Porušenie biochémie metabolizmu voda-soľ. Prednáša biochémiu metabolizmu voda-soľ

PREDNÁŠKOVÝ KURZ
PRE VŠEOBECNÚ BIOCHÉMIU

Modul 8. Biochémia metabolizmu voda-soľ.

Jekaterinburg,
2009

Téma: Metabolizmus voda-soľ a minerály

Metabolizmus voda-soľ - výmena vody a hlavných elektrolytov organizmu (Na +, K +, Ca 2+, Mg 2+, Cl -, HCO 3 -, H 3 PO 4).
Elektrolyty sú látky, ktoré sa v roztoku disociujú na anióny a katióny. Meria sa v mol/l.
Neelektrolyty – látky, ktoré sa v roztoku nedisociujú (glukóza, kreatinín, močovina). Meria sa v g/l.
Biologická úloha vody

Voda je univerzálnym rozpúšťadlom pre väčšinu organických (okrem lipidov) a anorganických zlúčenín.
Voda a látky v nej rozpustené vytvárajú vnútorné prostredie organizmu.
Voda zabezpečuje transport látok a tepelnej energie po celom tele.
Významná časť chemických reakcií tela prebieha vo vodnej fáze.
Voda sa zúčastňuje reakcií hydrolýzy, hydratácie, dehydratácie.
Určuje priestorovú štruktúru a vlastnosti hydrofóbnych a hydrofilných molekúl.
V komplexe s GAG plní voda štrukturálnu funkciu.

intravaskulárna tekutina;
Intersticiálna tekutina (medzibunková);
Transcelulárna tekutina (tekutina pleurálnej, perikardiálnej, peritoneálnej dutiny a synoviálneho priestoru, cerebrospinálna a vnútroočná tekutina, sekrécia potu, slinných a slzných žliaz, sekrécia pankreasu, pečene, žlčníka, gastrointestinálneho traktu a dýchacieho traktu).

2. Hormóny, ktoré regulujú metabolizmus voda-soľ
vazopresín
Antidiuretický hormón (ADH) alebo vazopresín je peptid s molekulovou hmotnosťou približne 1100 D, ktorý obsahuje 9 AA spojených jedným disulfidovým mostíkom.
ADH sa syntetizuje v neurónoch hypotalamu a transportuje sa do nervových zakončení zadnej hypofýzy (neurohypofýza).
Vysoký osmotický tlak extracelulárnej tekutiny aktivuje osmoreceptory hypotalamu, čo vedie k nervovým impulzom, ktoré sa prenášajú do zadnej hypofýzy a spôsobujú uvoľnenie ADH do krvného obehu.
ADH pôsobí prostredníctvom 2 typov receptorov: V 1 a V 2 .
Hlavný fyziologický účinok hormónu sa realizuje prostredníctvom V2 receptorov, ktoré sa nachádzajú na bunkách distálnych tubulov a zberných kanálikov, ktoré sú relatívne nepriepustné pre molekuly vody.
ADH prostredníctvom V 2 receptorov stimuluje adenylát cyklázový systém, čo vedie k fosforylácii proteínov, ktoré stimulujú expresiu génu membránového proteínu – akvaporínu-2. Aquaporín-2 je zabudovaný do apikálnej membrány buniek a vytvára v nej vodné kanály. Prostredníctvom týchto kanálov sa voda pasívnou difúziou z moču reabsorbuje do intersticiálneho priestoru a moč sa koncentruje.
V neprítomnosti ADH sa moč nekoncentruje (hustota<1010г/л) и может выделяться в очень больших количествах (>20l/deň), čo vedie k dehydratácii organizmu. Tento stav sa nazýva diabetes insipidus.
Príčinou deficitu ADH a diabetes insipidus sú: genetické defekty v syntéze prepro-ADH v hypotalame, defekty v spracovaní a transporte proADH, poškodenie hypotalamu alebo neurohypofýzy (napr. v dôsledku traumatického poranenia mozgu, nádoru ischémia). Nefrogénny diabetes insipidus sa vyskytuje v dôsledku mutácie v géne receptora ADH typu V2.
Receptory Vi sú lokalizované v membránach ciev SMC. ADH cez V 1 receptory aktivuje inozitoltrifosfátový systém a stimuluje uvoľňovanie Ca 2+ z ER, čo stimuluje kontrakciu ciev SMC. Vazokonstrikčný účinok ADH sa prejavuje pri vysokých koncentráciách ADH.
Natriuretický hormón (atriálny natriuretický faktor, PNF, atriopeptín)
PNP je peptid obsahujúci 28 AA s 1 disulfidovým mostíkom, syntetizovaný hlavne v predsieňových kardiomyocytoch.
Sekrécia PNP je stimulovaná najmä zvýšením krvného tlaku, ako aj zvýšením osmotického tlaku v plazme, srdcovej frekvencie a koncentráciou katecholamínov a glukokortikoidov v krvi.
PNP pôsobí prostredníctvom guanylátcyklázového systému, ktorý aktivuje proteínkinázu G.
V obličkách PNP rozširuje aferentné arterioly, čo zvyšuje prietok krvi obličkami, rýchlosť filtrácie a vylučovanie Na+.
V periférnych artériách PNP znižuje tonus hladkého svalstva, čo rozširuje arterioly a znižuje krvný tlak. Okrem toho PNP inhibuje uvoľňovanie renínu, aldosterónu a ADH.
Renín-angiotenzín-aldosterónový systém
Renin
Renín je proteolytický enzým produkovaný juxtaglomerulárnymi bunkami umiestnenými pozdĺž aferentných (privádzajúcich) arteriol obličkového telieska. Sekrécia renínu je stimulovaná poklesom tlaku v aferentných arteriolách glomerulu, spôsobeným poklesom krvného tlaku a znížením koncentrácie Na +. Sekréciu renínu uľahčuje aj zníženie impulzov z predsieňových a arteriálnych baroreceptorov v dôsledku poklesu krvného tlaku. Sekrécia renínu je inhibovaná angiotenzínom II, vysokým krvným tlakom.
V krvi renín pôsobí na angiotenzinogén.
Angiotenzinogén - ? 2-globulín, zo 400 AA. Tvorba angiotenzinogénu prebieha v pečeni a je stimulovaná glukokortikoidmi a estrogénmi. Renín hydrolyzuje peptidovú väzbu v molekule angiotenzinogénu, pričom z nej odštiepi N-terminálny dekapeptid – angiotenzín I, ktorý nemá žiadnu biologickú aktivitu.
Pôsobením antiotenzín-konvertujúceho enzýmu (ACE) (karboxydipeptidylpeptidáza) endotelových buniek, pľúc a krvnej plazmy sa z C-konca angiotenzínu I odstránia 2 AA a vznikne angiotenzín II (oktapeptid).
Angiotenzín II
Angiotenzín II pôsobí prostredníctvom inozitoltrifosfátového systému buniek glomerulárnej zóny kôry nadobličiek a SMC. Angiotenzín II stimuluje syntézu a sekréciu aldosterónu bunkami glomerulárnej zóny kôry nadobličiek. Vysoké koncentrácie angiotenzínu II spôsobujú závažnú vazokonstrikciu periférnych artérií a zvyšujú krvný tlak. Okrem toho angiotenzín II stimuluje centrum smädu v hypotalame a inhibuje sekréciu renínu v obličkách.
Angiotenzín II sa pôsobením aminopeptidáz hydrolyzuje na angiotenzín III (heptapeptid s aktivitou angiotenzínu II, ale so 4-násobne nižšou koncentráciou), ktorý je potom hydrolyzovaný angiotenzinázami (proteázami) na AA.
aldosterón
Aldosterón je aktívny mineralokortikosteroid syntetizovaný bunkami glomerulárnej zóny kôry nadobličiek.
Syntéza a sekrécia aldosterónu je stimulovaná angiotenzínom II, nízkou koncentráciou Na + a vysokou koncentráciou K + v krvnej plazme, ACTH, prostaglandínmi. Sekrécia aldosterónu je inhibovaná nízkou koncentráciou K +.
Aldosterónové receptory sa nachádzajú v jadre aj v cytosóle bunky. Aldosterón indukuje syntézu: a) Na+ transportných proteínov, ktoré prenášajú Na+ z lumen tubulu do epitelovej bunky renálneho tubulu; b) Na + ,K + -ATP-áza c) transportné proteíny K +, prenášajúce K + z buniek obličkového tubulu do primárneho moču; d) mitochondriálne enzýmy TCA, najmä citrátsyntáza, ktoré stimulujú tvorbu molekúl ATP potrebných na aktívny transport iónov.
Výsledkom je, že aldosterón stimuluje reabsorpciu Na + v obličkách, čo spôsobuje zadržiavanie NaCl v tele a zvyšuje osmotický tlak.
Aldosterón stimuluje sekréciu K +, NH 4 + v obličkách, potných žľazách, črevnej sliznici a slinných žľazách.

Úloha systému RAAS pri rozvoji hypertenzie
Hyperprodukcia hormónov RAAS spôsobuje zvýšenie objemu cirkulujúcej tekutiny, osmotického a arteriálneho tlaku a vedie k rozvoju hypertenzie.
K zvýšeniu renínu dochádza napríklad pri ateroskleróze renálnych tepien, ktorá sa vyskytuje u starších ľudí.
Hypersekrécia aldosterónu - hyperaldosteronizmus, sa vyskytuje v dôsledku niekoľkých dôvodov.
Príčinou primárneho hyperaldosteronizmu (Connov syndróm) u približne 80% pacientov je adenóm nadobličiek, v iných prípadoch - difúzna hypertrofia buniek glomerulárnej zóny, ktoré produkujú aldosterón.
Pri primárnom hyperaldosteronizme nadbytok aldosterónu zvyšuje reabsorpciu Na + v obličkových tubuloch, čo slúži ako stimul pre sekréciu ADH a zadržiavanie vody v obličkách. Okrem toho sa zvyšuje vylučovanie iónov K+, Mg2+ a H+.
V dôsledku toho rozvíjajte: 1). hypernatriémia spôsobujúca hypertenziu, hypervolémiu a edém; 2). hypokaliémia vedúca k svalovej slabosti; 3). nedostatok horčíka a 4). mierna metabolická alkalóza.
Sekundárny hyperaldosteronizmus je oveľa bežnejší ako primárny. Môže súvisieť so srdcovým zlyhaním, chronickým ochorením obličiek a nádormi vylučujúcimi renín. Pacienti majú zvýšené hladiny renínu, angiotenzínu II a aldosterónu. Klinické symptómy sú menej výrazné ako pri primárnej aldosteronéze.

METABOLIZMUS VÁPNIKA, HORČÍKA, FOSFORU
Funkcie vápnika v tele:

Intracelulárny mediátor množstva hormónov (inozitoltrifosfátový systém);
Podieľa sa na vytváraní akčných potenciálov v nervoch a svaloch;
Podieľa sa na zrážaní krvi;
Spúšťa svalovú kontrakciu, fagocytózu, sekréciu hormónov, neurotransmiterov atď.;
Podieľa sa na mitóze, apoptóze a nekrobióze;
Zvyšuje priepustnosť bunkovej membrány pre draselné ióny, ovplyvňuje sodíkovú vodivosť buniek, činnosť iónových púmp;
Koenzým niektorých enzýmov;

Je koenzýmom mnohých enzýmov (transketoláza (PFS), glukóza-6f dehydrogenáza, 6-fosfoglukonátdehydrogenáza, glukonolaktónhydroláza, adenylátcykláza atď.);
Anorganická zložka kostí a zubov.

Anorganická zložka kostí a zubov (hydroxyapatit);
Je súčasťou lipidov (fosfolipidy, sfingolipidy);
Zahrnuté v nukleotidoch (DNA, RNA, ATP, GTP, FMN, NAD, NADP atď.);
Zabezpečuje výmenu energie od r. vytvára makroergické väzby (ATP, kreatínfosfát);
Je súčasťou bielkovín (fosfoproteínov);
Zahrnuté v sacharidoch (glukóza-6f, fruktóza-6f atď.);
Reguluje aktivitu enzýmov (reakcie fosforylácie / defosforylácie enzýmov, je súčasťou inozitoltrifosfátu - zložky inozitoltrifosfátového systému);
Podieľa sa na katabolizme látok (reakcia fosforolýzy);
Reguluje KOS od r. tvorí fosfátový pufor. Neutralizuje a odstraňuje protóny v moči.

Kosti a zuby obsahujú 99% vápnika. V kostiach je 99 % vápnika vo forme ťažko rozpustného hydroxyapatitu [Ca 10 (PO 4) 6 (OH) 2 H 2 O] a 1 % je vo forme rozpustných fosforečnanov;
Extracelulárna tekutina 1 %. Vápnik v krvnej plazme je prezentovaný ako: a). voľné ióny Ca2+ (asi 50 %); b). Ca 2+ ióny viazané na bielkoviny, hlavne albumín (45 %); c) nedisociujúce komplexy vápnika s citrátom, síranom, fosforečnanom a uhličitanom (5 %). V krvnej plazme je koncentrácia celkového vápnika 2,2-2,75 mmol / l a ionizovaná - 1,0-1,15 mmol / l;
Vnútrobunková tekutina obsahuje 10 000-100 000 krát menej vápnika ako extracelulárna tekutina.

Kosti a zuby obsahujú 85% fosforu;
Extracelulárna tekutina - 1% fosfor. V krvnom sére je koncentrácia anorganického fosforu 0,81-1,55 mmol / l, fosfor fosfolipidov 1,5-2 g / l;
Intracelulárna tekutina - 14% fosforu.

Výmena vápnika, horčíka a fosfátov v tele
S jedlom denne by sa mal vápnik dodávať - ​​0,7-0,8 g, horčík - 0,22-0,26 g, fosfor - 0,7-0,8 g. Vápnik je slabo absorbovaný o 30-50%, fosfor je dobre absorbovaný o 90%.
Okrem gastrointestinálneho traktu sa vápnik, horčík a fosfor dostávajú do krvnej plazmy z kostného tkaniva pri jeho resorpcii. Výmena medzi krvnou plazmou a kostným tkanivom za vápnik je 0,25 - 0,5 g / deň, za fosfor - 0,15 - 0,3 g / deň.
Vápnik, horčík a fosfor sa vylučujú z tela obličkami močom, gastrointestinálnym traktom stolicou a kožou potom.
výmenná regulácia
Hlavnými regulátormi metabolizmu vápnika, horčíka a fosforu sú parathormón, kalcitriol a kalcitonín.
Parathormón
Parathormón (PTH) je polypeptid 84 AA (asi 9,5 kD), syntetizovaný v prištítnych telieskach.
Sekrécia parathormónu stimuluje nízku koncentráciu Ca 2+, Mg 2+ a vysokú koncentráciu fosfátov, inhibuje vitamín D 3 .
Rýchlosť odbúravania hormónov klesá pri nízkych koncentráciách Ca2+ a zvyšuje sa, keď sú koncentrácie Ca2+ vysoké.
Parathormón pôsobí na kosti a obličky. Stimuluje sekréciu inzulínu podobného rastového faktora 1 a cytokínov osteoblastmi, ktoré zvyšujú metabolickú aktivitu osteoklastov. V osteoklastoch sa urýchľuje tvorba alkalickej fosfatázy a kolagenázy, ktoré spôsobujú rozpad kostnej matrice, v dôsledku čoho dochádza k mobilizácii Ca 2+ a fosfátov z kosti do extracelulárnej tekutiny.
V obličkách parathormón stimuluje reabsorpciu Ca 2+, Mg 2+ v distálnych stočených tubuloch a znižuje reabsorpciu fosfátov.
Parathormón indukuje syntézu kalcitriolu (1,25(OH) 2 D 3).
V dôsledku toho parathormón v krvnej plazme zvyšuje koncentráciu Ca 2+ a Mg 2+ a znižuje koncentráciu fosfátov.
Hyperparatyreóza
Pri primárnej hyperparatyreóze (1:1000) je narušený mechanizmus supresie sekrécie parathormónu v reakcii na hyperkalcémiu. Príčinou môže byť nádor (80 %), difúzna hyperplázia alebo rakovina (menej ako 2 %) prištítnej žľazy.
Hyperparatyreóza spôsobuje:

zničenie kostí, s mobilizáciou vápnika a fosfátu z nich. Zvyšuje sa riziko zlomenín chrbtice, stehenných kostí a kostí predlaktia;
hyperkalcémia so zvýšenou reabsorpciou vápnika v obličkách. Hyperkalcémia vedie k zníženiu neuromuskulárnej dráždivosti a svalovej hypotenzii. U pacientov sa vyvinie celková a svalová slabosť, únava a bolesť v určitých svalových skupinách;
tvorba obličkových kameňov so zvýšením koncentrácie fosfátu a Ca 2 + v obličkových tubuloch;
hyperfosfatúria a hypofosfatémia so znížením reabsorpcie fosfátov v obličkách;

V koži sa vplyvom UV žiarenia tvorí väčšina cholekalciferolu (vitamín D 3) zo 7-dehydrocholesterolu. Malé množstvo vitamínu D 3 pochádza z potravy. Cholekalciferol sa viaže na špecifický proteín viažuci vitamín D (transkalciferín), dostáva sa do krvného obehu a je transportovaný do pečene.
V pečeni 25-hydroxyláza hydroxyluje cholekalciferol na kalcidiol (25-hydroxycholekalciferol, 25(OH)D 3). Proteín viažuci D transportuje kalcidiol do obličiek.
V obličkách mitochondriálna 1β-hydroxyláza hydroxyluje kalcidiol na kalcitriol (1,25(OH) 2 D 3), aktívnu formu vitamínu D 3 . Indukuje parathormón 1p-hydroxylázu.

v bunkách čreva vyvoláva syntézu Ca 2 + -nosných proteínov, ktoré zabezpečujú absorpciu Ca 2+, Mg 2+ a fosfátov;
v distálnych tubuloch obličiek stimuluje reabsorpciu Ca2+, Mg2+ a fosfátov;
pri nízkej hladine Ca 2 + zvyšuje počet a aktivitu osteoklastov, čo stimuluje osteolýzu;
s nízkou hladinou parathormónu stimuluje osteogenézu.

inhibuje osteolýzu (zníženie aktivity osteoklastov) a inhibuje uvoľňovanie Ca 2 + z kosti;
v tubuloch obličiek inhibuje reabsorpciu Ca2+, Mg2+ a fosfátov;
inhibuje trávenie v gastrointestinálnom trakte,

tehotenstvo;
alimentárna dystrofia;
rachitída u detí;
akútna pankreatitída;
zablokovanie žlčových ciest, steatorea;
zlyhanie obličiek;
infúzia citrátovej krvi;

zlomeniny kostí;
polyartritída;
mnohopočetné myelómy;
metastázy malígnych nádorov v kostiach;
predávkovanie vitamínom D a Ca 2+;
mechanická žltačka;

rachitída;
hyperfunkcia prištítnych teliesok;
osteomalácia;
renálna acidóza

hypofunkcia prištítnych teliesok;
predávkovanie vitamínom D;
zlyhanie obličiek;
diabetická ketoacidóza;
mnohopočetný myelóm;
osteolýza.

rozpad tkaniva;
infekcie;
urémia;
diabetická acidóza;
tyreotoxikóza;
chronický alkoholizmus.

Mangán je kofaktor pre aminoacyl-tRNA syntetázy.

Biologická úloha zásaditých elektrolytov Na +, Cl -, K +, HCO 3 - -, hodnota v regulácii acidobázickej rovnováhy. Výmena a biologická úloha. Rozdiel aniónov a ich korekcia.

Ťažké kovy (olovo, ortuť, meď, chróm atď.), ich toxické účinky.

Zvýšené hladiny chloridov v sére: dehydratácia, akútne zlyhanie obličiek, metabolická acidóza po hnačke a strate bikarbonátov, respiračná alkalóza, poranenie hlavy, hypofunkcia nadobličiek, pri dlhodobom užívaní kortikosteroidov, tiazidových diuretík, hyperaldosteronizmus, Cushengova choroba.
Zníženie obsahu chloridov v krvnom sére: hypochloremická alkalóza (po zvracaní), respiračná acidóza, nadmerné potenie, zápal obličiek so stratou solí (zhoršená reabsorpcia), úraz hlavy, stav so zvýšením objemu extracelulárnej tekutiny, ulcerózna kalitída, Addisonova choroba (hypoaldosteronizmus).
Zvýšené vylučovanie chloridov močom: hypoaldosteronizmus (Addisonova choroba), zápal obličiek so stratou solí, zvýšený príjem soli, liečba diuretikami.
Znížené vylučovanie chloridov močom: Strata chloridov pri zvracaní, hnačka, Cushingova choroba, konečné štádium zlyhania obličiek, retencia solí pri tvorbe edému.
Obsah vápnika v krvnom sére je normálny 2,25-2,75 mmol/l.
Vylučovanie vápnika v moči je normálne 2,5-7,5 mmol / deň.
Zvýšenie vápnika v sére: hyperparatyreóza, nádorové metastázy v kostnom tkanive, mnohopočetný myelóm, znížené uvoľňovanie kalcitonínu, predávkovanie vitamínom D, tyreotoxikóza.
Zníženie vápnika v sére: hypoparatyreoidizmus, zvýšené uvoľňovanie kalcitonínu, hypovitaminóza D, zhoršená renálna reabsorpcia, masívna krvná transfúzia, hypoalbunémia.
Zvýšené vylučovanie vápnika močom: dlhodobé vystavenie slnečnému žiareniu (hypervitaminóza D), hyperparatyreóza, nádorové metastázy v kostnom tkanive, porucha reabsorpcie v obličkách, tyreotoxikóza, osteoporóza, liečba glukokortikoidmi.
Znížené vylučovanie vápnika močom: hypoparatyreóza, rachitída, akútna nefritída (zhoršená filtrácia v obličkách), hypotyreóza.
Obsah železa v krvnom sére je normálny mmol / l.
Zvýšené sérové ​​železo: aplastická a hemolytická anémia, hemochromatóza, akútna hepatitída a steatóza, cirhóza pečene, talasémia, opakované transfúzie.
Znížený obsah železa v sére: anémia z nedostatku železa, akútne a chronické infekcie, nádory, ochorenie obličiek, strata krvi, tehotenstvo, malabsorpcia železa v čreve.

Koncentrácia vápnik v extracelulárnej tekutine je normálne udržiavaná na prísne konštantnej úrovni, zriedkavo sa zvyšuje alebo znižuje o niekoľko percent v porovnaní s normálnymi hodnotami 9,4 mg/dl, čo zodpovedá 2,4 mmol vápnika na liter. Takáto prísna kontrola je veľmi dôležitá v súvislosti s hlavnou úlohou vápnika v mnohých fyziologických procesoch, vrátane kontrakcie kostrových, srdcových a hladkých svalov, zrážania krvi, prenosu nervových vzruchov. Vzrušivé tkanivá, vrátane nervového, sú veľmi citlivé na zmeny koncentrácie vápnika a zvýšenie koncentrácie iónov vápnika oproti norme (hypskalcémia) spôsobuje čoraz väčšie poškodenie nervového systému; naopak, pokles koncentrácie vápnika (hypokalciémia) zvyšuje dráždivosť nervového systému.

Dôležitá vlastnosť regulácie koncentrácie extracelulárneho vápnika: len asi 0,1 % z celkového množstva vápnika v tele sa nachádza v extracelulárnej tekutine, asi 1 % je vo vnútri buniek a zvyšok je uložený v kostiach, takže kosti možno považovať za veľkú zásobáreň vápnika, ktorá ho uvoľňuje do extracelulárneho priestoru, ak tam koncentrácia vápnika klesá, a naopak odoberá prebytočný vápnik do zásoby.

približne 85 % fosfáty organizmu je uložených v kostiach, 14 až 15 % - v bunkách a len menej ako 1 % je prítomné v extracelulárnej tekutine. Koncentrácia fosfátov v extracelulárnej tekutine nie je tak prísne regulovaná ako koncentrácia vápnika, aj keď plnia množstvo dôležitých funkcií, pričom spolu s vápnikom riadia mnohé procesy.

Absorpcia vápnika a fosfátov v čreve a ich vylučovanie stolicou. Obvyklá rýchlosť príjmu vápnika a fosfátu je približne 1000 mg/deň, čo zodpovedá množstvu extrahovanému z 1 litra mlieka. Vo všeobecnosti sú dvojmocné katióny, ako je ionizovaný vápnik, v čreve slabo absorbované. Ako je však uvedené nižšie, vitamín D podporuje črevnú absorpciu vápnika a takmer 35 % (asi 350 mg/deň) prijatého vápnika sa absorbuje. Zvyšný vápnik v čreve vstupuje do výkalov a je odstránený z tela. Okrem toho asi 250 mg/deň vápnika vstupuje do čreva ako súčasť tráviacich štiav a deskvamovaných buniek. Tak sa asi 90 % (900 mg/deň) denného príjmu vápnika vylúči stolicou.

hypokalciémia spôsobuje excitáciu nervového systému a tetániu. Ak koncentrácia iónov vápnika v extracelulárnej tekutine klesne pod normálne hodnoty, nervová sústava sa postupne stáva viac a viac vzrušiteľnou, pretože. táto zmena vedie k zvýšeniu priepustnosti sodíkových iónov, čo uľahčuje tvorbu akčného potenciálu. V prípade poklesu koncentrácie vápenatých iónov na úroveň 50% normy sa excitabilita periférnych nervových vlákien natoľko zväčší, že začnú spontánne vybíjať.

Hyperkalcémia znižuje excitabilitu nervového systému a svalovú aktivitu. Ak koncentrácia vápnika v kvapalnom médiu tela prekročí normu, excitabilita nervového systému sa zníži, čo je sprevádzané spomalením reflexných reakcií. Zvýšenie koncentrácie vápnika vedie k zníženiu QT intervalu na elektrokardiograme, zníženiu chuti do jedla a zápche, pravdepodobne v dôsledku zníženia kontraktilnej aktivity svalovej steny gastrointestinálneho traktu.

Tieto depresívne účinky sa začínajú objavovať, keď hladina vápnika stúpne nad 12 mg/dl a prejavia sa, keď hladina vápnika prekročí 15 mg/dl.

Výsledné nervové impulzy sa dostávajú do kostrových svalov a spôsobujú tetanické kontrakcie. Preto hypokalcémia spôsobuje tetániu, niekedy vyvoláva epileptiformné záchvaty, pretože hypokalciémia zvyšuje excitabilitu mozgu.

Absorpcia fosfátov v čreve je jednoduchá. Okrem tých množstiev fosfátov, ktoré sa vylučujú stolicou vo forme vápenatých solí, sa takmer všetok fosfát obsiahnutý v každodennej strave absorbuje z čreva do krvi a potom sa vylučuje močom.

Vylučovanie vápnika a fosfátu obličkami. Približne 10 % (100 mg/deň) prijatého vápnika sa vylučuje močom, približne 41 % plazmatického vápnika sa viaže na bielkoviny, a preto sa nefiltruje z glomerulárnych kapilár. Zvyšné množstvo je kombinované s aniónmi, ako sú fosfáty (9 %), alebo ionizované (50 %) a filtrované glomerulom do renálnych tubulov.

Normálne sa 99% prefiltrovaného vápnika reabsorbuje v tubuloch obličiek, takže takmer 100 mg vápnika sa vylúči močom denne. Približne 90 % vápnika obsiahnutého v glomerulárnom filtráte sa reabsorbuje v proximálnom tubule, Henleovej kľučke a na začiatku distálneho tubulu. Zvyšných 10 % vápnika sa potom reabsorbuje na konci distálneho tubulu a na začiatku zberných kanálikov. Reabsorpcia sa stáva vysoko selektívnou a závisí od koncentrácie vápnika v krvi.

Ak je koncentrácia vápnika v krvi nízka, zvyšuje sa reabsorpcia, v dôsledku čoho sa takmer žiadny vápnik nestráca močom. Naopak, keď koncentrácia vápnika v krvi mierne prekročí normálne hodnoty, vylučovanie vápnika sa výrazne zvýši. Najdôležitejším faktorom, ktorý riadi reabsorpciu vápnika v distálnom nefrone, a teda reguluje hladinu vylučovania vápnika, je parathormón.

Vylučovanie fosfátov obličkami je regulované mechanizmom veľkého toku. To znamená, že keď koncentrácia fosfátov v plazme klesne pod kritickú hodnotu (asi 1 mmol/l), všetok fosfát z glomerulárneho filtrátu sa reabsorbuje a prestane sa vylučovať močom. Ak však koncentrácia fosfátu prekročí normálnu hodnotu, jeho strata v moči je priamo úmerná dodatočnému zvýšeniu jeho koncentrácie. Obličky regulujú koncentráciu fosfátov v extracelulárnom priestore a menia rýchlosť vylučovania fosfátov v súlade s ich koncentráciou v plazme a rýchlosťou filtrácie fosfátov v obličkách.

Ako však uvidíme nižšie, parathormón môže významne zvýšiť vylučovanie fosfátov obličkami, takže hrá dôležitú úlohu v regulácii koncentrácie fosfátov v plazme spolu s kontrolou koncentrácie vápnika. Parathormón je silný regulátor koncentrácie vápnika a fosfátu, ktorý svoj vplyv uplatňuje riadením procesov reabsorpcie v čreve, vylučovania v obličkách a výmeny týchto iónov medzi extracelulárnou tekutinou a kosťou.

Nadmerná činnosť prištítnych teliesok spôsobuje rýchle vyplavovanie vápenatých solí z kostí s následným rozvojom hyperkalcémie v extracelulárnej tekutine; naopak, hypofunkcia prištítnych teliesok vedie k hypokalciémii, často s rozvojom tetánie.

Funkčná anatómia prištítnych teliesok. Normálne má človek štyri prištítne telieska. Sú umiestnené bezprostredne za štítnou žľazou, v pároch na jej hornom a dolnom póle. Každá prištítna žľaza je útvar dlhý asi 6 mm, široký 3 mm a vysoký 2 mm.

Makroskopicky vyzerajú prištítne telieska ako tmavohnedý tuk, pri operácii štítnej žľazy je ťažké určiť ich polohu, pretože. často vyzerajú ako ďalší lalok štítnej žľazy. Preto až do momentu, keď sa zistil význam týchto žliaz, končila totálna alebo subtotálna tyreoidektómia so súčasným odstránením prištítnych teliesok.

Odstránenie polovice prištítnych teliesok nespôsobuje vážne fyziologické poruchy, odstránenie troch alebo všetkých štyroch žliaz vedie k prechodnej hypoparatyreóze. Ale aj malé množstvo zostávajúceho tkaniva prištítnych teliesok je schopné zabezpečiť normálnu funkciu prištítnych teliesok v dôsledku hyperplázie.

Dospelé prištítne telieska pozostávajú prevažne z hlavných buniek a viac-menej oxyfilných buniek, ktoré u mnohých zvierat a mladých ľudí chýbajú. Hlavné bunky pravdepodobne vylučujú väčšinu, ak nie všetko, parathormónu a v oxyfilných bunkách aj ich účel.

Predpokladá sa, že ide o modifikáciu alebo vyčerpanú formu hlavných buniek, ktoré už nesyntetizujú hormón.

Chemická štruktúra parathormónu. PTH bol izolovaný v purifikovanej forme. Spočiatku sa syntetizuje na ribozómoch ako preprohormón, polypeptidový reťazec aminokyselinových zvyškov PO. Potom sa štiepi na prohormón pozostávajúci z 90 aminokyselinových zvyškov, potom na štádium hormónu, ktorý obsahuje 84 aminokyselinových zvyškov. Tento proces sa uskutočňuje v endoplazmatickom retikule a Golgiho aparáte.

Výsledkom je, že hormón je zabalený do sekrečných granúl v cytoplazme buniek. Konečná forma hormónu má molekulovú hmotnosť 9500; menšie zlúčeniny, pozostávajúce z 34 aminokyselinových zvyškov, susediacich s N-koncom molekuly parathormónu, tiež izolované z prištítnych teliesok, majú plnú PTH aktivitu. Zistilo sa, že obličky úplne vylučujú formu hormónu, pozostávajúcu z 84 aminokyselinových zvyškov, veľmi rýchlo, v priebehu niekoľkých minút, zatiaľ čo zvyšné početné fragmenty si udržujú vysoký stupeň hormonálnej aktivity po dlhú dobu.

tyrokalcitonín- hormón produkovaný u cicavcov a u ľudí parafolikulárnymi bunkami štítnej žľazy, prištítnych teliesok a týmusu. U mnohých zvierat, napríklad u rýb, sa hormón podobnej funkcie nevytvára v štítnej žľaze (hoci ho majú všetky stavovce), ale v ultimobranchiálnych telách, a preto sa jednoducho nazýva kalcitonín. Tyrokalcitonín sa podieľa na regulácii metabolizmu fosforu a vápnika v tele, ako aj na rovnováhe aktivity osteoklastov a osteoblastov, funkčného antagonistu parathormónu. Tyrokalcitonín znižuje obsah vápnika a fosfátu v krvnej plazme zvýšením vychytávania vápnika a fosfátu osteoblastmi. Stimuluje tiež reprodukciu a funkčnú aktivitu osteoblastov. Zároveň tyrokalcitonín inhibuje reprodukciu a funkčnú aktivitu osteoklastov a procesy kostnej resorpcie. Tyrokalcitonín je proteín-peptidový hormón s molekulovou hmotnosťou 3600. Zvyšuje ukladanie fosforovo-vápenatých solí na kolagénovú matricu kostí. Tyrokalcitonín, podobne ako parathormón, zvyšuje fosfatúriu.

kalcitriol

Štruktúra: Je to derivát vitamínu D a patrí medzi steroidy.

Syntéza: Cholekalciferol (vitamín D3) a ergokalciferol (vitamín D2) vznikajúce v koži pôsobením ultrafialového žiarenia a dodávané potravou sú hydroxylované v pečeni na C25 a v obličkách na C1. V dôsledku toho vzniká 1,25-dioxykalciferol (kalcitriol).

Regulácia syntézy a sekrécie

Aktivácia: Hypokalciémia zvyšuje hydroxyláciu na C1 v obličkách.

Znížiť: Nadbytok kalcitriolu inhibuje hydroxyláciu C1 v obličkách.

Mechanizmus akcie: Cytosolic.

Ciele a efekty:Účinkom kalcitriolu je zvýšenie koncentrácie vápnika a fosforu v krvi:

v čreve vyvoláva syntézu bielkovín zodpovedných za vstrebávanie vápnika a fosfátov, v obličkách zvyšuje reabsorpciu vápnika a fosfátov, v kostnom tkanive zvyšuje resorpciu vápnika. Patológia: Hypofunkcia Zodpovedá obrázku hypovitaminózy D. Role 1,25-dihydroxykalciferol pri výmene Ca a P

Vitamín D (kalciferol, antirachitikum)

Zdroje: Existujú dva zdroje vitamínu D:

pečeň, droždie, tučné mliečne výrobky (maslo, smotana, kyslá smotana), vaječný žĺtok,

sa tvorí v koži pri ultrafialovom ožiarení zo 7-dehydrocholesterolu v množstve 0,5-1,0 μg/deň.

Denná požiadavka: Pre deti - 12-25 mcg alebo 500-1000 IU, u dospelých je potreba oveľa menšia.

S
trojnásobok: Vitamín sa vyskytuje v dvoch formách – ergokalciferol a cholekalciferol. Chemicky sa ergokalciferol líši od cholekalciferolu prítomnosťou dvojitej väzby medzi C22 a C23 a metylovou skupinou na C24 v molekule.

Po absorpcii v črevách alebo po syntéze v koži sa vitamín dostáva do pečene. Tu je hydroxylovaný na C25 a transportovaný kalciferolovým transportným proteínom do obličiek, kde je opäť hydroxylovaný, už na C1. Vzniká 1,25-dihydroxycholekalciferol alebo kalcitriol. Hydroxylačnú reakciu v obličkách stimuluje parathormón, prolaktín, rastový hormón a potláčajú ju vysoké koncentrácie fosfátu a vápnika.

Biochemické funkcie: 1. Zvýšenie koncentrácie vápnika a fosfátu v krvnej plazme. Na tento účel kalcitriol: stimuluje vstrebávanie Ca2+ a fosfátových iónov v tenkom čreve (hlavná funkcia), stimuluje reabsorpciu Ca2+ a fosfátových iónov v proximálnych renálnych tubuloch.

2. V kostnom tkanive je úloha vitamínu D dvojaká:

stimuluje uvoľňovanie iónov Ca2+ z kostného tkaniva, pretože podporuje diferenciáciu monocytov a makrofágov na osteoklasty a zníženie syntézy kolagénu typu I osteoblastmi,

zvyšuje mineralizáciu kostného matrixu, nakoľko zvyšuje tvorbu kyseliny citrónovej, ktorá tu tvorí s vápnikom nerozpustné soli.

3. Účasť na imunitných reakciách, najmä na stimulácii pľúcnych makrofágov a na ich produkcii voľných radikálov obsahujúcich dusík, ktoré sú deštruktívne, vrátane Mycobacterium tuberculosis.

4. Potláča sekréciu parathormónu zvýšením koncentrácie vápnika v krvi, ale zosilňuje jeho účinok na reabsorpciu vápnika v obličkách.

Hypovitaminóza. Získaná hypovitaminóza.Príčina.

Často sa vyskytuje pri výživových nedostatkoch u detí, pri nedostatočnom slnečnom žiarení u ľudí, ktorí nechodia von, alebo pri národných vzoroch oblečenia. Príčinou hypovitaminózy môže byť aj zníženie hydroxylácie kalciferolu (ochorenie pečene a obličiek) a zhoršené vstrebávanie a trávenie lipidov (celiakia, cholestáza).

Klinický obraz: U detí od 2 do 24 mesiacov sa prejavuje v podobe rachitídy, pri ktorej sa napriek príjmu z potravy vápnik nevstrebáva v črevách, ale stráca sa v obličkách. To vedie k zníženiu koncentrácie vápnika v krvnej plazme, narušeniu mineralizácie kostného tkaniva a v dôsledku toho k osteomalácii (mäknutie kostí). Osteomalácia sa prejavuje deformáciou kostí lebky (tuberozita hlavy), hrudníka (kuracie prsia), zakrivením predkolenia, rachitídou na rebrách, zväčšením brucha v dôsledku hypotenzie svalov, prerezávaním zubov a prerastaním fontanelov spomaluje.

U dospelých sa pozoruje aj osteomalácia, t.j. osteoid sa naďalej syntetizuje, ale nemineralizuje. Rozvoj osteoporózy je tiež čiastočne spojený s nedostatkom vitamínu D.

Dedičná hypovitaminóza

Dedičná rachitída typu I závislá od vitamínu D, pri ktorej je recesívny defekt renálnej α1-hydroxylázy. Prejavuje sa oneskorením vývinu, rachitickými črtami kostry a pod. Liečbou sú kalcitriolové prípravky alebo veľké dávky vitamínu D.

Dedičná rachitída typu II závislá od vitamínu D, pri ktorej je defekt v tkanivových kalcitriolových receptoroch. Klinicky je ochorenie podobné typu I, ale dodatočne sa zaznamenáva alopécia, milia, epidermálne cysty a svalová slabosť. Liečba sa líši v závislosti od závažnosti ochorenia, ale pomáhajú veľké dávky kalciferolu.

Hypervitaminóza. Príčina

Nadmerná spotreba liekov (najmenej 1,5 milióna IU denne).

Klinický obraz: Včasné príznaky predávkovania vitamínom D sú nevoľnosť, bolesť hlavy, strata chuti do jedla a telesnej hmotnosti, polyúria, smäd a polydipsia. Môže sa vyskytnúť zápcha, hypertenzia, svalová stuhnutosť. Chronický nadbytok vitamínu D vedie k hypervitaminóze, ktorá sa zaznamenáva: demineralizácia kostí, čo vedie k ich lámavosti a zlomeninám.zvýšenie koncentrácie iónov vápnika a fosforu v krvi, čo vedie ku kalcifikácii ciev, pľúcneho tkaniva a obličiek.

Liekové formy

Vitamín D – rybí olej, ergokalciferol, cholekalciferol.

1,25-Dioxykalciferol (aktívna forma) - osteotriol, oxidevit, rocaltrol, forkal plus.

58. Hormóny, deriváty mastných kyselín. Syntéza. Funkcie.

Podľa chemickej povahy sú hormonálne molekuly rozdelené do troch skupín zlúčenín:

1) proteíny a peptidy; 2) deriváty aminokyselín; 3) steroidy a deriváty mastných kyselín.

Eikosanoidy (είκοσι, grécky dvadsať) zahŕňajú oxidované deriváty eikosanových kyselín: eikozotrién (C20:3), arachidónový (C20:4), timnodón (C20:5) well-x to-t. Aktivita eikosanoidov sa výrazne líši od počtu dvojitých väzieb v molekule, ktorý závisí od štruktúry pôvodných x-tých až-s. Eikosanoidy sa nazývajú veci podobné hormónom, pretože. môžu mať len lokálny účinok, pričom zostávajú v krvi niekoľko sekúnd. Obr-Xia vo všetkých orgánoch a tkanivách takmer vo všetkých typoch buniek. Eikosanoidy sa nemôžu ukladať, sú zničené v priebehu niekoľkých sekúnd, a preto ich bunka musí neustále syntetizovať z prichádzajúcich mastných kyselín ω6- a ω3-série. Existujú tri hlavné skupiny:

Prostaglandíny (Pg)- sú syntetizované takmer vo všetkých bunkách, okrem erytrocytov a lymfocytov. Existujú typy prostaglandínov A, B, C, D, E, F. Funkcie prostaglandínov sa redukujú na zmenu tonusu hladkého svalstva priedušiek, urogenitálneho a cievneho systému, gastrointestinálneho traktu, pričom smer počet zmien sa líši v závislosti od typu prostaglandínov, typu buniek a podmienok. Ovplyvňujú aj telesnú teplotu. Môže aktivovať adenylátcyklázu Prostacyklíny sú poddruhom prostaglandínov (Pg I), spôsobujú dilatáciu malých ciev, no napriek tomu majú špeciálnu funkciu – inhibujú zhlukovanie krvných doštičiek. Ich aktivita sa zvyšuje s nárastom počtu dvojitých väzieb. Syntetizované v endoteli ciev myokardu, maternice, žalúdočnej sliznice. Tromboxány (Tx) tvorené v krvných doštičkách, stimulujú ich agregáciu a spôsobujú vazokonstrikciu. Ich aktivita klesá s nárastom počtu dvojitých väzieb. Zvýšte aktivitu metabolizmu fosfoinozitidu leukotriény (Lt) syntetizované v leukocytoch, v bunkách pľúc, sleziny, mozgu, srdca. Existuje 6 typov leukotriénov A, B, C, D, E, F. V leukocytoch stimulujú pohyblivosť, chemotaxiu a migráciu buniek do ohniska zápalu, vo všeobecnosti aktivujú zápalové reakcie a bránia jeho chronickosti. Spôsobujú aj kontrakciu svalov priedušiek (v dávkach 100-1000-krát menších ako histamín). zvýšiť priepustnosť membrán pre ióny Ca2+. Keďže ióny cAMP a Ca2+ stimulujú syntézu eikozanoidov, pri syntéze týchto špecifických regulátorov je uzavretá pozitívna spätná väzba.

A
zdroj voľné eikozanové kyseliny sú fosfolipidy bunkových membrán. Vplyvom špecifických a nešpecifických podnetov sa aktivuje fosfolipáza A 2 alebo kombinácia fosfolipázy C a DAG-lipázy, ktoré štiepia mastné kyseliny z polohy C2 fosfolipidov.

P

Olínnenasýtená studňa sa metabolizuje hlavne 2 spôsobmi: cyklooxygenázou a lipoxygenázou, ktorých aktivita sa v rôznych bunkách prejavuje v rôznej miere. Cyklooxygenázová dráha je zodpovedná za syntézu prostaglandínov a tromboxánov, kým lipoxygenázová dráha je zodpovedná za syntézu leukotriénov.

Biosyntéza väčšina eikosanoidov začína štiepením kyseliny arachidónovej z membránového fosfolipidu alebo diacylglycerolu v plazmatickej membráne. Syntetázový komplex je polyenzymatický systém, ktorý funguje hlavne na EPS membránach. Eikosanoidy Arr-Xia ľahko prenikajú cez plazmatickú membránu buniek a potom sa cez medzibunkový priestor prenášajú do susedných buniek alebo vystupujú do krvi a lymfy. Rýchlosť syntézy eikosanoidov sa zvýšila vplyvom hormónov a neurotransmiterov, pôsobením ich adenylátcyklázy či zvýšením koncentrácie Ca 2+ iónov v bunkách. Najintenzívnejšia vzorka prostaglandínov sa vyskytuje v semenníkoch a vaječníkoch. V mnohých tkanivách kortizol inhibuje absorpciu kyseliny arachidónovej, čo vedie k potlačeniu eikosanoidov, a tým pôsobí protizápalovo. Prostaglandín E1 je silný pyrogén. Potlačenie syntézy tohto prostaglandínu vysvetľuje terapeutický účinok aspirínu. Polčas rozpadu eikosanoidov je 1-20 s. Enzýmy, ktoré ich inaktivujú, sú prítomné vo všetkých tkanivách, ale najväčší počet z nich je v pľúcach. Syntéza Lek-I reg-I: Glukokortikoidy nepriamo prostredníctvom syntézy špecifických proteínov blokujú syntézu eikosanoidov znížením väzby fosfolipidov fosfolipázou A 2, ktorá bráni uvoľňovaniu polynenasýtených látok z fosfolipidu. Nesteroidné protizápalové lieky (aspirín, indometacín, ibuprofén) ireverzibilne inhibujú cyklooxygenázu a znižujú tvorbu prostaglandínov a tromboxánov.

60. Vitamíny E. K a ubichinón, ich účasť na metabolizme.

Vitamíny E (tokoferoly). Názov "tokoferol" vitamínu E pochádza z gréckeho "tokos" - "narodenie" a "ferro" - nosiť. Bol nájdený v oleji z naklíčených pšeničných zŕn. V súčasnosti známa skupina tokoferolov a tokotrienolov, ktoré sa nachádzajú v prírodných zdrojoch. Všetky sú kovovými derivátmi pôvodnej tokolovej zlúčeniny, majú veľmi podobnú štruktúru a označujú sa písmenami gréckej abecedy. α-tokoferol vykazuje najvyššiu biologickú aktivitu.

Tokoferol je nerozpustný vo vode; podobne ako vitamíny A a D je rozpustný v tukoch, odolný voči kyselinám, zásadám a vysokým teplotám. Bežné preváranie na to nemá takmer žiadny vplyv. Svetlo, kyslík, ultrafialové lúče alebo chemické oxidačné činidlá sú však škodlivé.

V vitamín E obsahuje Ch. arr. v lipoproteínových membránach buniek a subcelulárnych organelách, kde je lokalizovaný vďaka intermol. interakcia s nenasýtenými mastné kyseliny. Jeho biol. činnosť na základe schopnosti tvoriť stabilné voľné. radikálov v dôsledku eliminácie atómu H z hydroxylovej skupiny. Tieto radikály môžu interagovať. s voľným radikály podieľajúce sa na tvorbe org. peroxidy. Vitamín E teda zabraňuje oxidácii nenasýtených. lipidov tiež chráni pred deštrukciou biol. membrány a iné molekuly, ako je DNA.

Tokoferol zvyšuje biologickú aktivitu vitamínu A, chráni nenasýtený bočný reťazec pred oxidáciou.

Zdroje: pre ľudí - rastlinné oleje, šalát, kapusta, obilné semená, maslo, vaječný žĺtok.

denná požiadavka dospelého človeka obsahuje vitamín asi 5 mg.

Klinické prejavy nedostatočnosti u ľudí nie sú úplne pochopené. Pozitívny účinok vitamínu E je známy pri liečbe porúch procesu oplodnenia, s opakovanými nedobrovoľnými potratmi, niektorými formami svalovej slabosti a dystrofie. Ukazuje sa použitie vitamínu E pre predčasne narodené deti a deti, ktoré sú kŕmené z fľaše, keďže kravské mlieko obsahuje 10-krát menej vitamínu E ako ženské mlieko. Nedostatok vitamínu E sa prejavuje rozvojom hemolytickej anémie, pravdepodobne v dôsledku deštrukcie membrán erytrocytov v dôsledku LPO.

o
BIQUINONY (koenzýmy Q) je rozšírená látka a bola nájdená v rastlinách, hubách, zvieratách a m/o. Patrí do skupiny vitamínových zlúčenín rozpustných v tukoch, je slabo rozpustný vo vode, ale pri pôsobení kyslíka a vysokých teplôt sa ničí. V klasickom zmysle ubichinón nie je vitamín, keďže sa v tele syntetizuje v dostatočnom množstve. Ale pri niektorých ochoreniach sa prirodzená syntéza koenzýmu Q znižuje a nestačí uspokojiť potrebu, potom sa stáva nevyhnutným faktorom.

o
bichinóny hrajú dôležitú úlohu v bunkovej bioenergetike väčšiny prokaryotov a všetkých eukaryotov. Hlavný funkcia ubichinónov - prenos elektrónov a protónov z dekomp. substrátov na cytochrómy počas dýchania a oxidačnej fosforylácie. Ubichinóny, kap. arr. v redukovanej forme (ubichinoly, Q n H 2), plnia funkciu antioxidantov. Môže byť protetický. skupina bielkovín. Boli identifikované tri triedy Q-viažucich proteínov, ktoré pôsobia pri dýchaní. reťazce v miestach fungovania enzýmov sukcinát-bichinónreduktázy, NADH-ubichinónreduktázy a cytochrómov b a c 1.

V procese prenosu elektrónov z NADH dehydrogenázy cez FeS na ubichinón sa reverzibilne premieňa na hydrochinón. Ubichinón vykonáva kolektorovú funkciu prijímaním elektrónov z NADH dehydrogenázy a iných flavín dependentných dehydrogenáz, najmä zo sukcinátdehydrogenázy. Ubichinón sa podieľa na reakciách, ako sú:

E (FMNH2) + Q -> E (FMN) + QH2.

Príznaky nedostatku: 1) anémia 2) zmeny v kostrovom svalstve 3) srdcové zlyhanie 4) zmeny v kostnej dreni

Príznaky predávkovania: možné len pri nadmernom podávaní a zvyčajne sa prejavuje nevoľnosťou, poruchami stolice a bolesťami brucha.

Zdroje: Zelenina - Pšeničné klíčky, rastlinné oleje, orechy, kapusta. Zvieratá - Pečeň, srdce, obličky, hovädzie, bravčové, ryby, vajcia, kuracie mäso. Syntetizované črevnou mikroflórou.

S
požiadavka útku: Predpokladá sa, že za normálnych podmienok telo úplne pokrýva potrebu, ale existuje názor, že toto potrebné denné množstvo je 30-45 mg.

Štruktúrne vzorce pracovnej časti koenzýmov FAD a FMN. Počas reakcie FAD a FMN získajú 2 elektróny a na rozdiel od NAD+ oba stratia protón zo substrátu.

63. Vitamíny C a P, štruktúra, úloha. skorbut.

Vitamín P(bioflavonoidy; rutín, citrín; vitamín priepustnosti)

Dnes je známe, že pojem „vitamín P“ spája rodinu bioflavonoidov (katechíny, flavonóny, flavóny). Ide o veľmi rôznorodú skupinu rastlinných polyfenolových zlúčenín, ktoré ovplyvňujú vaskulárnu permeabilitu podobne ako vitamín C.

Pojem "vitamín P", ktorý zvyšuje odolnosť kapilár (z lat. permeabilita - permeabilita), v sebe spája skupinu látok s podobnou biologickou aktivitou: katechíny, chalkóny, dihydrochalkóny, flavíny, flavonóny, izoflavóny, flavonoly atď. majú P-vitamínovú aktivitu a ich štruktúra je založená na difenylpropánovej uhlíkovej „kostre“ chromónu alebo flavónu. To vysvetľuje ich všeobecný názov "bioflavonoidy".

Vitamín P sa lepšie vstrebáva v prítomnosti kyseliny askorbovej a vysoké teploty ho ľahko ničia.

A zdroje: citróny, pohánka, arónia, čierne ríbezle, čajové lístky, šípky.

denná požiadavka pre človeka Je to v závislosti od životného štýlu 35-50 mg denne.

Biologická úloha flavonoidov je stabilizovať medzibunkovú hmotu spojivového tkaniva a znižovať priepustnosť kapilár. Mnohí predstavitelia skupiny vitamínu P majú hypotenzívny účinok.

-Vitamín P „chráni“ kyselinu hyalurónovú, ktorá spevňuje steny ciev a je hlavnou zložkou biologického premazávania kĺbov, pred deštruktívnym pôsobením enzýmov hyaluronidázy. Bioflavonoidy stabilizujú základnú látku spojivového tkaniva inhibíciou hyaluronidázy, čo potvrdzujú údaje o pozitívnom účinku prípravkov s vitamínom P, ale aj kyseliny askorbovej pri prevencii a liečbe skorbutu, reumatizmu, popálenín a pod. naznačujú úzky funkčný vzťah medzi vitamínmi C a P v redoxných procesoch tela, ktoré tvoria jeden systém. Nepriamo o tom svedčí aj terapeutický účinok, ktorý poskytuje komplex vitamínu C a bioflavonoidov, nazývaný askorutin. Vitamín P a vitamín C spolu úzko súvisia.

Rutín zvyšuje aktivitu kyseliny askorbovej. Chráni pred oxidáciou, pomáha ju lepšie asimilovať a právom sa považuje za „hlavného partnera“ kyseliny askorbovej. Tým, že posilňuje steny ciev a znižuje ich krehkosť, znižuje riziko vnútorných krvácaní a zabraňuje tvorbe aterosklerotických plátov.

Normalizuje vysoký krvný tlak, prispieva k expanzii krvných ciev. Podporuje tvorbu spojivového tkaniva, a tým aj rýchle hojenie rán a popálenín. Pomáha predchádzať kŕčovým žilám.

Má pozitívny vplyv na fungovanie endokrinného systému. Používa sa na prevenciu a doplnkové prostriedky pri liečbe artritídy - závažného ochorenia kĺbov a dny.

Zvyšuje imunitu, má antivírusovú aktivitu.

Choroby: Klinický prejav hypoavitaminóza vitamín P sa vyznačuje zvýšenou krvácavosťou ďasien a výrazným podkožným krvácaním, celkovou slabosťou, únavou a bolesťami končatín.

Hypervitaminóza: Flavonoidy nie sú toxické a nevyskytli sa žiadne prípady predávkovania, nadbytok prijatý s jedlom sa z tela ľahko vylúči.

Príčiny: Nedostatok bioflavonoidov sa môže vyskytnúť na pozadí dlhodobého užívania antibiotík (alebo vo vysokých dávkach) a iných silných liekov s akýmkoľvek nepriaznivým účinkom na telo, ako je trauma alebo operácia.

MODUL 5

METABOLIZMUS VODA-SOĽ A MINERÁLOV.

BIOCHÉMIA KRVI A MOČU. TKANIVÁ BIOCHÉMIA.

AKTIVITA 1

Téma: Metabolizmus voda-soľ a minerály. nariadenia. Porušenie.

Relevantnosť. Pojmy voda-soľ a metabolizmus minerálov sú nejednoznačné. Ak hovoríme o metabolizme voda-soľ, znamená to výmenu základných minerálnych elektrolytov a predovšetkým výmenu vody a NaCl.Voda a v nej rozpustené minerálne soli tvoria vnútorné prostredie ľudského tela, vytvárajú podmienky pre vznik biochemických reakcie. Pri udržiavaní homeostázy voda-soľ zohrávajú významnú úlohu obličky a hormóny, ktoré regulujú ich funkciu (vazopresín, aldosterón, atriálny natriuretický faktor, renín-angiotenzínový systém). Hlavnými parametrami tekutého prostredia tela sú osmotický tlak, pH a objem. Osmotický tlak a pH medzibunkovej tekutiny a krvnej plazmy sú takmer rovnaké a hodnota pH buniek rôznych tkanív sa môže líšiť. Udržiavanie homeostázy je zabezpečené stálosťou osmotického tlaku, pH a objemu medzibunkovej tekutiny a krvnej plazmy. Znalosť metabolizmu voda-soľ a metódy korekcie hlavných parametrov telesného tekutého prostredia sú nevyhnutné pre diagnostiku, liečbu a prognózu takých porúch, ako je dehydratácia alebo edém tkaniva, zvýšený alebo znížený krvný tlak, šok, acidóza, alkalóza.

Metabolizmus minerálov je výmena akýchkoľvek minerálnych zložiek organizmu, vrátane tých, ktoré neovplyvňujú hlavné parametre tekutého média, ale plnia rôzne funkcie spojené s katalýzou, reguláciou, transportom a skladovaním látok, štruktúrovaním makromolekúl a pod. metabolizmu minerálov a metód jeho štúdia je nevyhnutný pre diagnostiku, liečbu a prognózu exogénnych (primárnych) a endogénnych (sekundárnych) porúch.

Cieľ. Zoznámiť sa s funkciami vody v procesoch života, ktoré sú spôsobené zvláštnosťami jej fyzikálnych a chemických vlastností a chemickej štruktúry; naučiť sa obsah a distribúciu vody v tele, tkanivách, bunkách; stav vody; výmena vody. Majte predstavu o vodnom bazéne (spôsoboch, ktorými voda vstupuje a opúšťa telo); endogénna a exogénna voda, obsah v organizme, denná potreba, vekové charakteristiky. Oboznámiť sa s reguláciou celkového objemu vody v organizme a jej pohybu medzi jednotlivými tekutinovými priestormi, možnými porušeniami. Naučiť sa a vedieť charakterizovať makro-, oligo-, mikro- a ultramikrobiogénne prvky, ich všeobecné a špecifické funkcie; zloženie elektrolytov v tele; biologická úloha hlavných katiónov a aniónov; úloha sodíka a draslíka. Oboznámiť sa s fosfátovo-vápenatým metabolizmom, jeho reguláciou a porušovaním. Zistite úlohu a metabolizmus železa, medi, kobaltu, zinku, jódu, fluóru, stroncia, selénu a iných biogénnych prvkov. Naučiť sa dennú potrebu tela minerálov, ich vstrebávanie a vylučovanie z tela, možnosti a formy usadzovania, porušenia. Oboznámiť sa s metódami kvantitatívneho stanovenia vápnika a fosforu v krvnom sére a ich klinickým a biochemickým významom.

TEORETICKÉ OTÁZKY

1. Biologický význam vody, jej obsah, denná potreba organizmu. Voda je exogénna a endogénna.

2. Vlastnosti a biochemické funkcie vody. Distribúcia a stav vody v organizme.

3. Výmena vody v organizme, veková charakteristika, regulácia.

4. Vodná bilancia tela a jej typy.

5. Úloha gastrointestinálneho traktu pri výmene vody.

6. Funkcie minerálnych solí v organizme.

7. Neurohumorálna regulácia metabolizmu voda-soľ.

8. Elektrolytické zloženie telesných tekutín, jeho regulácia.

9. Minerálne látky ľudského tela, ich obsah, úloha.

10. Klasifikácia biogénnych prvkov, ich úloha.

11. Funkcie a metabolizmus sodíka, draslíka, chlóru.

12. Funkcie a metabolizmus železa, medi, kobaltu, jódu.

13. Fosfátovo-vápenatý metabolizmus, úloha hormónov a vitamínov v jeho regulácii. Minerálne a organické fosfáty. Fosforečnany v moči.

14. Úloha hormónov a vitamínov v regulácii metabolizmu minerálov.

15. Patologické stavy spojené s poruchou metabolizmu minerálnych látok.

1. U pacienta sa za deň z tela vylúči menej vody, ako do nej vstúpi. Aké ochorenie môže viesť k takémuto stavu?

2. Výskyt Addison-Birmerovej choroby (malígna hyperchromická anémia) je spojený s nedostatkom vitamínu B12. Vyberte kov, ktorý je súčasťou tohto vitamínu:

A. Zink. V. Kobalt. C. Molybdén. D. Horčík. E. Železo.

3. Vápnikové ióny sú sekundárnymi poslami v bunkách. Aktivujú katabolizmus glykogénu interakciou s:

4. U pacienta je obsah draslíka v krvnej plazme 8 mmol/l (norma je 3,6-5,3 mmol/l). V tomto stave je:

5. Ktorý elektrolyt vytvára 85 % osmotického tlaku krvi?

A. Draslík. B. Vápnik. C. Horčík. D. Zinok. E. Sodík.

6. Uveďte hormón, ktorý ovplyvňuje obsah sodíka a draslíka v krvi?

A. Kalcitonín. B. Histamín. C. Aldosterón. D. Tyroxín. E. Parathirin

7. Ktoré z uvedených prvkov sú makrobiogénne?

8. Pri výraznom oslabení srdcovej činnosti dochádza k edému. Uveďte, aká bude v tomto prípade vodná bilancia tela.

A. Pozitívne. B. Negatívne. C. Dynamická rovnováha.

9. Endogénna voda sa tvorí v tele v dôsledku reakcií:

10. Pacient išiel k lekárovi so sťažnosťami na polyúriu a smäd. Pri analýze moču sa zistilo, že denná diuréza je 10 litrov, relatívna hustota moču je 1,001 (norma je 1,012-1,024). Pre akú chorobu sú také ukazovatele charakteristické?

11. Uveďte, aké ukazovatele charakterizujú normálny obsah vápnika v krvi (mmol/l)?

14. Denná potreba vody pre dospelého je:

A. 30-50 ml/kg. B. 75-100 ml/kg. C. 75-80 ml/kg. D. 100-120 ml/kg.

15. 27-ročný pacient má patologické zmeny na pečeni a mozgu. Dochádza k prudkému poklesu krvnej plazmy a k zvýšeniu obsahu medi v moči. Predchádzajúca diagnóza bola Konovalov-Wilsonova choroba. Aká enzýmová aktivita by sa mala testovať na potvrdenie diagnózy?

16. Je známe, že endemická struma je bežnou chorobou v niektorých biogeochemických zónach. Nedostatok akého prvku je príčinou tohto ochorenia? A. Železo. V. Yoda. S. Zinc. D. Meď. E. Cobalt.

17. Koľko ml endogénnej vody sa denne vytvorí v ľudskom tele pri vyváženej strave?

A. 50-75. V. 100-120. s. 150-250. D. 300-400. E. 500-700.

PRAKTICKÁ PRÁCA

Kvantifikácia vápnika a anorganického fosforu

V krvnom sére

Cvičenie 1. Stanovte obsah vápnika v krvnom sére.

Princíp. Sérový vápnik sa vyzráža nasýteným roztokom šťavelanu amónneho [(NH 4) 2 C 2 O 4 ] vo forme šťavelanu vápenatého (CaC 2 O 4). Ten sa konvertuje síranovou kyselinou na kyselinu šťaveľovú (H2C204), ktorá sa titruje roztokom KMn04.

Chémia. 1. CaCl2 + (NH4)2C204® CaC204¯ + 2NH4Cl

2. CaC204 + H2S04 ®H2C204 + CaS04

3. 5H2C204 + 2KMnO4 + 3H2S04® 10CO2 + 2MnS04 + 8H20

Pokrok. 1 ml krvného séra a 1 ml roztoku [(NH 4) 2 C 2 O 4] sa naleje do centrifugačnej skúmavky. Nechajte 30 minút odstáť a odstredte. Kryštalická zrazenina šťavelanu vápenatého sa zachytáva na dne skúmavky. Číra kvapalina sa naleje na zrazeninu. K sedimentu pridajte 1-2 ml destilovanej vody, premiešajte sklenenou tyčinkou a znova odstreďte. Po odstredení sa kvapalina nad zrazeninou zlikviduje. Do skúmavky so zrazeninou pridáme 1 ml1n H 2 SO 4, zrazeninu dobre premiešame sklenenou tyčinkou a skúmavku vložíme do vodného kúpeľa s teplotou 50-70 0 C. Zrazenina sa rozpustí. Obsah skúmavky sa za horúca titruje 0,01 N roztokom KMnO 4, kým sa neobjaví ružové sfarbenie, ktoré nezmizne po dobu 30 s. Každý mililiter KMn04 zodpovedá 0,2 mg Ca. Obsah vápnika (X) v mg% v krvnom sére sa vypočíta podľa vzorca: X = 0,2 × A × 100, kde A je objem KMnO 4, ktorý sa použil na titráciu. Obsah vápnika v krvnom sére v mmol / l - obsah v mg% × 0,2495.

Normálne je koncentrácia vápnika v krvnom sére 2,25-2,75 mmol / l (9-11 mg%). Zvýšenie koncentrácie vápnika v krvnom sére (hyperkalcémia) sa pozoruje pri hypervitaminóze D, hyperparatyreóze, osteoporóze. Znížená koncentrácia vápnika (hypokalciémia) - s hypovitaminózou D (rachitída), hypoparatyreoidizmom, chronickým zlyhaním obličiek.

Úloha 2. Stanovte obsah anorganického fosforu v krvnom sére.

Princíp. Anorganický fosfor, ktorý interaguje s molybdénovým činidlom v prítomnosti kyseliny askorbovej, vytvára molybdénovú modrú, ktorej intenzita farby je úmerná obsahu anorganického fosforu.

Pokrok. 2 ml krvného séra, 2 ml 5% roztoku kyseliny trichlóroctovej sa nalejú do skúmavky, premiešajú sa a nechajú sa 10 minút vyzrážať proteíny, potom sa prefiltrujú. Potom sa do skúmavky odmerajú 2 ml výsledného filtrátu, čo zodpovedá 1 ml krvného séra, pridá sa 1,2 ml molybdénového činidla, 1 ml 0,15 % roztoku kyseliny askorbovej a doplní sa vodou na 10 ml (5,8 ml ). Dôkladne premiešajte a nechajte 10 minút pôsobiť, aby sa vytvorila farba. Kolorimetrické na FEC s filtrom červeného svetla. Množstvo anorganického fosforu sa zistí z kalibračnej krivky a jeho obsah (B) vo vzorke sa vypočíta v mmol / l podľa vzorca: B \u003d (A × 1000) / 31, kde A je obsah anorganického fosforu v 1 ml krvného séra (zistené z kalibračnej krivky); 31 - molekulová hmotnosť fosforu; 1000 - prevodný faktor na liter.

Klinická a diagnostická hodnota. Normálne je koncentrácia fosforu v krvnom sére 0,8-1,48 mmol / l (2-5 mg%). Zvýšenie koncentrácie fosforu v krvnom sére (hyperfosfatémia) sa pozoruje pri zlyhaní obličiek, hypoparatyreóze, predávkovaní vitamínom D. Zníženie koncentrácie fosforu (hypofosfatémia) - v rozpore s jeho absorpciou v čreve, galaktozémia, rachitída.

LITERATÚRA

1. Gubsky Yu.I. Biologická chémia. asistent. - Kyjev-Vinnica: Nová kniha, 2007. - S. 545-557.

2. Gonsky Ya.I., Maksimchuk T.P., Kalinsky M.I. Biochémia ľudí: Pdruchnik. - Ternopil: Ukrmedkniga, 2002. - S. 507-529.

3. Biochémia: Učebnica / Ed. E.S. Severin. - M.: GEOTAR-MED, 2003. - S. 597-609.

4. Workshop o biologickej chémii / Boykiv D.P., Ivankiv O.L., Kobilyanska L.I. že v./ Pre červenú. O.Ya Sklyarovej. - K .: Zdravie, 2002. - S. 275-280.

AKTIVITA 2

Téma: Funkcie krvi. Fyzikálne a chemické vlastnosti a chemické zloženie krvi. Pufrové systémy, mechanizmus účinku a úloha pri udržiavaní acidobázického stavu organizmu. Plazmatické proteíny a ich úloha. Kvantitatívne stanovenie celkového proteínu v krvnom sére.

Relevantnosť. Krv je tekuté tkanivo pozostávajúce z buniek (tvarovaných prvkov) a medzibunkového tekutého média – plazmy. Krv plní transportné, osmoregulačné, pufrovacie, neutralizačné, ochranné, regulačné, homeostatické a ďalšie funkcie. Zloženie krvnej plazmy je zrkadlom metabolizmu – zmeny koncentrácie metabolitov v bunkách sa prejavujú v ich koncentrácii v krvi; pri poruche priepustnosti bunkových membrán sa mení aj zloženie krvnej plazmy. V tomto ohľade, ako aj dostupnosť vzoriek krvi na analýzu, sa jej štúdia široko používa na diagnostiku chorôb a sledovanie účinnosti liečby. Kvantitatívna a kvalitatívna štúdia plazmatických bielkovín okrem špecifických nozologických informácií poskytuje predstavu o stave metabolizmu bielkovín vo všeobecnosti. Koncentrácia vodíkových iónov v krvi (pH) je jednou z najprísnejších chemických konštánt v tele. Odráža stav metabolických procesov, závisí od fungovania mnohých orgánov a systémov. Porušenie acidobázického stavu krvi sa pozoruje pri mnohých patologických procesoch, ochoreniach a je príčinou ťažkých porúch tela. Nevyhnutnou súčasťou terapeutických opatrení je preto včasná korekcia acidobázických porúch.

Cieľ. Zoznámiť sa s funkciami, fyzikálnymi a chemickými vlastnosťami krvi; acidobázický stav a jeho hlavné ukazovatele. Naučiť sa nárazníkové systémy krvi a mechanizmus ich účinku; porušenie acidobázického stavu tela (acidóza, alkalóza), jej formy a typy. Vytvoriť si predstavu o proteínovom zložení krvnej plazmy, charakterizovať proteínové frakcie a jednotlivé proteíny, ich úlohu, poruchy a metódy stanovenia. Oboznámte sa s metódami kvantitatívneho stanovenia celkovej bielkoviny v krvnom sére, jednotlivých frakcií bielkovín a ich klinickým a diagnostickým významom.

ÚLOHY PRE SAMOSTATNÚ PRÁCU

TEORETICKÉ OTÁZKY

1. Funkcie krvi v živote tela.

2. Fyzikálne a chemické vlastnosti krvi, séra, lymfy: pH, osmotický a onkotický tlak, relatívna hustota, viskozita.

3. Acidobázický stav krvi, jeho regulácia. Hlavné ukazovatele odrážajúce jeho porušenie. Moderné metódy na stanovenie acidobázického stavu krvi.

4. Pufrové systémy krvi. Ich úlohou je udržiavať acidobázickú rovnováhu.

5. Acidóza: typy, príčiny, mechanizmy vzniku.

6. Alkalóza: typy, príčiny, mechanizmy vývoja.

7. Krvné bielkoviny: obsah, funkcie, zmeny obsahu pri patologických stavoch.

8. Hlavné frakcie bielkovín krvnej plazmy. Výskumné metódy.

9. Albumíny, fyzikálne a chemické vlastnosti, úloha.

10. Globulíny, fyzikálne a chemické vlastnosti, úloha.

11. Krvné imunoglobulíny, štruktúra, funkcie.

12. Hyper-, hypo-, dis- a paraproteinémie, príčiny.

13. Proteíny akútnej fázy. Klinická a diagnostická hodnota definície.

TESTY NA SAMOKONTROLU

1. Ktorá z nasledujúcich hodnôt pH je normálna pre arteriálnu krv? A. 7,25-7,31. B. 7,40-7,55. S. 7,35-7,45. D. 6,59-7,0. E. 4,8-5,7.

2. Aké mechanizmy zabezpečujú stálosť pH krvi?

3. Aký je dôvod rozvoja metabolickej acidózy?

A. Zvýšenie produkcie, zníženie oxidácie a resyntézy ketolátok.

B. Zvýšenie produkcie, zníženie oxidácie a resyntézy laktátu.

C. Strata pôdy.

D. Neefektívna sekrécia vodíkových iónov, zadržiavanie kyseliny.

E. Všetky vyššie uvedené.

4. Čo je príčinou metabolickej alkalózy?

5. Významná strata žalúdočnej šťavy v dôsledku zvracania spôsobuje vývoj:

6. Významné poruchy krvného obehu v dôsledku šoku spôsobujú vývoj:

7. Inhibícia dýchacieho centra mozgu omamnými látkami vedie k:

8. Hodnota pH krvi sa u pacienta s diabetes mellitus zmenila na 7,3 mmol/l. Aké zložky vyrovnávacieho systému sa používajú na diagnostiku porúch acidobázickej rovnováhy?

9. Pacient má obštrukciu dýchacieho traktu so spútom. Aká porucha acidobázickej rovnováhy sa dá zistiť v krvi?

10. Pacient s ťažkým úrazom bol napojený na prístroj na umelé dýchanie. Po opakovanom stanovení ukazovateľov acidobázického stavu sa zistilo zníženie obsahu oxidu uhličitého v krvi a zvýšenie jeho vylučovania. Akú acidobázickú poruchu charakterizujú takéto zmeny?

11. Vymenujte tlmivý systém krvi, ktorý má najväčší význam pri regulácii acidobázickej homeostázy?

12. Aký tlmivý systém krvi hrá dôležitú úlohu pri udržiavaní pH moču?

A. Fosfát. B. Hemoglobín. C. Hydrokarbonát. D. Proteín.

13. Aké fyzikálne a chemické vlastnosti krvi poskytujú elektrolyty v nej prítomné?

14. Vyšetrenie pacienta odhalilo hyperglykémiu, glukozúriu, hyperketonémiu a ketonúriu, polyúriu. Aký typ acidobázického stavu sa v tomto prípade pozoruje?

15. Človek v pokoji sa núti často a zhlboka dýchať 3-4 minúty. Ako to ovplyvní acidobázickú rovnováhu tela?

16. Aký proteín krvnej plazmy viaže a prenáša meď?

17. V krvnej plazme pacienta je obsah celkových bielkovín v medziach normy. Ktorý z nasledujúcich ukazovateľov (g/l) charakterizuje fyziologickú normu? A. 35-45. V. 50-60. s. 55-70. D. 65-85. E. 85-95.

18. Ktorá frakcia krvných globulínov poskytuje humorálnu imunitu pôsobiacu ako protilátky?

19. U pacienta, ktorý mal hepatitídu C a neustále požíval alkohol, sa objavili príznaky cirhózy pečene s ascitom a edémom dolných končatín. Aké zmeny v zložení krvi zohrali hlavnú úlohu pri vzniku edému?

20. Na akých fyzikálno-chemických vlastnostiach bielkovín je založená metóda stanovenia elektroforetického spektra krvných bielkovín?

PRAKTICKÁ PRÁCA

Kvantitatívne stanovenie celkového proteínu v krvnom sére

biuretová metóda

Cvičenie 1. Stanovte obsah celkového proteínu v krvnom sére.

Princíp. Proteín reaguje v alkalickom prostredí s roztokom síranu meďnatého s obsahom vínanu sodnodraselného, ​​NaI a KI (biuretové činidlo) za vzniku fialovo-modrého komplexu. Optická hustota tohto komplexu je úmerná koncentrácii proteínu vo vzorke.

Pokrok. Do experimentálnej vzorky pridajte 25 µl krvného séra (bez hemolýzy), 1 ml biuretového činidla obsahujúceho: 15 mmol/l vínanu sodno draselného, ​​100 mmol/l jodidu sodného, ​​15 mmol/l jodidu draselného a 5 mmol/l síranu meďnatého . Do štandardnej vzorky pridajte 25 µl štandardu celkového proteínu (70 g/l) a 1 ml biuretového činidla. Do tretej skúmavky pridajte 1 ml biuretového činidla. Všetky skúmavky dobre premiešajte a inkubujte 15 minút pri 30-37°C. Nechajte 5 minút pri izbovej teplote. Zmerajte absorbanciu vzorky a štandardu oproti biuretovému reagentu pri 540 nm. Vypočítajte celkovú koncentráciu bielkovín (X) vg/l pomocou vzorca: X=(Cst×Apr)/Ast, kde Cst je koncentrácia celkových bielkovín v štandardnej vzorke (g/l); Apr je optická hustota vzorky; Ast - optická hustota štandardnej vzorky.

Klinická a diagnostická hodnota. Obsah celkových bielkovín v krvnej plazme dospelých je 65-85 g/l; v dôsledku fibrinogénu je proteín v krvnej plazme o 2-4 g / l viac ako v sére. U novorodencov je množstvo bielkovín krvnej plazmy 50-60 g / l a počas prvého mesiaca mierne klesá a po troch rokoch dosahuje úroveň dospelých. Zvýšenie alebo zníženie obsahu celkového plazmatického proteínu a jednotlivých frakcií môže byť spôsobené mnohými dôvodmi. Tieto zmeny nie sú špecifické, ale odrážajú všeobecný patologický proces (zápal, nekróza, novotvar), dynamiku a závažnosť ochorenia. S ich pomocou môžete vyhodnotiť účinnosť liečby. Zmeny v obsahu bielkovín sa môžu prejaviť ako hyper, hypo- a dysproteinémia. Hypoproteinémia sa pozoruje pri nedostatočnom príjme bielkovín v tele; nedostatočnosť trávenia a absorpcie potravinových bielkovín; porušenie syntézy bielkovín v pečeni; ochorenie obličiek s nefrotickým syndrómom. Hyperproteinémia sa pozoruje pri porušení hemodynamiky a zhrubnutia krvi, strate tekutín pri dehydratácii (hnačka, vracanie, diabetes insipidus), v prvých dňoch ťažkých popálenín, v pooperačnom období atď. Pozoruhodná je nielen hypo- alebo hyperproteinémia, ale aj zmeny ako dysproteinémia (pomer albumínu a globulínov sa mení s konštantným obsahom celkových bielkovín) a paraproteinémia (vznik abnormálnych bielkovín - C-reaktívny proteín, kryoglobulín) pri akútnych infekčných ochoreniach, zápalových procesoch a pod.

LITERATÚRA

1. Gubsky Yu.I. Biologická chémia. - Kyjev-Ternopil: Ukrmedkniga, 2000. - S. 418-429.

2. Gubsky Yu.I. Biologická chémia. asistent. - Kyjev-Vinnica: Nová kniha, 2007. - S. 502-514.

3. Gonsky Ya.I., Maksimchuk T.P., Kalinsky M.I. Biochémia ľudí: Pdruchnik. - Ternopil: Ukrmedkniga, 2002. - S. 546-553, 566-574.

4. Voronina L.M. že v. Biologická chémia. - Charkov: Osnova, 2000. - S. 522-532.

5. Berezov T.T., Korovkin B.F. Biologická chémia. - M.: Medicína, 1998. - S. 567-578, 586-598.

6. Biochémia: Učebnica / Ed. E.S. Severin. - M.: GEOTAR-MED, 2003. - S. 682-686.

7. Workshop o biologickej chémii / Boykiv D.P., Ivankiv O.L., Kobilyanska L.I. že v./ Pre červenú. O.Ya Sklyarovej. - K .: Zdravie, 2002. - S. 236-249.

AKTIVITA 3

Téma: Biochemické zloženie krvi za normálnych a patologických stavov. Enzýmy v krvnej plazme. Nebielkovinové organické látky krvnej plazmy obsahujú dusík a neobsahujú dusík. Anorganické zložky krvnej plazmy. Kalikreín-kinínový systém. Stanovenie zvyškového dusíka v krvnej plazme.

Relevantnosť. Keď sa z krvi odstránia vytvorené prvky, zostane plazma a keď sa z nej odstráni fibrinogén, zostane sérum. Krvná plazma je zložitý systém. Obsahuje viac ako 200 proteínov, ktoré sa líšia fyzikálno-chemickými a funkčnými vlastnosťami. Sú medzi nimi proenzýmy, enzýmy, inhibítory enzýmov, hormóny, transportné proteíny, koagulačné a antikoagulačné faktory, protilátky, antitoxíny a iné. Krvná plazma navyše obsahuje neproteínové organické látky a anorganické zložky. Väčšina patologických stavov, vplyv vonkajších a vnútorných faktorov prostredia, užívanie farmakologických liekov sú zvyčajne sprevádzané zmenou obsahu jednotlivých zložiek krvnej plazmy. Na základe výsledkov krvného testu možno charakterizovať zdravotný stav človeka, priebeh adaptačných procesov atď.

Cieľ. Oboznámte sa s biochemickým zložením krvi za normálnych a patologických stavov. Charakterizovať krvné enzýmy: pôvod a význam stanovenia aktivity pre diagnostiku patologických stavov. Určte, aké látky tvoria celkový a zvyškový dusík v krvi. Oboznámte sa s bezdusíkovými zložkami krvi, ich obsahom, klinickým významom kvantitatívneho stanovenia. Zvážte kalikreín-kinínový systém krvi, jeho zložky a úlohu v tele. Oboznámte sa s metódou kvantitatívneho stanovenia zvyškového dusíka v krvi a jej klinickým a diagnostickým významom.

ÚLOHY PRE SAMOSTATNÚ PRÁCU

TEORETICKÉ OTÁZKY

1. Krvné enzýmy, ich pôvod, klinický a diagnostický význam stanovenia.

2. Nebielkovinové látky obsahujúce dusík: vzorce, obsah, klinický význam definície.

3. Celkový a zvyškový dusík v krvi. Klinický význam definície.

4. Azotémia: typy, príčiny, metódy stanovenia.

5. Nebielkovinové bezdusíkové zložky krvi: obsah, úloha, klinický význam stanovenia.

6. Anorganické zložky krvi.

7. Kalikreín-kinínový systém, jeho úloha v organizme. Použitie liekov - kalikreínu a inhibítorov tvorby kinínov.

TESTY NA SAMOKONTROLU

1. V krvi pacienta je obsah zvyškového dusíka 48 mmol/l, močovina - 15,3 mmol/l. Aké orgánové ochorenia naznačujú tieto výsledky?

A. Slezina. B. Pečeň. C. Žalúdok. D. Obličky. E. Pankreas.

2. Aké ukazovatele zvyškového dusíka sú typické pre dospelých?

A.14.3-25 mmol / l. B.25-38 mmol / l. C.42,8-71,4 mmol/l. D.70-90 mmol/l.

3. Uveďte zložku krvi, ktorá neobsahuje dusík.

A. ATP. B. Tiamín. C. Kyselina askorbová. D. Kreatín. E. Glutamín.

4. Aký typ azotémie sa vyvíja, keď je telo dehydratované?

5. Aký účinok má bradykinín na krvné cievy?

6. U pacienta s hepatálnou insuficienciou došlo k zníženiu hladiny zvyškového dusíka v krvi. Vďaka akej zložke sa znížil nebielkovinový dusík krvi?

7. Pacient sa sťažuje na časté vracanie, všeobecnú slabosť. Obsah zvyškového dusíka v krvi je 35 mmol/l, funkcia obličiek nie je narušená. Aký typ azotémie vznikol?

Príbuzný. B. Renal. C. Zadržanie. D. Výroba.

8. Aké zložky frakcie zvyškového dusíka prevládajú v krvi pri produktívnej azotémii?

9. C-reaktívny proteín sa nachádza v krvnom sére:

10. Konovalov-Wilsonova choroba (hepatocerebrálna degenerácia) je sprevádzaná znížením koncentrácie voľnej medi v krvnom sére, ako aj hladinou:

11. Lymfocyty a iné bunky tela pri interakcii s vírusmi syntetizujú interferóny. Tieto látky blokujú reprodukciu vírusu v infikovanej bunke a inhibujú syntézu vírusu:

A. Lipidy. B. Belkov. C. Vitamíny. D. Biogénne amíny. E. Nukleotidy.

12. 62-ročná žena sa sťažuje na časté bolesti v retrosternálnej oblasti a chrbtici, zlomeniny rebier. Lekár navrhuje mnohopočetný myelóm (plazmocytóm). Ktorý z nasledujúcich ukazovateľov má najväčšiu diagnostickú hodnotu?

PRAKTICKÁ PRÁCA

LITERATÚRA

1. Gubsky Yu.I. Biologická chémia. - Kyjev-Ternopil: Ukrmedkniga, 2000. - S. 429-431.

2. Gubsky Yu.I. Biologická chémia. asistent. - Kyjev-Vinnica: Nová kniha, 2007. - S. 514-517.

3. Berezov T.T., Korovkin B.F. Biologická chémia. - M.: Medicína, 1998. - S. 579-585.

4. Workshop o biologickej chémii / Boykiv D.P., Ivankiv O.L., Kobilyanska L.I. že v./ Pre červenú. O.Ya Sklyarovej. - K .: Zdravie, 2002. - S. 236-249.

AKTIVITA 4

Téma: Biochémia koagulačného, ​​antikoagulačného a fibrinolytického systému organizmu. Biochémia imunitných procesov. Mechanizmy vývoja stavov imunodeficiencie.

Relevantnosť. Jednou z najdôležitejších funkcií krvi je hemostatická, na jej realizácii sa podieľajú koagulačný, antikoagulačný a fibrinolytický systém. Koagulácia je fyziologický a biochemický proces, v dôsledku ktorého krv stráca svoju tekutosť a tvoria sa krvné zrazeniny. Existencia tekutého stavu krvi za normálnych fyziologických podmienok je spôsobená prácou antikoagulačného systému. S tvorbou krvných zrazenín na stenách krvných ciev sa aktivuje fibrinolytický systém, ktorého práca vedie k ich štiepeniu.

Imunita (z lat. immunitas – oslobodenie, spása) – je ochranná reakcia organizmu; Ide o schopnosť bunky alebo organizmu brániť sa proti živým telám alebo látkam nesúcim znaky cudzej informácie, pričom si zachováva svoju integritu a biologickú individualitu. Orgány a tkanivá, ako aj určité typy buniek a ich metabolických produktov, ktoré zabezpečujú rozpoznávanie, väzbu a deštrukciu antigénov pomocou bunkových a humorálnych mechanizmov, sa nazývajú imunitný systém. . Tento systém vykonáva imunitný dohľad - kontrolu nad genetickou stálosťou vnútorného prostredia tela. Porušenie imunitného dohľadu vedie k oslabeniu antimikrobiálnej rezistencie organizmu, inhibícii protinádorovej ochrany, autoimunitným poruchám a stavom imunodeficiencie.

Cieľ. Zoznámiť sa s funkčnými a biochemickými charakteristikami systému hemostázy v ľudskom tele; koagulácia a hemostáza cievnych doštičiek; systém zrážania krvi: charakteristika jednotlivých zložiek (faktorov) zrážanlivosti; mechanizmy aktivácie a fungovania kaskádového systému zrážania krvi; vnútorné a vonkajšie spôsoby koagulácie; úloha vitamínu K v koagulačných reakciách, liečivá - agonisty a antagonisty vitamínu K; dedičné poruchy procesu zrážania krvi; antikoagulačný krvný systém, funkčné charakteristiky antikoagulancií - heparín, antitrombín III, kyselina citrónová, prostacyklín; úloha vaskulárneho endotelu; zmeny biochemických parametrov krvi s predĺženým podávaním heparínu; fibrinolytický krvný systém: štádiá a zložky fibrinolýzy; lieky, ktoré ovplyvňujú procesy fibrinolýzy; aktivátory plazminogénu a inhibítory plazmínu; sedimentácia krvi, trombóza a fibrinolýza pri ateroskleróze a hypertenzii.

Oboznámiť sa so všeobecnou charakteristikou imunitného systému, bunkových a biochemických zložiek; imunoglobulíny: štruktúra, biologické funkcie, mechanizmy regulácie syntézy, charakteristika jednotlivých tried ľudských imunoglobulínov; mediátory a hormóny imunitného systému; cytokíny (interleukíny, interferóny, proteín-peptidové faktory regulujúce rast a proliferáciu buniek); biochemické zložky systému ľudského komplementu; klasické a alternatívne aktivačné mechanizmy; vývoj stavov imunodeficiencie: primárne (dedičné) a sekundárne imunodeficiencie; syndróm získanej ľudskej imunitnej nedostatočnosti.

ÚLOHY PRE SAMOSTATNÚ PRÁCU

TEORETICKÉ OTÁZKY

1. Pojem hemostázy. Hlavné fázy hemostázy.

2. Mechanizmy aktivácie a fungovania kaskádového systému

Z funkčného hľadiska je zvykom rozlišovať voľnú a viazanú vodu. Transportná funkcia, ktorú plní voda ako univerzálne rozpúšťadlo Určuje disociáciu solí ako dielektrikum Účasť na rôznych chemických reakciách: hydratácia hydrolýza redoxné reakcie napríklad β - oxidácia mastných kyselín. Pohyb vody v tele sa uskutočňuje za účasti viacerých faktorov, medzi ktoré patrí: osmotický tlak vytvorený rôznymi koncentráciami solí, voda sa pohybuje smerom k vyššej ...

Ak vám táto práca nevyhovuje, v spodnej časti stránky je zoznam podobných prác. Môžete tiež použiť tlačidlo vyhľadávania

Strana 1

abstraktné

METABOLIZMUS VODA-SOĽ

výmena vody

Celkový obsah vody v tele dospelého človeka je 60 - 65% (asi 40 litrov). Najviac hydratovaný je mozog a obličky. Tukové, kostné tkanivo naopak obsahuje malé množstvo vody.

Voda v tele je distribuovaná v rôznych oddeleniach (priehradky, bazény): v bunkách, v medzibunkovom priestore, vo vnútri ciev.

Charakteristickým znakom chemického zloženia vnútrobunkovej tekutiny je vysoký obsah draslíka a bielkovín. Extracelulárna tekutina obsahuje vyššie koncentrácie sodíka. Hodnoty pH extracelulárnej a intracelulárnej tekutiny sa nelíšia. Z funkčného hľadiska je zvykom rozlišovať voľnú a viazanú vodu. Viazaná voda je tá jej časť, ktorá je súčasťou hydratačných obalov biopolymérov. Množstvo viazanej vody charakterizuje intenzitu metabolických procesov.

Biologická úloha vody v tele.

• Transportná funkcia, ktorú voda plní ako univerzálne rozpúšťadlo
• Určuje disociáciu solí, ktoré sú dielektrikom
• Účasť na rôznych chemických reakciách: hydratácia, hydrolýza, redoxné reakcie (napríklad β - oxidácia mastných kyselín).

Výmena vody.

Celkový objem vymenených tekutín pre dospelého človeka je 2-2,5 litra za deň. Dospelý človek sa vyznačuje vodnou bilanciou, t.j. príjem tekutín sa rovná jej vylučovaniu.

Voda sa do tela dostáva vo forme tekutých nápojov (asi 50 % skonzumovanej tekutiny), ako súčasť pevnej stravy. 500 ml je endogénna voda vytvorená ako výsledok oxidačných procesov v tkanivách,

Vylučovanie vody z tela prebieha obličkami (1,5 l - diuréza), odparovaním z povrchu kože, pľúcami (asi 1 l), črevami (asi 100 ml).

Faktory pohybu vody v tele.

Voda v tele sa neustále prerozdeľuje medzi rôzne oddelenia. Pohyb vody v tele sa uskutočňuje za účasti viacerých faktorov, medzi ktoré patria:

• osmotický tlak vytvorený rôznymi koncentráciami soli (voda sa pohybuje smerom k vyššej koncentrácii soli),
• onkotický tlak vytvorený poklesom koncentrácie bielkovín (voda sa pohybuje smerom k vyššej koncentrácii bielkovín)
• hydrostatický tlak vytvorený srdcom

S výmenou úzko súvisí aj výmena vody Na a K.

Výmena sodíka a draslíka

generál obsah sodíkav tele je 100 g Zároveň 50% pripadá na extracelulárny sodík, 45% - na sodík obsiahnutý v kostiach, 5% - na intracelulárny sodík. Obsah sodíka v krvnej plazme je 130-150 mmol / l, v krvinkách - 4-10 mmol / l. Potreba sodíka pre dospelého človeka je asi 4-6 g/deň.

generál obsah draslíkav tele dospelého človeka je 160 90 % tohto množstva je obsiahnutých intracelulárne, 10 % je distribuovaných v extracelulárnom priestore. Krvná plazma obsahuje 4 - 5 mmol / l, vo vnútri buniek - 110 mmol / l. Denná potreba draslíka pre dospelého človeka je 2-4 g.

Biologická úloha sodíka a draslíka:

• určiť osmotický tlak
• určiť distribúciu vody
• vytvárať krvný tlak
• zúčastniť sa (Na ) pri absorpcii aminokyselín, monosacharidov
• draslík je nevyhnutný pre biosyntetické procesy.

K absorpcii sodíka a draslíka dochádza v žalúdku a črevách. Sodík sa môže mierne ukladať v pečeni. Sodík a draslík sa z tela vylučujú najmä obličkami, v menšej miere potnými žľazami a črevami.

Podieľa sa na redistribúcii sodíka a draslíka medzi bunkami a extracelulárnou tekutinousodno-draselná ATPáza -membránový enzým, ktorý využíva energiu ATP na pohyb sodíkových a draselných iónov proti koncentračnému gradientu. Vytvorený rozdiel v koncentrácii sodíka a draslíka zabezpečuje proces excitácie tkaniva.

Regulácia metabolizmu voda-soľ.

Regulácia výmeny vody a solí sa uskutočňuje za účasti centrálneho nervového systému, autonómneho nervového systému a endokrinného systému.

V centrálnom nervovom systéme sa so znížením množstva tekutiny v tele vytvára pocit smädu. Excitácia pitného centra umiestneného v hypotalame vedie k spotrebe vody a obnoveniu jej množstva v tele.

Autonómny nervový systém sa podieľa na regulácii metabolizmu vody reguláciou procesu potenia.

Medzi hormóny podieľajúce sa na regulácii metabolizmu voda-soľ patrí antidiuretický hormón, mineralokortikoidy, natriuretický hormón.

Antidiuretický hormónsyntetizovaný v hypotalame, sa presúva do zadnej hypofýzy, odkiaľ sa uvoľňuje do krvi. Tento hormón zadržiava vodu v tele zvýšením reverznej reabsorpcie vody v obličkách, aktiváciou syntézy akvaporínového proteínu v obličkách.

aldosterón prispieva k zadržiavaniu sodíka v tele a strate iónov draslíka obličkami. Predpokladá sa, že tento hormón podporuje syntézu proteínov sodíkových kanálov, ktoré určujú reverznú reabsorpciu sodíka. Aktivuje tiež Krebsov cyklus a syntézu ATP, ktorá je nevyhnutná pre procesy reabsorpcie sodíka. Aldosterón aktivuje syntézu proteínov - transportérov draslíka, čo je sprevádzané zvýšeným vylučovaním draslíka z tela.

Funkcia antidiuretického hormónu aj aldosterónu úzko súvisí s renín – angiotenzínovým systémom krvi.

Renín-angiotenzný krvný systém.

So znížením prietoku krvi obličkami počas dehydratácie sa v obličkách produkuje proteolytický enzým renin, ktorý prekladáangiotenzinogén(a2-globulín) na angiotenzín I - peptid pozostávajúci z 10 aminokyselín. angiotenzín Som v akcii angiotezín-konvertujúci enzým(ACE) podlieha ďalšej proteolýze a prechádza do angiotenzín II vrátane 8 aminokyselín, angiotenzín II sťahuje cievy, stimuluje tvorbu antidiuretického hormónu a aldosterónu, ktoré zväčšujú objem tekutín v tele.

Natriuretický peptidsa produkuje v predsieňach ako odpoveď na zvýšenie objemu vody v tele a na natiahnutie predsiení. Skladá sa z 28 aminokyselín, je to cyklický peptid s disulfidovými mostíkmi. Natriuretický peptid podporuje vylučovanie sodíka a vody z tela.

Porušenie metabolizmu voda-soľ.

Poruchy metabolizmu voda-soľ zahŕňajú dehydratáciu, hyperhydratáciu, odchýlky v koncentrácii sodíka a draslíka v krvnej plazme.

Dehydratácia (dehydratácia) je sprevádzaná ťažkou poruchou funkcie centrálneho nervového systému. Príčiny dehydratácie môžu byť:

• hlad po vode,
• dysfunkcia čriev (hnačka),
• zvýšená strata cez pľúca (dýchavičnosť, hypertermia),
• zvýšené potenie,
• diabetes a diabetes insipidus.

Hyperhydratácia- zvýšenie množstva vody v tele možno pozorovať pri mnohých patologických stavoch:

• zvýšený príjem tekutín v tele,
• zlyhanie obličiek,
• poruchy krvného obehu,
• ochorenie pečene

Lokálnym prejavom akumulácie tekutín v tele sú edém.

"Hladný" edém sa pozoruje v dôsledku hypoproteinémie počas hladovania bielkovín, ochorení pečene. "Srdcový" edém sa vyskytuje, keď je hydrostatický tlak narušený pri srdcovom ochorení. „Renálny“ edém vzniká pri zmene osmotického a onkotického tlaku krvnej plazmy pri ochoreniach obličiek

Hyponatriémia, hypokaliémiasa prejavujú porušením excitability, poškodením nervového systému, porušením srdcového rytmu. Tieto stavy sa môžu vyskytnúť pri rôznych patologických stavoch:

• dysfunkcia obličiek
• opakované zvracanie
• hnačka
• porušenie produkcie aldosterónu, natriuretického hormónu.

Úloha obličiek v metabolizme voda-soľ.

V obličkách dochádza k filtrácii, reabsorpcii, sekrécii sodíka, draslíka. Obličky sú regulované aldosterónom, antidiuretickým hormónom. Obličky produkujú renín, štartovací enzým systému renín-angiotenzín. Obličky vylučujú protóny a tým regulujú pH.

Vlastnosti metabolizmu vody u detí.

U detí je zvýšený celkový obsah vody, ktorý u novorodencov dosahuje 75 %. V detstve je zaznamenaná iná distribúcia vody v tele: množstvo intracelulárnej vody sa zníži na 30%, čo je spôsobené zníženým obsahom intracelulárnych bielkovín. Zároveň sa zvýšil obsah extracelulárnej vody až na 45 %, čo súvisí s vyšším obsahom hydrofilných glykozaminoglykánov v medzibunkovej látke spojivového tkaniva.

Metabolizmus vody v tele dieťaťa prebieha intenzívnejšie. Potreba vody u detí je 2-3 krát vyššia ako u dospelých. Pre deti je charakteristické uvoľňovanie veľkého množstva vody v tráviacich šťavách, ktorá sa rýchlo spätne vstrebáva. U malých detí iný pomer straty vody z tela: väčší podiel vody vylúčenej cez pľúca a kožu. Pre deti je charakteristické zadržiavanie vody v tele (pozitívna vodná bilancia)

V detstve sa pozoruje nestabilná regulácia metabolizmu vody, nevytvára sa pocit smädu, v dôsledku čoho sa prejavuje tendencia k dehydratácii.

Počas prvých rokov života prevažuje vylučovanie draslíka nad vylučovaním sodíka.

Metabolizmus vápnika a fosforu

Všeobecný obsah vápnik je 2 % telesnej hmotnosti (asi 1,5 kg). 99% je koncentrovaných v kostiach, 1% je extracelulárny vápnik. Obsah vápnika v krvnej plazme sa rovná 2,3-2,8 mmol/l, 50 % tohto množstva tvorí ionizovaný vápnik a 50 % vápnik viazaný na bielkoviny.

Funkcie vápnika:

• plastový materiál
• podieľa sa na svalovej kontrakcii
• podieľa sa na zrážaní krvi
• regulátor aktivity mnohých enzýmov (hrá úlohu druhého posla)

Denná potreba vápnika pre dospelého človeka je 1,5 g Absorpcia vápnika v gastrointestinálnom trakte je obmedzená. Za účasti sa absorbuje približne 50% vápnika z potravyproteín viažuci vápnik. Keďže ide o extracelulárny katión, vápnik vstupuje do buniek cez vápnikové kanály, ukladá sa v bunkách v sarkoplazmatickom retikule a mitochondriách.

Všeobecný obsah fosfor v tele je 1% telesnej hmotnosti (asi 700 g). 90 % fosforu sa nachádza v kostiach, 10 % je vnútrobunkový fosfor. V krvnej plazme je obsah fosforu 1 -2 mmol/l

Funkcie fosforu:

• plastická funkcia
• je súčasťou makroergov (ATP)
• zložka nukleových kyselín, lipoproteíny, nukleotidy, soli
• časť fosfátového pufra
• regulátor aktivity mnohých enzýmov (fosforylácia - defosforylácia enzýmov)

Denná potreba fosforu pre dospelého človeka je asi 1,5 g.V gastrointestinálnom trakte sa fosfor vstrebáva za účastialkalický fosfát.

Vápnik a fosfor sa z tela vylučujú najmä obličkami, malé množstvo sa stráca črevami.

Regulácia metabolizmu vápnika a fosforu.

Parathormón, kalcitonín, vitamín D sa podieľajú na regulácii metabolizmu vápnika a fosforu.

Parathormón zvyšuje hladinu vápnika v krvi a zároveň znižuje hladinu fosforu. Zvýšenie obsahu vápnika je spojené s aktivácioufosfatázy, kolagenázyosteoklasty, v dôsledku čoho sa pri obnove kostného tkaniva vápnik „vyplavuje“ do krvi. Parathormón navyše aktivuje vstrebávanie vápnika v gastrointestinálnom trakte za účasti proteínu viažuceho vápnik a znižuje vylučovanie vápnika obličkami. Fosfáty pod pôsobením parathormónu sa naopak intenzívne vylučujú obličkami.

kalcitonín znižuje hladinu vápnika a fosforu v krvi. Kalcitonín znižuje aktivitu osteoklastov a tým znižuje uvoľňovanie vápnika z kostného tkaniva.

vitamín D cholekalciferol, antirachitický vitamín.

vitamín D označuje vitamíny rozpustné v tukoch. Denná potreba vitamínu je 25 mcg. vitamín D vplyvom UV lúčov sa v koži syntetizuje zo svojho prekurzora 7-dehydrocholesterolu, ktorý sa v kombinácii s proteínom dostáva do pečene. V pečeni za účasti mikrozomálneho systému oxygenáz dochádza k oxidácii na 25. pozícii za vzniku 25-hydroxycholekalciferolu. Tento vitamínový prekurzor sa za účasti špecifického transportného proteínu prenesie do obličiek, kde v prvej polohe podstúpi druhú hydroxylačnú reakciu za vzniku aktívna forma vitamínu D3 - 1,25-dihydrocholekalciferol (alebo kalcitriol). . Hydroxylačnú reakciu v obličkách aktivuje parathormón pri znížení hladiny vápnika v krvi. Pri dostatočnom obsahu vápnika v tele vzniká v obličkách inaktívny metabolit 24,25 (OH). Vitamín C sa podieľa na hydroxylačných reakciách.

1,25 (OH)2D 3 pôsobí podobne ako steroidné hormóny. Pri penetrácii do cieľových buniek interaguje s receptormi, ktoré migrujú do bunkového jadra. V enterocytoch tento komplex hormón-receptor stimuluje transkripciu mRNA zodpovednej za syntézu proteínového nosiča vápnika. V čreve sa zvyšuje absorpcia vápnika za účasti proteínu viažuceho vápnik a Ca 2+ - ATPázy. V kostnom tkanive vitamín D3 stimuluje proces demineralizácie. V obličkách aktivácia vitamínom D3 vápniková ATP-áza je sprevádzaná zvýšením reabsorpcie vápnikových a fosfátových iónov. Kalcitriol sa podieľa na regulácii rastu a diferenciácie buniek kostnej drene. Má antioxidačnú a protinádorovú aktivitu.

Hypovitaminóza vedie k krivici.

Hypervitaminóza vedie k závažnej demineralizácii kostí, kalcifikácii mäkkých tkanív.

Porušenie metabolizmu vápnika a fosforu

Rachitída prejavuje sa poruchou mineralizácie kostného tkaniva. Príčinou ochorenia môže byť hypovitaminóza D3. , nedostatok slnečného žiarenia, nedostatočná citlivosť tela na vitamín. Biochemické príznaky rachitídy sú zníženie hladiny vápnika a fosforu v krvi a zníženie aktivity alkalickej fosfatázy. U detí sa rachitída prejavuje porušením osteogenézy, deformáciami kostí, svalovou hypotenziou a zvýšenou nervovosvalovou excitabilitou. U dospelých vedie hypovitaminóza k kazu a osteomalácii, u starších ľudí k osteoporóze.

U novorodencov sa môže vyvinúťprechodná hypokalciémia, keďže príjem vápnika z tela matky sa zastaví a pozoruje sa hypoparatyreóza.

Hypokalciémia, hypofosfatémiasa môže vyskytnúť pri porušení produkcie parathormónu, kalcitonínu, dysfunkcii gastrointestinálneho traktu (vracanie, hnačka), obličiek, s obštrukčnou žltačkou, pri hojení zlomenín.

Výmena železa.

Všeobecný obsahžľaza v tele dospelého človeka je 5 g.Železo sa distribuuje najmä intracelulárne, kde prevláda hémové železo: hemoglobín, myoglobín, cytochrómy. Extracelulárne železo predstavuje proteín transferín. V krvnej plazme je obsah železa 16-19 µmol/l, v erytrocytoch - 19 mmol/l. O Metabolizmus železa u dospelých je 20-25 mg/deň . Hlavnú časť tohto množstva (90 %) tvorí endogénne železo, ktoré sa uvoľňuje pri rozpade erytrocytov, 10 % tvorí exogénne železo, ktoré sa nachádza v zložení potravinárskych výrobkov.

Biologické funkcie železa:

• nevyhnutná súčasť redoxných procesov v tele
• transport kyslíka (ako súčasť hemoglobínu)
• ukladanie kyslíka (v zložení myoglobínu)
• antioxidačná funkcia (ako súčasť kataláz a peroxidáz)
• stimuluje imunitné reakcie v tele

K absorpcii železa dochádza v čreve a je to obmedzený proces. Predpokladá sa, že 1/10 železa v potravinách sa absorbuje. Potravinárske výrobky obsahujú oxidované 3-mocné železo, ktoré sa v kyslom prostredí žalúdka mení na F e 2+ . Absorpcia železa prebieha v niekoľkých fázach: vstup do enterocytov za účasti slizničného mucínu, intracelulárny transport enterocytovými enzýmami a prechod železa do krvnej plazmy. Proteín podieľajúci sa na absorpcii železa apoferitín, ktorý viaže železo a zostáva v črevnej sliznici, čím vytvára depot železa. Táto fáza metabolizmu železa je regulačná: syntéza apoferitínu klesá s nedostatkom železa v tele.

Absorbované železo je transportované ako súčasť transferínového proteínu, kde dochádza k jeho oxidáciiceruloplazmínu až do F e 3+ čo vedie k zvýšeniu rozpustnosti železa. Transferín interaguje s tkanivovými receptormi, ktorých počet je veľmi variabilný. Táto fáza výmeny je tiež regulačná.

Železo sa môže ukladať vo forme feritínu a hemosiderínu. feritín pečeň - vo vode rozpustná bielkovina obsahujúca až 20% F e 2+ ako fosforečnan alebo hydroxid. hemosiderín – nerozpustné bielkoviny, obsahuje až 30 % F e 3+ obsahuje vo svojom zložení polysacharidy, nukleotidy, lipidy ..

K vylučovaniu železa z tela dochádza ako súčasť exfoliačného epitelu kože a čriev. Malé množstvo železa sa stráca obličkami so žlčou a slinami.

Najčastejšou patológiou metabolizmu železa jeAnémia z nedostatku železa.Je však možné aj presýtenie tela železom s hromadením hemosiderínu a vývojom hemochromatóza.

TKANIVÁ BIOCHÉMIA

Biochémia spojivového tkaniva.

Rôzne typy spojivového tkaniva sa budujú podľa jediného princípu: vlákna (kolagén, elastín, retikulín) a rôzne bunky (makrofágy, fibroblasty a iné bunky) sú rozložené vo veľkom množstve medzibunkovej základnej látky (proteoglykány a retikulárne glykoproteíny).

Spojivové tkanivo plní rôzne funkcie:

• podporná funkcia (kostný skelet),
• bariérová funkcia
• metabolická funkcia (syntéza chemických zložiek tkaniva vo fibroblastoch),
• funkcia ukladania (akumulácia melanínu v melanocytoch),
• reparačná funkcia (účasť na hojení rán),
• účasť na metabolizme voda-soľ (proteoglykány viažu extracelulárnu vodu)

Zloženie a výmena hlavnej medzibunkovej látky.

Proteoglykány (pozri chémiu uhľohydrátov) a glykoproteíny (ibid.).

Syntéza glykoproteínov a proteoglykánov.

Sacharidovú zložku proteoglykánov predstavujú glykozaminoglykány (GAG), medzi ktoré patria acetylaminosacharidy a urónové kyseliny. Východiskovým materiálom pre ich syntézu je glukóza.

1. glukóza-6-fosfát → fruktóza-6-fosfát glutamín → glukozamín.
2. glukóza → UDP-glukóza →UDP - kyselina glukurónová
3. glukozamín + kyselina UDP-glukurónová + FAPS → GAG
4. GAG + proteín → proteoglykán

rozklad proteoglykánov a glykoproteínovvykonávané rôznymi enzýmami: hyaluronidáza, iduronidáza, hexaminidázy, sulfatázy.

Metabolizmus proteínov spojivového tkaniva.

Výmena kolagénu

Hlavným proteínom spojivového tkaniva je kolagén (pozri štruktúru v časti „Chémia proteínov“). Kolagén je polymorfný proteín s rôznymi kombináciami polypeptidových reťazcov vo svojom zložení. V ľudskom tele prevládajú fibrilotvorné formy kolagénu typu 1,2,3.

Syntéza kolagénu.

Syntéza kolagénu prebieha vo firoblastoch a v extracelulárnom priestore, zahŕňa niekoľko fáz. V prvých fázach sa syntetizuje prokolagén (reprezentovaný 3 polypeptidovými reťazcami, ktoré majú ďalšie N a C koncové fragmenty). Potom dochádza k posttranslačnej modifikácii prokolagénu dvoma spôsobmi: oxidáciou (hydroxyláciou) a glykozyláciou.

1. aminokyseliny lyzín a prolín podliehajú oxidácii za účasti enzýmovlyzínoxygenáza, prolínoxygenáza, ióny železa a vitamín C.Výsledný hydroxylyzín, hydroxyprolín, sa podieľa na tvorbe priečnych väzieb v kolagéne
2. pripojenie sacharidovej zložky sa uskutočňuje za účasti enzýmovglykozyltransferázy.

Modifikovaný prokolagén sa dostáva do medzibunkového priestoru, kde podlieha čiastočnej proteolýze štiepením koncových N a C fragmenty. V dôsledku toho sa prokolagén premieňa na tropokolagén - štrukturálny blok kolagénových vlákien.

Rozklad kolagénu.

Kolagén je pomaly sa vymieňajúci proteín. Rozklad kolagénu vykonáva enzým kolagenáza. Je to enzým obsahujúci zinok, ktorý sa syntetizuje ako prokolagenáza. Aktivuje sa prokolagenázatrypsín, plazmín, kalikreínčiastočnou proteolýzou. Kolagenáza rozkladá kolagén v strede molekuly na veľké fragmenty, ktoré sú ďalej štiepené enzýmami obsahujúcimi zinok.želatinázy.

Vitamín "C", kyselina askorbová, antiskorbutický vitamín

Vitamín C hrá veľmi dôležitú úlohu v metabolizme kolagénu. Chemickou povahou ide o kyselinu laktónovú, ktorá má podobnú štruktúru ako glukóza. Denná potreba kyseliny askorbovej pre dospelého človeka je 50-100 mg. Vitamín C sa nachádza v ovocí a zelenine. Úloha vitamínu C je nasledovná:

• podieľa sa na syntéze kolagénu,
• podieľa sa na metabolizme tyrozínu,
• podieľa sa na prechode kyseliny listovej na THFA,
• je antioxidant

Avitaminóza "C" sa prejavuje skorbut (gingivitída, anémia, krvácanie).

Výmena elastínu.

Výmena elastínu nie je dobre pochopená. Predpokladá sa, že k syntéze elastínu vo forme proelastínu dochádza iba v embryonálnom období. Rozklad elastínu vykonáva neutrofilný enzým elastáza , ktorý sa syntetizuje ako inaktívna proelastáza.

Vlastnosti zloženia a metabolizmu spojivového tkaniva v detstve.

• vyšší obsah proteoglykánov,
• Iný pomer GAG: viac kyseliny hyalurónovej, menej chondrotín sulfátov a keratán sulfátov.
• Prevláda kolagén typu 3, ktorý je menej stabilný a rýchlejšie sa vymieňa.
• Intenzívnejšia výmena komponentov spojivového tkaniva.

Poruchy spojivového tkaniva.

Možné vrodené poruchy metabolizmu glykozaminoglykánov a proteoglykánov -mukopolysacharidózy.Druhou skupinou ochorení spojivového tkaniva sú kolagenóza, najmä reumatizmus. Pri kolagenózach sa pozoruje deštrukcia kolagénu, ktorej jedným z príznakov jehydroxyprolinúria

Biochémia priečne pruhovaného svalového tkaniva

Chemické zloženie svalov: 80 – 82 % tvorí voda, 20 % sušina. 18% sušiny pripadá na bielkoviny, zvyšok tvoria dusíkaté nebielkovinové látky, lipidy, sacharidy a minerály.

Svalové bielkoviny.

Svalové proteíny sú rozdelené do 3 typov:

1. sarkoplazmatické (vo vode rozpustné) proteíny tvoria 30% všetkých svalových bielkovín
2. myofibrilárne (rozpustné v soli) proteíny tvoria 50 % všetkých svalových proteínov
3. stromálne (vo vode nerozpustné) proteíny tvoria 20% všetkých svalových bielkovín

Myofibrilárne proteínyreprezentované myozínom, aktínom, (hlavné bielkoviny) tropomyozínom a troponínom (vedľajšie bielkoviny).

myozín - proteín hrubých filamentov myofibríl, má molekulovú hmotnosť asi 500 000 d, pozostáva z dvoch ťažkých reťazcov a 4 ľahkých reťazcov. Myozín patrí do skupiny globulárno-fibrilárnych proteínov. Strieda guľovité „hlavy“ ľahkých reťazcov a fibrilárne „chvosty“ ťažkých reťazcov. "Hlava" myozínu má enzymatickú aktivitu ATPázy. Myozín tvorí 50 % myofibrilárnych proteínov.

Actin prezentované v dvoch formách globulárny (G-forma), fibrilárny (F-forma). G-tvar má molekulovú hmotnosť 43 000 d. F -forma aktínu má formu skrútených vlákien guľovitých G -formy. Tento proteín tvorí 20-30% myofibrilárnych proteínov.

Tropomyozín - minoritný proteín s molekulovou hmotnosťou 65 000 g. Má oválny tyčinkovitý tvar, zapadá do vybraní aktívneho vlákna a plní funkciu „izolátora“ medzi aktívnym a myozínovým vláknom.

Troponín - Ca je závislý proteín, ktorý pri interakcii s iónmi vápnika mení svoju štruktúru.

Sarkoplazmatické proteínyreprezentovaný myoglobínom, enzýmami, zložkami dýchacieho reťazca.

Stromálne proteíny - kolagén, elastín.

Dusíkaté extraktívne látky svalov.

Medzi dusíkaté neproteínové látky patria nukleotidy (ATP), aminokyseliny (najmä glutamát), svalové dipeptidy (karnozín a anserín). Tieto dipeptidy ovplyvňujú prácu sodíkových a vápnikových púmp, aktivujú prácu svalov, regulujú apoptózu a sú antioxidantmi. Medzi dusíkaté látky patrí kreatín, fosfokreatín a kreatinín. Kreatín je syntetizovaný v pečeni a transportovaný do svalov.

Organické látky bez dusíka

Svaly obsahujú všetky triedy lipidov. Sacharidy reprezentované glukózou, glykogénom a produktmi metabolizmu sacharidov (laktát, pyruvát).

Minerály

Svaly obsahujú súbor mnohých minerálov. Najvyššia koncentrácia vápnika, sodíka, draslíka, fosforu.

Chémia svalovej kontrakcie a relaxácie.

Pri excitácii priečne pruhovaného svalstva sa ióny vápnika uvoľňujú zo sarkoplazmatického retikula do cytoplazmy, kde sa koncentrácia Ca 2+ zvyšuje na 10-3 modliť sa. Vápnikové ióny interagujú s regulačným proteínom troponínom a menia jeho konformáciu. Výsledkom je, že regulačný proteín tropomyozín je vytesnený pozdĺž aktínového vlákna a dochádza k uvoľneniu miest interakcie medzi aktínom a myozínom. Aktivuje sa ATPázová aktivita myozínu. V dôsledku energie ATP sa mení uhol sklonu „hlavy“ myozínu vo vzťahu k „chvostu“ a výsledkom je, že aktínové vlákna kĺžu vzhľadom na vlákna myozínu.svalová kontrakcia.

Po ukončení prijímania impulzov sú vápenaté ióny vďaka energii ATP „napumpované“ do sarkoplazmatického retikula za účasti Ca-ATP-ázy. Koncentrácia Ca 2+ v cytoplazme klesá na 10-7 mol, čo vedie k uvoľneniu troponínu z iónov vápnika. Toto je zase sprevádzané izoláciou kontraktilných proteínov aktínu a myozínu proteínom tropomyozínom. svalová relaxácia.

Na kontrakciu svalov sa postupne používajú nasledujúce:zdroje energie:

1. obmedzený prísun endogénneho ATP
2. nevýznamný fond kreatínfosfátu
3. tvorba ATP vďaka 2 molekulám ADP za účasti enzýmu myokinázy

(2 ADP → AMP + ATP)

1. anaeróbna oxidácia glukózy
2. aeróbne procesy oxidácie glukózy, mastných kyselín, acetónových teliesok

V detstveobsah vody vo svaloch je zvýšený, podiel myofibrilárnych proteínov je menší, hladina stromálnych proteínov je vyššia.

Porušenie chemického zloženia a funkcie priečne pruhovaných svalov zahŕňa myopatia, pri ktorých dochádza k porušeniu energetického metabolizmu vo svaloch a zníženiu obsahu myofibrilárnych kontraktilných proteínov.

Biochémia nervového tkaniva.

Sivá hmota mozgu (telá neurónov) a biela hmota (axóny) sa líšia obsahom vody a lipidov. Chemické zloženie šedej a bielej hmoty:

mozgové bielkoviny

mozgové bielkovinysa líšia rozpustnosťou. Prideliťrozpustné vo vodeproteíny nervového tkaniva (rozpustné v soli), ktoré zahŕňajú neuroalbumíny, neuroglobulíny, históny, nukleoproteíny, fosfoproteíny anerozpustný vo vode(nerozpustné v soli), medzi ktoré patrí neurokolagén, neuroelastín, neurostromín.

Dusíkaté nebielkovinové látky

Neproteínové látky mozgu obsahujúce dusík predstavujú aminokyseliny, puríny, kyselina močová, karnozín dipeptid, neuropeptidy, neurotransmitery. Z aminokyselín sa vo vyšších koncentráciách nachádzajú glutamát a aspatrát, ktoré súvisia s excitačnými aminokyselinami mozgu.

Neuropeptidy (neuroenkefalíny, neuroendorfíny) sú peptidy, ktoré majú analgetický účinok podobný morfínu. Sú to imunomodulátory, vykonávajú funkciu neurotransmiterov. neurotransmitery norepinefrín a acetylcholín sú biogénne amíny.

Mozgové lipidy

Lipidy tvoria 5% vlhkej hmotnosti šedej hmoty a 17% vlhkej hmotnosti bielej hmoty, respektíve 30 - 70% suchej hmotnosti mozgu. Lipidy nervového tkaniva sú reprezentované:

• voľné mastné kyseliny (arachidonové, cerebrónové, nervové)
• fosfolipidy (acetalfosfatidy, sfingomyelíny, cholínfosfatidy, cholesterol)
• sfingolipidy (gangliosidy, cerebrozidy)

Rozloženie tukov v sivej a bielej hmote je nerovnomerné. V sivej hmote je nižší obsah cholesterolu, vysoký obsah cerebrosidov. V bielej hmote je vyšší podiel cholesterolu a gangliozidov.

mozgových sacharidov

Sacharidy sú v mozgovom tkanive obsiahnuté vo veľmi nízkych koncentráciách, čo je dôsledok aktívneho využívania glukózy v nervovom tkanive. Sacharidy zastupuje glukóza v koncentrácii 0,05 %, metabolity metabolizmu uhľohydrátov.

Minerály

Sodík, vápnik, horčík sú v sivej a bielej hmote rozdelené pomerne rovnomerne. V bielej hmote je zvýšená koncentrácia fosforu.

Hlavnou funkciou nervového tkaniva je vedenie a prenos nervových vzruchov.

Vedenie nervového impulzu

Vedenie nervového impulzu je spojené so zmenou koncentrácie sodíka a draslíka vo vnútri a mimo buniek. Keď je nervové vlákno vzrušené, priepustnosť neurónov a ich procesov pre sodík sa prudko zvyšuje. Sodík z extracelulárneho priestoru vstupuje do buniek. Uvoľňovanie draslíka z buniek je oneskorené. V dôsledku toho sa na membráne objaví náboj: vonkajší povrch získa negatívny náboj a vnútorný povrch získa pozitívny náboj.akčný potenciál. Na konci excitácie sú sodíkové ióny „vypumpované“ do extracelulárneho priestoru za účasti K, Na -ATPáza a membrána sa nabije. Vonku je kladný náboj a vnútri je záporný náboj oddychový potenciál.

Prenos nervového impulzu

Prenos nervového vzruchu v synapsiách prebieha v synapsiách pomocou neurotransmiterov. Klasické neurotransmitery sú acetylcholín a norepinefrín.

Acetylcholín sa syntetizuje z acetyl-CoA a cholínu za účasti enzýmuacetylcholín transferáza, sa hromadí v synaptických vezikulách, uvoľňuje sa do synaptickej štrbiny a interaguje s receptormi postsynaptickej membrány. Acetylcholín je štiepený enzýmom cholínesterázy.

Norepinefrín sa syntetizuje z tyrozínu, ktorý je zničený enzýmommonoaminooxidáza.

GABA (kyselina gama-aminomaslová), serotonín a glycín môžu tiež pôsobiť ako mediátory.

Vlastnosti metabolizmu nervového tkanivasú nasledujúce:

• prítomnosť hematoencefalickej bariéry obmedzuje priepustnosť mozgu pre mnohé látky,
• prevládajú aeróbne procesy
• Glukóza je hlavným zdrojom energie

U detí v čase narodenia sú vytvorené 2/3 neurónov, zvyšok sa tvorí počas prvého roka. Hmotnosť mozgu u ročného dieťaťa je asi 80 % hmotnosti mozgu dospelého človeka. V procese dozrievania mozgu sa obsah lipidov prudko zvyšuje a procesy myelinizácie aktívne prebiehajú.

Biochémia pečene.

Chemické zloženie pečeňového tkaniva: 80% voda, 20% sušina (bielkoviny, dusíkaté látky, lipidy, sacharidy, minerály).

Pečeň sa podieľa na všetkých typoch metabolizmu ľudského tela.

metabolizmus uhľohydrátov

V pečeni aktívne prebieha syntéza a rozklad glykogénu, glukoneogenéza, dochádza k asimilácii galaktózy a fruktózy, aktívna je pentózofosfátová dráha.

metabolizmus lipidov

V pečeni prebieha syntéza triacylglycerolov, fosfolipidov, cholesterolu, syntéza lipoproteínov (VLDL, HDL), syntéza žlčových kyselín z cholesterolu, syntéza acetónových teliesok, ktoré sú následne transportované do tkanív,

metabolizmus dusíka

Pečeň sa vyznačuje aktívnym metabolizmom bielkovín. Syntetizuje všetky albumíny a väčšinu globulínov krvnej plazmy, faktory zrážanlivosti krvi. V pečeni sa vytvára aj určitá rezerva telových bielkovín. V pečeni aktívne prebieha katabolizmus aminokyselín - deaminácia, transaminácia, syntéza močoviny. V hepatocytoch sa puríny rozkladajú s tvorbou kyseliny močovej, syntézou dusíkatých látok - cholínu, kreatínu.

Antitoxická funkcia

Pečeň je najdôležitejším orgánom na neutralizáciu exogénnych (lieky) aj endogénnych toxických látok (bilirubín, amoniak, produkty rozpadu bielkovín). Detoxikácia toxických látok v pečeni prebieha v niekoľkých fázach:

1. zvyšuje polaritu a hydrofilnosť neutralizovaných látok o oxidácia (indol na indoxyl), hydrolýza (acetylsalicylová → octová + kyselina salicylová), redukcia a pod.
2. konjugácia s kyselinou glukurónovou, kyselinou sírovou, glykolom, glutatiónom, metalotioneínom (pre soli ťažkých kovov)

V dôsledku biotransformácie sa toxicita spravidla výrazne znižuje.

výmena pigmentu

Účasť pečene na metabolizme žlčových pigmentov spočíva v neutralizácii bilirubínu, deštrukcii urobilinogénu

Výmena porfyrínu:

Pečeň syntetizuje porfobilinogén, uroporfyrinogén, koproporfyrinogén, protoporfyrín a hém.

Výmena hormónov

Pečeň aktívne inaktivuje adrenalín, steroidy (konjugácia, oxidácia), serotonín a ďalšie biogénne amíny.

Výmena vody a soli

Pečeň sa nepriamo podieľa na metabolizme voda-soľ syntézou proteínov krvnej plazmy, ktoré určujú onkotický tlak, syntézou angiotenzinogénu, prekurzora angiotenzínu II.

Výmena minerálov

: V pečeni ukladanie železa, medi, syntéza transportných bielkovín ceruloplazmínu a transferínu, vylučovanie minerálov žlčou.

V ranom detstvofunkcie pečene sú vo vývinovom štádiu, je možné ich porušenie.

Literatúra

Barker R.: Demonštratívne neurovedy. - M.: GEOTAR-Media, 2005

I.P. Ashmarin, E.P. Karazeeva, M.A. Karabasová a ďalší: Patologická fyziológia a biochémia. - M.: Skúška, 2005

Kvetnaya T.V.: Melatonín je neuroimunoendokrinný marker patológie súvisiacej s vekom. - Petrohrad: DEAN, 2005

Pavlov A.N.: Ekológia: racionálne environmentálne riadenie a bezpečnosť života. - M.: Vysoká škola, 2005

Pechersky AV: Čiastočný nedostatok androgénu súvisiaci s vekom. - SPb.: SPbMAPO, 2005

Ed. Yu.A. Ershov; Rec. NIE. Kuzmenko: Všeobecná chémia. Biofyzikálna chémia. Chémia biogénnych prvkov. - M.: Vysoká škola, 2005

T.L. Aleinikova a ďalší; Ed. E.S. Severina; Recenzent: D.M. Nikulina, Z.I. Mikašenovič, L.M. Pustovalová: Biochémia. - M.: GEOTAR-MED, 2005

Tyukavkina N.A.: Bioorganická chémia. - M.: Drop, 2005

Zhizhin GV: Samoregulačné vlny chemických reakcií a biologických populácií. - Petrohrad: Nauka, 2004

Ivanov V.P.: Proteíny bunkových membrán a vaskulárna dystónia u ľudí. - Kursk: KSMU KMI, 2004

Ústav fyziológie rastlín im. K.A. Timiryazev RAS; Rep. vyd. V.V. Kuznecov: Andrej Ľvovič Kursanov: Život a dielo. - M.: Nauka, 2004

Komov V.P.: Biochémia. - M.: Drop, 2004

FUNKČNÁ BIOCHÉMIA

Metabolizmus voda-soľ. Biochémia obličiek a moču

TUTORIAL

Recenzent: Profesor N.V. Kozačenko

Schválené na porade katedry, pr.č._____ zo dňa _______________2004

Schválené prednostom oddelenie ______________________________________________

Schválené na MK lekársko-biologickej a farmaceutickej fakulty

Projekt č. _____ zo dňa ________________2004

predseda__________________________________________________

Výmena vody a soli

Jedným z najčastejšie narušených typov metabolizmu v patológii je voda-soľ. Je spojená s neustálym pohybom vody a minerálov z vonkajšieho prostredia tela do vnútorného a naopak.

V tele dospelého človeka voda tvorí 2/3 (58-67%) telesnej hmotnosti. Asi polovica jeho objemu je sústredená vo svaloch. Potrebu vody (človek prijme denne až 2,5-3 l tekutín) pokryje jej príjem vo forme pitia (700-1700 ml), predpripravenej vody, ktorá je súčasťou potravy (800-1000 ml) a voda vytvorená v tele pri metabolizme - 200-300 ml (pri spaľovaní 100 g tukov, bielkovín a sacharidov vzniká 107,41 resp. 55 g vody). Endogénna voda sa syntetizuje v pomerne veľkom množstve, keď sa aktivuje proces oxidácie tukov, čo sa pozoruje pri rôznych, predovšetkým dlhotrvajúcich stresových stavoch, excitácii sympatiko-nadobličkového systému, diétnej terapii (často používanej na liečbu obéznych pacientov).

V dôsledku neustále sa vyskytujúcich povinných strát vody zostáva vnútorný objem tekutiny v tele nezmenený. Takéto straty zahŕňajú renálne (1,5 l) a extrarenálne straty spojené s uvoľňovaním tekutiny cez gastrointestinálny trakt (50-300 ml), dýchacie cesty a kožu (850-1200 ml). Vo všeobecnosti je objem povinných strát vody 2,5-3 litre, čo do značnej miery závisí od množstva toxínov odstránených z tela.

Úloha vody v životných procesoch je veľmi rôznorodá. Voda je rozpúšťadlom mnohých zlúčenín, priamou súčasťou množstva fyzikálno-chemických a biochemických premien, prenášačom endo- a exogénnych látok. Okrem toho plní mechanickú funkciu, oslabuje trenie väzov, svalov, chrupkových povrchov kĺbov (čím uľahčuje ich pohyblivosť), podieľa sa na termoregulácii. Voda udržiava homeostázu, ktorá závisí od veľkosti osmotického tlaku plazmy (izoosmia) a objemu kvapaliny (izovolémia), fungovania mechanizmov regulácie acidobázického stavu, výskytu procesov, ktoré zabezpečujú stálosť teploty (izotermia).

V ľudskom tele sa voda nachádza v troch hlavných fyzikálnych a chemických stavoch, podľa ktorých sa rozlišuje: 1) voľná alebo pohyblivá voda (tvorí väčšinu vnútrobunkovej tekutiny, ako aj krvi, lymfy, intersticiálnej tekutiny); 2) voda, viazaná hydrofilnými koloidmi a 3) konštitučná, zahrnutá v štruktúre molekúl bielkovín, tukov a sacharidov.

V tele dospelého človeka s hmotnosťou 70 kg je objem voľnej vody a vody viazanej hydrofilnými koloidmi približne 60 % telesnej hmotnosti, t.j. 42 l. Túto tekutinu predstavuje vnútrobunková voda (tvorí 28 litrov alebo 40 % telesnej hmotnosti), ktorá je vnútrobunkový sektor, a extracelulárna voda (14 l alebo 20 % telesnej hmotnosti), ktorá tvorí extracelulárny sektor. Zloženie posledne menovaného zahŕňa intravaskulárnu (intravaskulárnu) tekutinu. Tento intravaskulárny sektor tvorí plazma (2,8 l), ktorá tvorí 4-5 % telesnej hmotnosti, a lymfa.

Intersticiálna voda zahŕňa správnu medzibunkovú vodu (voľnú medzibunkovú tekutinu) a organizovanú extracelulárnu tekutinu (tvorí 15-16% telesnej hmotnosti alebo 10,5 litra), t.j. voda väzov, šliach, fascií, chrupaviek atď. Okrem toho extracelulárny sektor zahŕňa vodu nachádzajúcu sa v niektorých dutinách (brušná a pleurálna dutina, osrdcovník, kĺby, mozgové komory, očné komory atď.), Ako aj v gastrointestinálnom trakte. Tekutina týchto dutín sa aktívne nezúčastňuje na metabolických procesoch.

Voda ľudského tela nestagnuje vo svojich rôznych oddeleniach, ale neustále sa pohybuje a neustále sa vymieňa s ostatnými sektormi kvapaliny a vonkajším prostredím. Pohyb vody je z veľkej časti spôsobený uvoľňovaním tráviacich štiav. So slinami a pankreatickou šťavou sa teda do črevnej trubice posiela asi 8 litrov vody denne, ale táto voda sa prakticky nestráca v dôsledku absorpcie v dolných častiach tráviaceho traktu.

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

Tabuľka 1 (stĺpec 2) ukazuje priemer obsahu minerály v tele dospelého človeka (na základe hmotnosti 65 kg). Priemerne denne potreba dospelého človeka v týchto prvkoch je uvedená v stĺpci 4. U detí a žien počas tehotenstva a dojčenia, ako aj u pacientov je potreba stopových prvkov zvyčajne vyššia.

Keďže v tele je možné uložiť veľa prvkov, odchýlka od dennej normy je včas kompenzovaná. Vápnik vo forme apatitu sa ukladá v kostnom tkanive, jód ako tyreoglobulín v štítnej žľaze, železo ako feritín a hemosiderín v kostnej dreni, slezine a pečeni. Pečeň slúži ako zásobáreň mnohých stopových prvkov.

Metabolizmus minerálov je riadený hormónmi. Týka sa to napríklad spotreby H 2 O, Ca 2+, PO 4 3-, viazania Fe 2+, I -, vylučovania H 2 O, Na +, Ca 2+, PO 4 3 -

Množstvo minerálov absorbovaných z potravy spravidla závisí od metabolických potrieb organizmu a v niektorých prípadoch aj od zloženia potravy. Za príklad vplyvu zloženia potravy možno považovať vápnik. Absorpciu iónov Ca 2+ podporujú kyselina mliečna a citrónová, zatiaľ čo fosfátový ión, oxalátový ión a kyselina fytová inhibujú absorpciu vápnika v dôsledku tvorby komplexov a tvorby zle rozpustných solí (fytín).

Nedostatok minerálov- jav nie je taký zriedkavý: vyskytuje sa z rôznych dôvodov, napríklad v dôsledku monotónnej stravy, porúch stráviteľnosti a rôznych chorôb. Nedostatok vápnika sa môže vyskytnúť počas tehotenstva, ako aj pri krivici alebo osteoporóze. Nedostatok chlóru vzniká v dôsledku veľkej straty iónov Cl – pri silnom zvracaní.

V dôsledku nedostatočného obsahu jódu v potravinách sa nedostatok jódu a ochorenie strumy stali bežnými v mnohých častiach strednej Európy. Nedostatok horčíka môže nastať v dôsledku hnačky alebo v dôsledku monotónnej stravy pri alkoholizme. Nedostatok stopových prvkov v tele sa často prejavuje porušením krvotvorby, teda anémiou.

V poslednom stĺpci sú uvedené funkcie, ktoré tieto minerály vykonávajú v tele. Z tabuľky je vidieť, že takmer všetky makronutrienty fungujú v tele ako štrukturálne zložky a elektrolyty. Signálne funkcie vykonáva jód (ako súčasť jódtyronínu) a vápnik. Väčšina stopových prvkov je kofaktorom bielkovín, najmä enzýmov. Z kvantitatívneho hľadiska v tele prevládajú proteíny obsahujúce železo hemoglobín, myoglobín a cytochróm, ako aj viac ako 300 proteínov obsahujúcich zinok.

stôl 1

Podobné informácie.