Udržiavanie jednej zo strán homeostázy - rovnováhy vody a elektrolytov v tele sa uskutočňuje pomocou neuroendokrinnej regulácie. Najvyššie vegetatívne centrum smädu sa nachádza vo ventromediálnej časti hypotalamu. Regulácia vylučovania vody a elektrolytov sa uskutočňuje najmä prostredníctvom neurohumorálnej kontroly funkcie obličiek. Osobitnú úlohu v tomto systéme zohrávajú dva úzko súvisiace neurohormonálne mechanizmy – sekrécia aldosterónu a (ADH). Hlavným smerom regulačného pôsobenia aldosterónu je jeho inhibičný účinok na všetky cesty vylučovania sodíka a predovšetkým na obličkové tubuly (antinatriuremický účinok). ADH udržuje rovnováhu tekutín priamou inhibíciou vylučovania vody obličkami (antidiuretický účinok). Medzi aktivitou aldosterónu a antidiuretickými mechanizmami existuje stály, úzky vzťah. Strata tekutín stimuluje sekréciu aldosterónu cez objemové receptory, čo vedie k retencii sodíka a zvýšeniu koncentrácie ADH. Efektorovým orgánom oboch systémov sú obličky.
Stupeň straty vody a sodíka je určený mechanizmami humorálnej regulácie metabolizmu voda-soľ: antidiuretickým hormónom hypofýzy, vazopresínom a hormónom nadobličiek aldosterónom, ktorý pôsobí na najdôležitejší orgán na potvrdenie stálosti vody. rovnováhu solí v tele, čo sú obličky. ADH sa tvorí v supraoptickom a paraventrikulárnom jadre hypotalamu. Cez portálový systém hypofýzy sa tento peptid dostáva do zadného laloku hypofýzy, tam sa koncentruje a pod vplyvom nervových impulzov vstupujúcich do hypofýzy sa uvoľňuje do krvi. Cieľom ADH je stena distálnych tubulov obličiek, kde zvyšuje produkciu hyaluronidázy, ktorá depolymerizuje kyselinu hyalurónovú, čím zvyšuje permeabilitu cievnych stien. Výsledkom je, že voda z primárneho moču pasívne difunduje do obličkových buniek v dôsledku osmotického gradientu medzi hyperosmotickou medzibunkovou tekutinou tela a hypoosmolárnym močom. Obličky denne prenesú cez svoje cievy asi 1000 litrov krvi. 180 litrov primárneho moču sa prefiltruje cez glomeruly obličiek, ale iba 1 % tekutiny prefiltrovanej obličkami sa premení na moč, 6/7 tekutiny, ktorá tvorí primárny moč, podlieha povinnej reabsorpcii spolu s ďalšími látkami rozpustené v ňom v proximálnych tubuloch. Zvyšok vody z primárneho moču sa reabsorbuje v distálnych tubuloch. V nich sa uskutočňuje tvorba primárneho moču podľa objemu a zloženia.
V extracelulárnej tekutine je osmotický tlak regulovaný obličkami, ktoré dokážu vylučovať moč s koncentráciou chloridu sodného od stopy do 340 mmol / l. Pri vylučovaní moču chudobného na chlorid sodný sa osmotický tlak v dôsledku zadržiavania solí zvýši a pri rýchlom vylučovaní soli klesne.
Koncentráciu moču riadia hormóny: vazopresín (antidiuretický hormón), ktorý zvyšuje reabsorpciu vody, zvyšuje koncentráciu soli v moči, aldosterón stimuluje reabsorpciu sodíka. Produkcia a sekrécia týchto hormónov závisí od osmotického tlaku a koncentrácie sodíka v extracelulárnej tekutine. So znížením koncentrácie soli v plazme sa zvyšuje produkcia aldosterónu a zvyšuje sa retencia sodíka, so zvýšením sa zvyšuje produkcia vazopresínu a klesá produkcia aldosterónu. To zvyšuje reabsorpciu vody a straty sodíka a pomáha znižovať osmotický tlak. Okrem toho zvýšenie osmotického tlaku vyvoláva smäd, čo zvyšuje príjem vody. Signály pre tvorbu vazopresínu a pocit smädu sú iniciované osmoreceptormi hypotalamu.
Regulácia bunkového objemu a koncentrácia iónov v bunkách sú energeticky závislé procesy, ktoré zahŕňajú aktívny transport sodíka a draslíka cez bunkové membrány. Výmena ATP je zdrojom energie pre aktívne transportné systémy, ako prakticky každý energetický výdaj bunky. Vedúci enzým, sodno-draselná ATP-áza, umožňuje bunkám pumpovať sodík a draslík. Tento enzým vyžaduje horčík a tiež vyžaduje súčasnú prítomnosť sodíka a draslíka pre maximálnu aktivitu. Jedným z dôsledkov existencie rôznych koncentrácií draslíka a iných iónov na opačných stranách bunkovej membrány je generovanie rozdielu elektrického potenciálu cez membránu.
Na zabezpečenie chodu sodíkovej pumpy sa spotrebuje až 1/3 celkovej energie uloženej bunkami kostrového svalstva. Keď hypoxia alebo akékoľvek inhibítory zasahujú do metabolizmu, bunka napučí. Mechanizmus opuchu je vstup iónov sodíka a chlóru do bunky; to vedie k zvýšeniu intracelulárnej osmolarity, čo následne zvyšuje obsah vody, keď nasleduje rozpustenú látku. Súčasná strata draslíka nie je ekvivalentná príjmu sodíka, a preto bude výsledkom zvýšenie obsahu vody.
Efektívna osmotická koncentrácia (tonicita, osmolarita) extracelulárnej tekutiny sa mení takmer paralelne s koncentráciou sodíka v nej, ktorý spolu so svojimi aniónmi zabezpečuje minimálne 90 % jej osmotickej aktivity. Kolísanie (aj za patologických podmienok) draslíka a vápnika nepresahuje niekoľko miliekvivalentov na liter a významne neovplyvňuje hodnotu osmotického tlaku.
Hypoelektrolitémia (hypoosmia, hypoosmolarita, hypotonicita) extracelulárnej tekutiny sa nazýva pokles osmotickej koncentrácie pod 300 mosm/l. To zodpovedá poklesu koncentrácie sodíka pod 135 mmol/l. Hyperelektrolitémia (hyperosmolarita, hypertonicita) sa nazýva prebytok osmotickej koncentrácie 330 mosm / l a koncentrácie sodíka 155 mmol / l.
Veľké výkyvy v objeme tekutín v sektoroch tela sú spôsobené zložitými biologickými procesmi, ktoré sa riadia fyzikálno-chemickými zákonmi. V tomto prípade má veľký význam princíp elektroneutrality, ktorý spočíva v tom, že súčet kladných nábojov vo všetkých vodných priestoroch sa rovná súčtu záporných nábojov. Neustále sa vyskytujúce zmeny koncentrácie elektrolytov vo vodnom prostredí sú sprevádzané zmenou elektrických potenciálov s následnou obnovou. Pri dynamickej rovnováhe sa na oboch stranách biologických membrán vytvárajú stabilné koncentrácie katiónov a aniónov. Treba si však uvedomiť, že elektrolyty nie sú jedinými osmoticky aktívnymi zložkami telesnej tekutiny, ktoré sú dodávané s potravou. Oxidácia uhľohydrátov a tukov zvyčajne vedie k tvorbe oxidu uhličitého a vody, ktoré môžu byť jednoducho vylučované pľúcami. Oxidáciou aminokyselín vzniká amoniak a močovina. Premena amoniaku na močovinu poskytuje ľudskému telu jeden z detoxikačných mechanizmov, no zároveň sa prchavé zlúčeniny, potenciálne odstránené pľúcami, premieňajú na neprchavé, ktoré by už mali byť vylúčené obličkami.
Výmena vody a elektrolytov, živín, kyslíka a oxidu uhličitého a iných konečných produktov metabolizmu prebieha hlavne difúziou. Kapilárna voda vymieňa vodu s intersticiálnym tkanivom niekoľkokrát za sekundu. Vďaka rozpustnosti v lipidoch kyslík a oxid uhličitý voľne difundujú cez všetky kapilárne membrány; zároveň sa predpokladá, že voda a elektrolyty prechádzajú cez najmenšie póry endotelovej membrány.
7. Princípy klasifikácie a hlavné typy porúch výmeny vody.
Treba poznamenať, že neexistuje jediná všeobecne akceptovaná klasifikácia porušení rovnováhy voda-elektrolyt. Všetky typy porušení, v závislosti od zmeny objemu vody, sú zvyčajne rozdelené: so zvýšením objemu extracelulárnej tekutiny - vodná bilancia je pozitívna (hyperhydratácia a edém); s poklesom objemu extracelulárnej tekutiny - negatívna vodná bilancia (dehydratácia). Gambirger a kol. (1952) navrhli rozdeliť každú z týchto foriem na extra- a intercelulárne. Nadbytok a pokles celkového množstva vody sa vždy uvažuje v súvislosti s koncentráciou sodíka v extracelulárnej tekutine (jej osmolaritou). V závislosti od zmeny osmotickej koncentrácie sa hyper- a dehydratácia delí na tri typy: izoosmolárne, hypoosmolárne a hyperosmolárne.
Nadmerné hromadenie vody v tele (hyperhydratácia, hyperhydria).
Izotonická nadmerná hydratácia predstavuje zvýšenie extracelulárneho objemu tekutiny bez narušenia osmotického tlaku. V tomto prípade nedochádza k redistribúcii tekutiny medzi intra- a extracelulárnym sektorom. K zvýšeniu celkového objemu vody v tele dochádza na úkor extracelulárnej tekutiny. Tento stav môže byť dôsledkom srdcového zlyhania, hypoproteinémie pri nefrotickom syndróme, kedy objem cirkulujúcej krvi zostáva konštantný v dôsledku pohybu tekutej časti do intersticiálneho segmentu (objaví sa hmatateľný edém končatín, môže sa vyvinúť pľúcny edém). Posledne uvedené môže byť vážnou komplikáciou spojenou s parenterálnym podávaním tekutiny na terapeutické účely, infúziou veľkého množstva fyziologického alebo Ringerovho roztoku v experimente alebo u pacientov v pooperačnom období.
Hypoosmolárna hyperhydratácia alebo otrava vodou je spôsobená nadmernou akumuláciou vody bez zodpovedajúcej retencie elektrolytov, poruchou vylučovania tekutín v dôsledku zlyhania obličiek alebo nedostatočnou sekréciou antidiuretického hormónu. V experimente môže byť táto porucha reprodukovaná peritoneálnou dialýzou hypoosmotického roztoku. Otrava vodou sa u zvierat ľahko rozvinie aj pri vodnej záťaži po podaní ADH alebo odstránení nadobličiek. U zdravých zvierat nastala intoxikácia vodou 4-6 hodín po požití 50 ml/kg vody každých 30 minút. Vyskytuje sa vracanie, tras, klonické a tonické kŕče. Súčasne prudko klesá koncentrácia elektrolytov, bielkovín a hemoglobínu v krvi, zvyšuje sa objem plazmy a nemení sa reakcia krvi. Pokračovanie v infúzii môže viesť k rozvoju kómy a smrti zvierat.
Pri otrave vodou klesá osmotická koncentrácia extracelulárnej tekutiny jej zriedením nadbytočnou vodou, vzniká hyponatriémia. Osmotický gradient medzi „interstíciom“ a bunkami spôsobuje pohyb časti medzibunkovej vody do buniek a ich opuch. Objem vody v bunke sa môže zvýšiť o 15 %.
V klinickej praxi sa javy intoxikácie vodou vyskytujú v prípadoch, keď príjem vody prevyšuje schopnosť obličiek ju vylučovať. Po podaní 5 a viac litrov vody denne pacientovi sa dostavujú bolesti hlavy, apatia, nevoľnosť a kŕče v lýtkach. Otrava vodou môže nastať pri nadmernej konzumácii vody, kedy je zvýšená tvorba ADH a oligúria. Po úrazoch, pri veľkých chirurgických výkonoch, strate krvi, podávaní anestetík, najmä morfínu, oligúria zvyčajne trvá minimálne 1-2 dni. Otrava vodou môže nastať v dôsledku intravenóznej infúzie veľkého množstva izotonického roztoku glukózy, ktorý bunky rýchlo spotrebujú a koncentrácia vstreknutej tekutiny klesá. Nebezpečné je aj podávanie veľkého množstva vody pri obmedzenej funkcii obličiek, ktorá vzniká pri šoku, obličkových ochoreniach s anúriou a oligúriou, liečba liekmi ADH, diabetes insipidus. Nebezpečenstvo intoxikácie vodou vzniká nadmerným podávaním vody bez solí pri liečbe toxikózy v súvislosti s hnačkou u dojčiat. Pri často opakovanom klystíre sa niekedy vyskytuje nadmerné zavlažovanie.
Terapeutické účinky pri stavoch hypoosmolárnej hyperhydrie by mali byť zamerané na elimináciu nadbytočnej vody a obnovenie osmotickej koncentrácie extracelulárnej tekutiny. Ak bol prebytok spojený s nadmerne veľkým prívodom vody pacientovi s príznakmi anúrie, použitie umelej obličky poskytuje rýchly terapeutický účinok. Obnovenie normálnej hladiny osmotického tlaku zavedením soli je prípustné iba pri znížení celkového množstva soli v tele a so zjavnými príznakmi otravy vodou.
Hyperozomálna nadmerná hydratácia prejavuje sa zväčšením objemu tekutiny v extracelulárnom priestore pri súčasnom zvýšení osmotického tlaku v dôsledku hypernatriémie. Mechanizmus vzniku porúch je nasledovný: retencia sodíka nie je sprevádzaná zadržiavaním vody v primeranom objeme, extracelulárna tekutina sa ukazuje ako hypertonická a voda z buniek sa presúva do extracelulárnych priestorov až do okamihu osmotickej rovnováhy. Príčiny poruchy sú rôzne: Cushingov alebo Cohnov syndróm, pitie morskej vody, poranenie hlavy. Ak stav hyperosmolárnej hyperhydratácie pretrváva dlhší čas, môže dôjsť k odumieraniu buniek centrálneho nervového systému.
K dehydratácii buniek v experimentálnych podmienkach dochádza pri zavádzaní hypertonických roztokov elektrolytov v objemoch, ktoré presahujú možnosť ich pomerne rýchleho vylučovania obličkami. U ľudí sa podobná porucha vyskytuje, keď sú nútení piť morskú vodu. Dochádza k pohybu vody z buniek do extracelulárneho priestoru, čo je pociťované ako ťažký pocit smädu. V niektorých prípadoch hyperosmolárna hyperhydria sprevádza vývoj edému.
K poklesu celkového objemu vody (dehydratácia, hypohydria, dehydratácia, exikóza) dochádza aj pri poklese alebo pri zvýšení osmotickej koncentrácie extracelulárnej tekutiny. Nebezpečenstvom dehydratácie je hrozba krvných zrazenín. Vážne príznaky dehydratácie sa vyskytujú po strate asi jednej tretiny extracelulárnej vody.
Hypoosmolárna dehydratácia sa vyvíja v prípadoch, keď telo stráca veľa tekutín obsahujúcich elektrolyty a strata je nahradená menším objemom vody bez zavedenia soli. K tomuto stavu dochádza pri opakovanom vracaní, hnačkách, zvýšenom potení, hypoaldosteronizme, polyúrii (diabetes insipidus a diabetes mellitus), ak sa strata vody (hypotonické roztoky) čiastočne dopĺňa pitím bez soli. Z hypoosmotického extracelulárneho priestoru časť tekutiny prúdi do buniek. Exsikóza, ktorá sa vyvíja v dôsledku nedostatku soli, je teda sprevádzaná intracelulárnym edémom. Chýba pocit smädu. Strata vody v krvi je sprevádzaná zvýšením hematokritu, zvýšením koncentrácie hemoglobínu a bielkovín. Vyčerpanie krvi vo vode as tým spojené zníženie objemu plazmy a zvýšenie viskozity výrazne narúšajú krvný obeh a niekedy spôsobujú kolaps a smrť. Zníženie minútového objemu tiež vedie k zlyhaniu obličiek. Objem filtrácie prudko klesá a vzniká oligúria. Moč prakticky neobsahuje chlorid sodný, čo je uľahčené zvýšenou sekréciou aldosterónu v dôsledku excitácie volumetrických receptorov. Zvyšuje sa obsah zvyškového dusíka v krvi. Môžu sa pozorovať vonkajšie príznaky dehydratácie - zníženie turgoru a vrások pokožky. Často sú bolesti hlavy, nedostatok chuti do jedla. Deti s dehydratáciou rýchlo rozvíjajú apatiu, letargiu a svalovú slabosť.
Pri hypoosmolárnej hydratácii sa odporúča nahradiť nedostatok vody a elektrolytov zavedením izoosmotickej alebo hypoosmotickej tekutiny obsahujúcej rôzne elektrolyty. Ak nie je možné prijať dostatok vody dovnútra, nevyhnutnú stratu vody cez kožu, pľúca a obličky je potrebné kompenzovať intravenóznou infúziou 0,9 % roztoku chloridu sodného. Pri už vzniknutom deficite sa vstrekovaný objem zvyšuje, nepresahuje 3 litre za deň. Hypertonický soľný roztok by sa mal podávať len vo výnimočných prípadoch, keď sa vyskytnú nepriaznivé účinky zníženia koncentrácie krvných elektrolytov, ak obličky nezadržiavajú sodík a veľa sa ho stráca iným spôsobom, inak môže zavedenie nadbytku sodíka zvýšiť dehydratáciu. Aby sa zabránilo hyperchloremickej acidóze so znížením vylučovacej funkcie obličiek, je rozumné namiesto chloridu sodného zaviesť soľ kyseliny mliečnej.
Hyperosmolárna dehydratácia sa vyvíja v dôsledku straty vody nad jej príjem a endogénnej tvorby bez straty sodíka. Strata vody v tejto forme nastáva s malou stratou elektrolytov. Môže k tomu dôjsť pri zvýšenom potení, hyperventilácii, hnačke, polyúrii, ak sa stratené tekutiny nekompenzujú pitím. K veľkým stratám vody močom dochádza pri takzvanej osmotickej (alebo riediacej) diuréze, kedy sa obličkami vylučuje veľa glukózy, močoviny alebo iných dusíkatých látok, čím sa zvyšuje koncentrácia primárneho moču a sťažuje sa jeho spätné vstrebávanie. voda. Strata vody v takýchto prípadoch prevyšuje stratu sodíka. Obmedzené podávanie vody u pacientov s poruchami prehĺtania, ako aj pri potláčaní pocitu smädu pri ochoreniach mozgu, v kóme, u starších ľudí, u predčasne narodených detí, dojčiat s poškodením mozgu a pod. U novorodencov prvý deň života sa niekedy vyskytuje hyperosmolárna exikóza pre nízku spotrebu mlieka („smädná horúčka“). Hyperosmolárna dehydratácia sa vyskytuje ľahšie u dojčiat ako u dospelých. V detstve sa veľké množstvo vody, takmer bez elektrolytov, môže stratiť pľúcami s horúčkou, miernou acidózou a inými prípadmi hyperventilácie. U dojčiat môže vzniknúť nesúlad medzi rovnováhou vody a elektrolytov aj v dôsledku nedostatočne vyvinutej koncentrácie obličiek. K zadržiavaniu elektrolytov v tele dieťaťa dochádza oveľa ľahšie, najmä pri predávkovaní hypertonickým alebo izotonickým roztokom. U dojčiat je minimálne požadované vylučovanie vody (obličkami, pľúcami a kožou) na jednotku povrchu asi dvakrát vyššie ako u dospelých.
Prevaha straty vody nad uvoľňovaním elektrolytov vedie k zvýšeniu osmotickej koncentrácie extracelulárnej tekutiny a pohybu vody z buniek do extracelulárneho priestoru. Zrážanie krvi sa teda spomaľuje. Zníženie objemu extracelulárneho priestoru stimuluje sekréciu aldosterónu. Tým sa udržiava hyperosmolarita vnútorného prostredia a obnova objemu tekutín v dôsledku zvýšenej produkcie ADH, ktorá obmedzuje straty vody obličkami. Hyperosmolarita extracelulárnej tekutiny tiež znižuje vylučovanie vody extrarenálnymi cestami. Nepriaznivý vplyv hyperosmolarity je spojený s dehydratáciou buniek, ktorá spôsobuje agonizujúci pocit smädu, zvýšené odbúravanie bielkovín a zvýšenie teploty. Strata nervových buniek vedie k duševným poruchám (zakalenie vedomia), poruchám dýchania. Dehydratácia hyperosmolárneho typu je tiež sprevádzaná poklesom telesnej hmotnosti, suchou pokožkou a sliznicami, oligúriou, príznakmi zhrubnutia krvi, zvýšením osmotickej koncentrácie krvi. Potlačenie mechanizmu smädu a rozvoj miernej extracelulárnej hyperosmolarity v experimente sa dosiahlo injekciou do suprooptických jadier hypotalamu u mačiek a ventromediálnych jadier u potkanov. Obnovenie nedostatku vody a izotonicity ľudskej telesnej tekutiny sa dosiahne najmä zavedením hypotonického roztoku glukózy s obsahom zásaditých elektrolytov.
Izotonická dehydratácia možno pozorovať s abnormálne zvýšeným vylučovaním sodíka, najčastejšie - so sekréciou žliaz gastrointestinálneho traktu (izoosmolárne sekréty, ktorých denný objem je až 65% objemu všetkej extracelulárnej tekutiny). Strata týchto izotonických tekutín nevedie k zmene intracelulárneho objemu (všetky straty sú spôsobené extracelulárnym objemom). Ich príčinami sú opakované vracanie, hnačky, straty fistulou, tvorba veľkých transudátov (ascites, pleurálny výpotok), strata krvi a plazmy pri popáleninách, zápale pobrušnice, pankreatitíde.
Prvé živé organizmy sa objavili vo vode asi pred 3 miliardami rokov a doteraz je voda najdôležitejším biorozpúšťadlom.
Voda je kvapalné médium, ktoré je hlavnou zložkou živého organizmu, zabezpečuje jeho životne dôležité fyzikálne a chemické procesy: osmotický tlak, hodnotu pH, minerálne zloženie. Voda tvorí v priemere 65 % celkovej telesnej hmotnosti dospelého zvieraťa a viac ako 70 % novorodenca. Viac ako polovica množstva tejto vody sa nachádza vo vnútri buniek tela. Vzhľadom na veľmi nízku molekulovú hmotnosť vody sa vypočítalo, že asi 99 % všetkých molekúl v bunke sú molekuly vody (Bohinski R., 1987).
Vysoká tepelná kapacita vody (na zohriatie 1 g vody na 1 °C je potrebná 1 kalória) umožňuje telu absorbovať značné množstvo tepla bez výrazného zvýšenia vnútornej teploty. Vďaka vysokému teplu vyparovania vody (540 cal / g) telo rozptýli časť tepelnej energie, čím sa zabráni prehriatiu.
Molekuly vody sa vyznačujú silnou polarizáciou. V molekule vody tvorí každý atóm vodíka elektrónový pár s centrálnym atómom kyslíka. Preto má molekula vody dva trvalé dipóly, pretože vysoká hustota elektrónov v blízkosti kyslíka jej dáva negatívny náboj, zatiaľ čo každý atóm vodíka má nižšiu hustotu elektrónov a nesie čiastočný kladný náboj. V dôsledku toho vznikajú medzi atómom kyslíka jednej molekuly vody a vodíkom druhej molekuly elektrostatické väzby, ktoré sa nazývajú vodíkové väzby. Táto štruktúra vody vysvetľuje jej vysoké hodnoty tepla vyparovania a bodu varu.
Vodíkové väzby sú relatívne slabé. Ich disociačná energia (energia prerušenia väzby) v kvapalnej vode je 23 kJ/mol, v porovnaní so 470 kJ pre kovalentnú OH väzbu v molekule vody. Životnosť vodíkovej väzby sa pohybuje od 1 do 20 pikosekúnd (1 pikosekunda = 1 (G 12 s). Vodíkové väzby však nie sú jedinečné len pre vodu. Môžu vzniknúť aj medzi atómami vodíka a dusíka v iných štruktúrach.
V stave ľadu tvorí každá molekula vody maximálne štyri vodíkové väzby, čím vzniká kryštálová mriežka. Naproti tomu v kvapalnej vode pri izbovej teplote má každá molekula vody vodíkové väzby v priemere s 3-4 ďalšími molekulami vody. Táto kryštálová mriežka ľadu ho robí menej hustým ako tekutá voda. Preto ľad pláva na hladine tekutej vody a chráni ju pred zamrznutím.
Vodíkové väzby medzi molekulami vody teda poskytujú väzbové sily, ktoré udržujú vodu v tekutej forme pri izbovej teplote a premieňajú molekuly na ľadové kryštály. Všimnite si, že okrem vodíkových väzieb sú pre biomolekuly charakteristické aj iné typy nekovalentných väzieb: iónové, hydrofóbne, van der Waalsove sily, ktoré sú jednotlivo slabé, ale spolu majú silný vplyv na štruktúry proteínov, nukleových kyselín, atď. polysacharidy a bunkové membrány.
Molekuly vody a ich ionizačné produkty (H+ a OH) majú výrazný vplyv na štruktúru a vlastnosti bunkových zložiek, vrátane nukleových kyselín, bielkovín, tukov. Okrem stabilizácie štruktúry proteínov a nukleových kyselín sa vodíkové väzby podieľajú na biochemickej génovej expresii.
Voda ako základ vnútorného prostredia buniek a tkanív určuje ich chemickú aktivitu a je jedinečným rozpúšťadlom pre rôzne látky. Voda zvyšuje stabilitu koloidných systémov, zúčastňuje sa mnohých hydrolýznych a hydrogenačných reakcií v oxidačných procesoch. Voda vstupuje do tela s krmivom a pitnou vodou.
Mnohé metabolické reakcie v tkanivách vedú k tvorbe vody, ktorá sa nazýva endogénna (8-12% z celkového množstva telesných tekutín). Zdrojmi endogénnej vody v tele sú predovšetkým tuky, sacharidy, bielkoviny. Takže oxidácia 1 g tukov, sacharidov a bielkovín vedie k vytvoreniu 1,07; 0,55 a 0,41 g vody. Zvieratá v púšti sa preto nejaký čas zaobídu bez naberania vody (ťavy aj na dlhú dobu). Pes zomrie bez pitnej vody po 10 dňoch a bez jedla - po niekoľkých mesiacoch. Strata 15-20% vody v organizme znamená smrť zvieraťa.
Nízka viskozita vody určuje konštantnú redistribúciu tekutín v orgánoch a tkanivách tela. Voda vstupuje do gastrointestinálneho traktu a potom sa takmer všetka táto voda absorbuje späť do krvi.
Transport vody cez bunkové membrány sa uskutočňuje rýchlo: 30-60 minút po príjme vody zvieratami nastáva nová osmotická rovnováha medzi extracelulárnou a intracelulárnou tekutinou tkanív. Objem extracelulárnej tekutiny má veľký vplyv na krvný tlak; zvýšenie alebo zníženie objemu extracelulárnej tekutiny vedie k narušeniu krvného obehu.
K zvýšeniu množstva vody v tkanivách (hyperhydria) dochádza pri pozitívnej vodnej bilancii (nadmerný príjem vody v rozpore s reguláciou metabolizmu voda-soľ). Hyperhydria vedie k hromadeniu tekutiny v tkanivách (edém). Dehydratácia organizmu je zaznamenaná pri nedostatku pitnej vody alebo pri nadmernej strate tekutín (hnačka, krvácanie, zvýšené potenie, hyperventilácia pľúc). K strate vody u zvierat dochádza v dôsledku povrchu tela, tráviaceho systému, dýchania, močových ciest, mlieka u dojčiacich zvierat.
K výmene vody medzi krvou a tkanivami dochádza v dôsledku rozdielu hydrostatického tlaku v arteriálnom a venóznom obehovom systéme, ako aj v dôsledku rozdielu v onkotickom tlaku v krvi a tkanivách. Vazopresín, hormón zo zadnej hypofýzy, zadržiava vodu v tele tým, že ju reabsorbuje v obličkových tubuloch. Aldosterón, hormón kôry nadobličiek, udržuje zadržiavanie sodíka v tkanivách a spolu s ním sa zadržiava voda. Potreba vody zvieraťa je v priemere 35-40 g na kg telesnej hmotnosti za deň.
Všimnite si, že chemické látky v tele zvieraťa sú v ionizovanej forme, vo forme iónov. Ióny, v závislosti od označenia náboja, označujú anióny (záporne nabitý ión) alebo katióny (kladne nabitý ión). Prvky, ktoré disociujú vo vode za vzniku aniónov a katiónov, sú klasifikované ako elektrolyty. Soli alkalických kovov (NaCl, KCl, NaHCO 3), soli organických kyselín (napríklad laktát sodný), keď sa rozpustia vo vode, úplne disociujú a sú elektrolytmi. Cukry a alkoholy ľahko rozpustné vo vode sa vo vode nedisociujú a nenesú náboj, preto sa považujú za neelektrolyty. Súčet aniónov a katiónov v telesných tkanivách je vo všeobecnosti rovnaký.
Ióny disociujúcich látok, ktoré majú náboj, sú orientované okolo vodných dipólov. Okolo katiónov sa nachádzajú vodné dipóly s ich zápornými nábojmi a anióny sú obklopené kladnými nábojmi vody. V tomto prípade dochádza k javu elektrostatickej hydratácie. Vďaka hydratácii je táto časť vody v tkanivách vo viazanom stave. Ďalšia časť vody je spojená s rôznymi bunkovými organelami, ktoré tvoria takzvanú nehybnú vodu.
Telesné tkanivá obsahujú 20 základných prvkov všetkých prírodných chemických prvkov. Uhlík, kyslík, vodík, dusík, síra sú nenahraditeľné zložky biomolekúl, z ktorých hmotnostne prevažuje kyslík.
Chemické prvky v tele tvoria soli (minerály) a sú súčasťou biologicky aktívnych molekúl. Biomolekuly majú nízku molekulovú hmotnosť (30-1500) alebo sú to makromolekuly (proteíny, nukleové kyseliny, glykogén) s molekulovou hmotnosťou miliónov jednotiek. Niektoré chemické prvky (Na, K, Ca, S, P, C1) v tkanivách tvoria asi 10-2 % alebo viac (makroprvky), zatiaľ čo iné (Fe, Co, Cu, Zn, J, Se, Ni, Mo) sú napríklad prítomné v oveľa menších množstvách - 10 "3 - 10 ~ 6% (stopové prvky). V tele zvieraťa tvoria minerály 1-3% z celkovej telesnej hmotnosti a sú extrémne nerovnomerne rozložené. V niektorých orgánoch môže byť obsah stopových prvkov významný, napríklad jód v štítnej žľaze.
Po vstrebaní minerálov sa vo väčšej miere v tenkom čreve dostávajú do pečene, kde sa časť z nich ukladá, iné sa distribuujú do rôznych orgánov a tkanív tela. Minerálne látky sa z tela vylučujú najmä v zložení moču a stolice.
K výmene iónov medzi bunkami a medzibunkovou tekutinou dochádza na základe pasívneho aj aktívneho transportu cez semipermeabilné membrány. Vzniknutý osmotický tlak spôsobuje bunkový turgor, zachováva elasticitu tkanív a tvar orgánov. Aktívny transport iónov alebo ich pohyb do prostredia s nižšou koncentráciou (proti osmotickému gradientu) vyžaduje vynaloženie energie molekúl ATP. Aktívny transport iónov je charakteristický pre ióny Na +, Ca 2 ~ a je sprevádzaný nárastom oxidačných procesov, ktoré vytvárajú ATP.
Úlohou minerálov je udržiavať určitý osmotický tlak krvnej plazmy, acidobázickú rovnováhu, priepustnosť rôznych membrán, reguláciu aktivity enzýmov, zachovanie štruktúr biomolekúl, vrátane bielkovín a nukleových kyselín, pri udržiavaní motorických a sekrečných funkcií tráviaceho traktu. Preto sa pri mnohých porušeniach funkcií tráviaceho traktu zvieraťa odporúčajú ako terapeutické činidlá rôzne kompozície minerálnych solí.
Dôležité je ako absolútne množstvo, tak aj správny pomer medzi určitými chemickými prvkami v tkanivách. Najmä optimálny pomer Na:K:Cl v tkanivách je normálne 100:1:1,5. Výrazným znakom je „asymetria“ v distribúcii iónov solí medzi bunkou a extracelulárnym prostredím telesných tkanív.
Význam témy: Voda a látky v nej rozpustené vytvárajú vnútorné prostredie organizmu. Najdôležitejšími parametrami homeostázy voda-soľ sú osmotický tlak, pH a objem intracelulárnej a extracelulárnej tekutiny. Zmena týchto parametrov môže viesť k zmenám krvného tlaku, acidóze alebo alkalóze, dehydratácii a edému tkaniva. Hlavné hormóny, ktoré sa podieľajú na jemnej regulácii metabolizmu voda-soľ a pôsobia na distálne tubuly a zberné kanály obličiek: antidiuretický hormón, aldosterón a natriuretický faktor; renín-angiotenzný systém obličiek. Práve v obličkách prebieha konečná tvorba zloženia a objemu moču, čím sa zabezpečuje regulácia a stálosť vnútorného prostredia. Obličky sa vyznačujú intenzívnym energetickým metabolizmom, ktorý je spojený s potrebou aktívneho transmembránového transportu značného množstva látok pri tvorbe moču.
Biochemická analýza moču poskytuje predstavu o funkčnom stave obličiek, metabolizme v rôznych orgánoch a tele ako celku, pomáha objasniť povahu patologického procesu a umožňuje posúdiť účinnosť liečby.
Účel lekcie:študovať charakteristiky parametrov metabolizmu voda-soľ a mechanizmy ich regulácie. Vlastnosti metabolizmu v obličkách. Naučte sa vykonávať a vyhodnocovať biochemickú analýzu moču.
Študent by mal vedieť:
1. Mechanizmus tvorby moču: glomerulárna filtrácia, reabsorpcia a sekrécia.
2. Charakteristika vodných oddelení tela.
3. Hlavné parametre telesnej tekutiny.
4. Čo zabezpečuje stálosť parametrov vnútrobunkovej tekutiny?
5.Systémy (orgány, látky), ktoré zabezpečujú stálosť extracelulárnej tekutiny.
6. Faktory (systémy) zabezpečujúce osmotický tlak extracelulárnej tekutiny a jeho regulácia.
7. Faktory (systémy), ktoré zabezpečujú stálosť objemu extracelulárnej tekutiny a jej reguláciu.
8. Faktory (systémy), ktoré zabezpečujú stálosť acidobázického stavu extracelulárnej tekutiny. Úloha obličiek v tomto procese.
9. Vlastnosti metabolizmu v obličkách: vysoká metabolická aktivita, počiatočné štádium syntézy kreatínu, úloha intenzívnej glukoneogenézy (izozýmy), aktivácia vitamínu D3.
10. Všeobecné vlastnosti moču (množstvo za deň – diuréza, hustota, farba, priehľadnosť), chemické zloženie moču. Patologické zložky moču.
Študent by mal byť schopný:
1. Vykonajte kvalitatívne stanovenie hlavných zložiek moču.
2. Vyhodnoťte biochemický rozbor moču.
Študent by mal získať predstavu o:
Niektoré patologické stavy sprevádzané zmenami biochemických parametrov moču (proteinúria, hematúria, glukozúria, ketonúria, bilirubinúria, porfyrinúria) .
Informácie zo základných odborov potrebné na štúdium témy:
1. Štruktúra obličiek, nefrónu.
2. Mechanizmy tvorby moču.
Úlohy na samoštúdium:
Preštudujte si látku k téme v súlade s cieľovými otázkami („študent musí vedieť“) a písomne dokončite nasledujúce úlohy:
1. Pozrite si priebeh histológie. Pamätajte na štruktúru nefrónu. Označte proximálny tubulus, distálny stočený tubulus, zbernú trubicu, vaskulárny glomerulus, juxtaglomerulárny aparát.
2. Pozrite si priebeh normálnej fyziológie. Pamätajte na mechanizmus tvorby moču: filtrácia v glomerulách, reabsorpcia v tubuloch s tvorbou sekundárneho moču a sekrécie.
3. Regulácia osmotického tlaku a objemu extracelulárnej tekutiny je spojená s reguláciou najmä obsahu sodíkových iónov a vody v extracelulárnej tekutine.
Vymenujte hormóny, ktoré sa podieľajú na tejto regulácii. Popíšte ich účinok podľa schémy: dôvod sekrécie hormónu; orgán (bunky) - ciele; mechanizmus ich pôsobenia v týchto bunkách; konečný efekt ich konania.
Otestujte si svoje znalosti:
A. Vasopresín(všetko je správne okrem jedného):
a. syntetizované v neurónoch hypotalamu; b. vylučované so zvýšením osmotického tlaku; v. zvyšuje rýchlosť reabsorpcie vody z primárneho moču v obličkových tubuloch; d) zvyšuje reabsorpciu sodíkových iónov v obličkových tubuloch; e) znižuje osmotický tlak f) moč sa stáva koncentrovanejším.
B. Aldosterón(všetko je správne okrem jedného):
a. syntetizované v kôre nadobličiek; b. vylučované so znížením koncentrácie sodíkových iónov v krvi; v. v obličkových tubuloch zvyšuje reabsorpciu sodíkových iónov; d) moč sa stáva koncentrovanejším.
hlavným mechanizmom regulácie sekrécie je areníno-angiotenzný systém obličiek.
B. Natriuretický faktor(všetko je správne okrem jedného):
a. syntetizované v podstate predsieňovými bunkami; b. stimul sekrécie - zvýšený krvný tlak; v. zvyšuje filtračnú schopnosť glomerulov; d) zvyšuje tvorbu moču; moč sa stáva menej koncentrovaným.
4. Vytvorte diagram znázorňujúci úlohu renín-angiotenzného systému pri regulácii sekrécie aldosterónu a vazopresínu.
5. Stálosť acidobázickej rovnováhy extracelulárnej tekutiny udržiavajú pufrovacie systémy krvi; zmeny v pľúcnej ventilácii a rýchlosti renálnej exkrécie kyselín (H +).
Pamätajte na pufrovacie systémy krvi (základný bikarbonát)!
Otestujte si svoje znalosti:
Potraviny živočíšneho pôvodu sú kyslé (hlavne kvôli fosfátom na rozdiel od potravín rastlinného pôvodu). Ako sa zmení pH moču u človeka, ktorý používa hlavne potraviny živočíšneho pôvodu:
a. bližšie k pH 7,0; b.pN približne 5 .; v. pH asi 8,0.
6. Odpovedzte na otázky:
A. Ako vysvetliť vysoký podiel kyslíka spotrebovaného obličkami (10 %);
B. Vysoká intenzita glukoneogenézy;
B. Úloha obličiek v metabolizme vápnika.
7. Jednou z hlavných úloh nefrónov je spätné vstrebávanie užitočných látok z krvi v požadovanom množstve a odstraňovanie koncových metabolických produktov z krvi.
Urobte si stôl Biochemické ukazovatele moču:
Práca v triede.
Laboratórne práce:
Vykonajte sériu kvalitatívnych reakcií vo vzorkách moču od rôznych pacientov. Na základe výsledkov biochemickej analýzy urobte záver o stave metabolických procesov.
Stanovenie pH.
Postup práce: Do stredu indikátorového papierika sa nakvapkajú 1-2 kvapky moču a podľa zmeny farby jedného z farebných prúžkov sa nastaví pH vyšetrovaného moču, ktoré sa zhoduje s farbou kontrolného prúžku. Normálne pH 4,6 - 7,0
2. Kvalitatívna reakcia na proteín... Normálny moč neobsahuje bielkoviny (stopové množstvá sa normálnymi reakciami neotvoria). V niektorých patologických stavoch sa môže objaviť bielkovina v moči - proteinúria.
Pokrok: Pridajte 3-4 kvapky čerstvo pripraveného 20% roztoku kyseliny sulfasalicylovej do 1-2 ml moču. V prítomnosti proteínu sa objaví biela zrazenina alebo zákal.
3. Kvalitatívna reakcia na glukózu (Fehlingova reakcia).
Postup práce: Pridajte 10 kvapiek Fehlingovho činidla do 10 kvapiek moču. Zahrejte do varu. V prítomnosti glukózy sa objaví červená farba. Porovnajte výsledky s normou. Normálne sa v moči kvalitatívnymi reakciami nezistí stopové množstvo glukózy. To, že v moči nie je glukóza, sa považuje za normálne. V niektorých patologických stavoch sa glukóza objavuje v moči glukozúria.
Stanovenie je možné vykonať pomocou testovacieho prúžku (indikačného papierika) /
Detekcia ketolátok
Postup práce: Na podložné sklíčko naneste kvapku moču, kvapku 10% roztoku hydroxidu sodného a kvapku čerstvo pripraveného 10% roztoku nitroprusidu sodného. Objaví sa červená farba. Pridajte 3 kvapky koncentrovanej kyseliny octovej - objaví sa čerešňová farba.
Normálne ketolátky v moči chýbajú. Pri niektorých patologických stavoch sa ketolátky objavujú v moči - ketonúria.
Vyriešte problémy sami, odpovedzte na otázky:
1. Zvýšený osmotický tlak extracelulárnej tekutiny. Popíšte v schematickej forme sled udalostí, ktoré povedú k jeho poklesu.
2. Ako sa zmení tvorba aldosterónu, ak nadmerná tvorba vazopresínu vedie k výraznému poklesu osmotického tlaku.
3. Načrtnite sled udalostí (vo forme diagramu) zameraných na obnovenie homeostázy s poklesom koncentrácie chloridu sodného v tkanivách.
4. Pacient má diabetes mellitus, ktorý je sprevádzaný ketonémiou. Ako bude hlavný nárazníkový systém krvi – bikarbonát – reagovať na zmeny acidobázickej rovnováhy? Aká je úloha obličiek pri obnove CBS? Či sa u tohto pacienta zmení pH moču.
5. Športovec, ktorý sa pripravuje na súťaž, absolvuje intenzívny tréning. Ako zmeniť rýchlosť glukoneogenézy v obličkách (odpoveď na argument)? Je možné zmeniť pH moču u športovca; odpoveď na argument)?
6. Pacient má známky porúch látkovej premeny v kostnom tkanive, čo sa odráža na stave chrupu. Hladina kalcitonínu a parathormónu je v rámci fyziologickej normy. Pacient dostáva vitamín D (cholekalciferol) v požadovaných množstvách. Urobte predpoklad o možnej príčine metabolickej poruchy.
7. Zvážiť štandardný formulár „Všeobecná analýza moču“ (multidisciplinárna klinika TyumGMA) a byť schopný vysvetliť fyziologickú úlohu a diagnostickú hodnotu biochemických zložiek moču, stanovených v biochemických laboratóriách. Pamätajte, že biochemické parametre moču sú normálne.
FUNKČNÁ BIOCHÉMIA
Metabolizmus voda-soľ. Biochémia obličiek a moču
TUTORIAL
Recenzent: Profesor N.V. Kozačenko
Schválené na porade oddelenia pr.číslo _____ zo dňa _______________2004
Schválené prednostom. oddelenie __________________________________________
Schválené MK biomedicínskych a farmaceutických fakúlt
č. _____ zo dňa ________________2004
predseda __________________________________________________
Výmena vody a soli
Jedným z najčastejšie narušených typov metabolizmu v patológii je voda-soľ. Je spojená s neustálym pohybom vody a minerálov z vonkajšieho prostredia tela do vnútorného a naopak.
V tele dospelého človeka voda tvorí 2/3 (58-67%) telesnej hmotnosti. Asi polovica jeho objemu je sústredená vo svaloch. Potreba vody (človek prijme denne až 2,5-3 l tekutín) je pokrytá jej príjmom vo forme nápoja (700-1700 ml), predpripravenej vody, ktorá je súčasťou potravy (800-1000 ml), a vody vznikajúcej v tele pri metabolizme - 200-300 ml (pri spaľovaní 100 g tukov, bielkovín a sacharidov vzniká 107,41 resp. 55 g vody). Endogénna voda v relatívne veľkom množstve sa syntetizuje pri aktivácii procesu oxidácie tukov, čo sa pozoruje pri rôznych, predovšetkým dlhotrvajúcich stresových stavoch, excitácii sympatiko-nadobličkového systému, diétnej terapii (často používanej na liečbu obéznych pacientov).
V dôsledku neustále sa vyskytujúcich povinných strát vody zostáva vnútorný objem tekutín v tele nezmenený. Tieto straty zahŕňajú renálne (1,5 l) a extrarenálne straty, spojené s uvoľňovaním tekutiny cez gastrointestinálny trakt (50-300 ml), dýchacie cesty a kožu (850-1200 ml). Vo všeobecnosti je objem povinných strát vody 2,5-3 litre, do značnej miery závisí od množstva toxínov vylúčených z tela.
Účasť vody na životných procesoch je veľmi rôznorodá. Voda je rozpúšťadlom mnohých zlúčenín, priamou súčasťou množstva fyzikálno-chemických a biochemických premien, prenášačom endo- a exogénnych látok. Okrem toho plní mechanickú funkciu, oslabuje trenie väzov, svalov, povrch chrupaviek kĺbov (čím uľahčuje ich pohyblivosť), podieľa sa na termoregulácii. Voda udržuje homeostázu, ktorá závisí od veľkosti osmotického tlaku plazmy (izoosmia) a objemu kvapaliny (izovolémia), od fungovania mechanizmov regulácie acidobázického stavu a od priebehu procesov, ktoré zabezpečujú stálosť teploty (izotermia).
V ľudskom tele je voda v troch hlavných fyzikálnych a chemických stavoch, podľa ktorých sa rozlišuje: 1) voľná alebo pohyblivá voda (tvorí väčšinu vnútrobunkovej tekutiny, ako aj krvi, lymfy, intersticiálnej tekutiny); 2) voda viazaná hydrofilnými koloidmi a 3) konštitučná voda, ktorá je súčasťou štruktúry molekúl bielkovín, tukov a sacharidov.
V tele dospelého človeka s hmotnosťou 70 kg je objem voľnej vody a vody viazanej hydrofilnými koloidmi približne 60 % telesnej hmotnosti, t.j. 42 l. Túto tekutinu predstavuje vnútrobunková voda (tvorí 28 litrov alebo 40 % telesnej hmotnosti), ktorá je vnútrobunkový sektor, a extracelulárna voda (14 litrov alebo 20 % telesnej hmotnosti), ktorá tvorí extracelulárny sektor. Ten zahŕňa intravaskulárnu (intravaskulárnu) tekutinu. Tento intravaskulárny sektor je tvorený plazmou (2,8 l), ktorá predstavuje 4-5 % telesnej hmotnosti, a lymfou.
Medzi intersticiálnu vodu patrí samotná medzibunková voda (voľná medzibunková tekutina) a organizovaná extracelulárna tekutina (tvorí 15-16 % telesnej hmotnosti, resp. 10,5 litra), t.j. voda z väzov, šliach, fascií, chrupaviek atď. Okrem toho extracelulárny sektor zahŕňa vodu v niektorých dutinách (brušné a pleurálne dutiny, osrdcovník, kĺby, mozgové komory, očné komory atď.), Ako aj v gastrointestinálnom trakte. Kvapalina z týchto dutín sa aktívne nezúčastňuje na metabolických procesoch.
Voda ľudského tela nestagnuje vo svojich rôznych oddeleniach, ale neustále sa pohybuje a neustále sa vymieňa s ostatnými sektormi kvapaliny a vonkajším prostredím. Pohyb vody je z veľkej časti spôsobený uvoľňovaním tráviacich štiav. So slinami a pankreatickou šťavou sa teda do črevnej trubice posiela asi 8 litrov vody denne, ale táto voda sa prakticky nestráca v dôsledku absorpcie v dolných častiach tráviaceho traktu.
Životne dôležité prvky sú rozdelené na makronutrienty(denná potreba > 100 mg) a stopové prvky(denná 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 (Μn), 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.
Tabuľka 1 (stĺpec 2) ukazuje priemer obsahu minerály v tele dospelého človeka (na základe hmotnosti 65 kg). Priemerne denne potreba týchto prvkov u dospelých je uvedená v stĺpci 4. Deti a ženy počas tehotenstva a dojčenia, ako aj pacienti, majú vyššiu potrebu mikroprvkov.
Keďže v tele je možné uložiť veľa prvkov, odchýlka od dennej normy sa časom kompenzuje. Vápnik vo forme apatitu je uložený v kostnom tkanive, jód - v zložení tyreoglobulínu v štítnej žľaze, železo - v zložení feritínu a hemosiderínu v kostnej dreni, slezine a pečeni. Pečeň slúži ako zásobáreň mnohých mikroelementov.
Metabolizmus minerálov je riadený hormónmi. Týka sa to napríklad spotreby H 2 O, Ca 2+, PO 4 3-, viazania Fe 2+, I -, vylučovania H 2 O, Na +, Ca 2+, PO 4 3-.
Množstvo absorbovaných minerálov z potravy zvyčajne závisí od metabolických potrieb organizmu a v niektorých prípadoch aj od zloženia potravy. Za príklad vplyvu zloženia potravy možno považovať vápnik. Absorpciu iónov Ca 2+ uľahčujú kyselina mliečna a citrónová, zatiaľ čo fosfátový ión, oxalátový ión a kyselina fytová inhibujú absorpciu vápnika v dôsledku tvorby komplexov a tvorby zle rozpustných solí (fytín).
Nedostatok minerálov- jav nie je taký zriedkavý: vyskytuje sa z rôznych dôvodov, napríklad v dôsledku monotónnej stravy, zhoršenej stráviteľnosti, s rôznymi chorobami. Nedostatok vápnika sa môže vyskytnúť počas tehotenstva, ako aj pri krivici alebo osteoporóze. Nedostatok chlóru vzniká v dôsledku veľkej straty iónov Cl – pri silnom zvracaní.
Nedostatok jódu a struma sú v dôsledku nedostatku jódu v potravinách bežné v mnohých častiach strednej Európy. Nedostatok horčíka môže nastať v dôsledku hnačky alebo z monotónnej stravy s alkoholizmom. Nedostatok stopových prvkov v tele sa často prejavuje porušením hematopoézy, to znamená anémiou.
V poslednom stĺpci sú uvedené funkcie, ktoré tieto minerály vykonávajú v tele. Z údajov v tabuľke je vidieť, že takmer všetky makronutrienty fungujú v tele ako štrukturálne zložky a elektrolyty. Signalizačné funkcie vykonávajú jód (v zložení jódtyronínu) a vápnik. Väčšina mikroživín je kofaktorom bielkovín, najmä enzýmov. Z kvantitatívneho hľadiska v tele dominujú proteíny obsahujúce železo hemoglobín, myoglobín a cytochróm, ako aj viac ako 300 proteínov obsahujúcich zinok.
stôl 1
Podobné informácie.
GOUVPO UGMA Federálna agentúra pre zdravotnú starostlivosť a sociálny rozvoj
Katedra biochémie
PREDNÁŠKOVÝ KURZ
PRE VŠEOBECNÚ BIOCHÉMIU
Modul 8. Biochémia metabolizmu voda-soľ a acidobázický stav
Jekaterinburg,
PREDNÁŠKA číslo 24
Téma: Metabolizmus voda-soľ a minerály
Fakulty: liečebno-profylaktická, medicínsko-profylaktická, detská.
Výmena vody a soli- výmena vody a základných elektrolytov organizmu (Na +, K +, Ca 2+, Mg 2+, Cl -, HCO 3 -, H 3 PO 4).
Elektrolyty- látky disociujúce v roztoku na anióny a katióny. Meria sa v mol / l.
Neelektrolyty- látky, ktoré sa v roztoku nedisociujú (glukóza, kreatinín, močovina). Meria sa v g/l.
Výmena minerálov- výmena akýchkoľvek minerálnych zložiek, vrátane tých, ktoré neovplyvňujú základné parametre tekutého média v tele.
Voda- hlavná zložka všetkých telesných tekutín.
Biologická úloha vody
- Voda je univerzálnym rozpúšťadlom pre väčšinu organických (okrem lipidov) a anorganických zlúčenín.
- Voda a látky v nej rozpustené vytvárajú vnútorné prostredie organizmu.
- Voda zabezpečuje transport látok a tepelnej energie po celom tele.
- Významná časť chemických reakcií organizmu prebieha vo vodnej fáze.
- Voda sa zúčastňuje reakcií hydrolýzy, hydratácie, dehydratácie.
- Určuje priestorovú štruktúru a vlastnosti hydrofóbnych a hydrofilných molekúl.
- V kombinácii s GAG má voda štrukturálnu funkciu.
VŠEOBECNÉ VLASTNOSTI TELESNÝCH KVAPALIN
Objem. Všetky suchozemské zvieratá majú asi 70% svojej telesnej hmotnosti. Rozloženie vody v tele závisí od veku, pohlavia, svalovej hmoty,... Pri úplnom nedostatku vody nastáva smrť za 6-8 dní, kedy sa množstvo vody v tele zníži o 12%.REGULÁCIA ROVNOVÁHY VODA-SOĽ TELA
V tele je rovnováha voda-soľ vnútrobunkového prostredia udržiavaná stálosťou extracelulárnej tekutiny. Rovnováha voda-soľ v extracelulárnej tekutine je zasa udržiavaná prostredníctvom krvnej plazmy pomocou orgánov a je regulovaná hormónmi.
Orgány regulujúce metabolizmus voda-soľ
Príjem vody a solí do tela prebieha cez gastrointestinálny trakt, tento proces je riadený pocitom smädu a chuťou na soľ. Vylučovanie prebytočnej vody a solí z tela sa uskutočňuje obličkami. Okrem toho koža, pľúca a gastrointestinálny trakt odstraňujú vodu z tela.
Vodná bilancia tela
Zmeny vo fungovaní obličiek, kože, pľúc a gastrointestinálneho traktu môžu viesť k narušeniu homeostázy voda-soľ. Napríklad v horúcom podnebí na udržanie ...Hormóny regulujúce metabolizmus voda-soľ
Antidiuretický hormón (ADH), alebo vazopresín, je peptid s molekulovou hmotnosťou asi 1100 D, obsahujúci 9 AA spojených jedným disulfidom ... ADH sa syntetizuje v neurónoch hypotalamu, prenáša sa do nervových zakončení ... Vysoká osmotický tlak extracelulárnej tekutiny aktivuje osmoreceptory hypotalamu, čo vedie k ...Renín-angiotenzín-aldosterónový systém
Renin
Renin- proteolytický enzým produkovaný juxtaglomerulárnymi bunkami umiestnenými pozdĺž aferentných (privádzajúcich) arteriol obličkového telieska. Sekrécia renínu je stimulovaná poklesom tlaku v glomerulárnych arteriolách, spôsobeným poklesom krvného tlaku a znížením koncentrácie Na +. Sekrécia renínu je tiež uľahčená znížením impulzu z baroreceptorov predsiení a tepien v dôsledku zníženia krvného tlaku. Sekrécia renínu je inhibovaná angiotenzínom II, vysokým krvným tlakom.
V krvi renín pôsobí na angiotenzinogén.
Angiotenzinogén- a2-globulín, od 400 AA. Tvorba angiotenzinogénu prebieha v pečeni a je stimulovaná glukokortikoidmi a estrogénmi. Renín hydrolyzuje peptidovú väzbu v molekule angiotenzinogénu a štiepi z nej N-terminálny dekapeptid - angiotenzín I ktorý nemá biologickú aktivitu.
Pôsobením antiotenzín konvertujúceho enzýmu (ACE) (karboxydipeptidylpeptidáza) edotelových buniek, pľúc a krvnej plazmy sa odstránia 2 AA z C-konca angiotenzínu I a angiotenzín II (oktapeptid).
Angiotenzín II
Angiotenzín II funguje prostredníctvom inozitoltrifosfátového systému buniek glomerulárnej zóny kôry nadobličiek a SMC. Angiotenzín II stimuluje syntézu a sekréciu aldosterónu bunkami glomerulárnej zóny kôry nadobličiek. Vysoké koncentrácie angiotenzínu II spôsobujú závažnú vazokonstrikciu v periférnych artériách a zvyšujú krvný tlak. Okrem toho angiotenzín II stimuluje centrum smädu v hypotalame a inhibuje sekréciu renínu v obličkách.
Angiotenzín II sa pôsobením aminopeptidáz hydrolyzuje na angiotenzín III (heptapeptid s aktivitou angiotenzínu II, ale so 4-krát nižšou koncentráciou), ktorý je následne hydrolyzovaný angiotenzinázami (proteázami) na AA.
aldosterón
Syntéza a sekrécia aldosterónu stimuluje angiotenzín II, nízku koncentráciu Na + a vysokú koncentráciu K + v krvnej plazme, ACTH, prostaglandíny... Aldosterónové receptory sú lokalizované v jadre aj v cytosóle bunky. .. Výsledkom je, že aldosterón stimuluje reabsorpciu Na + v obličkách, čo spôsobuje zadržiavanie NaCl v tele a zvyšuje ...Schéma regulácie metabolizmu voda-soľ
Úloha systému RAAS pri rozvoji esenciálnej hypertenzie
Nadprodukcia hormónov RAAS spôsobuje zvýšenie objemu cirkulujúcej tekutiny, osmotického a arteriálneho tlaku a vedie k rozvoju hypertenzie.
K zvýšeniu renínu dochádza napríklad pri ateroskleróze renálnych tepien, ktorá sa vyskytuje u starších ľudí.
Hypersekrécia aldosterónu - hyperaldosteronizmus , vzniká v dôsledku viacerých dôvodov.
Príčina primárneho hyperaldosteronizmu (Connesov syndróm ) u približne 80% pacientov je adenóm nadobličiek, v iných prípadoch - difúzna hypertrofia buniek glomerulárnej zóny, ktoré produkujú aldosterón.
Pri primárnom hyperaldosteronizme nadbytok aldosterónu zvyšuje reabsorpciu Na+ v obličkových tubuloch, čo stimuluje sekréciu ADH a zadržiavanie vody v obličkách. Okrem toho sa zvyšuje vylučovanie iónov K +, Mg 2+ a H +.
V dôsledku toho rozvíjajte: 1). hypernatriémia spôsobujúca hypertenziu, hypervolémiu a edém; 2). hypokaliémia vedúca k svalovej slabosti; 3). nedostatok horčíka a 4). mierna metabolická alkalóza.
Sekundárny hyperaldosteronizmus vyskytuje oveľa častejšie ako primárne. Môže súvisieť so srdcovým zlyhaním, chronickým ochorením obličiek a nádormi vylučujúcimi renín. Pacienti majú zvýšené hladiny renínu, angiotenzínu II a aldosterónu. Klinické príznaky sú menej výrazné ako pri primárnej aldosteronýze.
VÝMENA VÁPNIKA, HORČÍKA, FOSFORA
Funkcie vápnika v tele:
- Intracelulárny mediátor množstva hormónov (inozitoltrifosfátový systém);
- Podieľa sa na vytváraní akčných potenciálov v nervoch a svaloch;
- Podieľa sa na zrážaní krvi;
- Spúšťa svalovú kontrakciu, fagocytózu, sekréciu hormónov, neurotransmiterov atď.;
- Podieľa sa na mitóze, apoptóze a nekrobióze;
- Zvyšuje priepustnosť bunkovej membrány pre draselné ióny, ovplyvňuje sodíkovú vodivosť buniek, činnosť iónových púmp;
- Koenzým niektorých enzýmov;
Funkcie horčíka v tele:
- Je koenzýmom mnohých enzýmov (transketoláza (PFS), glukóza-6f dehydrogenáza, 6-fosfoglukonátdehydrogenáza, glukonolaktónhydroláza, adenylátcykláza atď.);
- Anorganická zložka kostí a zubov.
Funkcie fosfátov v tele:
- Anorganická zložka kostí a zubov (hydroxyapatit);
- Časť lipidov (fosfolipidy, sfingolipidy);
- Časť nukleotidov (DNA, RNA, ATP, GTP, FMN, NAD, NADP atď.);
- Poskytuje výmenu energie, pretože tvorí vysokoenergetické väzby (ATP, kreatínfosfát);
- Časť bielkovín (fosfoproteíny);
- Časť uhľohydrátov (glukóza-6f, fruktóza-6f atď.);
- Reguluje aktivitu enzýmov (fosforylačné / defosforylačné reakcie enzýmov, je súčasťou inozitoltrifosfátu - zložky inozitoltrifosfátového systému);
- Podieľa sa na katabolizme látok (reakcia fosforolýzy);
- Reguluje KOS, pretože tvorí fosfátový pufor. Neutralizuje a odstraňuje protóny v moči.
Distribúcia vápnika, horčíka a fosfátu v tele
V dospelom organizme obsahuje asi 1 kg fosforu: Kosti a zuby obsahujú 85 % fosforu; Extracelulárna tekutina - 1% fosfor. V sére ... Koncentrácia horčíka v krvnej plazme je 0,7-1,2 mmol / l.Výmena vápnika, horčíka a fosfátov v tele
Vápnik by sa mal dodávať s jedlom denne - 0,7-0,8 g, horčík - 0,22-0,26 g, fosfor - 0,7-0,8 g. Vápnik sa absorbuje zle o 30-50%, fosfor je dobre absorbovaný o 90%.
Okrem gastrointestinálneho traktu sa vápnik, horčík a fosfor dostávajú do krvnej plazmy z kostného tkaniva pri jeho resorpcii. Výmena medzi krvnou plazmou a kostným tkanivom za vápnik je 0,25 - 0,5 g / deň, za fosfor - 0,15 - 0,3 g / deň.
Vápnik, horčík a fosfor sa vylučujú z tela obličkami močom, gastrointestinálnym traktom stolicou a kožou potom.
Regulácia výmeny
Hlavnými regulátormi metabolizmu vápnika, horčíka a fosforu sú parathormón, kalcitriol a kalcitonín.
Paratyroidný hormón
Sekrécia parathormónu je stimulovaná nízkou koncentráciou Ca2+, Mg2+ a vysokou koncentráciou fosfátov, inhibuje vitamín D3. Rýchlosť rozkladu hormónu klesá pri nízkej koncentrácii Ca2 + a ... Parathormón pôsobí na kosti a obličky. Stimuluje sekréciu inzulínu podobného rastového faktora 1 osteoblastmi a...Hyperparatyreóza
Hyperparatyreóza spôsobuje: 1. deštrukciu kostí s mobilizáciou vápnika a fosfátov z nich... 2. hyperkalciémiu, so zvýšenou reabsorpciou vápnika v obličkách. Hyperkalcémia vedie k zníženiu nervovosvalovej...Hypoparatyreóza
Hypoparatyreóza je spôsobená nedostatočnosťou prištítnych teliesok a je sprevádzaná hypokalciémiou. Hypokalciémia spôsobuje zvýšenie nervovosvalového vedenia, záchvaty tonických záchvatov, kŕče dýchacích svalov a bránice, laryngospazmus.
kalcitriol
1. V koži sa vplyvom UV žiarenia tvorí zo 7-dehydrocholesterolu ... 2. V pečeni 25-hydroxyláza hydroxyluje cholekalciferol na kalcidiol (25-hydroxycholekalciferol, 25 (OH) D3). ...kalcitonín
Kalcitonín je polypeptid pozostávajúci z 32 AA s jednou disulfidovou väzbou, vylučovaný parafolikulárnymi K-bunkami štítnej žľazy alebo C-bunkami prištítnych teliesok.
Sekrécia kalcitonínu je stimulovaná vysokou koncentráciou Ca 2+ a glukagónu a nízka koncentrácia Ca 2+ potláča.
Kalcitonín:
1. potláča osteolýzu (zníženie aktivity osteoklastov) a inhibuje uvoľňovanie Ca 2+ z kosti;
2. v tubuloch obličiek inhibuje reabsorpciu Ca 2+, Mg 2+ a fosfátov;
3. brzdí trávenie v tráviacom trakte,
Zmeny hladiny vápnika, horčíka a fosfátu v rôznych patológiách
Zvýšenie koncentrácie Ca2 + v krvnej plazme sa pozoruje pri: hyperfunkcii prištítnych teliesok; zlomeniny kostí; polyartritída; viacnásobné ... Zníženie koncentrácie fosfátov v krvnej plazme sa pozoruje pri: rachitíde; … Zvýšenie koncentrácie fosfátov v krvnej plazme sa pozoruje, keď: hypofunkcia prištítnych teliesok; predávkovanie…Úloha stopových prvkov: Mg2 +, Mn2 +, Co, Cu, Fe2 +, Fe3 +, Ni, Mo, Se, J. Význam ceruloplazmínu, Konovalov-Wilsonova choroba.
mangán - kofaktor pre aminoacyl-tRNA syntetázy.
Biologická úloha Na +, Cl-, K +, HCO3- - hlavné elektrolyty, význam v regulácii CBS. Výmena a biologická úloha. Aniónový rozdiel a jeho korekcia.
Zníženie obsahu chloridov v sére: hypochloremická alkalóza (po zvracaní), respiračná acidóza, nadmerné potenie, zápal obličiek s ... Zvýšené vylučovanie chloridov močom: hypoaldosteronizmus (Addisonova choroba), ... Cushingova, terminálna fáza obličiek ...PREDNÁŠKA č.25
Téma: KOS
2 chod. Acidobázický stav (CBS) - relatívna stálosť reakcie ...Biologický význam regulácie pH, dôsledky porušení
Odchýlka pH od normy o 0,1 spôsobuje výrazné poruchy na strane dýchacieho, kardiovaskulárneho, nervového a iného systému tela. Pri acidémii sa vyskytuje: 1. zvýšené dýchanie až prudká dýchavičnosť, zlyhanie dýchania v dôsledku bronchospazmu;Základné princípy regulácie ČOV
Regulácia CBS je založená na 3 základných princípoch:
1. stálosť pH ... Mechanizmy regulácie CBS udržujú konštantné pH.
2. izoosmolarita ... S reguláciou CBS sa koncentrácia častíc v extracelulárnej a extracelulárnej tekutine nemení.
3. elektroneutralita ... Pri regulácii KOS sa počet pozitívnych a negatívnych častíc v medzibunkovej a extracelulárnej tekutine nemení.
REGULAČNÉ MECHANIZMY CBS
V zásade existujú 3 hlavné mechanizmy regulácie CBS:
- Fyzikálnochemický mechanizmus sú to nárazníkové systémy krvi a tkanív;
- Fyziologický mechanizmus , sú to orgány: pľúca, obličky, kostné tkanivo, pečeň, koža, gastrointestinálny trakt.
- Metabolický (na bunkovej úrovni).
Vo fungovaní týchto mechanizmov existujú zásadné rozdiely:
Fyzikálnochemické mechanizmy regulácie CBS
Buffer Je to systém pozostávajúci zo slabej kyseliny a jej soli so silnou zásadou (konjugovaný pár kyselina-báza).
Princíp fungovania tlmivého systému spočíva v tom, že nad nimi viaže H + a v prípade ich nedostatku uvoľňuje H +: H + + A - ↔ AN. Tlmivý systém má teda tendenciu odolávať akýmkoľvek zmenám pH, zatiaľ čo jedna zo zložiek tlmivého systému je spotrebovaná a je potrebné ju obnoviť.
Pufrové systémy sú charakterizované pomerom zložiek acidobázického páru, kapacitou, citlivosťou, lokalizáciou a hodnotou pH, ktorú si zachovávajú.
Vo vnútri aj mimo buniek tela je veľa pufrov. Hlavné pufrovacie systémy tela zahŕňajú hydrogénuhličitan, fosfátový proteín a jeho typ, hemoglobínový pufor. Asi 60% ekvivalentov kyseliny viaže intracelulárne pufrovacie systémy a asi 40% - extracelulárne.
Bikarbonátový (hydrokarbonátový) pufor
Pozostáva z H 2 CO 3 a NaHCO 3 v pomere 1/20, lokalizované hlavne v medzibunkovej tekutine. V krvnom sére pri pCO 2 = 40 mm Hg, koncentrácii Na + 150 mmol / l udržuje pH = 7,4. Prácu bikarbonátového tlmivého roztoku zabezpečuje enzým karboanhydráza a proteín pásma 3 erytrocytov a obličiek.
Bikarbonátový tlmivý roztok je jedným z najdôležitejších tlmičov v tele vďaka svojim vlastnostiam:
- Napriek nízkej kapacite - 10% je bikarbonátový pufor veľmi citlivý, viaže až 40% všetkého "extra" H +;
- Bikarbonátový tlmivý roztok integruje prácu hlavných tlmivých systémov a fyziologické mechanizmy regulácie CBS.
V tomto ohľade je bikarbonátový nárazník indikátorom CBS, určenie jeho zložiek je základom pre diagnostiku porušenia CBS.
Fosfátový pufor
Pozostáva z kyslých NaH 2 PO 4 a zásaditých Na 2 HPO 4 fosfátov, lokalizovaných najmä v bunkovej tekutine (fosfáty v bunke 14 %, v extracelulárnej tekutine 1 %). Pomer kyslých a zásaditých fosfátov v krvnej plazme je ¼, v moči - 25/1.
Fosfátový tlmivý roztok zabezpečuje reguláciu CBS vo vnútri bunky, regeneráciu bikarbonátového tlmivého roztoku v medzibunkovej tekutine a vylučovanie H+ v moči.
Proteínový pufor
Prítomnosť amino a karboxylových skupín v proteínoch im dáva amfotérne vlastnosti – prejavujú vlastnosti kyselín a zásad, tvoriac tlmivý systém.
Proteínový pufor pozostáva z proteínu-H a proteínu-Na, je lokalizovaný hlavne v bunkách. Najdôležitejším proteínovým pufrom v krvi je hemoglobínu .
Hemoglobínový pufor
Hemoglobínový pufor sa nachádza v erytrocytoch a má niekoľko funkcií:
- má najvyššiu kapacitu (až 75%);
- jeho práca priamo súvisí s výmenou plynu;
- neskladá sa z jedného, ale z 2 párov: HHb↔H++ Hb - a HHbО2 ↔H++ HbО 2 -;
HbO2 je pomerne silná kyselina, je dokonca silnejšia ako kyselina uhličitá. Kyslosť HbO2 je 70-krát vyššia ako u Hb, preto je oxyhemoglobín prítomný hlavne vo forme draselnej soli (KHbO2) a deoxyhemoglobín je vo forme nedisociovanej kyseliny (HHb).
Práca hemoglobínu a bikarbonátového pufra
Fyziologické mechanizmy regulácie CBS
Kyseliny a zásady vytvorené v tele môžu byť prchavé a neprchavé. Prchavá H2CO3 vzniká z CO2, konečný produkt aeróbneho ... Neprchavé kyseliny laktát, ketolátky a mastné kyseliny sa hromadia v ... Prchavé kyseliny sa z tela vylučujú najmä pľúcami s vydýchaným vzduchom, neprchavé - obličkami s močom.Úloha pľúc pri regulácii CBS
Regulácia výmeny plynov v pľúcach a v dôsledku toho aj uvoľňovanie H2CO3 z tela sa uskutočňuje prúdom impulzov z chemoreceptorov a ... Normálne pľúca emitujú 480 litrov CO2 za deň, čo zodpovedá 20 molom H2CO3 ... Pľúcne mechanizmy udržiavania CBS sú vysoko účinné, sú schopné neutralizovať narušenie CBS o 50-70 %. ...Úloha obličiek v regulácii CBS
Obličky regulujú CBS: 1. vylučovanie H + z tela v reakciách acidogenézy, amoniogenézy a s ... 2. zadržiavanie Na + v organizme. Na +, K + -ATPáza reabsorbuje Na + z moču, čo spolu s karboanhydrázou a acidogenézou ...Úloha kostí v regulácii CBS
1. Ca3 (PO4) 2 + 2H2CO3 → 3 Ca2 + + 2HPO42- + 2HCO3- 2. 2HPO42- + 2HCO3- + 4HA → 2H2PO4- (v moči) + 2H2O + 2CO2 + 4A- 3. A- + Ca2 + → CaA (do moču)Úloha pečene v regulácii CBS
Pečeň reguluje CBS:
1.premena aminokyselín, ketokyselín a laktátu na neutrálnu glukózu;
2. konverzia silnej amoniakovej zásady na slabo zásaditú močovinu;
3. syntéza krvných bielkovín, ktoré tvoria proteínový pufor;
4. syntetizuje glutamín, ktorý využívajú obličky na amoniogenézu.
Zlyhanie pečene vedie k rozvoju metabolickej acidózy.
Pečeň zároveň syntetizuje ketolátky, ktoré v podmienkach hypoxie, hladovania alebo diabetes mellitus prispievajú k acidóze.
Vplyv gastrointestinálneho traktu na CBS
Gastrointestinálny trakt ovplyvňuje stav CBS, keďže využíva HCl a HCO 3 - v procese trávenia. Najprv sa HCl vylučuje do lumen žalúdka, zatiaľ čo HCO 3 - sa hromadí v krvi a vzniká alkalóza. Potom NSO 3 - z krvi s pankreatickou šťavou vstúpi do črevného lúmenu a obnoví sa rovnováha CBS v krvi. Keďže potrava, ktorá sa dostane do tela a výkaly, ktoré sa z tela vylúčia, sú väčšinou neutrálne, celkový vplyv na CBS je nulový.
V prítomnosti acidózy sa do lúmenu uvoľňuje viac HCl, čo prispieva k vzniku vredov. Vracanie môže kompenzovať acidózu a hnačka sa môže zhoršiť. Dlhodobé zvracanie spôsobuje rozvoj alkalózy, u detí môže mať vážne následky až po smrť.
Bunkový mechanizmus regulácie CBS
Okrem uvažovaných fyzikálno-chemických a fyziologických mechanizmov regulácie CBS existuje aj bunkový mechanizmus regulácia CBS. Princíp jeho činnosti spočíva v tom, že nadbytočné množstvo H+ sa môže umiestniť do buniek výmenou za K+.
UKAZOVATELE CBS
1. pH - (výkon vodíka - sila vodíka) - záporný dekadický logaritmus (-lg) koncentrácie H+. Norma v kapilárnej krvi je 7,37 - 7,45, ... 2. pCO2 - parciálny tlak oxidu uhličitého v rovnováhe s ... 3. pO2 - parciálny tlak kyslíka v plnej krvi. Norma v kapilárnej krvi je 83 - 108 mm Hg, vo venóznej krvi - ...RUŠENIA KOS
Korekcia CBS je adaptívna reakcia zo strany orgánu, ktorý spôsobil porušenie CBS. Existujú dva hlavné typy porúch CBS - acidóza a alkalóza.Acidóza
ja plyn (dýchací) ... Je charakterizovaná akumuláciou CO2 v krvi ( pC02=, AB, SB, BB = N,).
1). sťažené uvoľňovanie CO 2, s poruchami vonkajšieho dýchania (hypoventilácia pľúc s bronchiálnou astmou, zápal pľúc, poruchy krvného obehu so stagnáciou v malom kruhu, pľúcny edém, emfyzém, pľúcna atelektáza, útlm dýchacieho centra pod vplyvom množstvo toxínov a liečiv, ako je morfín atď.) (pCO 2 =, pO 2 = ↓, AB, SB, BB = N,).
2). vysoká koncentrácia CO 2 v prostredí (uzavreté miestnosti) (pCO 2 =, pO 2, AB, SB, BB = N,).
3). porucha funkcie anestézie a dýchacieho zariadenia.
Pri plynovej acidóze dochádza k akumulácii v krvi CO 2, H 2 CO 3 a pokles pH. Acidóza stimuluje reabsorpciu Na + v obličkách a po čase sa v krvi zvýšia AB, SB, BB a ako kompenzácia vzniká vylučovacia alkalóza.
Pri acidóze sa H 2 PO 4 - hromadí v krvnej plazme, ktorá nie je schopná spätnej absorpcie v obličkách. V dôsledku toho vyniká namáhavo, spôsobuje fosfatúria .
Na kompenzáciu acidózy obličiek sa chloridy vylučujú močom, čo vedie k hypochrómia .
Nadbytok H + vstupuje do buniek, namiesto K + bunky opúšťa, čo spôsobuje hyperkaliémia .
Nadbytok K + sa intenzívne vylučuje močom, čo v priebehu 5-6 dní vedie k hypokaliémia .
II. Neplyn. Je charakterizovaná akumuláciou neprchavých kyselín (рСО 2 = ↓, N, AB, SB, BB = ↓).
1). Metabolický. Vyvíja sa pri poruchách látkovej premeny tkanív, ktoré sú sprevádzané nadmernou tvorbou a hromadením neprchavých kyselín alebo stratou zásad (рСО 2 = ↓, N, AP =, AB, SB, BB = ↓).
a). Ketoacidóza S diabetes mellitus, nalačno, hypoxia, horúčka atď.
b). Laktátová acidóza. S hypoxiou, poruchou funkcie pečene, infekciami atď.
v). Acidóza. Vzniká v dôsledku nahromadenia organických a anorganických kyselín pri rozsiahlych zápalových procesoch, popáleninách, úrazoch a pod.
Pri metabolickej acidóze dochádza k hromadeniu neprchavých kyselín a zníženiu pH. Nárazové systémy, neutralizujúce kyseliny, sa spotrebúvajú, v dôsledku čoho sa koncentrácia v krvi znižuje AB, SB, BB a stúpanie AR.
H + neprchavé kyseliny interagujúce s HCO 3 - dávajú H 2 CO 3, ktorý sa rozkladá na H 2 O a CO 2, pričom samotné neprchavé kyseliny tvoria hydrogénuhličitanové soli s Na +. Nízke pH a vysoké pCO 2 stimulujú dýchanie, v dôsledku čoho sa pCO 2 v krvi normalizuje alebo klesá s rozvojom plynovej alkalózy.
Prebytok H + v krvnej plazme sa presunie do bunky a namiesto K + opustí bunku, čo je prechodné hyperkaliémia a bunky - hypokaligíza ... K + sa intenzívne vylučuje močom. V priebehu 5-6 dní sa obsah K + v plazme normalizuje a potom sa dostane pod normu ( hypokaliémia ).
V obličkách sa zosilňujú procesy acido-, amoniogenézy a dopĺňania deficitu plazmatického bikarbonátu. Výmenou za НСО 3 - Сl - sa aktívne vylučuje do moču, vyvíja sa hypochlorémia .
Klinické prejavy metabolickej acidózy:
- poruchy mikrocirkulácie ... Dochádza k zníženiu prietoku krvi a rozvoju stázy pod vplyvom katecholamínov, reologických vlastností krvi sa mení, čo prispieva k prehĺbeniu acidózy.
- poškodenie a zvýšená priepustnosť cievnej steny pod vplyvom hypoxie a acidózy. Pri acidóze sa zvyšuje hladina kinínov v plazme a extracelulárnej tekutine. Kiníny spôsobujú vazodilatáciu a dramaticky zvyšujú priepustnosť. Vyvíja sa hypotenzia. Opísané zmeny v cievach mikrovaskulatúry prispievajú k procesu tvorby trombu a krvácania.
Keď je pH krvi nižšie ako 7,2, znížený srdcový výdaj .
- dych Kussmaul (kompenzačná reakcia zameraná na uvoľnenie prebytočného CO 2).
2. Vylučovací. Vyvíja sa, keď sú narušené procesy acido- a amoniogenézy v obličkách alebo keď dochádza k nadmernej strate základných valencií stolicou.
a). Zadržiavanie kyselín pri zlyhaní obličiek (chronická difúzna glomerulonefritída, nefroskleróza, difúzna nefritída, urémia). Moč je neutrálny alebo zásaditý.
b). Strata zásad: renálna (renálna tubulárna acidóza, hypoxia, intoxikácia sulfónamidmi), gastroenterická (hnačka, hypersalivácia).
3. Exogénne.
Kyslé potraviny, lieky (chlorid amónny; transfúzia veľkého množstva roztokov nahrádzajúcich krv a tekutín na parenterálnu výživu, ktorých pH je zvyčajne<7,0) и при отравлениях (салицилаты, этанол, метанол, этиленгликоль, толуол и др.).
4. Kombinované.
Napríklad ketoacidóza + laktátová acidóza, metabolická + vylučovacia atď.
III. Zmiešané (plyn + neplyn).
Vyskytuje sa pri asfyxii, kardiovaskulárnom zlyhaní atď.
Alkalóza
1). zosilnené odstraňovanie CO2 s aktiváciou vonkajšieho dýchania (hyperventilácia pľúc s kompenzačnou dýchavičnosťou sprevádzajúcou množstvo chorôb, vrátane ... 2). Nedostatok O2 vo vdychovanom vzduchu spôsobuje hyperventiláciu pľúc a ... Hyperventilácia vedie k zníženiu pCO2 v krvi a zvýšeniu pH. Alkalóza inhibuje renálnu reabsorpciu Na +, ...Neplynová alkalóza
Literatúra
1. Hydrogenuhličitany v sére alebo plazme / R. Murray, D. Grenner, P. Meyes, W. Rodwell // Biochémia človeka: v 2 zväzkoch. T.2. Za. z angličtiny: - M .: Mir, 1993 .-- s. 370-371.
2. Pufrové systémy krvi a acidobázickej rovnováhy / T.T. Berezov, B.F. Korovkin // Biologická chémia: Učebnica / Vyd. Akad. RAMS S.S. Debová. - 2. vyd. revidované a pridať. - M .: Medicína, 1990 .-- s. 452-457.
Čo urobíme s prijatým materiálom:
Ak sa ukázalo, že tento materiál je pre vás užitočný, môžete si ho uložiť na svoju stránku v sociálnych sieťach: