodan 31.10.2008

Sestavine in vrste nefronov. Odstranjevanje končnih produktov presnove iz telesa. Regulacija presnove vode in soli ter krvnega tlaka. Filtracija v ledvicah in zgradba tubularnega sistema ledvic. Mesangialne celice in Shumlyansky-Bowmanova kapsula.

predstavitev, dodana 02.02.2013

Glavne oblike motenj metabolizma vode in soli. Simptomi pomanjkanja vode. Osmotske in ionske konstante. Uravnavanje izločanja vode in elektrolitov. Patologija proizvodnje aldosterona. Klinične manifestacije hiperosmolarne dehidracije, principi zdravljenja.

predstavitev, dodana 20.12.2015

Mehanizmi nastajanja urina. Ledvične in zunajledvične poti izločanja snovi. Osnovne funkcije ledvic. Pretok krvi v različnih delih ledvic. Struktura cirkulacijskega sistema. Razvrstitev nefronov. Mehanizmi uriniranja. Filtracija, reabsorpcija, sekrecija.

predstavitev, dodana 01.12.2014

Zgradba in delovanje ledvic, teorija tvorbe urina. Značilnosti strukture nefrona. Fizikalne lastnosti urina ter klinični in diagnostični pomen. Vrste proteinurije, metode za kvalitativno in kvantitativno določanje beljakovin v urinu. Določitev glukoze v urinu.

goljufija, dodana 24.6.2010

Etiologija in patogeneza okvarjenega delovanja ledvic: glomerulna in tubulna filtracija, reabsorpcija, sekrecija, koncentracija in redčenje urina. Klinična diagnostika ledvičnih bolezni, laboratorijske preiskave in analiza fizikalno-kemijskih lastnosti urina.

seminarska naloga, dodana 15.06.2015

Fiziologija presnove vode in soli. elektrolitsko sestavo telesa. Dejavniki, ki vplivajo na gibanje zunajcelične vode v njej. Neravnovesje elektrolitov. Klinična slika zunajcelične dehidracije. Razmerje raztopin za infuzijsko terapijo.

predstavitev, dodana 02.05.2017

Osnovne funkcije ledvic. Pravila za zbiranje urina za raziskave. Barva, vonj, kislost urina, vsebnost glukoze, eritrocitov, levkocitov in beljakovin v njem. Funkcionalna in patološka proteinurija. Manifestacije nefrotskega in azotemičnega sindroma.

Izmenjava vode in soli. Biokemija ledvic in urina

Splošne lastnosti telesnih tekočin

MINERALNI METABOLIZEM

POGLAVJE 12. VITAMINI

ANTIVITAMINI

POGLAVJE 13. HORMONI

Tema: Vodno-solna in mineralna presnova

Pošljite svoje dobro delo v bazo znanja je preprosto. Uporabite spodnji obrazec

FUNKCIONALNA BIOKEMIJA

Presnova vode in soli. Biokemija ledvic in urina.

VODNIK

Karaganda 2004

Avtorji: vodja. oddelek prof. L.E. Muravleva, izredni profesor T.S. Omarov, izredni profesor S.A. Iskakova, učitelji D.A. Klyuev, O.A. Ponamarjeva, L.B. Aitiševa

Recenzent: profesor N.V. Kozačenko

Odobreno na seji oddelka št. __ z dne __2004

Odobren s strani vodje oddelek

Potrjeno na MC medicinsko-biološke in farmacevtske fakultete

Projekt št. _ z dne __2004

Presnovna funkcija ledvic

3) Biosinteza beljakovin. V ledvicah aktivno potekajo procesi biosinteze beljakovin, ki so potrebne za druga tkiva. Nekatere komponente so sintetizirane tukaj:

- sistemi za strjevanje krvi;

- sistemi komplementa;

- sistemi za fibrinolizo.

- v ledvicah, v celicah jukstaglomerularnega aparata (JUGA), se sintetizira RENIN

Sistem renin-angiotenzin-aldosteron deluje v tesnem stiku z drugim sistemom za uravnavanje žilnega tonusa: KALIKREIN-KININSKIM SISTEMOM, katerega delovanje vodi do znižanja krvnega tlaka.

Sodelovanje ledvic pri uravnavanju krvnega tlaka je povezano tudi s tvorbo prostaglandinov, ki delujejo hipotenzivno in nastajajo v ledvicah iz arahidonske kisline kot posledica reakcij lipidne peroksidacije (LPO).

Značilnosti metabolizma ledvičnega tkiva

1. Visoki stroški ATP. Glavna poraba ATP je povezana s procesi aktivnega transporta med reabsorpcijo, izločanjem in tudi z biosintezo beljakovin.

Glavni način pridobivanja ATP je oksidativna fosforilacija. Zato ledvično tkivo potrebuje znatne količine kisika. Masa ledvic je le 0,5% celotne telesne teže, poraba kisika s strani ledvic pa je 10% celotnega prejetega kisika. Substrati za biooksidacijske reakcije v ledvičnih celicah so:

- maščobna kislina;

- ketonska telesa;

- glukoza itd.

2. Visoka stopnja biosinteze beljakovin.

3. Visoka aktivnost proteolitičnih encimov.

4. Sposobnost amoniogeneze in glukoneogeneze.

vodna fiziološka raztopina ledvični urin

medicinski pomen

SESTAVNI DELI

SIMPTOM

RAZLOGI ZA POJAV

BELJAKOVINE

proteinurija

Poškodba sečil (ekstrarenalna proteinurija) ali bazalne membrane nefrona (ledvična proteinurija). Toksikoza nosečnic, anemija. Vir beljakovin v urinu so predvsem beljakovine krvne plazme, pa tudi beljakovine ledvičnega tkiva.

KRI

hematurija

Hemoglobinurija

Eritrociti v urinu se pojavijo pri akutnem nefritisu, vnetnih procesih in poškodbah sečil. Hemoglobin - s hemolizo in hemoglobinemijo.

GLUKOZA

Glukozurija

Diabetes mellitus, steroidni diabetes, tirotoksikoza.

FRUKTOZA

fruktozurija

Prirojeno pomanjkanje encimov, ki pretvarjajo fruktozo v glukozo (napaka fosfofruktokinaze).

GALAKTOZA

Galaktozurija

Prirojeno pomanjkanje encima, ki pretvarja galaktozo v glukozo (galaktoza-1-fosfat-uridiltransferaza).

KETONSKA TELESCA

Ketonurija

Diabetes mellitus, stradanje, tirotoksikoza, travmatska poškodba možganov, možganska krvavitev, nalezljive bolezni.

BILIRUBIN

bilirubinurija

zlatenica. Znatno povišane ravni bilirubina v urinu z obstruktivno zlatenico.

kreatin

Kreatinurija

Pri odraslih je povezana z oslabljeno pretvorbo kreatina v kreatinin. Opažamo ga pri mišični distrofiji, hipotermiji, konvulzivnih stanjih (tetanus, tetanija).

PADAVINE:

Fosfati

Oksalati

urati

fosfaturija

oksalaturija

Uraturija

5. Fizikalne in kemijske lastnosti urina v normalnih in patoloških stanjih

Poliurija je povečanje dnevne količine urina. Opazimo ga pri sladkorni bolezni in diabetesu insipidusu, kroničnem nefritisu, pielonefritisu, s prekomernim vnosom tekočine s hrano.

Oligurija - zmanjšanje dnevne količine urina (manj kot 0,5 l). Opažamo ga v vročinskem stanju, z akutnim difuznim nefritisom, urolitiazo, zastrupitvijo s solmi težkih kovin in uživanjem majhnih količin tekočine s hrano.

Anurija je prenehanje izločanja urina. Opazimo ga pri poškodbah ledvic zaradi zastrupitve, s stresom (dolgotrajna anurija lahko povzroči smrt zaradi uremije (zastrupitev z amoniakom)

Barva urina je običajno jantarna ali slamnato rumena zaradi pigmentov urokroma, urobilinogena itd.

Rdeča barva urina - s hematurijo, hemoglobinurijo (ledvični kamni, nefritis, travma, hemoliza, uporaba nekaterih zdravil).

Rjava barva - z visoko koncentracijo urobilinogena in bilirubina v urinu (z boleznimi jeter), pa tudi s homogentizinsko kislino (alkaptonurija s kršitvijo presnove tirozina).

Zelena barva - z uporabo nekaterih zdravil, s povečanjem koncentracije indoksil žveplove kisline, ki se razgradi s tvorbo indiga (povečani procesi razpadanja beljakovin v črevesju)

Odobreno na seji oddelka št. z dne 2004