Vodno-elektrolitsko in fosfatno-kalcijevo presnovo.Biokemija. Izmenjava vode in soli

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

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

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

DRŽAVNA MEDICINA KARAGANDA H SKY AKADEMIJA

Katedra za splošno in biološko kemijo

FUNKCIONALNA BIOKEMIJA

(Presnova vode in soli. Biokemija ledvic in urina)

VODIČ

Karaganda 2004

Avtorji: vodja. oddelka prof. L.E. Muravleva, izredni profesor T.S. Omarov, izredni profesor S.A. Iskakova, učitelji D.A. Klyuev, O.A. Ponamareva, L.B. Aitisheva

Recenzent: profesor N.V. Kozačenko

Potrjeno na seji oddelka pr.št. z dne 2004

Odobren s strani vodje oddelka

Odobreno na MC medicinsko-bioloških in farmacevtskih fakultet

Projekt št. _ z dne __2004

predsednik

1. Izmenjava vode in soli

Ena izmed najpogosteje motenih vrst presnove v patologiji je vodno-sol. Povezan je s stalnim gibanjem vode in mineralov iz zunanjega okolja telesa v notranje in obratno.

V telesu odrasle osebe voda predstavlja 2/3 (58-67%) telesne teže. Približno polovica njegove prostornine je koncentrirana v mišicah. Potrebo po vodi (oseba dnevno prejme do 2,5–3 litre tekočine) pokrijemo 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 in 55 g vode). Endogena voda se sintetizira v razmeroma veliki količini, ko se aktivira proces oksidacije maščob, kar opazimo pri različnih, predvsem dolgotrajnih stresnih stanjih, vzbujanju simpatično-nadledvičnega sistema, razbremenilni dieti (pogosto se uporablja za zdravljenje debelih bolnikov).

Zaradi nenehno nastajajočih 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 količina obveznih izgub vode 2,5-3 litra, kar je v veliki meri odvisno od količine toksinov, odstranjenih iz telesa.

Vloga vode v življenjskih procesih je zelo raznolika. Voda je topilo za številne spojine, neposredna sestavina številnih fizikalno-kemijskih in biokemijskih transformacij, prenašalec endo- in eksogenih snovi. Poleg tega opravlja mehansko funkcijo, oslabi trenje ligamentov, mišic, hrustančnih površin sklepov (s čimer olajša njihovo mobilnost) 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, pojavljanja procesov, ki zagotavljajo temperaturno konstantnost. (izotermija).

V človeškem telesu voda obstaja v treh glavnih fizikalnih in kemijskih stanjih, po katerih ločimo: 1) prosta ali gibljiva voda (sestavlja glavnino znotrajcelične tekočine, pa tudi kri, limfo, intersticijsko tekočino); 2) voda, vezana s hidrofilnimi koloidi, in 3) konstitucijska, vključena v strukturo molekul beljakovin, maščob in ogljikovih hidratov.

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

Intersticijska voda vključuje ustrezno medcelično vodo (prosta medcelična tekočina) in organizirano zunajcelično tekočino (ki predstavlja 15--16 % telesne teže oziroma 10,5 litra), tj. voda ligamentov, kit, fascij, hrustanca itd. Poleg tega zunajcelični sektor vključuje vodo, ki se nahaja v nekaterih votlinah (trebušna in plevralna votlina, perikard, sklepi, možganski prekati, očesne komore itd.), Pa tudi v prebavilih. Tekočina teh votlin ne sodeluje aktivno v presnovnih procesih.

Voda človeškega telesa ne stagnira v svojih različnih oddelkih, ampak se nenehno giblje in se nenehno izmenjuje z drugimi sektorji tekočine in z zunanjim okoljem. Gibanje vode je v veliki meri posledica sproščanja prebavnih sokov. Torej, s slino, s sokom trebušne slinavke, 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 odrasle osebe (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, pa tudi pri bolnikih je potreba po mikroelementih običajno večja.

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

Presnovo mineralov nadzorujejo hormoni. To velja na primer 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, ki se absorbira iz hrane, je praviloma odvisna od presnovnih zahtev telesa in v nekaterih primerih od sestave živil. Kalcij lahko štejemo za primer vpliva sestave hrane. Absorpcijo ionov Ca 2+ pospešujeta mlečna in citronska kislina, fosfatni ion, oksalatni ion in fitinska kislina pa zavirajo absorpcijo kalcija zaradi kompleksiranja in tvorbe slabo topnih soli (fitin).

Pomanjkanje mineralov ni redek pojav: pojavlja se iz različnih razlogov, na primer zaradi enolične prehrane, slabše prebavljivosti in različnih bolezni. Pomanjkanje kalcija se lahko pojavi med nosečnostjo, pa tudi z rahitisom ali osteoporozo. Pomanjkanje klora nastane zaradi velike izgube ionov Cl – s hudim bruhanjem. Zaradi premajhne vsebnosti joda v živilih sta pomanjkanje joda in golšavost postala pogosta v mnogih delih srednje Evrope. Pomanjkanje magnezija se lahko pojavi zaradi driske ali zaradi monotone prehrane pri alkoholizmu. Pomanjkanje elementov v sledovih v telesu se pogosto kaže s kršitvijo hematopoeze, t.j. anemija V zadnjem stolpcu so navedene funkcije, ki jih v telesu opravljajo ti minerali. Iz podatkov v tabeli je razvidno, da skoraj vsa makrohranila delujejo v telesu kot strukturne komponente in elektroliti. Signalne funkcije opravljata jod (kot del jodotironina) in kalcij. Večina elementov v sledovih je kofaktorjev beljakovin, predvsem encimov. V količinskem smislu v telesu prevladujejo beljakovine, ki vsebujejo železo, hemoglobin, mioglobin in citokrom, pa tudi več kot 300 beljakovin, ki vsebujejo cink.

2. Uravnavanje presnove vode in soli. Vloga vazopresina, aldosterona in renin-angiotenzinskega sistema

Glavni parametri homeostaze vode in soli 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 ravnotežja vode in soli, so ADH, aldosteron in atrijski natriuretični faktor (PNF).

ADH ali vazopresin je peptid z 9 aminokislinami, ki je povezan z enim samim disulfidnim mostom. Sintetizira se kot prohormon v hipotalamusu, nato se prenese v živčne končiče zadnje hipofize, iz katerih se z ustrezno stimulacijo izloči v krvni obtok. Gibanje vzdolž aksona je povezano s specifičnim nosilnim proteinom (nevrofizinom)

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

Najpomembnejše tarčne celice za ADH so celice distalnih tubulov in zbiralnih kanalov ledvic. Celice teh kanalov so razmeroma neprepustne za vodo, v odsotnosti ADH pa 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 ledvičnih epitelijskih celic. Vezava ADH na V 2 je povezana s sistemom adenilat ciklaze in stimulira aktivacijo protein kinaze A (PKA). PKA fosforilira beljakovine, ki stimulirajo izražanje gena membranskega proteina, akvaporina-2. Aquaporin 2 se premakne na apikalno membrano, se vanjo vgradi in tvori 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 reabsorbira iz ledvičnih tubulov. Receptorji tipa V 1 so lokalizirani v gladkih mišičnih membranah. 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 zaradi disfunkcije zadnje hipofize, pa tudi motnje v hormonskem signalnem sistemu, lahko privede do razvoja diabetesa insipidusa. Glavna manifestacija diabetesa insipidusa je poliurija, t.j. izločanje velikih količin urina z nizko gostoto.

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

Sintezo in izločanje aldosterona v celicah 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, da tvori molekule ATP, potrebne za aktivni transport ionov; c) aktivirati delovanje črpalke K + , Na + -ATPaze in spodbuditi sintezo novih črpalk. Splošni rezultat delovanja beljakovin, ki jih povzroča aldosteron, je povečana reabsorpcija 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. Lokalizacija teh celic jih naredi še posebej občutljive na spremembe krvnega tlaka. Znižanje krvnega tlaka, izguba tekočine ali krvi, zmanjšanje koncentracije NaCl spodbujajo 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 karboksidipeptidil peptidazo, ki pretvarja antiotenzin, ki se nahaja v endotelijskih celicah in krvni plazmi. Dve končni aminokislini se odcepita od angiotenzina I, da nastane oktapeptid, angiotenzin II.

Angiotenzin II spodbuja nastajanje aldosterona, povzroča zoženje arteriol, kar povzroči zvišanje krvnega tlaka in povzroča žejo. Angiotenzin II aktivira sintezo in izločanje aldosterona skozi inozitol fosfatni sistem.

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, povečan srčni utrip, povišane ravni kateholaminov in glukokortikoidov v krvi.

Glavni ciljni organi PNP so ledvice in periferne arterije.

Mehanizem delovanja PNP ima številne značilnosti. PNP receptor na plazemski membrani je protein z aktivnostjo gvanilat ciklaze. Receptor ima domensko strukturo. Domena, ki veže ligand, 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 aktivnost gvanilat ciklaze receptorja poveča in iz GTP nastane ciklični GMP. Zaradi delovanja PNP se zavira tvorba in izločanje renina in aldosterona. Celoten 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 zožitve lumena žil in (z regulacijo izločanja aldosterona) zadrževanja natrija, ampak nasprotno do vazodilatacije in izgube soli.

3. Biokemija ledvic

Glavna funkcija ledvic je odstranjevanje vode in vodotopnih snovi (končnih produktov presnove) iz telesa (1). Funkcija uravnavanja ionskega in kislinsko-bazičnega ravnovesja notranjega okolja telesa (homeostatska funkcija) je tesno povezana z izločevalno funkcijo. 2). Obe funkciji nadzorujejo hormoni. Poleg tega ledvice opravljajo endokrino funkcijo, saj so neposredno vključene v sintezo številnih hormonov (3). Nazadnje so ledvice vključene v vmesno presnovo (4), zlasti v glukoneogenezo in razgradnjo peptidov in aminokislin (slika 1).

Skozi ledvice prehaja zelo velika količina krvi: 1500 litrov na dan. Iz tega volumna se filtrira 180 litrov primarnega urina. Potem se volumen primarnega urina znatno zmanjša zaradi reabsorpcije vode, zaradi česar 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 (glomerularna ali glomerularna filtracija). V glomerulih ledvičnih telesc v procesu ultrafiltracije iz krvne plazme nastane primarni urin, ki je izoosmotičen s krvno plazmo. Pore, skozi katere se filtrira plazma, imajo efektivni povprečni premer 2,9 nm. S to velikostjo por vse komponente krvne plazme z molekulsko maso (M) do 5 kDa prosto prehajajo skozi membrano. Snovi z M< 65 кДа частично проходят через поры, и только крупные молекулы (М >65 kDa) se zadržijo v porah in ne vstopijo v primarni urin. Ker ima večina beljakovin v krvni plazmi precej visoko molekulsko maso (M > 54 kDa) in so negativno nabiti, jih zadrži glomerularna bazalna membrana, vsebnost beljakovin v ultrafiltratu pa je zanemarljiva.

Reabsorpcija. Primarni urin se koncentrira (približno 100-krat večja od prvotne prostornine) z obratno filtracijo vode. Hkrati se skoraj vse snovi z nizko molekulsko maso, predvsem glukoza, aminokisline, pa tudi večina elektrolitov – anorganskih in organskih ionov, reabsorbirajo v tubulih po mehanizmu aktivnega transporta (slika 2).

Reabsorpcija aminokislin se izvaja s pomočjo skupinsko specifičnih transportnih sistemov (nosilcev).

kalcijevi in fosfatni ioni. 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 vodi v 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 v zvezi z uravnavanjem ravni kalcijevih ionov kalcitonin antagonist paratirina.

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

natrijevi ioni. Reabsorpcija ionov Na + 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 delo Na + /K + -ATP-aze, lokalizirane na tisti strani plazemske membrane tubularnih celic (distalni in zbiralni kanali nefrona), ki jo spere 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 enakem volumnu skupaj z ioni Na +. 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. torej poveča 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 energetsko odvisen proces, povezan s hidrolizo ATP. Hkrati ga spremlja sočasni transport ionov Na + (po gradientu, saj je koncentracija Na + v primarnem urinu višja 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 se izločajo iz telesa, pride 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. Urea, ki se proizvaja v jetrih. je nosilec dušika, ki ga vsebujejo aminokisline in pirimidinske baze. Količina sečnine je neposredno povezana s presnovo beljakovin: 70 g beljakovin vodi do tvorbe ~30 g sečnine. Sečna kislina je končni produkt presnove purinov. Kreatinin, ki nastane s spontano ciklizacijo kreatina, je končni produkt presnove v mišičnem tkivu. Ker je dnevno sproščanje kreatinina individualna lastnost (premosorazmerna z mišično maso), se lahko kreatinin uporabi kot endogena 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. hipurična 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 produkti presnovne transformacije številnih hormonov (kateholamini, steroidi, serotonin). Vsebnost končnih produktov je mogoče uporabiti za presojo biosinteze teh hormonov v telesu. Proteinski hormon horiogonadotropin (CG, M 36 kDa), ki nastane med nosečnostjo, vstopi v krvni obtok in se z imunološkimi metodami zazna v urinu. Prisotnost hormona služi kot indikator nosečnosti.

Rumeno barvo urina dajejo urokromi - derivati žolčnih pigmentov, ki nastanejo med razgradnjo hemoglobina. Urin ob shranjevanju potemni zaradi oksidacije urokroma.

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

4. Hormonska regulacija uriniranja

Volumen urina in vsebnost ionov v njem se uravnava zaradi kombiniranega delovanja hormonov in strukturnih značilnosti ledvic. Na količino dnevnega urina vplivajo hormoni:

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

PARATHORMON - paratiroidni hormon proteinsko-peptidne narave, (membranski mehanizem delovanja, preko cAMP) vpliva tudi na odstranjevanje soli iz telesa. V ledvicah poveča tubulno 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 obščitničnega 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 D 3, izboljša reabsorpcijo kalcija in fosforja v ledvičnih tubulih.

homeostatsko delovanje ledvic

1) homeostaza vode in soli

Ledvice sodelujejo pri vzdrževanju stalne količine vode z vplivom na ionsko sestavo znotraj- in zunajceličnih tekočin. Približno 75 % natrijevih, kloridnih in vodnih ionov se reabsorbira iz glomerularnega filtrata v proksimalnem tubulu z omenjenim mehanizmom ATPaze. V tem primeru se aktivno reabsorbirajo samo natrijevi ioni, anioni se premikajo zaradi elektrokemičnega gradienta, voda pa se reabsorbira pasivno in izosmotsko.

2) sodelovanje ledvic pri uravnavanju kislinsko-baznega ravnovesja

Koncentracija ionov H + 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 pomembne spremembe v koncentraciji teka 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 odstranjevanjem protonov. V primeru motenj v puferskih sistemih in v primeru neskladnosti s kislinsko-bazičnim ravnovesjem, na primer zaradi bolezni ledvic ali motenj v frekvenci dihanja zaradi hipo- ali hiperventilacije, se pH vrednost plazme dvigne. presega sprejemljive meje. Znižanje pH vrednosti 7,40 za več kot 0,03 enote imenujemo acidoza, povečanje 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, darujejo protone v črevesnem traktu (pri alkalnem pH). Aminokislini metionin in cistein, ki nastaneta med razgradnjo beljakovin, največ prispevata k zagotavljanju ravnovesja protonov. V jetrih se žveplovi atomi teh aminokislin oksidirajo v žveplovo kislino, ki disociira v sulfatne ione in protone.

Med anaerobno glikolizo v mišicah in rdečih krvnih celicah se glukoza pretvori v mlečno kislino, katere disociacija vodi do tvorbe laktata in protonov. Nastajanje ketonskih teles - acetoocetne in 3-hidroksimaslene kisline - v jetrih vodi tudi do sproščanja protonov, presežek ketonskih teles vodi do preobremenitve plazemskega puferskega sistema in znižanja 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 acidoza predstavlja posebno nevarnost za telo, imajo ledvice posebne mehanizme za boj proti njej:

a) izločanje H+

Ta mehanizem vključuje tvorbo CO 2 v presnovnih reakcijah, ki se pojavljajo v celicah distalnega tubula; nato nastajanje H 2 CO 3 pod delovanjem karboanhidraze; njegova nadaljnja disociacija na H + in HCO 3 - ter zamenjava ionov H + za ione Na +. Nato natrijevi in bikarbonatni ioni difundirajo v kri, kar zagotavlja njeno alkalizacijo. Ta mehanizem je bil eksperimentalno preverjen - uvedba zaviralcev karboanhidraze vodi do povečanja izgub natrija s sekundarnim urinom in zakisljevanje urina se ustavi.

b) amoniogeneza

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

Encimi za amoniogenezo 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 – v tem se razlikuje od istega jetrnega encima. Zato se z acidozo 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. S popolnim stradanjem se v ledvicah tvori do 50% glukoze v krvi.

Pri alkalozi je glukoneogeneza inhibirana (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 faza zorenja aktivne oblike vitamina D 3 - 1,25-dioksiholekalciferol. 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), nato pa v ledvicah (na položaju 1). Tako ledvice s sodelovanjem pri tvorbi aktivne oblike vitamina D 3 vplivajo na presnovo fosforja in kalcija v telesu. Zato se pri boleznih ledvic, ko so moteni procesi hidroksilacije vitamina D 3, lahko razvije OSTEODISTROFIJA.

2) Regulacija eritropoeze. Ledvice proizvajajo glikoprotein, imenovan ledvični eritropoetski faktor (PEF ali eritropoetin). To je hormon, ki lahko deluje na matične celice rdečega kostnega mozga, ki so tarčne celice za PEF. PEF usmerja razvoj teh celic po poti eritropoeze, t.j. spodbuja tvorbo rdečih krvnih celic. 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 se pri boleznih ledvic včasih opazi ledvična anemija.

3) Biosinteza beljakovin. V ledvicah se aktivno odvijajo procesi biosinteze beljakovin, ki so potrebne za druga tkiva. Tukaj so sintetizirane nekatere komponente:

- sistemi za strjevanje krvi;

- sistemi komplementa;

- sistemi fibrinolize.

- 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: KALLIKREIN-KININSKIM SISTEMOM, katerega delovanje vodi do znižanja krvnega tlaka.

Proteinski 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 se pojavi s sodelovanjem karboksitepsina - ta encim hkrati vpliva na oba sistema regulacije žilnega tonusa, kar vodi do zvišanja krvnega tlaka. Zaviralci karboksitepsina se uporabljajo 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 tubularnih celicah 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 presnove 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 velike količine kisika. Masa ledvic je le 0,5 % celotne telesne teže, poraba kisika s strani ledvic pa 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.

vodni fiziološki ledvični urin

medicinski pomen

patološke sestavine urina

KOMPONENTE

SIMPTOM

RAZLOGI ZA VIDEZ

BELJAKOVINE

Proteinurija

Poškodbe 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.

KRVI

hematurija

Hemoglobinurija

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

GLUKOZA

Glukozurija

Diabetes mellitus, steroidna sladkorna bolezen, tirotoksikoza.

FRUKTOZA

Fruktozurija

Prirojeno pomanjkanje encimov, ki pretvarjajo fruktozo v glukozo (fosfofruktokinazna okvara).

GALAKTOZA

Galaktozurija

Prirojena pomanjkljivost encima, ki pretvarja galaktozo v glukozo (galaktoza-1-fosfat-uridiltransferaza).

KETONSKA TELESA

ketonurija

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

BILIRUBIN

Bilirubinurija

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

kreatin

Kreatinurija

Pri odraslih je povezana z moteno pretvorbo kreatina v kreatinin. Opazimo ga z mišično distrofijo, hipotermijo, konvulzivnimi stanji (tetanus, tetanija).

PADAVINE:

fosfati

oksalati

urati

Fosfaturija

oksalaturija

Uraturija

Obarjanje nekaterih normalno slabo topnih sestavin urina (kalcijeve, magnezijeve soli) vodi do tvorbe sečnih kamnov. To olajša alkalizacija urina v mehurju in ledvični medenici pri kroničnih bakterijskih okužbah: mikroorganizmi razgrajujejo sečnino, pri čemer se sprošča amoniak, kar vodi do zvišanja pH urina. Pri protinu (urin zakisa) se kamni tvorijo 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 insipidus, kroničnem nefritisu, pielonefritisu, pri prekomernem vnosu tekočine s hrano.

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

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

Barva urina je običajno jantarna ali slamnato rumena, zaradi pigmentov urokrom, urobilinogen 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 določenih zdravil, s povečanjem koncentracije indoksil žveplove kisline, ki se razgradi s tvorbo indiga (povečani procesi razpadanja beljakovin v črevesju)

Transparentnost 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 (v povprečju 1012-1020). To pomeni, da se z urinom na dan 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 konstantno nizko gostoto, enako gostoti primarnega urina (približno 1010), ki ga opazimo pri hudi odpovedi ledvic z diabetesom insipidusom.

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

Ko stoji, nastanejo normalni ostanki urina.

Luskasto - iz beljakovin, mukoproteinov, epitelijskih celic sečil

Sestoji iz oksalatov in uratov (soli oksalne in sečne kisline), ki se raztopijo ob nakisanju.

pH urina je običajno v območju 5,5-6,5.

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

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, pa tudi o znotraj- in zunajcelični hiper-, izo- in hipotonični hipohidraciji. Spremembe, ki jih povzroči kršitev porazdelitve vode in elektrolitov v enem sektorju, vedno povzročijo dobro opredeljene premike v drugem.

Splošna dehidracija (splošna dehidracija) nastane, ko se v telo vnese manj vode, kot jo izgubi v istem časovnem obdobju (negativna bilanca vode). Opaženo pri stenozi, obstrukciji požiralnika (povzročene zaradi opeklin, tumorjev ali drugih vzrokov), peritonitisu, operacijah na prebavnem traktu, poliuriji, neustreznem nadomeščanju izgube vode pri oslabelih bolnikih, koleri, pri bolnikih v komi.

S pomanjkanjem vode se zaradi strjevanja krvi poveča koncentracija gostih snovi v plazmi, kar vodi do povečanja osmotskega tlaka. Slednji določa gibanje vode iz celic skozi medcelični prostor v zunajcelično tekočino. Posledično se zmanjša volumen 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 znotrajceličnimi sektorji. dnevna diureza. Dnevna potreba po vodi. Uravnavanje presnove vode in soli v ledvicah. Uravnavanje osmotskega krvnega tlaka.

predavanje, dodano 25.02.2002

Presnova vode in soli kot skupek procesov vode in soli (elektrolitov), ki vstopajo v telo, njihova absorpcija, porazdelitev v notranjem okolju in izločanje. Glavne bolezni, ki jih povzroča kršitev vazopresina. Uravnavanje izločanja natrija preko ledvic.

kontrolno delo, dodano 6.12.2010

Morfo-funkcionalne značilnosti urinarnega sistema. Anatomija ledvic. Struktura ledvic. Mehanizem uriniranja. Oskrba s krvjo v ledvicah. Kršitev funkcij urinarnega sistema pri patologiji, pielonefritisu. Metode za pregled urina in delovanja ledvic.

povzetek, dodan 31.10.2008

Sestavine in vrste nefronov. Odstranitev končnih produktov presnove iz telesa. Uravnavanje presnove vode in soli in krvnega tlaka. Filtracija v ledvicah in zgradba cevastega sistema ledvic. Mesangialne celice in Shumlyansky-Bowmanova kapsula.

predstavitev, dodano 2. 2. 2013

Glavne oblike kršitev presnove vode in soli. Simptomi pomanjkanja vode. Osmotske in ionske konstante. Uravnavanje izločanja vode in elektrolitov. Patologija proizvodnje aldosterona. Klinične manifestacije hiperosmolarne dehidracije, načela terapije.

predstavitev, dodano 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, izločanje.

predstavitev, dodano 01.12.2014

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

goljufija, dodana 24.6.2010

Etiologija in patogeneza okvarjenega delovanja ledvic: glomerularna in tubulna filtracija, reabsorpcija, izločanje, koncentracija in redčenje urina. Klinična diagnoza bolezni ledvic, laboratorijske raziskave in analiza fizikalnih in kemijskih lastnosti urina.

seminarska naloga, dodana 15.06.2015

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

predstavitev, dodano 05.02.2017

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.

Pomen predmeta: Voda in v njej raztopljene snovi ustvarjajo notranje okolje telesa. Najpomembnejši parametri vodno-solne homeostaze so osmotski tlak, pH ter volumen znotrajcelične in zunajcelične tekočine. Spremembe teh parametrov lahko povzročijo spremembe krvnega tlaka, acidozo ali alkalozo, dehidracijo in edem tkiva. Glavni hormoni, ki sodelujejo pri fini regulaciji presnove vode in soli ter delujejo na distalne tubule in zbiralne kanale ledvic: antidiuretični hormon, aldosteron in natriuretični faktor; renin-angiotenzinski sistem ledvic. V ledvicah poteka končna tvorba sestave in volumna urina, kar zagotavlja regulacijo in konstantnost notranjega okolja. Ledvice odlikuje intenzivna energetska presnova, ki je povezana s potrebo po aktivnem transmembranskem transportu znatnih količin snovi med nastajanjem urina.

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

Namen lekcije: preučiti značilnosti parametrov presnove vode in soli in mehanizmov njihove regulacije. Značilnosti presnove v ledvicah. Naučite se izvajati in oceniti biokemično analizo urina.

Študent mora vedeti:

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

2. Značilnosti vodnih predelov telesa.

3. Glavni parametri tekočega medija telesa.

4. Kaj zagotavlja konstantnost parametrov znotrajcelične tekočine?

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

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

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

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

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

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

Študent mora biti sposoben:

1. Izvedite kvalitativno določitev glavnih sestavin urina.

2. Ocenite biokemično analizo urina.

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

1. Struktura ledvice, nefron.

2. Mehanizmi nastajanja urina.

Naloge za samoizobraževanje:

1. Glej potek histologije. Ne pozabite na strukturo nefrona. Upoštevajte proksimalni tubul, distalni zavit tubul, zbiralni kanal, vaskularni glomerul, jukstaglomerularni aparat.

2. Glej potek normalne fiziologije. Ne pozabite na mehanizem nastajanja urina: filtracija v glomerulih, reabsorpcija v tubulih s tvorbo sekundarnega urina in izločanje.

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

Navedite hormone, ki so vključeni v to uredbo. Opišite njihov učinek po shemi: vzrok za izločanje hormonov; ciljni organ (celice); mehanizem njihovega delovanja v teh celicah; končni učinek njihovega delovanja.

Preizkusite svoje znanje:

A. vazopresin(vse pravilno razen enega):

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

B. Aldosteron(vse pravilno razen enega):

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

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

B. Natriuretični faktor(vse pravilno razen enega):

ampak. sintetizira se v bazah celic atrija; b. dražljaj izločanja - povišan krvni tlak; v poveča sposobnost filtriranja glomerulov; d) poveča tvorbo urina; e. Urin postane manj koncentriran.

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

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

Ne pozabite na puferske sisteme krvi (bazični bikarbonat)!

Preizkusite svoje znanje:

Hrana živalskega izvora je kisle narave (predvsem zaradi fosfatov, v nasprotju s hrano rastlinskega izvora). Kako se bo pH urina spremenil pri osebi, ki uživa predvsem hrano živalskega izvora:

ampak. bližje pH 7,0; b.pn približno 5.; v pH okoli 8,0.

6. Odgovori na vprašanja:

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

B. Visoka intenzivnost glukoneogeneze;

B. Vloga ledvic pri presnovi kalcija.

7. Ena glavnih nalog nefronov je, da v pravi količini ponovno absorbirajo koristne snovi iz krvi in odstranijo končne produkte presnove iz krvi.

Naredi mizo Biokemični kazalniki urina:

Delo v avditoriju.

Laboratorijsko delo:

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

določanje pH.

Napredek dela: na sredino indikatorskega papirja se nanese 1-2 kapljici urina in s spremembo barve enega od barvnih trakov, ki sovpada z barvo kontrolnega traku, se pH urina, ki se preučuje, spremeni. odločen. Normalni pH 4,6 - 7,0

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

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

3. Kvalitativna reakcija za glukozo (Fehlingova reakcija).

Potek dela: 10 kapljicam urina dodajte 10 kapljic Fehlingovega reagenta. Segrejemo do vretja. V prisotnosti glukoze se pojavi rdeča barva. Primerjajte rezultate z normo. Običajno se količine glukoze v sledovih v urinu s kvalitativnimi reakcijami ne zaznajo. Običajno v urinu ni glukoze. Pri nekaterih patoloških stanjih se glukoza pojavi v urinu. glikozurija.

Določanje se lahko izvede s testnim trakom (indikatorskim papirjem) /

Odkrivanje ketonskih teles

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

Običajno so ketonska telesa v urinu odsotna. Pri nekaterih patoloških stanjih se v urinu pojavijo ketonska telesa - ketonurija.

Rešite težave sami, odgovorite na vprašanja:

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

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

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

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

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

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

7. Upoštevajte standardni obrazec "Popolna analiza urina" (multidisciplinarna klinika Državne medicinske akademije Tyumen) in znajte razložiti fiziološko vlogo in diagnostično vrednost biokemičnih komponent urina, določenih v biokemičnih laboratorijih. Ne pozabite, da so biokemični parametri urina normalni.

Lekcija 27. Biokemija sline.

Pomen predmeta: V ustni votlini se združujejo različna tkiva in živijo mikroorganizmi. Med seboj so povezani in imajo določeno stalnost. In pri ohranjanju homeostaze ustne votline in telesa kot celote ima najpomembnejša vloga ustna tekočina in še posebej slina. Ustna votlina kot začetni odsek prebavnega trakta je mesto prvega stika telesa s hrano, zdravili in drugimi ksenobiotiki, mikroorganizmi. . Oblikovanje, stanje in delovanje zob in ustne sluznice je v veliki meri odvisno tudi od kemične sestave sline.

Slina opravlja več funkcij, ki jih določajo fizikalno-kemijske lastnosti in sestava sline. Poznavanje kemične sestave sline, funkcij, stopnje slinjenja, razmerja sline z boleznimi ustne votline pomaga prepoznati značilnosti patoloških procesov in iskati nova učinkovita sredstva za preprečevanje bolezni zob.

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

Namen lekcije: Za preučevanje fizikalno-kemijskih lastnosti, sestavnih delov sline, ki določajo njene glavne fiziološke funkcije. Vodilni dejavniki, ki vodijo v razvoj kariesa, odlaganje zobnega kamna.

Študent mora vedeti:

1 . Žleze, ki izločajo slino.

2. Struktura sline (micelarna struktura).

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

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

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

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

7. Značilnosti organskih sestavin sline, sline specifičnih sestavin, njihov pomen.

8. Prebavna funkcija in dejavniki, ki jo povzročajo.

9. Regulativne in izločevalne funkcije.

10. Vodilni dejavniki, ki vodijo v razvoj kariesa, odlaganje zobnega kamna.

Študent mora biti sposoben:

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

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

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

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

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

1. Anatomija in histologija žlez slinavk; mehanizme slinjenja in njegovo uravnavanje.

Naloge za samoizobraževanje:

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

1. Zapišite dejavnike, ki določajo uravnavanje slinjenja.

2. Skicirajte micelo sline.

3. Naredite tabelo: Primerjava mineralne sestave sline in krvne plazme.

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

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

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

(oziroma) do kariesa.

Delo v razredu

Laboratorijsko delo: Kvalitativna analiza kemične sestave sline

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

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

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

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

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

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

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

Molekule vode in njihovi ionizacijski produkti (H + in OH) imajo izrazit vpliv na strukture in lastnosti celičnih komponent, vključno z nukleinskimi kislinami, beljakovinami in maščobami. Poleg stabilizacije strukture beljakovin in nukleinskih kislin vodikove vezi sodelujejo pri biokemični ekspresiji genov.

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

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

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

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

Povečanje količine vode v tkivih (hiperhidrija) se pojavi s pozitivnim vodnim ravnovesjem (presežek vnosa vode s kršitvijo regulacije presnove vode in soli). Hiperhidrija vodi do kopičenja tekočine v tkivih (edem). Dehidracijo telesa opazimo pri pomanjkanju pitne vode ali pri prekomerni izgubi tekočine (driska, krvavitev, povečano znojenje, hiperventilacija pljuč). Izguba vode s strani živali nastane zaradi površine telesa, prebavnega sistema, dihanja, sečil, mleka pri živalih v laktaciji.

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

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

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

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

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

Po absorpciji mineralov v večji meri v tankem črevesu pridejo v jetra, kjer se nekateri odlagajo, drugi pa se razporedijo v različne organe in tkiva telesa. Minerali se iz telesa izločajo predvsem v sestavi urina in blata.

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

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

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

Študent mora vedeti:

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

2. Značilnosti vodnih predelov telesa.

3. Glavni parametri tekočega medija telesa.

4. Kaj zagotavlja konstantnost parametrov znotrajcelične tekočine?

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

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

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

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

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

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

Študent mora biti sposoben:

1. Izvedite kvalitativno določitev glavnih sestavin urina.

2. Ocenite biokemično analizo urina.

Študent mora dobiti idejo:

O nekaterih patoloških stanjih, ki jih spremljajo spremembe biokemičnih parametrov urina (proteinurija, hematurija, glukozurija, ketonurija, bilirubinurija, porfirinurija) .

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

1. Struktura ledvice, nefron.

2. Mehanizmi nastajanja urina.

Naloge za samoizobraževanje:

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

1. Glej potek histologije. Ne pozabite na strukturo nefrona. Upoštevajte proksimalni tubul, distalni zavit tubul, zbiralni kanal, vaskularni glomerul, jukstaglomerularni aparat.

2. Glej potek normalne fiziologije. Ne pozabite na mehanizem nastajanja urina: filtracija v glomerulih, reabsorpcija v tubulih s tvorbo sekundarnega urina in izločanje.

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

Preizkusite svoje znanje:

A. vazopresin(vse pravilno razen enega):

B. Aldosteron(vse pravilno razen enega):

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

B. Natriuretični faktor(vse pravilno razen enega):

ampak. sintetizira se v bazah celic atrija; b. dražljaj izločanja - povišan krvni tlak; v poveča sposobnost filtriranja glomerulov; d) poveča tvorbo urina; e. Urin postane manj koncentriran.

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

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

Ne pozabite na puferske sisteme krvi (bazični bikarbonat)!

Preizkusite svoje znanje:

Hrana živalskega izvora je kisle narave (predvsem zaradi fosfatov, v nasprotju s hrano rastlinskega izvora). Kako se bo pH urina spremenil pri osebi, ki uživa predvsem hrano živalskega izvora:

ampak. bližje pH 7,0; b.pn približno 5.; v pH okoli 8,0.

6. Odgovori na vprašanja:

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

B. Visoka intenzivnost glukoneogeneze;

B. Vloga ledvic pri presnovi kalcija.

7. Ena glavnih nalog nefronov je, da v pravi količini ponovno absorbirajo koristne snovi iz krvi in odstranijo končne produkte presnove iz krvi.

Naredi mizo Biokemični kazalniki urina:

Delo v avditoriju.

Laboratorijsko delo:

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

določanje pH.

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

3. Kvalitativna reakcija za glukozo (Fehlingova reakcija).

Določanje se lahko izvede s testnim trakom (indikatorskim papirjem) /

Odkrivanje ketonskih teles

Običajno so ketonska telesa v urinu odsotna. Pri nekaterih patoloških stanjih se v urinu pojavijo ketonska telesa - ketonurija.

Rešite težave sami, odgovorite na vprašanja:

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

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

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

V funkcionalnem smislu je običajno razlikovati med prosto in vezano vodo. Transportna funkcija, ki jo opravlja voda kot univerzalno topilo. Določa disociacijo soli kot dielektrika. Sodelovanje v različnih kemijskih reakcijah: hidratacija hidroliza redoks reakcije na primer β - oksidacija maščobnih kislin. Gibanje vode v telesu poteka s sodelovanjem 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

PRESNOVA VODE-SOLI

izmenjava vode

Celotna vsebnost vode v telesu odrasle osebe je 60 - 65% (približno 40 litrov). Možgani in ledvice so najbolj hidrirani. Maščobno, 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.

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

Izmenjava vode.

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

Voda vstopi v telo v obliki tekočih pijač (približno 50 % zaužite 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 - diureza), 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 različne predele. Gibanje vode v telesu poteka s sodelovanjem 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 ustvari srce

Izmenjava vode je tesno povezana z izmenjavo Na in K.

Izmenjava natrija in kalija

General vsebnost natrijav telesu je 100 g Hkrati 50% odpade na zunajcelični natrij, 45% - na natrij v kosteh, 5% - na znotrajcelični natrij. Vsebnost natrija v krvni plazmi je 130-150 mmol/l, v krvnih celicah - 4-10 mmol/l. Potreba po natriju za odraslo osebo je približno 4-6 g/dan.

General vsebnost kalijav telesu odrasle osebe je 160 90% te količine se nahaja znotrajcelično, 10% pa je porazdeljeno v zunajcelični prostor. Krvna plazma vsebuje 4-5 mmol / l, znotraj celic - 110 mmol / l. Dnevna potreba po kaliju za odraslo osebo je 2-4 g.

Biološka vloga natrija in kalija:

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

Absorpcija natrija in kalija se pojavi v želodcu in črevesju. Natrij se lahko rahlo odloži v jetrih. Natrij in kalij se iz telesa izločata predvsem skozi ledvice, v manjši meri skozi žleze znojnice in 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.

Uravnavanje presnove vode in soli.

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

V osrednjem živčnem sistemu se z zmanjšanjem količine tekočine v telesu oblikuje občutek žeje. Vzbujanje pitnega centra, ki se nahaja v hipotalamusu, vodi do porabe vode in obnavljanja 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, vključujejo antidiuretični hormon, mineralokortikoide, natriuretični hormon.

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

Aldosteron prispeva k zadrževanju natrija v telesu in izgubi kalijevih ionov skozi ledvice. Menijo, da ta hormon spodbuja sintezo proteinov natrijevih kanalov, 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.

Funkcija tako antidiuretičnega hormona kot aldosterona je tesno povezana 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(α2-globulin) v angiotenzin I - peptid, sestavljen iz 10 aminokislin. Angiotenzin sem v akciji angiotezin-konvertirni encim(ACE) je podvržen nadaljnji proteolizi in prehaja v angiotenzin II , vključno z 8 aminokislinami, angiotenzin II zoži krvne žile, spodbuja proizvodnjo antidiuretičnega hormona in aldosterona, ki povečata količino tekočine v telesu.

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

Kršitev presnove vode in soli.

Kršitve 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,
črevesna disfunkcija (driska),
povečana izguba skozi pljuča (kratka sapa, hipertermija),
povečano potenje,
sladkorna bolezen in diabetes insipidus.

Hiperhidracija- povečanje količine vode v telesu lahko opazimo pri številnih patoloških stanjih:

povečan vnos tekočine v telo,
odpoved ledvic,
motnje cirkulacije,
bolezen jeter

Lokalna manifestacija kopičenja tekočine v telesu so edem.

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

Hiponatremija, hipokalemijase kažejo s kršitvijo razdražljivosti, poškodbami živčnega sistema, kršitvijo srčnega ritma. Ta stanja se lahko pojavijo pri različnih patoloških stanjih:

disfunkcija 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 renin-angiotenzinskega sistema. Ledvice izločajo protone in s tem uravnavajo pH.

Značilnosti presnove vode pri otrocih.

Pri otrocih se poveča skupna vsebnost vode, ki pri novorojenčkih doseže 75%. V otroštvu je opažena drugačna porazdelitev vode v telesu: količina znotrajcelične vode se zmanjša na 30%, kar je posledica zmanjšane vsebnosti znotrajceličnih beljakovin. Hkrati se je vsebnost zunajcelične vode povečala do 45 %, kar je povezano z višjo 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 absorbira. 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 presnove 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 je 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 predstavlja ioniziran kalcij, 50 % pa kalcij, vezan na beljakovine.

Funkcije kalcija:

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

Dnevna potreba po kalciju za odraslo osebo je 1,5 g Absorpcija kalcija v prebavilih je omejena. S sodelovanjem se absorbira približno 50 % kalcija iz hranebeljakovine, ki vežejo kalcij. Ker je zunajcelični kation, kalcij vstopa v celice skozi kalcijeve kanale, se odlaga v celicah v sarkoplazmatskem retikulumu in mitohondrijih.

Splošna vsebina fosfor v telesu je 1 % telesne mase (približno 700 g). 90 % fosforja se nahaja v kosteh, 10 % je znotrajceličnega fosforja. 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 aktivnosti številnih encimov (fosforilacija - defosforilacija encimov)

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

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

Uravnavanje presnove kalcija in fosforja.

Obščitnični 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 katerih se ob obnavljanju kostnega tkiva kalcij "spere" v kri. Poleg tega obščitnični hormon aktivira absorpcijo kalcija v prebavilih s sodelovanjem beljakovin, ki vežejo kalcij, in zmanjša izločanje kalcija skozi ledvice. Fosfati se pod delovanjem obščitničnega hormona, 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, vitamin proti rahitisu.

vitamin D se nanaša na vitamine, topne v maščobah. Dnevna potreba po vitaminu je 25 mcg. vitamin D pod vplivom UV-žarkov se v koži sintetizira iz svojega predhodnika 7-dehidroholesterola, ki v kombinaciji z beljakovinami vstopi v jetra. V jetrih s sodelovanjem mikrosomskega sistema oksigenaz pride do oksidacije na 25. mestu s tvorbo 25-hidroksiholekalciferola. Ta vitaminski predhodnik se s sodelovanjem specifične transportne beljakovine prenese v ledvice, kjer se na prvem mestu podvrže drugi reakciji hidroksilacije s tvorbo aktivna oblika vitamina D3 - 1,25-dihidroholekalciferol (ali kalcitriol). . Reakcijo hidroksilacije v ledvicah aktivira paratiroidni hormon, ko se raven kalcija v krvi zmanjša. Z zadostno vsebnostjo kalcija v telesu se v ledvicah tvori neaktivni presnovek 24,25 (OH). Vitamin C sodeluje v 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 hormonsko-receptorski kompleks stimulira transkripcijo mRNA, ki je odgovorna za sintezo proteina kalcijevega nosilca. V črevesju se absorpcija kalcija poveča s sodelovanjem beljakovin, ki vežejo kalcij, in Ca 2+ - ATPaze. V kostnem tkivu vitamin D3 spodbuja proces demineralizacije. V ledvicah aktiviranje z vitaminom D3 kalcijevo ATP-azo spremlja povečanje reabsorpcije kalcijevih in fosfatnih ionov. Kalcitriol sodeluje pri uravnavanju rasti in diferenciacije celic kostnega mozga. Ima antioksidativno in protitumorsko delovanje.

Hipovitaminoza vodi v rahitis.

Hipervitaminoza vodi do hude demineralizacije kosti, kalcifikacije mehkih tkiv.

Kršitev presnove kalcija in fosforja

Rahitis ki se kaže z oslabljeno mineralizacijo 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 živčno-mišično razdražljivostjo. Pri odraslih hipovitaminoza vodi do kariesa in osteomalacije, pri starejših - do osteoporoze.

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

Hipokalcemija, hipofosfatemijase lahko pojavi zaradi kršitve proizvodnje obščitničnega hormona, kalcitonina, motenj v delovanju prebavil (bruhanje, driska), ledvic, z obstruktivno zlatenico, med celjenjem zlomov.

Izmenjava železa.

Splošna vsebinažleza v telesu odrasle osebe 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 razgradnjo eritrocitov, 10 % je eksogeno železo, ki je v sestavi živilskih izdelkov.

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 se pojavi v črevesju in je omejen proces. Menijo, da se 1/10 železa v hrani absorbira. Živilski izdelki 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 encimi enterocitov in prehod železa v krvno plazmo. Beljakovine, ki sodelujejo pri absorpciji železa apoferitin, ki nase veže železo in ostane v črevesni sluznici ter ustvari 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+ , kar ima za posledico povečanje topnosti železa. Transferin sodeluje s tkivnimi receptorji, katerih število je zelo različno. Ta stopnja menjave je tudi regulativna.

Železo se lahko odlaga v obliki feritina in hemosiderina. feritin jetra - vodotopna beljakovina, ki vsebuje do 20% F e 2+ kot fosfat ali hidroksid. Hemosiderin – netopne beljakovine, vsebujejo do 30% F e 3+ , vključuje v svoji sestavi polisaharide, nukleotide, lipide ..

Izločanje železa iz telesa poteka kot del luščenja epitelija kože in črevesja. Majhna količina železa se izgubi skozi ledvice z žolčem in slino.

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

BIOKEMIJA TKIVA

Biokemija vezivnega tkiva.

Različne vrste vezivnega tkiva so zgrajene po enem samem principu: vlakna (kolagen, elastin, retikulin) in različne celice (makrofagi, fibroblasti in druge celice) so razporejene 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 komponent tkiva v fibroblastih),
funkcija odlaganja (akumulacija 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.

Ogljikovo hidratno komponento proteoglikanov predstavljajo glikozaminoglikani (GAG), ki vključujejo acetilamino sladkorje in uronske kisline. Izhodni 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

razgradnjo proteoglikanov in glikoproteinovizvajajo različni encimi: hialuronidaza, iduronidaza, heksaminidaze, sulfataze.

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 fibrile.

Sinteza kolagena.

Sinteza kolagena poteka v firoblastih in v zunajceličnem prostoru, vključuje več stopenj. Na prvih stopnjah se sintetizira prokolagen (predstavljajo ga 3 polipeptidne verige, ki imajo dodatne N in C končni fragmenti). Nato pride do post-translacijske modifikacije prokolagena na dva načina: z oksidacijo (hidroksilacijo) in z glikozilacijo.

aminokisline lizin in prolin oksidirata s sodelovanjem encimovlizin oksigenaza, prolin oksigenaza, železovi ioni in vitamin C.Nastali hidroksilizin, hidroksiprolin, sodeluje pri tvorbi navzkrižnih vezi v kolagenu
pritrditev ogljikovih hidratov se izvaja s sodelovanjem encimovglikoziltransferaze.

Modificiran prokolagen vstopi v medcelični prostor, kjer je podvržen delni proteolizi s cepitvijo terminalnega 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. To je encim, ki vsebuje cink in se sintetizira kot prokolagenaza. Prokolagenaza se aktiviratripsin, plazmin, kalikreinz delno proteolizo. Kolagenaza razgradi kolagen v sredini molekule na velike fragmente, ki jih dodatno razgradijo encimi, ki vsebujejo cink.želatinaze.

Vitamin "C", askorbinska kislina, antiskorbutični vitamin

Vitamin C ima zelo pomembno vlogo pri presnovi kolagena. Po kemični naravi je laktonska kislina, po strukturi podobna glukozi. Dnevna potreba po askorbinski kislini za odraslo osebo 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 (gingivitis, anemija, krvavitve).

Izmenjava elastina.

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

Značilnosti sestave in presnove vezivnega tkiva v otroštvu.

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

Motnje vezivnega tkiva.

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

Biokemija progastega mišičnega tkiva

Kemična sestava mišic: 80-82% je voda, 20% je suh ostanek. 18 % suhega ostanka odpade na beljakovine, preostanek pa predstavljajo dušikove nebeljakovinske snovi, lipidi, ogljikovi hidrati in minerali.

Mišične beljakovine.

Mišične beljakovine so razdeljene na 3 vrste:

sarkoplazmatske (vodotopne) beljakovine predstavljajo 30 % vseh mišičnih beljakovin
miofibrilarni (v soli topni) proteini 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 (manjše beljakovine).

miozin - protein debelih filamentov miofibril, ima molekulsko maso okoli 500.000 d, sestavljen iz dveh težkih verig in 4 lahkih verig. Miozin spada v skupino globularno-fibrilarnih beljakovin. Izmenične globularne "glave" lahkih verig in fibrilarne "repove" težkih verig. "Glava" miozina ima encimsko aktivnost ATPaze. Miozin predstavlja 50 % miofibrilarnih beljakovin.

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

tropomiozin - manjša beljakovina 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 pri interakciji s kalcijevimi ioni spremeni svojo strukturo.

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

Stromalni proteini - kolagen, elastin.

Dušikove ekstraktne snovi mišic.

Dušikove nebeljakovinske snovi vključujejo nukleotide (ATP), aminokisline (zlasti glutamat), mišične dipeptide (karnozin in anserin). Ti dipeptidi vplivajo na delo natrijevih in kalcijevih črpalk, aktivirajo delo mišic, uravnavajo apoptozo in so antioksidanti. Dušikove snovi vključujejo kreatin, fosfokreatin in kreatinin. Kreatin se sintetizira v jetrih in se prenaša v mišice.

Organske snovi brez dušika

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

Minerali

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

Kemija krčenja in sprostitve mišic.

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

Po prenehanju impulzov se kalcijevi ioni "načrpajo" v sarkoplazmatski retikulum s sodelovanjem Ca-ATP-aze zaradi energije ATP. Koncentracija Ca 2+ v citoplazmi se 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 zaporedoma uporabljajo:viri energije:

omejena dobava endogenega ATP
nepomemben sklad 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 otroštvuvsebnost vode v mišicah je povečana, delež miofibrilarnih beljakovin je manjši, nivo stromalnih beljakovin je višji.

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

Biokemija živčnega tkiva.

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

možganske beljakovine

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

Dušikove nebeljakovinske snovi

Nebeljakovinske snovi možganov, ki vsebujejo dušik, predstavljajo aminokisline, purini, sečna kislina, karnozin dipeptid, nevropeptidi, nevrotransmiterji. Med aminokislinami se v višjih koncentracijah nahajata glutamat in aspatrat, ki sta v sorodu z ekscitatornimi aminokislinami možganov.

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

Možganski lipidi

Lipidi predstavljajo 5% mokre teže sive snovi in 17% mokre teže bele snovi, oziroma 30-70% suhe mase možganov. Lipidi živčnega tkiva so predstavljeni z:

proste maščobne kisline (arahidonska, cerebronska, živčna)
fosfolipidi (acetalfosfatidi, sfingomielini, holinefosfatidi, holesterol)
sfingolipidi (gangliozidi, cerebrozidi)

Razporeditev maščob v sivi in beli snovi je neenakomerna. V sivi snovi je nižja vsebnost holesterola, visoka vsebnost cerebrozidov. V beli snovi je delež holesterola in gangliozidov višji.

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 v sivi in beli snovi dokaj enakomerno porazdeljeni. V beli snovi je povečana koncentracija fosforja.

Glavna funkcija živčnega tkiva je prevajanje in prenos živčnih impulzov.

Prevajanje živčnega impulza

Prevajanje živčnega impulza je povezano s spremembo koncentracije natrija in kalija znotraj in zunaj celic. Ko je živčno vlakno vzbujeno, 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 pridobi negativen naboj, notranja pa pozitiven naboj.akcijski potencial. Na koncu vzbujanja se natrijevi ioni "izčrpajo" v zunajcelični prostor s sodelovanjem K, Na -ATPaza, in membrana se napolni. Zunaj je pozitiven naboj, znotraj pa negativni naboj potencial počitka.

Prenos živčnega impulza

Prenos živčnega impulza v sinapsah poteka v sinapsah s pomočjo nevrotransmiterjev. Klasična nevrotransmiterja 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 špranje in sodeluje z receptorji postsinaptične membrane. Acetilholin razgrajuje encim holinesteraza.

Norepinefrin se sintetizira iz tirozina, ki ga encim uničimonoamin oksidaza.

GABA (gama-aminobutirna kislina), serotonin in glicin lahko delujejo tudi kot mediatorji.

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 se oblikujejo v prvem letu. Masa možganov pri enoletnem otroku je približno 80% mase možganov odrasle osebe. V procesu zorenja možganov se vsebnost lipidov močno poveča, procesi mielinizacije pa aktivno potekajo.

Biokemija jeter.

Kemična sestava jetrnega tkiva: 80 % voda, 20 % suhi ostanek (beljakovine, dušikove snovi, lipidi, ogljikovi hidrati, minerali).

Jetra sodelujejo pri vseh vrstah presnove človeškega telesa.

presnova ogljikovih hidratov

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

presnova lipidov

V jetrih se izvaja sinteza triacilglicerolov, fosfolipidov, holesterola, sinteza lipoproteinov (VLDL, HDL), sinteza žolčnih kislin iz holesterola, sinteza acetonskih teles, ki se nato transportirajo 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 tako eksogenih (zdravila) kot endogenih strupenih snovi (bilirubin, amoniak, produkti razpadanja beljakovin). Razstrupljanje strupenih snovi v jetrih poteka v več fazah:

poveča polarnost in hidrofilnost nevtraliziranih snovi z oksidacija (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, tako da sintetizirajo beljakovine krvne plazme, ki določajo onkotski tlak, sintezo angiotenzinogena, predhodnika angiotenzina. II.

Izmenjava 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 kršitev.

Literatura

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

I.P. Ashmarin, 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 življenjska varnost. - 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.: Droha, 2005

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

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

Inštitut za rastlinsko fiziologijo im. K.A. Timiryazev RAS; Rep. ur. V.V. Kuznjecov: Andrej Lvovič Kursanov: Življenje in delo. - M.: Nauka, 2004

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

Druga sorodna dela, ki bi vas lahko zanimala.vshm>
21479.		PRESNOVA PROTEIN	150,03 KB
	Obstajajo tri vrste dušikovega ravnovesja: dušikova bilanca pozitivna bilanca dušika negativna bilanca dušika Pri pozitivni dušikovi bilanci prevlada vnos dušika nad njegovo sproščanje. Pri bolezni ledvic je možno lažno pozitivno dušikovo ravnovesje, pri katerem pride do zamude v telesu končnih produktov presnove dušika. Pri negativnem ravnotežju dušika prevladuje izločanje dušika nad njegovim vnosom. To stanje je možno pri boleznih, kot so tuberkuloza, revmatizem, onkološki ...
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.		STRUKTURA IN PRESNOVA Ogljikovih hidratov	148,99 KB
	Struktura in biološka vloga glukoze in glikogena. Pot heksoza difosfata za razgradnjo glukoze. Odprte verige 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 združi s kisikom pri petem atomu ogljika, kar povzroči nastanek šestčlenskega obroča.
7735.		KOMUNIKACIJA KOT IZMENJAVA INFORMACIJ	35,98 KB
	Po neverbalnih komunikacijskih kanalih se v procesu komuniciranja prenaša okoli 70 odstotkov informacij, po besednih pa le 30 odstotkov. Zato o človeku ne more več povedati beseda, temveč pogled, mimika, plastične drže, kretnje, gibi telesa, medosebna razdalja, oblačila in druga neverbalna komunikacijska sredstva. Med glavne naloge neverbalne komunikacije torej lahko štejemo naslednje: ustvarjanje in vzdrževanje psihološkega stika, uravnavanje komunikacijskega procesa; dodajanje novih smiselnih odtenkov besednemu besedilu; pravilna razlaga besed;...
6645.		Presnova in energija (presnova)	39,88 KB
	Vnos snovi v celico. Zaradi vsebnosti raztopin sladkornih soli in drugih osmotsko aktivnih snovi je za celice značilna prisotnost določenega osmotskega tlaka v njih. Razlika med koncentracijo snovi znotraj in zunaj celice se imenuje koncentracijski gradient.
21480.		PRESNOVA IN FUNKCIJE NUKLEINSKIH KISLIN	116,86 KB
	Deoksiribonukleinska kislina Dušikove baze v DNK predstavlja adenin gvanin timin citozin ogljikov hidrat - deoksiriboza. DNK ima pomembno vlogo pri shranjevanju genetskih informacij. Za razliko od RNA ima DNK dve polinukleotidni verigi. Molekulska teža DNK je približno 109 daltonov.
386.		STRUKTURA IN PRESNOVA MAŠČOB IN LIPOIDOV	724,43 KB
	V sestavi lipidov so ugotovljene številne in raznolike strukturne sestavine: višje maščobne kisline, alkoholi, aldehidi, ogljikovi hidrati, dušikove baze, aminokisline, fosforna kislina itd. Maščobne kisline, ki sestavljajo maščobe, delimo na nasičene in nenasičene. Maščobne kisline Nekatere fiziološko pomembne nasičene maščobne kisline Število C atomov Trivialno ime Sistematično 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 pridobijo številne storitve, 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 premakneta čez mejo, ampak le storitev prečka.
4835.		Presnova železa in kršitev presnove železa. Hemosederoza	138,5 KB
	Železo je esencialni mikroelement, sodeluje pri dihanju, hematopoezi, imunobioloških in redoks reakcijah, je del več kot 100 encimov. Železo je bistvena sestavina hemoglobina in miohemoglobina. Telo odrasle osebe vsebuje približno 4 g železa, od tega več kot polovica (približno 2,5 g) hemoglobinskega železa.

Vodno-elektrolitsko in fosfatno-kalcijevo presnovo.Biokemija. Izmenjava vode in soli

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

FUNKCIONALNA BIOKEMIJA

(Presnova vode in soli. Biokemija ledvic in urina)

VODIČ

Karaganda 2004

Avtorji: vodja. oddelka prof. L.E. Muravleva, izredni profesor T.S. Omarov, izredni profesor S.A. Iskakova, učitelji D.A. Klyuev, O.A. Ponamareva, L.B. Aitisheva

Recenzent: profesor N.V. Kozačenko

Potrjeno na seji oddelka pr.št.__ z dne __2004

Odobren s strani vodje oddelka

Odobreno na MC medicinsko-bioloških in farmacevtskih fakultet

Projekt št. _ z dne __2004

Presnovna funkcija ledvic

3) Biosinteza beljakovin. V ledvicah se aktivno odvijajo procesi biosinteze beljakovin, ki so potrebne za druga tkiva. Tukaj so sintetizirane nekatere komponente:

- sistemi za strjevanje krvi;

- sistemi komplementa;

- sistemi fibrinolize.

- 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: KALLIKREIN-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 presnove 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 velike količine kisika. Masa ledvic je le 0,5 % celotne telesne teže, poraba kisika s strani ledvic pa 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.

vodni fiziološki ledvični urin

medicinski pomen

KOMPONENTE

SIMPTOM

RAZLOGI ZA VIDEZ

BELJAKOVINE

Proteinurija

Poškodbe 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.

KRVI

hematurija

Hemoglobinurija

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

GLUKOZA

Glukozurija

Diabetes mellitus, steroidna sladkorna bolezen, tirotoksikoza.

FRUKTOZA

Fruktozurija

Prirojeno pomanjkanje encimov, ki pretvarjajo fruktozo v glukozo (fosfofruktokinazna okvara).

GALAKTOZA

Galaktozurija

Prirojena pomanjkljivost encima, ki pretvarja galaktozo v glukozo (galaktoza-1-fosfat-uridiltransferaza).

KETONSKA TELESA

ketonurija

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

BILIRUBIN

Bilirubinurija

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

kreatin

Kreatinurija

Pri odraslih je povezana z moteno pretvorbo kreatina v kreatinin. Opazimo ga z mišično distrofijo, hipotermijo, konvulzivnimi stanji (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 insipidus, kroničnem nefritisu, pielonefritisu, pri prekomernem vnosu tekočine s hrano.

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

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

Barva urina je običajno jantarna ali slamnato rumena, zaradi pigmentov urokrom, urobilinogen 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 določenih zdravil, s povečanjem koncentracije indoksil žveplove kisline, ki se razgradi s tvorbo indiga (povečani procesi razpadanja beljakovin v črevesju)

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

Izostenurija - izločanje urina s konstantno nizko gostoto, enako gostoti primarnega urina (približno 1010), ki ga opazimo pri hudi odpovedi ledvic z diabetesom insipidusom.

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

Ko stoji, nastanejo normalni ostanki urina.

Luskasto - iz beljakovin, mukoproteinov, epitelijskih celic sečil

Sestoji iz oksalatov in uratov (soli oksalne in sečne kisline), ki se raztopijo ob nakisanju.

Potrjeno na seji oddelka pr.št. z dne 2004