Scambio acqua-sale. Scambio acqua-sale. Biochimica di reni e urina

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LA MEDICINA DI STATO DI KARAGANDA H ACCADEMIA DEL CIELO

Dipartimento di Chimica Generale e Biologica

BIOCHIMICA FUNZIONALE

(Metabolismo del sale marino. Biochimica dei reni e delle urine)

TUTORIALE

Karaganda 2004

Autori: testa. dipartimento prof. LE Muravleva, professore associato T.S. Omarov, professore associato S.A. Iskakova, insegnanti D.A. Klyuev, O.A. Ponamareva, L.B. Aitiseva

Revisore: Professor N.V. Kozachenko

Approvato nell'adunanza di dipartimento pr.n°__ del __2004

Approvato dal capo Dipartimento

Approvato presso il MC delle facoltà medico-biologico e farmaceutico

Progetto n. _ del __2004

Presidente

1. Scambio acqua-sale

Uno dei tipi di metabolismo più frequentemente disturbati nella patologia è il sale marino. È associato al costante movimento di acqua e minerali dall'ambiente esterno del corpo a quello interno e viceversa.

Nel corpo di un adulto l'acqua rappresenta i 2/3 (58-67%) del peso corporeo. Circa la metà del suo volume è concentrata nei muscoli. Il fabbisogno di acqua (una persona riceve fino a 2,5-3 litri di liquidi al giorno) è coperto dalla sua assunzione sotto forma di acqua potabile (700-1700 ml), acqua preformata che fa parte del cibo (800-1000 ml) e acqua , formata nel corpo durante il metabolismo - 200-300 ml (quando si bruciano 100 g di grassi, proteine ​​​​e carboidrati, si formano rispettivamente 107,41 e 55 g di acqua). L'acqua endogena viene sintetizzata in quantità relativamente grandi quando viene attivato il processo di ossidazione dei grassi, che si osserva in varie condizioni di stress principalmente prolungate, eccitazione del sistema simpatico-surrenale, terapia dietetica di scarico (spesso usata per trattare pazienti obesi).

A causa delle perdite d'acqua obbligatorie che si verificano costantemente, il volume interno del fluido nel corpo rimane invariato. Queste perdite includono renale (1,5 l) ed extrarenale, associate al rilascio di liquidi attraverso il tratto gastrointestinale (50-300 ml), il tratto respiratorio e la pelle (850-1200 ml). In generale, il volume delle perdite d'acqua obbligatorie è di 2,5-3 litri, che dipende in gran parte dalla quantità di tossine rimosse dal corpo.

Il ruolo dell'acqua nei processi vitali è molto vario. L'acqua è un solvente per molti composti, un componente diretto di una serie di trasformazioni fisico-chimiche e biochimiche, un trasportatore di sostanze endogene ed esogene. Inoltre, svolge una funzione meccanica, indebolendo l'attrito di legamenti, muscoli, superfici cartilaginee delle articolazioni (facilitandone così la mobilità), ed è coinvolta nella termoregolazione. L'acqua mantiene l'omeostasi, che dipende dall'entità della pressione osmotica del plasma (isoosmia) e dal volume del liquido (isovolemia), dal funzionamento dei meccanismi di regolazione dello stato acido-base, dal verificarsi di processi che assicurano la costanza della temperatura (isotermia).

Nel corpo umano l'acqua esiste in tre principali stati fisici e chimici, in base ai quali si distinguono: 1) acqua libera, o mobile, (costituisce la maggior parte del fluido intracellulare, così come sangue, linfa, liquido interstiziale); 2) acqua, legata da colloidi idrofili, e 3) costituzionale, inclusa nella struttura di molecole di proteine, grassi e carboidrati.

Nel corpo di un essere umano adulto del peso di 70 kg, il volume di acqua libera e acqua legata da colloidi idrofili è circa il 60% del peso corporeo, cioè 42 l. Questo fluido è rappresentato da acqua intracellulare (rappresenta 28 litri, pari al 40% del peso corporeo), che costituisce il settore intracellulare, ed acqua extracellulare (14 litri, pari al 20% del peso corporeo), che costituisce il settore extracellulare. La composizione di quest'ultimo include fluido intravascolare (intravascolare). Questo settore intravascolare è formato dal plasma (2,8 l), che rappresenta il 4-5% del peso corporeo, e dalla linfa.

L'acqua interstiziale comprende l'acqua intercellulare corretta (fluido intercellulare libero) e il fluido extracellulare organizzato (che costituisce il 15-16% del peso corporeo, o 10,5 litri), cioè acqua di legamenti, tendini, fascia, cartilagine, ecc. Inoltre, il settore extracellulare comprende l'acqua situata in alcune cavità (cavità addominali e pleuriche, pericardio, articolazioni, ventricoli cerebrali, camere oculari, ecc.), nonché nel tratto gastrointestinale. Il fluido di queste cavità non prende parte attiva ai processi metabolici.

Acqua corpo umano non ristagna nei suoi vari reparti, ma si sposta costantemente, scambiando continuamente con altri settori del fluido e con ambiente esterno. Il movimento dell'acqua è in gran parte dovuto al rilascio di succhi digestivi. Quindi, con la saliva, con il succo pancreatico, vengono inviati al tubo intestinale circa 8 litri di acqua al giorno, ma quest'acqua non viene praticamente persa per assorbimento nelle parti inferiori del tubo digerente.

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

La tabella 1 (colonna 2) mostra il contenuto medio di minerali nel corpo di un adulto (basato su un peso di 65 kg). Il fabbisogno giornaliero medio di un adulto per questi elementi è riportato nella colonna 4. Nei bambini e nelle donne durante la gravidanza e l'allattamento, così come nei pazienti, il fabbisogno di microelementi è generalmente più elevato.

Poiché molti elementi possono essere immagazzinati nel corpo, la deviazione dalla norma quotidiana viene compensata nel tempo. Il calcio sotto forma di apatite è immagazzinato nel tessuto osseo, lo iodio è immagazzinato come parte della tireoglobulina nella ghiandola tiroidea, il ferro è immagazzinato nella composizione della ferritina e dell'emosiderina nel midollo osseo, nella milza e nel fegato. Il fegato funge da deposito per molti oligoelementi.

Il metabolismo minerale è controllato dagli ormoni. Ciò vale, ad esempio, per il consumo di H 2 O, Ca 2+ , PO 4 3- , il legame di Fe 2+ , I - , l'escrezione di H 2 O, Na + , Ca 2+ , PO 4 3 - .

La quantità di minerali assorbiti dal cibo, di norma, dipende dalle esigenze metaboliche dell'organismo e in alcuni casi dalla composizione degli alimenti. Il calcio può essere considerato un esempio dell'influenza della composizione degli alimenti. L'assorbimento degli ioni Ca 2+ è favorito dagli acidi lattico e citrico, mentre lo ione fosfato, lo ione ossalato e l'acido fitico inibiscono l'assorbimento del calcio a causa della complessazione e della formazione di sali poco solubili (fitina).

La carenza di minerali non è un fenomeno raro: si verifica per vari motivi, ad esempio a causa di un'alimentazione monotona, disturbi della digeribilità e varie malattie. La carenza di calcio può verificarsi durante la gravidanza, così come con il rachitismo o l'osteoporosi. La carenza di cloro si verifica a causa di una grande perdita di ioni Cl - con vomito grave. A causa del contenuto insufficiente di iodio nei prodotti alimentari, la carenza di iodio e la malattia del gozzo sono diventate comuni in molte parti dell'Europa centrale. La carenza di magnesio può verificarsi a causa di diarrea oa causa di una dieta monotona nell'alcolismo. La mancanza di oligoelementi nel corpo si manifesta spesso con una violazione dell'ematopoiesi, ad es. anemia L'ultima colonna elenca le funzioni svolte nel corpo da questi minerali. Dai dati in tabella si evince che quasi tutti i macronutrienti funzionano nell'organismo come componenti strutturali ed elettroliti. Le funzioni del segnale sono eseguite dallo iodio (come parte della iodotironina) e dal calcio. La maggior parte degli oligoelementi sono cofattori di proteine, principalmente enzimi. In termini quantitativi, nel corpo predominano le proteine ​​contenenti ferro, emoglobina, mioglobina e citocromo, nonché più di 300 proteine ​​contenenti zinco.

2. Regolazione del metabolismo del sale marino. Il ruolo della vasopressina, dell'aldosterone e del sistema renina-angiotensina

I parametri principali dell'omeostasi del sale marino sono la pressione osmotica, il pH e il volume del fluido intracellulare ed extracellulare. I cambiamenti in questi parametri possono portare a cambiamenti nella pressione sanguigna, acidosi o alcalosi, disidratazione ed edema. I principali ormoni coinvolti nella regolazione dell'equilibrio idrosalino sono l'ADH, l'aldosterone e il fattore natriuretico atriale (PNF).

L'ADH, o vasopressina, è un peptide di 9 amminoacidi legato da un singolo ponte disolfuro. Viene sintetizzato come proormone nell'ipotalamo, quindi trasferito alle terminazioni nervose della ghiandola pituitaria posteriore, da cui viene secreto nel flusso sanguigno con un'appropriata stimolazione. Il movimento lungo l'assone è associato a una specifica proteina di trasporto (neurofisina)

Lo stimolo che provoca la secrezione di ADH è un aumento della concentrazione di ioni sodio e un aumento della pressione osmotica del liquido extracellulare.

Le cellule bersaglio più importanti per l'ADH sono le cellule dei tubuli distali ei dotti collettori dei reni. Le cellule di questi dotti sono relativamente impermeabili all'acqua e, in assenza di ADH, l'urina non è concentrata e può essere escreta in quantità superiori a 20 litri al giorno (norma 1-1,5 litri al giorno).

Per l'ADH, ci sono due tipi di recettori: V 1 e V 2 . Recettore V 2 presente solo in superficie cellule epiteliali reni. Il legame dell'ADH a V 2 è associato al sistema dell'adenilato ciclasi e stimola l'attivazione della protein chinasi A (PKA). La PKA fosforila le proteine ​​che stimolano l'espressione del gene della proteina di membrana, l'acquaporina-2. L'acquaporina 2 si sposta sulla membrana apicale, vi si deposita e forma canali d'acqua. Questi forniscono la permeabilità selettiva della membrana cellulare per l'acqua. Le molecole d'acqua si diffondono liberamente nelle cellule dei tubuli renali e quindi entrano nello spazio interstiziale. Di conseguenza, l'acqua viene riassorbita dai tubuli renali. I recettori di tipo V 1 sono localizzati nelle membrane muscolari lisce. L'interazione dell'ADH con il recettore V 1 porta all'attivazione della fosfolipasi C, che idrolizza il fosfatidilinositolo-4,5-bifosfato con la formazione di IP-3. IF-3 provoca il rilascio di Ca 2+ dal reticolo endoplasmatico. Il risultato dell'azione dell'ormone attraverso i recettori V 1 è la contrazione dello strato muscolare liscio dei vasi.

La carenza di ADH causata dalla disfunzione della ghiandola pituitaria posteriore, così come un disturbo nel sistema di segnalazione ormonale, può portare allo sviluppo del diabete insipido. La manifestazione principale del diabete insipido è la poliuria, cioè escrezione di grandi quantità di urina a bassa densità.

L'aldosterone è il mineralcorticosteroide più attivo sintetizzato nella corteccia surrenale dal colesterolo.

La sintesi e la secrezione di aldosterone da parte delle cellule della zona glomerulare è stimolata da angiotensina II, ACTH, prostaglandina E. Questi processi sono attivati ​​anche ad alta concentrazione di K + e bassa concentrazione di Na +.

L'ormone penetra nella cellula bersaglio e interagisce con uno specifico recettore situato sia nel citosol che nel nucleo.

Nelle cellule dei tubuli renali, l'aldosterone stimola la sintesi di proteine ​​che svolgono varie funzioni. Queste proteine ​​possono: a) aumentare l'attività dei canali del sodio nella membrana cellulare dei tubuli renali distali, facilitando così il trasporto degli ioni sodio dall'urina alle cellule; b) essere enzimi del ciclo TCA e, quindi, aumentare la capacità del ciclo di Krebs di generare molecole di ATP necessarie per il trasporto attivo di ioni; c) attivare il lavoro della pompa K + , Na + -ATPasi e stimolare la sintesi di nuove pompe. Il risultato complessivo dell'azione delle proteine ​​indotta dall'aldosterone è un aumento del riassorbimento degli ioni sodio nei tubuli dei nefroni, che provoca la ritenzione di NaCl nel corpo.

Il principale meccanismo di regolazione della sintesi e della secrezione di aldosterone è il sistema renina-angiotensina.

La renina è un enzima prodotto dalle cellule iuxtaglomerulari delle arteriole afferenti renali. La localizzazione di queste cellule le rende particolarmente sensibili alle variazioni della pressione sanguigna. Una diminuzione della pressione sanguigna, la perdita di liquidi o sangue, una diminuzione della concentrazione di NaCl stimolano il rilascio di renina.

L'angiotensinogeno-2 è una globulina prodotta nel fegato. Serve come substrato per la renina. La renina si idrolizza legame peptidico nella molecola di angiotensinogeno e scinde il decapeptide N-terminale (angiotensina I).

L'angiotensina I funge da substrato per l'enzima di conversione dell'antiotensina carbossidipeptidil peptidasi, che si trova nelle cellule endoteliali e nel plasma sanguigno. Due amminoacidi terminali vengono scissi dall'angiotensina I per formare un ottapeptide, l'angiotensina II.

L'angiotensina II stimola la produzione di aldosterone, provoca la costrizione delle arteriole, con conseguente aumento della pressione sanguigna e provoca la sete. L'angiotensina II attiva la sintesi e la secrezione di aldosterone attraverso il sistema dell'inositolo fosfato.

Il PNP è un peptide di 28 aminoacidi con un singolo ponte disolfuro. Il PNP è sintetizzato e immagazzinato come preproormone (costituito da 126 residui di aminoacidi) nei cardiociti.

Il fattore principale che regola la secrezione di PNP è un aumento della pressione sanguigna. Altri stimoli: aumento dell'osmolarità plasmatica, aumento della frequenza cardiaca, livelli ematici elevati di catecolamine e glucocorticoidi.

I principali organi bersaglio del PNP sono i reni e le arterie periferiche.

Il meccanismo d'azione del PNP ha una serie di caratteristiche. Recettore PNP membrana plasmaticaè una proteina con attività di guanilato ciclasi. Il recettore ha una struttura di dominio. Il dominio legante il ligando è localizzato nello spazio extracellulare. In assenza di PNP, il dominio intracellulare del recettore PNP è in uno stato fosforilato ed è inattivo. Come risultato del legame del PNP al recettore, l'attività della guanilato ciclasi del recettore aumenta e il GMP ciclico si forma dal GTP. Come risultato dell'azione del PNP, la formazione e la secrezione di renina e aldosterone sono inibite. L'effetto complessivo dell'azione del PNP è un aumento dell'escrezione di Na + e acqua e una diminuzione della pressione sanguigna.

Il PNP è generalmente considerato un antagonista fisiologico dell'angiotensina II, poiché sotto la sua influenza non si ha restringimento del lume dei vasi e (attraverso la regolazione della secrezione di aldosterone) ritenzione di sodio, ma, al contrario, vasodilatazione e perdita di sali.

3. Biochimica dei reni

La funzione principale dei reni è rimuovere l'acqua e le sostanze idrosolubili (prodotti metabolici finali) dal corpo (1). La funzione di regolazione dell'equilibrio ionico e acido-base dell'ambiente interno del corpo (funzione omeostatica) è strettamente correlata alla funzione escretoria. 2). Entrambe le funzioni sono controllate dagli ormoni. Inoltre, i reni svolgono una funzione endocrina, essendo direttamente coinvolti nella sintesi di molti ormoni (3). Infine, i reni sono coinvolti nel metabolismo intermedio (4), in particolare nella gluconeogenesi e nella scomposizione di peptidi e amminoacidi (Fig. 1).

Un volume di sangue molto grande passa attraverso i reni: 1500 litri al giorno. Da questo volume vengono filtrati 180 litri di urina primaria. Quindi il volume dell'urina primaria è significativamente ridotto a causa del riassorbimento di acqua, di conseguenza la produzione giornaliera di urina è di 0,5-2,0 litri.

funzione escretoria dei reni. Il processo di minzione

Il processo di formazione dell'urina nei nefroni consiste in tre fasi.

Ultrafiltrazione (filtrazione glomerulare o glomerulare). Nei glomeruli dei corpuscoli renali, l'urina primaria si forma dal plasma sanguigno nel processo di ultrafiltrazione, che è isoosmotico con il plasma sanguigno. I pori attraverso i quali viene filtrato il plasma hanno un diametro medio effettivo di 2,9 nm. Con questa dimensione dei pori, tutti i componenti del plasma sanguigno con un peso molecolare (M) fino a 5 kDa passano liberamente attraverso la membrana. Le sostanze con M< 65 кДа частично проходят через поры, и только крупные молекулы (М >65 kDa) vengono trattenuti dai pori e non entrano nell'urina primaria. Poiché la maggior parte delle proteine ​​del plasma sanguigno ha un peso molecolare piuttosto elevato (M > 54 kDa) e sono caricate negativamente, vengono trattenute dalla membrana basale glomerulare e il contenuto proteico nell'ultrafiltrato è insignificante.

Riassorbimento. L'urina primaria viene concentrata (circa 100 volte il suo volume originale) mediante filtrazione inversa dell'acqua. Allo stesso tempo, secondo il meccanismo di trasporto attivo nei tubuli, quasi tutte le sostanze a basso peso molecolare vengono riassorbite, in particolare glucosio, amminoacidi, nonché la maggior parte degli elettroliti - ioni inorganici e organici (Figura 2).

Il riassorbimento degli amminoacidi viene effettuato con l'ausilio di sistemi di trasporto specifici del gruppo (vettori).

ioni calcio e fosfato. Gli ioni calcio (Ca 2+) e gli ioni fosfato vengono quasi completamente riassorbiti nei tubuli renali, e il processo avviene con dispendio di energia (sotto forma di ATP). L'uscita per Ca 2+ è superiore al 99%, per gli ioni fosfato - 80-90%. Il grado di riassorbimento di questi elettroliti è regolato dall'ormone paratiroideo (paratirina), dalla calcitonina e dal calcitriolo.

L'ormone peptidico paratirina (PTH), secreto dalla ghiandola paratiroidea, stimola il riassorbimento degli ioni calcio e contemporaneamente inibisce il riassorbimento degli ioni fosfato. In combinazione con l'azione di altri ormoni ossei e intestinali, ciò porta ad un aumento del livello di ioni calcio nel sangue e ad una diminuzione del livello di ioni fosfato.

La calcitonina, un ormone peptidico delle cellule C della ghiandola tiroidea, inibisce il riassorbimento degli ioni calcio e fosfato. Ciò porta ad una diminuzione del livello di entrambi gli ioni nel sangue. Di conseguenza, in relazione alla regolazione del livello degli ioni calcio, la calcitonina è un antagonista della paratirina.

L'ormone steroideo calcitriolo, che si forma nei reni, stimola l'assorbimento degli ioni calcio e fosfato nell'intestino, favorisce la mineralizzazione ossea ed è coinvolto nella regolazione del riassorbimento degli ioni calcio e fosfato nei tubuli renali.

ioni di sodio. Il riassorbimento degli ioni Na + dall'urina primaria è una funzione molto importante dei reni. Questo è un processo altamente efficiente: circa il 97% di Na + viene assorbito. L'ormone steroideo aldosterone stimola, mentre il peptide natriuretico atriale [ANP (ANP)], sintetizzato nell'atrio, al contrario, inibisce questo processo. Entrambi gli ormoni regolano il lavoro della Na + /K + -ATP-asi, localizzata su quel lato della membrana plasmatica delle cellule tubulari (dotti distali e collettori del nefrone), che viene lavata dal plasma sanguigno. Questa pompa del sodio pompa ioni Na + dall'urina primaria nel sangue in cambio di ioni K +.

Acqua. Il riassorbimento d'acqua è un processo passivo in cui l'acqua viene assorbita in un volume osmoticamente equivalente insieme agli ioni Na+. Nella parte distale del nefrone, l'acqua può essere assorbita solo in presenza dell'ormone peptidico vasopressina (ormone antidiuretico, ADH) secreto dall'ipotalamo. L'ANP inibisce il riassorbimento dell'acqua. cioè, migliora l'escrezione di acqua dal corpo.

A causa del trasporto passivo, gli ioni cloruro (2/3) e l'urea vengono assorbiti. Il grado di riassorbimento determina la quantità assoluta di sostanze rimaste nelle urine ed espulse dal corpo.

Il riassorbimento del glucosio dall'urina primaria è un processo dipendente dall'energia associato all'idrolisi dell'ATP. Allo stesso tempo, è accompagnato dal trasporto concomitante di ioni Na + (lungo il gradiente, poiché la concentrazione di Na + nell'urina primaria è maggiore che nelle cellule). Anche gli amminoacidi e i corpi chetonici sono assorbiti da un meccanismo simile.

I processi di riassorbimento e secrezione di elettroliti e non elettroliti sono localizzati in diverse parti dei tubuli renali.

Secrezione. La maggior parte delle sostanze da espellere dal corpo entra nell'urina attraverso il trasporto attivo nei tubuli renali. Queste sostanze includono ioni H + e K +, acido urico e creatinina, farmaci come la penicillina.

Costituenti organici dell'urina:

La parte principale della frazione organica dell'urina è costituita da sostanze contenenti azoto, i prodotti finali del metabolismo dell'azoto. Urea prodotta nel fegato. è un trasportatore di azoto contenuto negli amminoacidi e nelle basi pirimidiniche. La quantità di urea è direttamente correlata al metabolismo delle proteine: 70 g di proteine ​​portano alla formazione di ~30 g di urea. L'acido urico è il prodotto finale del metabolismo delle purine. La creatinina, che si forma per ciclizzazione spontanea della creatina, è il prodotto finale del metabolismo nel tessuto muscolare. Poiché il rilascio giornaliero di creatinina è una caratteristica individuale (è direttamente proporzionale alla massa muscolare), la creatinina può essere utilizzata come sostanza endogena per determinare la velocità di filtrazione glomerulare. Il contenuto di aminoacidi nelle urine dipende dalla natura della dieta e dall'efficienza del fegato. Nelle urine sono presenti anche derivati ​​aminoacidici (p. es., acido ippurico). Il contenuto nelle urine di derivati ​​aminoacidici che fanno parte di proteine ​​speciali, come l'idrossiprolina, presente nel collagene, o la 3-metilistidina, che fa parte dell'actina e della miosina, può servire da indicatore dell'intensità della scissione di queste proteine .

I componenti costitutivi dell'urina sono coniugati formati nel fegato con acido solforico e glucuronico, glicina e altre sostanze polari.

Nelle urine possono essere presenti prodotti di trasformazione metabolica di molti ormoni (catecolamine, steroidi, serotonina). Il contenuto dei prodotti finali può essere utilizzato per giudicare la biosintesi di questi ormoni nel corpo. ormone proteico la coriogonadotropina (hCG, M 36 kDa), formata durante la gravidanza, entra nel flusso sanguigno e si trova nelle urine metodi immunologici. La presenza dell'ormone funge da indicatore della gravidanza.

Il colore giallo dell'urina è dato dagli urocromi, derivati ​​​​dei pigmenti biliari formati durante la degradazione dell'emoglobina. L'urina si scurisce durante la conservazione a causa dell'ossidazione degli urocromi.

Costituenti inorganici dell'urina (Figura 3)

Nelle urine ci sono cationi Na +, K +, Ca 2+, Mg 2+ e NH 4 +, Cl - anioni, SO 4 2- e HPO 4 2- e altri ioni in tracce. Il contenuto di calcio e magnesio nelle feci è significativamente più alto che nelle urine. Quantità sostanze inorganiche dipende in gran parte dalla natura della dieta. Nell'acidosi, l'escrezione di ammoniaca può essere notevolmente aumentata. L'escrezione di molti ioni è regolata dagli ormoni.

I cambiamenti nella concentrazione di componenti fisiologici e la comparsa di componenti patologici delle urine vengono utilizzati per diagnosticare le malattie. Ad esempio, nel diabete, nelle urine sono presenti glucosio e corpi chetonici (Appendice).

4. Regolazione ormonale della minzione

Il volume dell'urina e il contenuto di ioni in esso contenuti sono regolati dall'azione combinata degli ormoni e delle caratteristiche strutturali del rene. Il volume di urina giornaliera è influenzato dagli ormoni:

ALDOSTERONE e VAZOPRESSINA (il meccanismo della loro azione è stato discusso in precedenza).

PARATHORMONE - ormone paratiroideo di natura proteico-peptidica, (meccanismo d'azione di membrana, attraverso il cAMP) influisce anche sulla rimozione dei sali dal corpo. Nei reni, migliora il riassorbimento tubulare di Ca +2 e Mg +2, aumenta l'escrezione di K +, fosfato, HCO 3 - e riduce l'escrezione di H + e NH 4 +. Ciò è dovuto principalmente a una diminuzione del riassorbimento tubulare del fosfato. Allo stesso tempo, aumenta la concentrazione di calcio nel plasma sanguigno. L'iposecrezione dell'ormone paratiroideo porta ai fenomeni opposti: un aumento del contenuto di fosfati nel plasma sanguigno e una diminuzione del contenuto di Ca +2 nel plasma.

L'ESTRADIOLO è un ormone sessuale femminile. Stimola la sintesi di 1,25-diossivitamina D 3, migliora il riassorbimento di calcio e fosforo nei tubuli renali.

funzione renale omeostatica

1) omeostasi del sale marino

I reni sono coinvolti nel mantenere una quantità costante di acqua influenzando la composizione ionica dei fluidi intra ed extracellulari. Circa il 75% degli ioni sodio, cloruro e acqua viene riassorbito dal filtrato glomerulare nel tubulo prossimale mediante il citato meccanismo ATPasi. In questo caso, solo gli ioni sodio vengono riassorbiti attivamente, gli anioni si muovono a causa del gradiente elettrochimico e l'acqua viene riassorbita passivamente e isoosmoticamente.

2) partecipazione dei reni alla regolazione dell'equilibrio acido-base

La concentrazione di ioni H+ nel plasma e nello spazio intercellulare è di circa 40 nM. Ciò corrisponde a un valore di pH di 7,40. Il pH dell'ambiente interno del corpo deve essere mantenuto costante, poiché cambiamenti significativi nella concentrazione delle corse non sono compatibili con la vita.

La costanza del valore del pH è mantenuta da sistemi tampone plasmatici, che possono compensare disturbi a breve termine nell'equilibrio acido-base. L'equilibrio del pH a lungo termine è mantenuto dalla produzione e dalla rimozione di protoni. In caso di violazioni nei sistemi tampone e in caso di mancato rispetto dell'equilibrio acido-base, ad esempio, a seguito di malattie renali o guasti nella frequenza respiratoria a causa di ipo o iperventilazione, il valore del pH plasmatico va oltre i limiti accettabili. Una diminuzione del valore del pH di 7,40 di oltre 0,03 unità è chiamata acidosi e un aumento è chiamato alcalosi.

Origine dei protoni. Esistono due fonti di protoni: gli acidi alimentari liberi e gli amminoacidi proteici contenenti zolfo, gli acidi alimentari, come gli acidi citrico, ascorbico e fosforico, donano protoni nel tratto intestinale (a pH alcalino). Gli amminoacidi metionina e cisteina formati durante la scomposizione delle proteine ​​​​danno il maggior contributo a garantire l'equilibrio dei protoni. Nel fegato, gli atomi di zolfo di questi amminoacidi vengono ossidati ad acido solforico, che si dissocia in ioni solfato e protoni.

Durante la glicolisi anaerobica nei muscoli e nei globuli rossi, il glucosio viene convertito in acido lattico, la cui dissociazione porta alla formazione di lattato e protoni. La formazione di corpi chetonici - acido acetoacetico e 3-idrossibutirrico - nel fegato porta anche al rilascio di protoni, un eccesso di corpi chetonici porta a un sovraccarico del sistema tampone plasmatico e a una diminuzione del pH (acidosi metabolica; acido lattico > acidosi lattica, corpi chetonici > chetoacidosi). In condizioni normali, questi acidi sono solitamente metabolizzati in CO 2 e H 2 O e non influenzano il bilancio protonico.

Poiché l'acidosi è un pericolo particolare per il corpo, i reni dispongono di meccanismi speciali per affrontarla:

a) secrezione di H +

Questo meccanismo include la formazione di CO 2 nelle reazioni metaboliche che si verificano nelle cellule del tubulo distale; quindi la formazione di H 2 CO 3 sotto l'azione dell'anidrasi carbonica; la sua ulteriore dissociazione in H + e HCO 3 - e lo scambio di ioni H + con ioni Na +. Quindi gli ioni sodio e bicarbonato si diffondono nel sangue, fornendo la sua alcalinizzazione. Questo meccanismo è stato verificato sperimentalmente: l'introduzione di inibitori dell'anidrasi carbonica porta ad un aumento delle perdite di sodio con interruzioni dell'urina secondaria e dell'acidificazione delle urine.

b) ammoniogenesi

L'attività degli enzimi dell'ammoniogenesi nei reni è particolarmente elevata in condizioni di acidosi.

Gli enzimi dell'ammoniogenesi includono glutaminasi e glutammato deidrogenasi:

c) gluconeogenesi

Si verifica nel fegato e nei reni. L'enzima chiave del processo è la piruvato carbossilasi renale. L'enzima è più attivo in un ambiente acido: ecco come differisce dallo stesso enzima epatico. Pertanto, con l'acidosi nei reni, la carbossilasi viene attivata e le sostanze reattive all'acido (lattato, piruvato) iniziano a trasformarsi più intensamente in glucosio, che non ha proprietà acide.

Questo meccanismo è importante nell'acidosi associata alla fame (con una mancanza di carboidrati o con una generale mancanza di nutrizione). L'accumulo di corpi chetonici, che sono acidi nelle loro proprietà, stimola la gluconeogenesi. E questo aiuta a migliorare lo stato acido-base e allo stesso tempo fornisce glucosio al corpo. Con la fame completa, nei reni si forma fino al 50% del glucosio nel sangue.

Con l'alcalosi, la gluconeogenesi viene inibita (a seguito di una variazione del pH, viene inibita la PVC-carbossilasi), la secrezione di protoni viene inibita, ma allo stesso tempo aumenta la glicolisi e aumenta la formazione di piruvato e lattato.

Funzione metabolica dei reni

1) Formazione della forma attiva della vitamina D 3 . Nei reni, a seguito della reazione di ossidazione microsomiale, si verifica lo stadio finale di maturazione della forma attiva della vitamina D 3 - 1,25-diossicolecalciferolo. Il precursore di questa vitamina, la vitamina D 3, viene sintetizzato nella pelle, sotto l'azione dei raggi ultravioletti del colesterolo, e quindi idrossilato: prima nel fegato (in posizione 25), e poi nei reni (in posizione 1). Pertanto, partecipando alla formazione della forma attiva della vitamina D 3, i reni influenzano il metabolismo del fosforo-calcio nel corpo. Pertanto, nelle malattie dei reni, quando i processi di idrossilazione della vitamina D 3 sono disturbati, può svilupparsi OSTEODISTROFIA.

2) Regolazione dell'eritropoiesi. I reni producono una glicoproteina chiamata fattore eritropoietico renale (PEF o eritropoietina). È un ormone in grado di agire sulle cellule staminali rosse. midollo osseo, che sono cellule bersaglio per PEF. PEF dirige lo sviluppo di queste cellule lungo il percorso dell'eritropoiesi, cioè stimola la formazione dei globuli rossi. Il tasso di rilascio di PEF dipende dall'apporto di ossigeno ai reni. Se la quantità di ossigeno in entrata diminuisce, aumenta la produzione di PEF - questo porta ad un aumento del numero di globuli rossi nel sangue e ad un miglioramento dell'apporto di ossigeno. Pertanto, l'anemia renale è talvolta osservata nelle malattie renali.

3) Biosintesi delle proteine. Nei reni sono in corso attivamente i processi di biosintesi delle proteine ​​necessarie per altri tessuti. Alcuni componenti sono sintetizzati qui:

- sistemi di coagulazione del sangue;

- sistemi complementari;

- sistemi di fibrinolisi.

- nei reni, nelle cellule dell'apparato iuxtaglomerulare (JUGA), viene sintetizzato il RENIN

Il sistema renina-angiotensina-aldosterone lavora a stretto contatto con un altro sistema di regolazione del tono vascolare: il SISTEMA KALLIKREIN-KININ, la cui azione porta ad una diminuzione della pressione arteriosa.

La proteina kininogen è sintetizzata nei reni. Una volta nel sangue, il kininogeno sotto l'azione delle serina proteinasi - le callicreine viene convertito in peptidi vasoattivi - chinine: bradichinina e callidina. La bradichinina e la callidina hanno un effetto vasodilatatore: abbassano la pressione sanguigna. L'inattivazione delle chinine avviene con la partecipazione della carbossicatepsina: questo enzima influenza contemporaneamente entrambi i sistemi di regolazione del tono vascolare, il che porta ad un aumento della pressione sanguigna. Gli inibitori della carbossitepsina sono usati in scopi medicinali nel trattamento di alcune forme di ipertensione arteriosa (ad esempio, il farmaco clonidina).

La partecipazione dei reni alla regolazione della pressione sanguigna è anche associata alla produzione di prostaglandine, che hanno un effetto ipotensivo, e si formano nei reni dall'acido arachidonico a seguito di reazioni di perossidazione lipidica (LPO).

4) Catabolismo proteico. I reni sono coinvolti nel catabolismo di diverse proteine ​​e peptidi a basso peso molecolare (5-6 kDa) che vengono filtrati nell'urina primaria. Tra questi ci sono gli ormoni e alcune altre sostanze biologicamente attive. Nelle cellule dei tubuli, sotto l'azione degli enzimi proteolitici lisosomiali, queste proteine ​​e questi peptidi vengono idrolizzati ad amminoacidi che entrano nel flusso sanguigno e vengono riutilizzati dalle cellule di altri tessuti.

Caratteristiche del metabolismo del tessuto renale

1. Alti costi dell'ATP. Il consumo principale di ATP è associato ai processi di trasporto attivo durante il riassorbimento, la secrezione e anche la biosintesi delle proteine.

Il modo principale per ottenere ATP è la fosforilazione ossidativa. Pertanto, il tessuto renale necessita di quantità significative di ossigeno. La massa dei reni è solo lo 0,5% del peso corporeo totale e il consumo di ossigeno da parte dei reni è il 10% dell'ossigeno totale ricevuto. I substrati per le reazioni di bioossidazione nelle cellule renali sono:

- acido grasso;

- corpi chetonici;

- glucosio, ecc.

2. Alto tasso di biosintesi proteica.

3. Elevata attività degli enzimi proteolitici.

4. Capacità di ammoniogenesi e gluconeogenesi.

urina renale acquosa salina

significato medico

componenti patologiche delle urine
COMPONENTI SINTOMO MOTIVI PER L'ASPETTO PROTEINA Proteinuria Danni alle vie urinarie (proteinuria extrarenale) o alle membrane basali del nefrone (proteinuria renale). Tossicosi delle donne incinte, anemia. La fonte delle proteine ​​urinarie sono principalmente le proteine ​​del plasma sanguigno e le proteine ​​del tessuto renale. SANGUE Ematuria Emoglobinuria Gli eritrociti nelle urine compaiono nella nefrite acuta, nei processi infiammatori e nei traumi delle vie urinarie. Emoglobina - con emolisi ed emoglobinemia. GLUCOSIO Glicosuria Diabete mellito, diabete steroideo, tireotossicosi. FRUTTOSIO Fruttosuria Carenza congenita di enzimi che convertono il fruttosio in glucosio (difetto della fosfofruttochinasi). GALATTOSIO Galattosuria Carenza congenita dell'enzima che converte il galattosio in glucosio (galattosio-1-fosfato-uridiltransferasi). CORPI CHETONICI Chetonuria Diabete mellito, fame, tireotossicosi, trauma cranico, emorragia cerebrale, malattie infettive. BILIRUBINA Bilirubinuria Ittero. Livelli significativamente aumentati di bilirubina nelle urine con ittero ostruttivo. creatina Creatinuria Negli adulti, è associato a ridotta conversione della creatina in creatinina. È osservato con distrofia muscolare, ipotermia, condizioni convulsive (tetano, tetania). PRECIPITAZIONE: Fosfati Ossalati urati Fosfaturia ossalaturia Uraturia La precipitazione di alcuni componenti dell'urina normalmente scarsamente solubili (calcio, sali di magnesio) porta alla formazione calcoli urinari. Ciò è facilitato dall'alcalinizzazione dell'urina in vescia e pelvi renale nelle infezioni batteriche croniche: i microrganismi scompongono l'urea, rilasciando ammoniaca, che porta ad un aumento del pH delle urine. Nella gotta (l'urina si acidifica), si formano i calcoli acido urico, che è scarsamente solubile a pH inferiore a 7,0.

5. Proprietà fisiche e chimiche dell'urina in condizioni normali e patologiche

La poliuria è un aumento del volume giornaliero di urina. È osservato nel diabete e nel diabete insipido, nefrite cronica, pielonefrite, con eccessiva assunzione di liquidi con il cibo.

Oliguria: una diminuzione del volume giornaliero di urina (meno di 0,5 l). Si osserva in uno stato febbrile, con nefrite acuta diffusa, urolitiasi, avvelenamento con sali di metalli pesanti e l'uso di piccole quantità di liquidi con il cibo.

Anuria è la cessazione della produzione di urina. Si osserva con danno renale dovuto ad avvelenamento, con stress (l'anuria prolungata può portare alla morte per uremia (avvelenamento da ammoniaca)

Il colore dell'urina è normalmente ambrato o giallo paglierino, dovuto ai pigmenti urocromo, urobilinogeno, ecc.

Colore rosso delle urine - con ematuria, emoglobinuria (calcoli renali, nefrite, traumi, emolisi, uso di alcuni farmaci).

Colore marrone - con un'alta concentrazione di urobilinogeno e bilirubina nelle urine (con malattie del fegato), così come acido omogentisico (alcaptonuria in violazione del metabolismo della tirosina).

Colore verde - con l'uso di alcuni farmaci, con un aumento della concentrazione di acido indossilsolforico, che si decompone con la formazione di indaco (aumento dei processi di decadimento proteico nell'intestino)

La trasparenza delle urine è normale. La torbidità può essere dovuta alla presenza di proteine, elementi cellulari, batteri, muco, sedimenti nelle urine.

La densità dell'urina normalmente oscilla in un intervallo abbastanza ampio - da 1.002 a 1.035 durante il giorno (in media 1012-1020). Ciò significa che da 50 a 70 g vengono escreti nelle urine al giorno. sostanze dense. Calcolo approssimativo della densità del residuo: 35x2,6 \u003d 71 g, dove 35 sono le ultime due cifre di una certa densità relativa, 2,6 è un coefficiente. L'aumento e la diminuzione della densità dell'urina durante il giorno, cioè la sua concentrazione e diluizione, sono necessari per mantenere la costanza della pressione osmotica del sangue.

Isostenuria - escrezione di urina con una densità costantemente bassa, pari alla densità dell'urina primaria (circa 1010), che si osserva con grave insufficienza renale, con diabete insipido.

L'alta densità (più di 1035) si osserva nel diabete mellito a causa dell'elevata concentrazione di glucosio nelle urine, nella nefrite acuta (oliguria).

Quando è in piedi si formano normali residui di urina.

Traballante - da proteine, mucoproteine, cellule epiteliali delle vie urinarie

Costituito da ossalati e urati (sali degli acidi ossalico e urico), che si dissolvono per acidificazione.

Il pH delle urine è normalmente compreso tra 5,5 e 6,5.

L'ambiente acido dell'urina in una dieta normale può essere dovuto a: 1) acido solforico formatosi durante il catabolismo degli amminoacidi contenenti zolfo; 2) acido fosforico, formato durante la scomposizione di acidi nucleici, fosfoproteine, fosfolipidi; 3) anioni adsorbiti nell'intestino dai prodotti alimentari.

Disturbi del metabolismo dell'acqua (disidria).

I disturbi del metabolismo dell'acqua includono iperidria (iperidratazione) e ipoidria (ipo e disidratazione). Entrambi possono essere comuni o coprire principalmente lo spazio extracellulare o intracellulare (cioè il settore extracellulare o intracellulare). Ciascuna delle forme di disidria si manifesta come iper-, iso- e ipotonica. In accordo con ciò, possiamo parlare di iperidratazione intra ed extracellulare iper, iso e ipotonica, nonché di ipoidratazione intra ed extracellulare iper, iso e ipotonica. I cambiamenti causati da una violazione della distribuzione di acqua ed elettroliti in un settore comportano invariabilmente spostamenti ben definiti in un altro.

La disidratazione generale (disidratazione generale) si verifica quando viene introdotta nel corpo meno acqua di quanta ne perde nello stesso periodo di tempo (bilancio idrico negativo). Osservato con stenosi, ostruzione dell'esofago (causata da ustioni, tumori o altre cause), peritonite, operazioni sull'apparato digerente, poliuria, sostituzione inadeguata della perdita d'acqua in pazienti debilitati, colera, in pazienti in coma.

Con carenza di acqua, a causa della coagulazione del sangue, aumenta la concentrazione di sostanze dense nel plasma, che porta ad un aumento della pressione osmotica. Quest'ultimo determina il movimento dell'acqua dalle cellule attraverso lo spazio intercellulare nel fluido extracellulare. Di conseguenza, il volume dello spazio intracellulare diminuisce.

Segni di laboratorio di disidratazione generale sono aumento dell'ematocrito, viscosità del sangue, iperproteinemia, iperazotemia, poliuria.

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MODULO 5

METABOLISMO ACQUE-SALI E MINERALI.

BIOCHIMICA DEL SANGUE E DELLE URINE. BIOCHIMICA DEI TESSUTI.

ATTIVITÀ 1

Argomento: Acqua-sale e metabolismo dei minerali. Regolamento. Violazione.

Rilevanza. I concetti di metabolismo dei sali d'acqua e dei minerali sono ambigui. Parlando di metabolismo del sale marino, si intende lo scambio di elettroliti minerali di base e, soprattutto, lo scambio di acqua e NaCl.L'acqua e i sali minerali in essa disciolti costituiscono l'ambiente interno del corpo umano, creando le condizioni per il verificarsi di processi biochimici reazioni. Nel mantenimento dell'omeostasi idrosalina, un ruolo importante è svolto dai reni e dagli ormoni che ne regolano la funzione (vasopressina, aldosterone, fattore natriuretico atriale, sistema renina-angiotensina). I parametri principali del mezzo liquido del corpo sono la pressione osmotica, il pH e il volume. La pressione osmotica e il pH del fluido intercellulare e del plasma sanguigno sono praticamente gli stessi e il valore del pH delle cellule di diversi tessuti può essere diverso. Il mantenimento dell'omeostasi è assicurato dalla costanza della pressione osmotica, del pH e del volume del fluido intercellulare e del plasma sanguigno. La conoscenza del metabolismo del sale marino e dei metodi per correggere i principali parametri del mezzo fluido corporeo è necessaria per la diagnosi, il trattamento e la prognosi di disturbi quali disidratazione o edema dei tessuti, aumento o diminuzione della pressione sanguigna, shock, acidosi, alcalosi.

Il metabolismo minerale è lo scambio di qualsiasi componente minerale del corpo, compresi quelli che non influenzano i principali parametri del mezzo liquido, ma svolgono varie funzioni associate a catalisi, regolazione, trasporto e stoccaggio di sostanze, strutturazione di macromolecole, ecc. del metabolismo minerale e metodi del suo studio è necessario per la diagnosi, il trattamento e la prognosi dei disturbi esogeni (primari) ed endogeni (secondari).

Bersaglio. Conoscere le funzioni dell'acqua nei processi della vita, che sono dovute alle peculiarità delle sue proprietà fisiche e chimiche e alla struttura chimica; apprendere il contenuto e la distribuzione dell'acqua nel corpo, nei tessuti, nelle cellule; condizione dell'acqua; scambio d'acqua. Avere un'idea della pozza d'acqua (i modi in cui l'acqua entra ed esce dal corpo); acqua endogena ed esogena, contenuto in corpo, fabbisogno giornaliero, caratteristiche di età. Conoscere la regolazione del volume totale di acqua nel corpo e il suo movimento tra i singoli spazi fluidi, possibili violazioni. Conoscere ed essere in grado di caratterizzare elementi macro, oligo, micro e ultramicrobiogenici, le loro funzioni generali e specifiche; composizione elettrolitica del corpo; il ruolo biologico dei principali cationi e anioni; il ruolo del sodio e del potassio. Conoscere il metabolismo del fosfato-calcio, la sua regolazione e violazione. Determinare il ruolo e il metabolismo di ferro, rame, cobalto, zinco, iodio, fluoro, stronzio, selenio e altri elementi biogenici. Imparare il bisogno quotidiano del corpo di minerali, il loro assorbimento ed escrezione dal corpo, la possibilità e le forme di deposizione, violazioni. Conoscere i metodi di determinazione quantitativa del calcio e del fosforo nel siero del sangue e il loro significato clinico e biochimico.

DOMANDE TEORICHE

1. Il significato biologico dell'acqua, il suo contenuto, il fabbisogno quotidiano del corpo. L'acqua è esogena ed endogena.

2. Proprietà e funzioni biochimiche dell'acqua. Distribuzione e condizione dell'acqua nel corpo.

3. Scambio idrico nel corpo, caratteristiche dell'età, regolazione.

4. Bilancio idrico del corpo e suoi tipi.

5. Il ruolo dell'apparato gastrointestinale tratto intestinale nel ricambio idrico.

6. Funzioni dei sali minerali nell'organismo.

7. Regolazione neuroumorale del metabolismo dei sali d'acqua.

8. Composizione elettrolitica dei fluidi corporei, sua regolazione.

9. Sostanze minerali del corpo umano, loro contenuto, ruolo.

10. Classificazione degli elementi biogenici, loro ruolo.

11. Funzioni e metabolismo di sodio, potassio, cloro.

12. Funzioni e metabolismo di ferro, rame, cobalto, iodio.

13. Metabolismo fosfato-calcico, ruolo degli ormoni e delle vitamine nella sua regolazione. Fosfati minerali e organici. Fosfati urinari.

14. Il ruolo degli ormoni e delle vitamine nella regolazione del metabolismo minerale.

15. Condizioni patologiche associate al metabolismo alterato delle sostanze minerali.

1. In un paziente, meno acqua viene espulsa dal corpo al giorno di quanta ne entri. Quale malattia può portare a una tale condizione?

2. L'insorgenza della malattia di Addison-Birmer (anemia ipercromica maligna) è associata alla carenza di vitamina B12. Seleziona il metallo che fa parte di questa vitamina:

R. Zink. V. Cobalto. C. molibdeno. D. Magnesio. E. Ferro.

3. Gli ioni calcio sono messaggeri secondari nelle cellule. Attivano il catabolismo del glicogeno interagendo con:

4. In un paziente, il contenuto di potassio nel plasma sanguigno è di 8 mmol/l (la norma è 3,6-5,3 mmol/l). In questa condizione si ha:

5. Quale elettrolita crea l'85% della pressione osmotica del sangue?

R. Potassio. B. Calcio. C. Magnesio. D. Zinco. E. Sodio.

6. Specificare l'ormone che influenza il contenuto di sodio e potassio nel sangue?

A. Calcitonina. B. Istamina. C. Aldosterone. D. Tiroxina. E. Paratirin

7. Quali degli elementi elencati sono macrobiogenici?

8. Con un significativo indebolimento dell'attività cardiaca, si verifica edema. Indica quale sarà il bilancio idrico del corpo in questo caso.

Un positivo. B. Negativo. C. Equilibrio dinamico.

9. L'acqua endogena si forma nel corpo a seguito di reazioni:

10. Il paziente è andato dal medico lamentando poliuria e sete. Analizzando l'urina, è stato riscontrato che la diuresi giornaliera è di 10 litri, la densità relativa dell'urina è 1.001 (la norma è 1.012-1.024). Per quale malattia tali indicatori sono caratteristici?

11. Specificare quali indicatori caratterizzano contenuto normale calcio nel sangue (mmol/l)?

14. Il fabbisogno giornaliero di acqua per un adulto è:

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

15. Un paziente di 27 anni ha alterazioni patologiche nel fegato e nel cervello. C'è una forte diminuzione del plasma sanguigno e un aumento del contenuto di rame nelle urine. La diagnosi precedente era la malattia di Konovalov-Wilson. Quale attività enzimatica deve essere testata per confermare la diagnosi?

16. È noto che il gozzo endemico è una malattia comune in alcune zone biogeochimiche. La carenza di quale elemento è la causa di questa malattia? R. Ferro. V.Yoda. S. Zinco. D. Rame. E. Cobalto.

17. Quanti ml di acqua endogena si formano nel corpo umano al giorno con una dieta equilibrata?

R. 50-75. V. 100-120. pp. 150-250. D. 300-400. E. 500-700.

LAVORO PRATICO

Quantificazione del calcio e del fosforo inorganico

Nel siero del sangue

Esercizio 1. Determinare il contenuto di calcio nel siero del sangue.

Principio. Il calcio sierico viene precipitato con una soluzione satura di ossalato di ammonio [(NH 4) 2 C 2 O 4 ] sotto forma di ossalato di calcio (CaC 2 O 4). Quest'ultimo viene convertito con acido solfato in acido ossalico (H 2 C 2 O 4), che viene titolato con una soluzione di KMnO 4 .

Chimica. 1. CaCl 2 + (NH 4) 2 C 2 O 4 ® CaC 2 O 4 ¯ + 2NH 4 Cl

2. CaC 2 O 4 + H 2 SO 4 ®H 2 C 2 O 4 + CaSO 4

3. 5H 2 C 2 O 4 + 2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 ® 10CO 2 + 2MnSO 4 + 8H 2 O

Progresso. 1 ml di siero di sangue e 1 ml di soluzione di [(NH 4) 2 C 2 O 4] vengono versati in una provetta da centrifuga. Lasciare riposare per 30 minuti e centrifugare. Il precipitato cristallino di ossalato di calcio viene raccolto sul fondo della provetta. Il liquido limpido viene versato sul precipitato. Aggiungere al sedimento 1-2 ml di acqua distillata, mescolare con una bacchetta di vetro e centrifugare nuovamente. Dopo la centrifugazione, il liquido sopra il precipitato viene scartato. Aggiungere 1 ml1n H 2 SO 4 alla provetta con il precipitato, mescolare bene il precipitato con una bacchetta di vetro e mettere la provetta a bagnomaria a una temperatura di 50-70 0 C. Il precipitato si scioglie. Il contenuto della provetta viene titolato a caldo con soluzione 0.01 N KMnO 4 fino alla comparsa di una colorazione rosa, che non scompare per 30 s. Ogni millilitro di KMnO 4 corrisponde a 0,2 mg Ca. Il contenuto di calcio (X) in mg% nel siero del sangue è calcolato con la formula: X = 0,2 × A × 100, dove A è il volume di KMnO 4 che è andato per la titolazione. Il contenuto di calcio nel siero del sangue in mmol / l - contenuto in mg% × 0,2495.

Normalmente, la concentrazione di calcio nel siero del sangue è di 2,25-2,75 mmol / l (9-11 mg%). Un aumento della concentrazione di calcio nel siero del sangue (ipercalcemia) è osservato con ipervitaminosi D, iperparatiroidismo, osteoporosi. Diminuzione della concentrazione di calcio (ipocalcemia) - con ipovitaminosi D (rachitismo), ipoparatiroidismo, insufficienza renale cronica.

Compito 2. Determinare il contenuto di fosforo inorganico nel siero del sangue.

Principio. Il fosforo inorganico, interagendo con il reagente al molibdeno in presenza di acido ascorbico, forma il blu di molibdeno, la cui intensità di colore è proporzionale al contenuto di fosforo inorganico.

Progresso. 2 ml di siero di sangue, 2 ml di una soluzione al 5% di acido tricloroacetico vengono versati in una provetta, miscelati e lasciati per 10 minuti a precipitare le proteine, dopodiché viene filtrato. Quindi si misurano in una provetta 2 ml del filtrato risultante, che corrispondono a 1 ml di siero di sangue, si aggiungono 1,2 ml di reagente al molibdeno, 1 ml di una soluzione di acido ascorbico allo 0,15% e si rabbocca con acqua fino a 10 ml (5,8 ml). Mescolare accuratamente e lasciare agire per 10 minuti per lo sviluppo del colore. Colorimetrico su FEC con filtro a luce rossa. La quantità di fosforo inorganico si trova dalla curva di calibrazione e il suo contenuto (B) nel campione è calcolato in mmol / l secondo la formula: B \u003d (A × 1000) / 31, dove A è il contenuto di fosforo inorganico in 1 ml di siero sanguigno (rilevato dalla curva di calibrazione); 31 - peso molecolare del fosforo; 1000 - fattore di conversione per litro.

Valore clinico e diagnostico. Normalmente, la concentrazione di fosforo nel siero del sangue è di 0,8-1,48 mmol / l (2-5 mg%). Un aumento della concentrazione di fosforo nel siero del sangue (iperfosfatemia) è osservato con insufficienza renale, ipoparatiroidismo, sovradosaggio di vitamina D. Una diminuzione della concentrazione di fosforo (ipofosfatemia) - in violazione del suo assorbimento nell'intestino, galattosemia, rachitismo.

LETTERATURA

1. Gubsky Yu.I. Chimica biologica. Assistente. - Kiev-Vinnitsa: Nuovo libro, 2007. - S. 545-557.

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

3. Biochimica: libro di testo / ed. ES Severino. - M.: GEOTAR-MED, 2003. - S. 597-609.

4. Workshop sulla chimica biologica / Boykiv D.P., Ivankiv O.L., Kobilyanska L.I. quello in./ Per il rosso. O.Ya. Sklyarova. - K.: Salute, 2002. - S. 275-280.

ATTIVITÀ 2

Argomento: Funzioni del sangue. Proprietà fisiche e chimiche e composizione chimica del sangue. Sistemi tampone, meccanismo d'azione e ruolo nel mantenimento dello stato acido-base dell'organismo. Proteine ​​plasmatiche e loro ruolo. Determinazione quantitativa delle proteine ​​totali nel siero del sangue.

Rilevanza. Il sangue è un tessuto liquido costituito da cellule (elementi sagomati) e un mezzo liquido intercellulare: il plasma. Il sangue svolge funzioni di trasporto, osmoregolazione, tampone, neutralizzazione, protezione, regolazione, omeostasi e altre. La composizione del plasma sanguigno è uno specchio del metabolismo: i cambiamenti nella concentrazione dei metaboliti nelle cellule si riflettono nella loro concentrazione nel sangue; la composizione del plasma sanguigno cambia anche quando la permeabilità delle membrane cellulari viene disturbata. A questo proposito, oltre alla disponibilità di campioni di sangue per l'analisi, il suo studio è ampiamente utilizzato per diagnosticare malattie e monitorare l'efficacia del trattamento. Lo studio quantitativo e qualitativo delle proteine ​​​​plasmatiche, oltre a specifiche informazioni nosologiche, dà un'idea dello stato del metabolismo proteico in generale. La concentrazione di ioni idrogeno nel sangue (pH) è una delle costanti chimiche più rigorose nel corpo. Riflette lo stato dei processi metabolici, dipende dal funzionamento di molti organi e sistemi. La violazione dello stato acido-base del sangue è osservata in numerosi processi patologici, malattie ed è la causa di gravi disturbi del corpo. Pertanto, la correzione tempestiva dei disturbi acido-base è una componente necessaria delle misure terapeutiche.

Bersaglio. Conoscere le funzioni, le proprietà fisiche e chimiche del sangue; stato acido-base e suoi principali indicatori. Conoscere i sistemi tampone del sangue e il meccanismo della loro azione; violazione dello stato acido-base del corpo (acidosi, alcalosi), sue forme e tipi. Formare un'idea della composizione proteica del plasma sanguigno, caratterizzare le frazioni proteiche e le singole proteine, il loro ruolo, i disturbi e i metodi di determinazione. Familiarizzare con i metodi di determinazione quantitativa delle proteine ​​totali nel siero del sangue, delle singole frazioni proteiche e del loro significato clinico e diagnostico.

COMPITI PER IL LAVORO INDIPENDENTE

DOMANDE TEORICHE

1. Le funzioni del sangue nella vita del corpo.

2. Proprietà fisiche e chimiche di sangue, siero, linfa: pH, pressione osmotica e oncotica, densità relativa, viscosità.

3. Stato acido-base del sangue, sua regolazione. I principali indicatori che riflettono la sua violazione. Metodi moderni per determinare lo stato acido-base del sangue.

4. Sistemi tampone di sangue. Il loro ruolo nel mantenimento dell'equilibrio acido-base.

5. Acidosi: tipi, cause, meccanismi di sviluppo.

6. Alcalosi: tipi, cause, meccanismi di sviluppo.

7. Proteine ​​del sangue: contenuto, funzioni, variazioni di contenuto in condizioni patologiche.

8. Principali frazioni delle proteine ​​del plasma sanguigno. Metodi di ricerca.

9. Albumine, proprietà fisiche e chimiche, ruolo.

10. Globuline, proprietà fisiche e chimiche, ruolo.

11. Immunoglobuline del sangue, struttura, funzioni.

12. Iper-, ipo-, dis- e paraproteinemie, cause.

13. Proteine ​​della fase acuta. Valore clinico e diagnostico della definizione.

PROVE PER L'AUTOCONTROLLO

1. Quale dei seguenti valori di pH è normale per il sangue arterioso? R. 7.25-7.31. B. 7.40-7.55. Ore 7.35-7.45. D. 6.59-7.0. E. 4.8-5.7.

2. Quali meccanismi assicurano la costanza del pH del sangue?

3. Qual è la ragione dello sviluppo dell'acidosi metabolica?

A. Aumento della produzione, diminuzione dell'ossidazione e risintesi dei corpi chetonici.

B. Aumento della produzione, diminuzione dell'ossidazione del lattato e della risintesi.

C. Perdita di motivi.

D. Secrezione inefficiente di ioni idrogeno, ritenzione acida.

E. Tutto quanto sopra.

4. Qual è la causa dell'alcalosi metabolica?

5. La significativa perdita di succo gastrico dovuta al vomito provoca lo sviluppo di:

6. Disturbi circolatori significativi dovuti allo shock causano lo sviluppo di:

7. L'inibizione del centro respiratorio del cervello da parte di narcotici porta a:

8. Il valore del pH del sangue è cambiato in un paziente con diabete mellito a 7,3 mmol/L. Quali componenti del sistema tampone vengono utilizzati per diagnosticare i disturbi dell'equilibrio acido-base?

9. Il paziente ha un'ostruzione delle vie respiratorie con espettorato. Quale disturbo dell'equilibrio acido-base può essere determinato nel sangue?

10. Un paziente con lesioni gravi è stato collegato a un dispositivo respirazione artificiale. Dopo ripetute determinazioni degli indicatori dello stato acido-base, sono state rivelate una diminuzione del contenuto di anidride carbonica nel sangue e un aumento della sua escrezione. Quale disturbo acido-base è caratterizzato da tali cambiamenti?

11. Assegna un nome al sistema tampone del sangue valore più alto nella regolazione dell'omeostasi acido-base?

12. Quale sistema tampone del sangue svolge un ruolo importante nel mantenimento del pH delle urine?

A. Fosfato. B. Emoglobina. C. Idrocarbonato. D. Proteine.

13. Quali proprietà fisiche e chimiche del sangue sono fornite dagli elettroliti in esso presenti?

14. L'esame del paziente ha rivelato iperglicemia, glicosuria, iperchetonemia e chetonuria, poliuria. Che tipo di stato acido-base si osserva in questo caso?

15. Una persona a riposo si sforza di respirare spesso e profondamente per 3-4 minuti. In che modo questo influenzerà l'equilibrio acido-base del corpo?

16. Quale proteina del plasma sanguigno lega e trasporta il rame?

17. Nel plasma sanguigno del paziente, il contenuto di proteine ​​totali rientra nell'intervallo normale. Quale dei seguenti indicatori (g/l) caratterizza la norma fisiologica? R. 35-45. V. 50-60. pp. 55-70. 65-85. E. 85-95.

18. Quale frazione di globuline del sangue fornisce immunità umorale, agendo come anticorpi?

19. Un paziente che aveva l'epatite C e beveva costantemente alcol ha sviluppato segni di cirrosi epatica con ascite ed edema estremità più basse. Quali cambiamenti nella composizione del sangue hanno avuto un ruolo importante nello sviluppo dell'edema?

20. Su quali proprietà fisico-chimiche delle proteine ​​si basa il metodo per determinare lo spettro elettroforetico delle proteine ​​del sangue?

LAVORO PRATICO

Determinazione quantitativa delle proteine ​​totali nel siero del sangue

metodo del biureto

Esercizio 1. Determinare il contenuto di proteine ​​totali nel siero del sangue.

Principio. La proteina reagisce in un ambiente alcalino con una soluzione di solfato di rame contenente tartrato di sodio e potassio, NaI e KI (reagente biureto) per formare un complesso viola-blu. La densità ottica di questo complesso è proporzionale alla concentrazione proteica nel campione.

Progresso. Aggiungere 25 µl di siero di sangue (senza emolisi), 1 ml di reagente biureto contenente: 15 mmol/l tartrato di potassio-sodio, 100 mmol/l ioduro di sodio, 15 mmol/l ioduro di potassio e 5 mmol/l solfato di rame al campione sperimentale campione. Aggiungere 25 µl di standard proteico totale (70 g/l) e 1 ml di reagente biureto al campione standard. Aggiungere 1 ml di reagente biureto alla terza provetta. Mescolare bene tutte le provette e incubare per 15 minuti a 30-37°C. Lasciare per 5 minuti a temperatura ambiente. Misurare l'assorbanza del campione e dello standard rispetto al reagente biureto a 540 nm. Calcolare la concentrazione di proteine ​​totali (X) in g/l utilizzando la formula: X=(Cst×Apr)/Ast, dove Cst è la concentrazione di proteine ​​totali nel campione standard (g/l); Apr è la densità ottica del campione; Ast - densità ottica del campione standard.

Valore clinico e diagnostico. Il contenuto di proteine ​​totali nel plasma sanguigno degli adulti è di 65-85 g/l; a causa del fibrinogeno, la proteina nel plasma sanguigno è 2-4 g / l in più rispetto al siero. Nei neonati, la quantità di proteine ​​​​del plasma sanguigno è di 50-60 g / l e durante il primo mese diminuisce leggermente ea tre anni raggiunge il livello degli adulti. Un aumento o una diminuzione del contenuto di proteine ​​​​plasmatiche totali e singole frazioni può essere dovuto a molte ragioni. Questi cambiamenti non sono specifici, ma riflettono un generale processo patologico(infiammazione, necrosi, neoplasia), dinamica, gravità della malattia. Con il loro aiuto, puoi valutare l'efficacia del trattamento. I cambiamenti nel contenuto proteico possono manifestarsi come iper, ipo e disproteinemia. L'ipoproteinemia si osserva quando l'assunzione di proteine ​​​​nel corpo è insufficiente; insufficienza di digestione e assorbimento delle proteine ​​alimentari; violazione della sintesi proteica nel fegato; malattia renale con sindrome nefrosica. L'iperproteinemia si osserva in violazione dell'emodinamica e dell'ispessimento del sangue, perdita di liquidi durante la disidratazione (diarrea, vomito, diabete insipido), nei primi giorni di gravi ustioni, nel periodo postoperatorio, ecc. Degno di nota non è solo l'ipo o l'iperproteinemia, ma anche cambiamenti come disproteinemia (il rapporto tra albumina e globuline cambia con un contenuto costante di proteine ​​totali) e paraproteinemia (comparsa di proteine ​​​​anomale - proteina C-reattiva, crioglobulina) nelle malattie infettive acute, processi infiammatori e così via.

LETTERATURA

1. Gubsky Yu.I. Chimica biologica. - Kiev-Ternopil: Ukrmedkniga, 2000. - S. 418-429.

2. Gubsky Yu.I. Chimica biologica. Assistente. - Kiev-Vinnitsa: Nuovo libro, 2007. - S. 502-514.

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

4. Voronina L.M. che dentro. Chimica biologica. - Kharkiv: Osnova, 2000. - S. 522-532.

5. Berezov T.T., Korovkin B.F. Chimica biologica. - M.: Medicina, 1998. - S. 567-578, 586-598.

6. Biochimica: libro di testo / ed. ES Severino. - M.: GEOTAR-MED, 2003. - S. 682-686.

7. Workshop sulla chimica biologica / Boykiv D.P., Ivankiv O.L., Kobilyanska L.I. quello in./ Per il rosso. O.Ya. Sklyarova. - K .: Salute, 2002. - S. 236-249.

ATTIVITÀ 3

Argomento: Composizione biochimica del sangue in condizioni normali e patologiche. Enzimi nel plasma sanguigno. Le sostanze organiche non proteiche del plasma sanguigno sono contenenti azoto e prive di azoto. Componenti inorganici del plasma sanguigno. Sistema Kallikrein-kinin. Determinazione dell'azoto residuo nel plasma sanguigno.

Rilevanza. Quando gli elementi formati vengono rimossi dal sangue, il plasma rimane e quando il fibrinogeno viene rimosso da esso, il siero rimane. Il plasma sanguigno è un sistema complesso. Contiene più di 200 proteine, che differiscono per proprietà fisico-chimiche e funzionali. Tra questi ci sono proenzimi, enzimi, inibitori enzimatici, ormoni, proteine ​​​​di trasporto, fattori di coagulazione e anticoagulanti, anticorpi, antitossine e altri. Inoltre, il plasma sanguigno contiene sostanze organiche non proteiche e componenti inorganici. La maggior parte delle condizioni patologiche, l'influenza di fattori ambientali esterni e interni, l'uso di farmaci farmacologici sono solitamente accompagnati da un cambiamento nel contenuto dei singoli componenti del plasma sanguigno. Sulla base dei risultati di un esame del sangue, è possibile caratterizzare lo stato di salute umana, il corso dei processi di adattamento, ecc.

Bersaglio. Familiarizzare con la composizione biochimica del sangue in condizioni normali e patologiche. Caratterizzare gli enzimi del sangue: l'origine e il significato della determinazione dell'attività per la diagnosi delle condizioni patologiche. Determinare quali sostanze costituiscono l'azoto totale e residuo del sangue. Familiarizzare con i componenti del sangue privi di azoto, il loro contenuto, il significato clinico della determinazione quantitativa. Considera il sistema callicreina-chinina del sangue, i suoi componenti e il ruolo nel corpo. Familiarizzare con il metodo di determinazione quantitativa dell'azoto residuo nel sangue e il suo significato clinico e diagnostico.

COMPITI PER IL LAVORO INDIPENDENTE

DOMANDE TEORICHE

1. Enzimi del sangue, loro origine, significato clinico e diagnostico della determinazione.

2. Sostanze azotate non proteiche: formule, contenuto, significato clinico della definizione.

3. Azoto ematico totale e residuo. Significato clinico della definizione.

4. Azotemia: tipi, cause, metodi di determinazione.

5. Emocomponenti azotati non proteici: contenuto, ruolo, significato clinico della determinazione.

6. Componenti ematici inorganici.

7. Sistema Kallikrein-kinin, il suo ruolo nel corpo. L'uso di droghe - callicreina e inibitori della formazione di chinina.

PROVE PER L'AUTOCONTROLLO

1. Nel sangue del paziente, il contenuto di azoto residuo è 48 mmol/l, urea - 15,3 mmol/l. Quale malattia d'organo indicano questi risultati?

A. Milza. B. fegato. C. Stomaco. D. Rene. E. Pancreas.

2. Quali indicatori di azoto residuo sono tipici per gli adulti?

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

3. Specificare il componente del sangue privo di azoto.

R. ATP. B. tiamina. C. Acido ascorbico. D. Creatina. E. Glutammina.

4. Che tipo di azotemia si sviluppa quando il corpo è disidratato?

5. Che effetto ha la bradichinina sui vasi sanguigni?

6. Un paziente con insufficienza epatica ha mostrato una diminuzione del livello di azoto residuo nel sangue. A causa di quale componente è diminuito l'azoto non proteico del sangue?

7. Il paziente si lamenta di vomito frequente, debolezza generale. Il contenuto di azoto residuo nel sangue è di 35 mmol/l, la funzionalità renale non è compromessa. Che tipo di azotemia si è verificata?

Un parente. B. renale. C. Conservazione. D. Produzione.

8. Quali componenti della frazione di azoto residuo predominano nel sangue in caso di azotemia produttiva?

9. La proteina C-reattiva si trova nel siero del sangue:

10. La malattia di Konovalov-Wilson (degenerazione epatocerebrale) è accompagnata da una diminuzione della concentrazione di rame libero nel siero del sangue, nonché dal livello di:

11. I linfociti e altre cellule del corpo, quando interagiscono con i virus, sintetizzano gli interferoni. Queste sostanze bloccano la riproduzione del virus nella cellula infetta, inibendo la sintesi del virus:

A. Lipidi. B.Belkov. C. Vitamine. D. Ammine biogeniche. E. Nucleotidi.

12. Una donna di 62 anni lamenta frequenti dolori alla regione retrosternale e alla colonna vertebrale, fratture costali. Il medico suggerisce il mieloma multiplo (plasmocitoma). Quale dei seguenti indicatori ha il maggior valore diagnostico?

LAVORO PRATICO

LETTERATURA

1. Gubsky Yu.I. Chimica biologica. - Kiev-Ternopil: Ukrmedkniga, 2000. - S. 429-431.

2. Gubsky Yu.I. Chimica biologica. Assistente. - Kiev-Vinnitsa: Nuovo libro, 2007. - S. 514-517.

3. Berezov T.T., Korovkin B.F. Chimica biologica. - M.: Medicina, 1998. - S. 579-585.

4. Workshop sulla chimica biologica / Boykiv D.P., Ivankiv O.L., Kobilyanska L.I. quello in./ Per il rosso. O.Ya. Sklyarova. - K .: Salute, 2002. - S. 236-249.

ATTIVITÀ 4

Argomento: Biochimica dei sistemi di coagulazione, anticoagulanti e fibrinolitici dell'organismo. Biochimica processi immunitari. Meccanismi di sviluppo degli stati di immunodeficienza.

Rilevanza. Una delle funzioni più importanti del sangue è quella emostatica; i sistemi di coagulazione, anticoagulanti e fibrinolitici prendono parte alla sua attuazione. La coagulazione è un processo fisiologico e biochimico, a seguito del quale il sangue perde la sua fluidità e si formano coaguli di sangue. L'esistenza di uno stato liquido del sangue in condizioni fisiologiche normali è dovuta al lavoro del sistema anticoagulante. Con la formazione di coaguli di sangue sulle pareti vasi sanguigni viene attivato il sistema fibrinolitico, il cui lavoro porta alla loro scissione.

L'immunità (dal latino immunitas - liberazione, salvezza) - è una reazione protettiva del corpo; Questa è la capacità di una cellula o di un organismo di difendersi da corpi viventi o sostanze che portano segni di informazioni aliene, pur mantenendo la sua integrità e individualità biologica. organi e tessuti, e alcuni tipi cellule e i loro prodotti metabolici, che forniscono il riconoscimento, il legame e la distruzione degli antigeni con l'aiuto di cellule e meccanismi umorali chiamato sistema immunitario . Questo sistema esercita la sorveglianza immunitaria - controllo sulla costanza genetica dell'ambiente interno del corpo. La violazione della sorveglianza immunitaria porta a un indebolimento della resistenza antimicrobica del corpo, inibizione della protezione antitumorale, disturbi autoimmuni e stati di immunodeficienza.

Bersaglio. Conoscere le caratteristiche funzionali e biochimiche del sistema emostatico nel corpo umano; coagulazione ed emostasi vascolare-piastrinica; sistema di coagulazione del sangue: caratteristiche dei singoli componenti (fattori) della coagulazione; meccanismi di attivazione e funzionamento del sistema a cascata della coagulazione del sangue; strade interne ed esterne di coagulazione; il ruolo della vitamina K nelle reazioni di coagulazione, farmaci - agonisti e antagonisti della vitamina K; disturbi ereditari del processo di coagulazione del sangue; sistema sanguigno anticoagulante caratteristica funzionale anticoagulanti - eparina, antitrombina III, acido citrico, prostaciclina; il ruolo dell'endotelio vascolare; cambiamenti nei parametri biochimici del sangue con somministrazione prolungata di eparina; sistema ematico fibrinolitico: stadi e componenti della fibrinolisi; farmaci che influenzano i processi di fibrinolisi; attivatori del plasminogeno e inibitori della plasmina; sedimentazione del sangue, trombosi e fibrinolisi nell'aterosclerosi e nell'ipertensione.

Conoscere le caratteristiche generali del sistema immunitario, delle componenti cellulari e biochimiche; immunoglobuline: struttura, funzioni biologiche, meccanismi di regolazione della sintesi, caratteristiche di singole classi di immunoglobuline umane; mediatori e ormoni del sistema immunitario; citochine (interleuchine, interferoni, fattori proteico-peptidici che regolano la crescita e la proliferazione cellulare); componenti biochimici del sistema del complemento umano; meccanismi di attivazione classici e alternativi; lo sviluppo di stati di immunodeficienza: immunodeficienze primarie (ereditarie) e secondarie; sindrome da immunodeficienza acquisita umana.

COMPITI PER IL LAVORO INDIPENDENTE

DOMANDE TEORICHE

1. Il concetto di emostasi. Le fasi principali dell'emostasi.

2. Meccanismi di attivazione e funzionamento del sistema in cascata

In termini funzionali, è consuetudine distinguere tra acqua libera e acqua legata. La funzione di trasporto che svolge l'acqua come solvente universale Determina la dissociazione dei sali essendo un dielettrico Partecipazione a varie reazioni chimiche: idratazione idrolisi reazioni redox ad esempio β - ossidazione degli acidi grassi. Il movimento dell'acqua nel corpo viene effettuato con la partecipazione di una serie di fattori, tra cui: pressione osmotica creata da diverse concentrazioni di sali, l'acqua si sposta verso un livello più alto ...

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Pagina 1

Saggio

METABOLISMO ACQUA/SALE

scambio d'acqua

Il contenuto totale di acqua nel corpo di un adulto è del 60 65% (circa 40 litri). Il cervello e i reni sono i più idratati. Grasso, osso Al contrario, contengono una piccola quantità di acqua.

L'acqua nel corpo è distribuita in diversi reparti (compartimenti, piscine): nelle cellule, nello spazio intercellulare, all'interno dei vasi.

Una caratteristica della composizione chimica del fluido intracellulare è un alto contenuto di potassio e proteine. Il fluido extracellulare contiene concentrazioni più elevate di sodio. I valori di pH del fluido extracellulare e intracellulare non differiscono. In termini funzionali, è consuetudine distinguere tra acqua libera e acqua legata. L'acqua legata è quella parte di essa che fa parte dei gusci di idratazione dei biopolimeri. La quantità di acqua legata caratterizza l'intensità dei processi metabolici.

Il ruolo biologico dell'acqua nel corpo.

• La funzione di trasporto che l'acqua svolge come solvente universale
• Determina la dissociazione dei sali, essendo un dielettrico
• Partecipazione a varie reazioni chimiche: idratazione, idrolisi, reazioni redox (ad esempio, β - ossidazione degli acidi grassi).

Scambio d'acqua.

Il volume totale di fluido scambiato per un adulto è di 2-2,5 litri al giorno. Un adulto è caratterizzato da un equilibrio idrico, ad es. l'assunzione di liquidi è uguale alla sua escrezione.

L'acqua entra nel corpo sotto forma di bevande liquide (circa il 50% del liquido consumato), come parte dei cibi solidi. 500 ml è acqua endogena formata a seguito di processi ossidativi nei tessuti,

L'escrezione di acqua dal corpo avviene attraverso i reni (1,5 l diuresi), per evaporazione dalla superficie della pelle, polmoni (circa 1 l), attraverso l'intestino (circa 100 ml).

Fattori nel movimento dell'acqua nel corpo.

L'acqua nel corpo viene costantemente ridistribuita tra i diversi compartimenti. Il movimento dell'acqua nel corpo viene effettuato con la partecipazione di una serie di fattori, tra cui:

• pressione osmotica creata da diverse concentrazioni di sale (l'acqua si sposta verso una maggiore concentrazione di sale),
• pressione oncotica creata da un calo della concentrazione proteica (l'acqua si sposta verso una maggiore concentrazione proteica)
• pressione idrostatica creata dal cuore

Lo scambio di acqua è strettamente correlato allo scambio Na e K.

Scambi di sodio e potassio

Generale contenuto di sodionel corpo è 100 grammi Allo stesso tempo, il 50% ricade sul sodio extracellulare, il 45% sul sodio contenuto nelle ossa, il 5% sul sodio intracellulare. Il contenuto di sodio nel plasma sanguigno è di 130-150 mmol/l, nelle cellule del sangue - 4-10 mmol/l. Il fabbisogno di sodio per un adulto è di circa 4-6 g/giorno.

Generale contenuto di potassionel corpo di un adulto è 160 Il 90% di questa quantità è contenuto a livello intracellulare, il 10% è distribuito nello spazio extracellulare. Il plasma sanguigno contiene 4 - 5 mmol / l, all'interno delle cellule - 110 mmol / l. Il fabbisogno giornaliero di potassio per un adulto è di 2-4 g.

Il ruolo biologico del sodio e del potassio:

• determinare la pressione osmotica
• determinare la distribuzione dell'acqua
• creare la pressione sanguigna
• partecipare (Na ) nell'assorbimento di aminoacidi, monosaccaridi
• il potassio è essenziale per i processi biosintetici.

L'assorbimento di sodio e potassio avviene nello stomaco e nell'intestino. Il sodio può depositarsi leggermente nel fegato. Il sodio e il potassio vengono escreti dal corpo principalmente attraverso i reni, in misura minore attraverso le ghiandole sudoripare e attraverso l'intestino.

Partecipa alla ridistribuzione di sodio e potassio tra le cellule e il liquido extracellularesodio - potassio ATPasi -un enzima di membrana che utilizza l'energia dell'ATP per spostare gli ioni sodio e potassio contro un gradiente di concentrazione. La differenza creata nella concentrazione di sodio e potassio fornisce il processo di eccitazione del tessuto.

Regolazione del metabolismo del sale marino.

La regolazione dello scambio di acqua e sali viene effettuata con la partecipazione della centrale sistema nervoso, sistema nervoso autonomo e sistema endocrino.

Nel sistema nervoso centrale, con una diminuzione della quantità di liquidi nel corpo, si forma una sensazione di sete. L'eccitazione del centro del bere situato nell'ipotalamo porta al consumo di acqua e al ripristino della sua quantità nel corpo.

Il sistema nervoso autonomo è coinvolto nella regolazione del metabolismo dell'acqua regolando il processo di sudorazione.

Gli ormoni coinvolti nella regolazione del metabolismo dell'acqua e del sale includono l'ormone antidiuretico, i mineralcorticoidi, l'ormone natriuretico.

Ormone antidiureticosintetizzato nell'ipotalamo, trasportato a lobo posteriore ghiandola pituitaria, da dove viene rilasciato nel sangue. Questo ormone trattiene l'acqua nel corpo migliorando il riassorbimento inverso dell'acqua nei reni, attivando la sintesi della proteina acquaporina in essi.

Aldosterone contribuisce alla ritenzione di sodio nel corpo e alla perdita di ioni potassio attraverso i reni. Si ritiene che questo ormone promuova la sintesi delle proteine ​​del canale del sodio, che determinano il riassorbimento inverso del sodio. Inoltre attiva il ciclo di Krebs e la sintesi di ATP, necessario per i processi di riassorbimento del sodio. L'aldosterone attiva la sintesi delle proteine ​​- trasportatori di potassio, che è accompagnata da una maggiore escrezione di potassio dal corpo.

La funzione sia dell'ormone antidiuretico che dell'aldosterone è strettamente correlata al sistema renina-angiotensina del sangue.

Sistema sanguigno renina-angiotensivo.

Con una diminuzione del flusso sanguigno attraverso i reni durante la disidratazione, nei reni viene prodotto un enzima proteolitico renina, che traduceangiotensinogeno(α2-globulina) ad angiotensina I - un peptide costituito da 10 amminoacidi. Angiotensina io sotto azione enzima di conversione dell'angiotesina(ACE) subisce ulteriore proteolisi e passa in angiotensina II , di cui 8 aminoacidi, Angiotensina II restringe i vasi sanguigni, stimola la produzione di ormone antidiuretico e aldosterone, che aumentano il volume dei liquidi nel corpo.

Peptide natriureticoviene prodotto negli atri in risposta ad un aumento del volume di acqua nel corpo e allo stiramento atriale. Consiste di 28 aminoacidi, è un peptide ciclico con ponti disolfuro. Il peptide natriuretico promuove l'escrezione di sodio e acqua dal corpo.

Violazione del metabolismo del sale marino.

I disturbi del metabolismo dell'acqua e del sale comprendono disidratazione, iperidratazione, deviazioni nella concentrazione di sodio e potassio nel plasma sanguigno.

Disidratazione (disidratazione) è accompagnata da una grave disfunzione del sistema nervoso centrale. Le cause della disidratazione possono essere:

• fame d'acqua,
• disfunzione intestinale (diarrea),
• aumento della perdita attraverso i polmoni (mancanza di respiro, ipertermia),
• aumento della sudorazione,
• diabete e diabete insipido.

Iperidratazioneun aumento della quantità di acqua nel corpo può essere osservato in una serie di condizioni patologiche:

• aumento dell'assunzione di liquidi nel corpo,
• insufficienza renale,
• disturbi circolatori,
• malattia del fegato

La manifestazione locale di accumulo di liquidi nel corpo è edema.

L'edema "affamato" è osservato a causa dell'ipoproteinemia durante la fame di proteine, le malattie del fegato. L'edema "cardiaco" si verifica quando la pressione idrostatica è disturbata nelle malattie cardiache. L'edema "renale" si sviluppa quando la pressione osmotica e oncotica del plasma sanguigno cambia nelle malattie renali

Iponatremia, ipokaliemiasi manifestano con una violazione dell'eccitabilità, danni al sistema nervoso, una violazione del ritmo cardiaco. Queste condizioni possono verificarsi in varie condizioni patologiche:

• disfunzione renale
• vomito ripetuto
• diarrea
• violazione della produzione di aldosterone, ormone natriuretico.

Il ruolo dei reni nel metabolismo del sale marino.

Nei reni si verificano filtrazione, riassorbimento, secrezione di sodio, potassio. I reni sono regolati dall'aldosterone, un ormone antidiuretico. I reni producono renina, l'enzima di partenza della renina, il sistema dell'angiotensina. I reni espellono i protoni e quindi regolano il pH.

Caratteristiche del metabolismo dell'acqua nei bambini.

Nei bambini aumenta il contenuto totale di acqua, che nei neonati raggiunge il 75%. Nell'infanzia si nota una diversa distribuzione dell'acqua nel corpo: la quantità di acqua intracellulare si riduce al 30%, a causa di un ridotto contenuto di proteine ​​​​intracellulari. Allo stesso tempo, il contenuto di acqua extracellulare è aumentato fino al 45%, che è associato a un contenuto più elevato di glicosaminoglicani idrofili nella sostanza intercellulare. tessuto connettivo.

Il metabolismo dell'acqua nel corpo del bambino procede più intensamente. Il bisogno di acqua nei bambini è 2-3 volte superiore a quello degli adulti. I bambini sono caratterizzati dal rilascio di una grande quantità di acqua nei succhi digestivi, che viene rapidamente riassorbita. Nei bambini piccoli, un diverso rapporto di perdita di acqua dal corpo: una percentuale maggiore di acqua escreta attraverso i polmoni e la pelle. I bambini sono caratterizzati da ritenzione idrica nel corpo (bilancio idrico positivo)

Nell'infanzia si osserva una regolazione instabile del metabolismo dell'acqua, non si forma una sensazione di sete, a seguito della quale si esprime una tendenza alla disidratazione.

Durante i primi anni di vita, l'escrezione di potassio predomina sull'escrezione di sodio.

Metabolismo calcio - fosforo

Contenuto generale calcio è il 2% del peso corporeo (circa 1,5 kg). Il 99% è concentrato nelle ossa, l'1% è calcio extracellulare. Il contenuto di calcio nel plasma sanguigno è uguale a 2,3-2,8 mmol/l, Il 50% di questa quantità è calcio ionizzato e il 50% è calcio legato alle proteine.

Funzioni del calcio:

• materiale plastico
• coinvolti nella contrazione muscolare
• coinvolti nella coagulazione del sangue
• regolatore dell'attività di molti enzimi (svolge il ruolo di un secondo messaggero)

Il fabbisogno giornaliero di calcio per un adulto è 1,5 gr L'assorbimento del calcio nel tratto gastrointestinale è limitato. Circa il 50% del calcio alimentare viene assorbito con la partecipazioneproteina legante il calcio. Essendo un catione extracellulare, il calcio entra nelle cellule attraverso i canali del calcio, si deposita nelle cellule nel reticolo sarcoplasmatico e nei mitocondri.

Contenuto generale fosforo nel corpo è l'1% del peso corporeo (circa 700 g). Il 90% del fosforo si trova nelle ossa, il 10% è fosforo intracellulare. Nel plasma sanguigno, il contenuto di fosforo è 1-2 mmol/l

Funzioni del fosforo:

• funzione plastica
• fa parte dei macroerg (ATP)
• componente di acidi nucleici, lipoproteine, nucleotidi, sali
• parte del tampone fosfato
• regolatore dell'attività di molti enzimi (fosforilazione defosforilazione degli enzimi)

Il fabbisogno giornaliero di fosforo per un adulto è di circa 1,5 g Nel tratto gastrointestinale, il fosforo viene assorbito con la partecipazionefosfatasi alcalina.

Il calcio e il fosforo vengono escreti dal corpo principalmente attraverso i reni, una piccola quantità viene persa attraverso l'intestino.

Regolazione del metabolismo del calcio fosforo.

L'ormone paratiroideo, la calcitonina, la vitamina D sono coinvolti nella regolazione del metabolismo del calcio e del fosforo.

Paratormone aumenta il livello di calcio nel sangue e allo stesso tempo riduce il livello di fosforo. All'attivazione è associato un aumento del contenuto di calciofosfatasi, collagenasiosteoclasti, a seguito dei quali, quando il tessuto osseo si rinnova, il calcio viene "lavato via" nel sangue. Inoltre, l'ormone paratiroideo attiva l'assorbimento del calcio nel tratto gastrointestinale con la partecipazione della proteina legante il calcio e riduce l'escrezione di calcio attraverso i reni. I fosfati sotto l'azione dell'ormone paratiroideo, al contrario, vengono intensamente escreti attraverso i reni.

Calcitonina riduce il livello di calcio e fosforo nel sangue. La calcitonina riduce l'attività degli osteoclasti e, quindi, riduce il rilascio di calcio dal tessuto osseo.

Vitamina D colecalciferolo, vitamina antirachitico.

Vitamina D si riferisce a vitamine liposolubili. Il fabbisogno giornaliero di una vitamina è 25 mcg. Vitamina D sotto l'influenza dei raggi UV, viene sintetizzato nella pelle dal suo precursore 7-deidrocolesterolo, che, in combinazione con le proteine, entra nel fegato. Nel fegato, con la partecipazione del sistema microsomiale delle ossigenasi, l'ossidazione avviene alla 25a posizione con la formazione di 25-idrossicolecalciferolo. Questo precursore vitaminico, con la partecipazione di una specifica proteina di trasporto, viene trasferito ai reni, dove subisce una seconda reazione di idrossilazione in prima posizione con la formazione forma attiva di vitamina D 3 - 1,25-diidrocolecalciferolo (o calcitriolo). . La reazione di idrossilazione nei reni viene attivata dall'ormone paratiroideo quando il livello di calcio nel sangue diminuisce. Con un contenuto di calcio sufficiente nel corpo, nei reni si forma un metabolita inattivo 24,25 (OH). La vitamina C è coinvolta nelle reazioni di idrossilazione.

1,25 (OH) 2 D 3 agisce in modo simile agli ormoni steroidei. Penetrando nelle cellule bersaglio, interagisce con i recettori che migrano verso il nucleo cellulare. Negli enterociti, questo complesso del recettore ormonale stimola la trascrizione dell'mRNA responsabile della sintesi della proteina trasportatrice del calcio. Nell'intestino, l'assorbimento del calcio è potenziato con la partecipazione della proteina legante il calcio e del Ca 2+ - ATPasi. Nel tessuto osseo, vitamina D3 stimola il processo di demineralizzazione. Nei reni, attivazione da parte della vitamina D3 l'ATP-asi del calcio è accompagnata da un aumento del riassorbimento degli ioni calcio e fosfato. Il calcitriolo è coinvolto nella regolazione della crescita e della differenziazione delle cellule del midollo osseo. Ha attività antiossidante e antitumorale.

L'ipovitaminosi porta al rachitismo.

L'ipervitaminosi porta a una grave demineralizzazione ossea, calcificazione dei tessuti molli.

Violazione del metabolismo del fosforo di calcio

Rachitismo manifestato da ridotta mineralizzazione del tessuto osseo. La malattia può essere dovuta a ipovitaminosi D3. , mancanza di luce solare, sensibilità insufficiente del corpo alla vitamina. I sintomi biochimici del rachitismo sono una diminuzione del livello di calcio e fosforo nel sangue e una diminuzione dell'attività della fosfatasi alcalina. Nei bambini, il rachitismo si manifesta con una violazione dell'osteogenesi, deformità ossee, ipotensione muscolare e aumento dell'eccitabilità neuromuscolare. Negli adulti, l'ipovitaminosi porta alla carie e all'osteomalacia, negli anziani all'osteoporosi.

I neonati possono svilupparsiipocalcemia transitoria, poiché l'assunzione di calcio dal corpo della madre si interrompe e si osserva ipoparatiroidismo.

Ipocalcemia, ipofosfatemiapuò verificarsi in violazione della produzione di ormone paratiroideo, calcitonina, disfunzione del tratto gastrointestinale (vomito, diarrea), reni, con ittero ostruttivo, durante la guarigione delle fratture.

Scambio di ferro.

Contenuto generale ghiandola nel corpo di un adulto è di 5 g Il ferro è distribuito principalmente a livello intracellulare, dove predomina il ferro eme: emoglobina, mioglobina, citocromi. Il ferro extracellulare è rappresentato dalla proteina transferrina. Nel plasma sanguigno, il contenuto di ferro è 16-19 µmol/l, negli eritrociti - 19 mmol/l. DI Il metabolismo del ferro negli adulti lo è 20-25 mg/giorno . La parte principale di questa quantità (90%) è il ferro endogeno, rilasciato durante la scomposizione degli eritrociti, il 10% è il ferro esogeno, fornito come parte dei prodotti alimentari.

Funzioni biologiche del ferro:

• una componente essenziale dei processi redox nel corpo
• trasporto di ossigeno (come parte dell'emoglobina)
• deposizione di ossigeno (nella composizione della mioglobina)
• funzione antiossidante (come parte della catalasi e delle perossidasi)
• stimola le risposte immunitarie nel corpo

L'assorbimento del ferro avviene nell'intestino ed è un processo limitato. Si ritiene che 1/10 del ferro contenuto negli alimenti venga assorbito. I prodotti alimentari contengono ferro 3-valente ossidato, che si trasforma nell'ambiente acido dello stomaco F e 2+ . L'assorbimento del ferro avviene in più fasi: ingresso negli enterociti con la partecipazione della mucina della membrana mucosa, trasporto intracellulare da parte degli enzimi degli enterociti e transizione del ferro nel plasma sanguigno. Proteine ​​coinvolte nell'assorbimento del ferro apoferritina, che lega il ferro e rimane nella mucosa intestinale creando un deposito di ferro. Questa fase del metabolismo del ferro è regolatoria: la sintesi di apoferritina diminuisce con una mancanza di ferro nel corpo.

Il ferro assorbito viene trasportato come parte della proteina transferrina, dove viene ossidatoceruloplasmina fino a F e 3+ , con conseguente aumento della solubilità del ferro. La transferrina interagisce con i recettori tissutali, il cui numero è molto variabile. Questa fase di scambio è anche regolamentare.

Il ferro può essere depositato sotto forma di ferritina ed emosiderina. ferritina proteina idrosolubile del fegato contenente fino al 20% F e 2+ come fosfato o idrossido. Emosiderina proteina insolubile, contiene fino al 30% F e 3+ , include nella sua composizione polisaccaridi, nucleotidi, lipidi ..

L'escrezione di ferro dal corpo avviene come parte dell'epitelio esfoliante della pelle e dell'intestino. Una piccola quantità di ferro viene persa attraverso i reni con la bile e la saliva.

La patologia più comune del metabolismo del ferro èAnemia da carenza di ferro.Tuttavia, è anche possibile saturare eccessivamente il corpo con il ferro con l'accumulo di emosiderina e lo sviluppo emocromatosi.

BIOCHIMICA DEI TESSUTI

Biochimica del tessuto connettivo.

Vari tipi di tessuto connettivo sono costruiti secondo un unico principio: fibre (collagene, elastina, reticolina) e varie cellule (macrofagi, fibroblasti e altre cellule) sono distribuite in una grande massa di sostanza basica intercellulare (proteoglicani e glicoproteine ​​reticolari).

Il tessuto connettivo svolge una varietà di funzioni:

• funzione di supporto (scheletro osseo),
• funzione di barriera
• funzione metabolica (sintesi di componenti chimici del tessuto nei fibroblasti),
• funzione di deposizione (accumulo di melanina nei melanociti),
• funzione riparativa (partecipazione alla guarigione delle ferite),
• partecipazione al metabolismo del sale marino (i proteoglicani legano l'acqua extracellulare)

Composizione e scambio della principale sostanza intercellulare.

Proteoglicani (vedi chimica dei carboidrati) e glicoproteine ​​(ibid.).

Sintesi di glicoproteine ​​e proteoglicani.

La componente glucidica dei proteoglicani è rappresentata dai glicosaminoglicani (GAG), che comprendono zuccheri acetilammino e acidi uronici. Il materiale di partenza per la loro sintesi è il glucosio.

1. glucosio-6-fosfato → fruttosio-6-fosfato glutammina → glucosamina.
2. glucosio → UDP-glucosio →UDP - acido glucuronico
3. glucosamina + acido UDP-glucuronico + FAPS → GAG
4. GAG + proteina → proteoglicano

degradazione dei proteoglicani e delle glicoproteinesvolto da vari enzimi: ialuronidasi, iduronidasi, esameminidasi, solfatasi.

Metabolismo delle proteine ​​del tessuto connettivo.

Scambio di collagene

La principale proteina del tessuto connettivo è il collagene (vedere la struttura nella sezione "Chimica delle proteine"). Il collagene è una proteina polimorfica con varie combinazioni di catene polipeptidiche nella sua composizione. Nel corpo umano predominano le forme fibrillanti dei tipi di collagene 1,2,3.

Sintesi del collagene.

La sintesi del collagene avviene nei firoblasti e nello spazio extracellulare, comprende diverse fasi. Nelle prime fasi viene sintetizzato il procollagene (rappresentato da 3 catene polipeptidiche, che hanno ulteriori N e frammenti terminali C). Poi c'è una modifica post-traduzionale del procollagene in due modi: per ossidazione (idrossilazione) e per glicosilazione.

1. gli aminoacidi lisina e prolina subiscono ossidazione con la partecipazione di enzimilisina ossigenasi, prolina ossigenasi, ioni ferro e vitamina C.L'idrossilisina risultante, l'idrossiprolina, è coinvolta nella formazione dei legami incrociati nel collagene
2. l'attaccamento del componente carboidrato viene effettuato con la partecipazione di enzimiglicosiltransferasi.

Il procollagene modificato entra nello spazio intercellulare, dove subisce una parziale proteolisi per scissione del terminale N e frammenti C. Di conseguenza, il procollagene viene convertito in tropocollagene - blocco strutturale delle fibre di collagene.

Decomposizione del collagene.

Il collagene è una proteina a scambio lento. La scomposizione del collagene viene effettuata dall'enzima collagenasi. È un enzima contenente zinco sintetizzato come procollagenasi. La procollagenasi è attivatatripsina, plasmina, callicreinaper proteolisi parziale. La collagenasi scompone il collagene nel mezzo della molecola in grandi frammenti, che vengono ulteriormente scomposti dagli enzimi contenenti zinco. gelatinasi.

Vitamina "C", acido ascorbico, vitamina antiscorbutica

La vitamina C svolge un ruolo molto importante nel metabolismo del collagene. Per natura chimica, è un acido lattonico, simile nella struttura al glucosio. Il fabbisogno giornaliero di acido ascorbico per un adulto è di 50 100 mg. La vitamina C si trova nella frutta e nella verdura. Il ruolo della vitamina C è il seguente:

• partecipa alla sintesi del collagene,
• partecipa al metabolismo della tirosina,
• partecipa alla transizione dell'acido folico in THFA,
• è un antiossidante

L'avitaminosi "C" si manifesta scorbuto (gengivite, anemia, sanguinamento).

Scambio di elastina.

Lo scambio di elastina non è ben compreso. Si ritiene che la sintesi dell'elastina sotto forma di proelastina avvenga solo nel periodo embrionale. La scomposizione dell'elastina viene effettuata dall'enzima dei neutrofili elastasi , che viene sintetizzato come proelastasi inattiva.

Caratteristiche della composizione e del metabolismo del tessuto connettivo nell'infanzia.

• Maggiore contenuto di proteoglicani,
• Un diverso rapporto di GAG: più acido ialuronico, meno condrottinsolfati e cheratansolfati.
• Predomina il collagene di tipo 3, meno stabile e che si scambia più rapidamente.
• Scambio più intenso di componenti del tessuto connettivo.

Disturbi del tessuto connettivo.

Possibili disturbi congeniti del metabolismo dei glicosaminoglicani e dei proteoglicanimucopolisaccaridosi.Il secondo gruppo di malattie del tessuto connettivo sono collagenosi, in particolare i reumatismi. Nelle collagenosi si osserva la distruzione del collagene, uno dei cui sintomi èidrossiprolinuria

Biochimica del tessuto muscolare striato

La composizione chimica dei muscoli: l'80-82% è acqua, il 20% è residuo secco. Il 18% del residuo secco ricade su proteine, il resto è rappresentato da sostanze azotate non proteiche, lipidi, carboidrati e sali minerali.

Proteine ​​muscolari.

Le proteine ​​muscolari si dividono in 3 tipi:

1. Le proteine ​​sarcoplasmatiche (solubili in acqua) costituiscono il 30% di tutte le proteine ​​muscolari
2. Le proteine ​​miofibrillari (solubili in sale) costituiscono il 50% di tutte le proteine ​​muscolari
3. Le proteine ​​stromali (insolubili in acqua) costituiscono il 20% di tutte le proteine ​​muscolari

Proteine ​​miofibrillarirappresentato da miosina, actina, (proteine ​​principali) tropomiosina e troponina (proteine ​​minori).

Miosina - proteina dei filamenti spessi delle miofibrille, ha un peso molecolare di circa 500.000 d, è costituita da due catene pesanti e 4 catene leggere. La miosina appartiene al gruppo delle proteine ​​globulari-fibrillari. Alterna "teste" globulari di catene leggere e "code" fibrillari di catene pesanti. La "testa" della miosina ha attività enzimatica ATPasi. La miosina rappresenta il 50% delle proteine ​​miofibrillari.

actina presentato in due forme globulare (forma G), fibrillare (forma F). A forma di G ha un peso molecolare di 43.000 d. F -la forma dell'actina ha la forma di filamenti attorcigliati di forma sferica G -forme. Questa proteina rappresenta il 20-30% delle proteine ​​miofibrillari.

Tropomiosina - una proteina minore con un peso molecolare di 65.000 g, ha una forma di bastoncino ovale, si inserisce nei recessi del filamento attivo e svolge la funzione di "isolante" tra il filamento attivo e quello di miosina.

Troponina Ca è una proteina dipendente che cambia la sua struttura quando interagisce con gli ioni calcio.

Proteine ​​sarcoplasmaticherappresentato da mioglobina, enzimi, componenti della catena respiratoria.

Proteine ​​stromali - collagene, elastina.

Sostanze estrattive azotate dei muscoli.

Le sostanze non proteiche azotate includono nucleotidi (ATP), amminoacidi (in particolare glutammato), dipeptidi muscolari (carnosina e anserina). Questi dipeptidi influenzano il lavoro delle pompe del sodio e del calcio, attivano il lavoro dei muscoli, regolano l'apoptosi e sono antiossidanti. Le sostanze azotate includono creatina, fosfocreatina e creatinina. La creatina viene sintetizzata nel fegato e trasportata ai muscoli.

Sostanze organiche prive di azoto

I muscoli contengono tutte le classi lipidi. Carboidrati rappresentato da glucosio, glicogeno e prodotti del metabolismo dei carboidrati (lattato, piruvato).

Minerali

I muscoli contengono un insieme di molti minerali. La più alta concentrazione di calcio, sodio, potassio, fosforo.

Chimica della contrazione e del rilassamento muscolare.

Quando i muscoli striati sono eccitati, gli ioni calcio vengono rilasciati dal reticolo sarcoplasmatico nel citoplasma, dove la concentrazione di Ca 2+ sale a 10-3 pregare. Gli ioni calcio interagiscono con la proteina regolatrice troponina, modificandone la conformazione. Di conseguenza, la proteina regolatrice tropomiosina viene spostata lungo la fibra di actina e vengono rilasciati i siti di interazione tra actina e miosina. Viene attivata l'attività ATPasi della miosina. A causa dell'energia dell'ATP, l'angolo di inclinazione della "testa" della miosina rispetto alla "coda" cambia e, di conseguenza, i filamenti di actina scivolano rispetto ai filamenti di miosina, osservatocontrazione muscolare.

Al termine degli impulsi, gli ioni calcio vengono "pompati" nel reticolo sarcoplasmatico con la partecipazione della Ca-ATP-asi a causa dell'energia dell'ATP. Concentrazione di Ca 2+ nel citoplasma scende a 10-7 mole, che porta al rilascio di troponina dagli ioni calcio. Questo, a sua volta, è accompagnato dall'isolamento proteine ​​contrattili si verifica la tropomiosina della proteina actina e miosina rilassamento muscolare.

Per la contrazione muscolare si usano in sequenza:fonti di energia:

1. fornitura limitata di ATP endogeno
2. fondo insignificante di fosfato di creatina
3. la formazione di ATP dovuta a 2 molecole di ADP con la partecipazione dell'enzima miochinasi

(2 ADP → AMP + ATP)

1. ossidazione anaerobica del glucosio
2. processi aerobici di ossidazione del glucosio, acidi grassi, corpi acetonici

Durante l'infanziail contenuto di acqua nei muscoli è aumentato, la proporzione di proteine ​​miofibrillari è minore, il livello di proteine ​​stromali è più alto.

Le violazioni della composizione chimica e della funzione dei muscoli striati includono miopatia, in cui vi è una violazione del metabolismo energetico nei muscoli e una diminuzione del contenuto di proteine ​​contrattili miofibrillari.

Biochimica tessuto nervoso .

La materia grigia del cervello (i corpi dei neuroni) e la sostanza bianca (assoni) differiscono nel contenuto di acqua e lipidi. La composizione chimica della materia grigia e bianca:

proteine ​​cerebrali

proteine ​​cerebralidifferiscono per la solubilità. Assegnasolubile in acquaproteine ​​del tessuto nervoso (solubili in sale), che includono neuroalbumine, neuroglobuline, istoni, nucleoproteine, fosfoproteine ​​einsolubile in acqua(insolubile in sale), che includono neurocollagene, neuroelastina, neurostromina.

Sostanze azotate non proteiche

Le sostanze contenenti azoto non proteico del cervello sono rappresentate da aminoacidi, purine, acido urico, dipeptide carnosina, neuropeptidi, neurotrasmettitori. Tra gli aminoacidi, il glutammato e l'aspatrato, che sono correlati agli aminoacidi eccitatori del cervello, si trovano in concentrazioni più elevate.

Neuropeptidi (neuroencefaline, neuroendorfine) questi sono peptidi che hanno un effetto analgesico simile alla morfina. Sono immunomodulatori, svolgono una funzione di neurotrasmettitore. neurotrasmettitori la noradrenalina e l'acetilcolina sono ammine biogeniche.

Lipidi cerebrali

I lipidi costituiscono il 5% del peso umido della materia grigia e il 17% del peso umido della sostanza bianca, rispettivamente il 30-70% del peso secco del cervello. I lipidi del tessuto nervoso sono rappresentati da:

• acidi grassi liberi (arachidonico, cerebronico, nervonico)
• fosfolipidi (acetalfosfatidi, sfingomieline, colinefosfatidi, colesterolo)
• sfingolipidi (gangliosidi, cerebrosidi)

La distribuzione dei grassi nella materia grigia e bianca non è uniforme. IN materia grigia c'è un contenuto di colesterolo inferiore, un alto contenuto di cerebrosidi. Nella sostanza bianca, la proporzione di colesterolo e gangliosidi è maggiore.

carboidrati cerebrali

I carboidrati sono contenuti nel tessuto cerebrale in concentrazioni molto basse, che è una conseguenza dell'uso attivo del glucosio nel tessuto nervoso. I carboidrati sono rappresentati dal glucosio ad una concentrazione dello 0,05%, metaboliti del metabolismo dei carboidrati.

Minerali

Sodio, calcio, magnesio sono distribuiti abbastanza uniformemente nella materia grigia e bianca. C'è una maggiore concentrazione di fosforo nella materia bianca.

La funzione principale del tessuto nervoso è quella di condurre e trasmettere gli impulsi nervosi.

Condurre un impulso nervoso

La conduzione di un impulso nervoso è associata a un cambiamento nella concentrazione di sodio e potassio all'interno e all'esterno delle cellule. Quando una fibra nervosa è eccitata, la permeabilità dei neuroni e dei loro processi al sodio aumenta notevolmente. Il sodio dallo spazio extracellulare entra nelle cellule. Il rilascio di potassio dalle cellule è ritardato. Di conseguenza, sulla membrana appare una carica: la superficie esterna acquisisce una carica negativa e la superficie interna acquisisce una carica positiva.potenziale d'azione. Alla fine dell'eccitazione, gli ioni sodio vengono "pompati" nello spazio extracellulare con la partecipazione di K, N / a -ATPasi, e la membrana viene ricaricata. Fuori c'è una carica positiva, e dentro c'è una carica negativa potenziale di riposo.

Trasmissione di un impulso nervoso

La trasmissione di un impulso nervoso nelle sinapsisi verifica nelle sinapsi con l'aiuto di neurotrasmettitori. I neurotrasmettitori classici sono l'acetilcolina e la noradrenalina.

L'acetilcolina è sintetizzata da acetil-CoA e colina con la partecipazione dell'enzimaacetilcolina transferasi, si accumula nelle vescicole sinaptiche, viene rilasciato nella fessura sinaptica e interagisce con i recettori della membrana postsinaptica. L'acetilcolina viene scomposta da un enzima colinesterasi.

La noradrenalina è sintetizzata dalla tirosina, distrutta dall'enzimamonoammina ossidasi.

Anche il GABA (acido gamma-aminobutirrico), la serotonina e la glicina possono agire da mediatori.

Caratteristiche del metabolismo del tessuto nervososono come segue:

• la presenza della barriera emato-encefalica limita la permeabilità del cervello a molte sostanze,
• predominano i processi aerobici
• Il glucosio è la principale fonte di energia

Nei bambini al momento della nascita si sono formati 2/3 dei neuroni, il resto si forma durante il primo anno. La massa del cervello in un bambino di un anno è circa l'80% della massa del cervello di un adulto. Nel processo di maturazione del cervello, il contenuto di lipidi aumenta bruscamente e i processi di mielinizzazione procedono attivamente.

Biochimica del fegato.

La composizione chimica del tessuto epatico: 80% acqua, 20% residuo secco (proteine, sostanze azotate, lipidi, carboidrati, sali minerali).

Il fegato è coinvolto in tutti i tipi di metabolismo del corpo umano.

metabolismo dei carboidrati

La sintesi e la scomposizione del glicogeno, la gluconeogenesi procedono attivamente nel fegato, si verifica l'assimilazione di galattosio e fruttosio e la via del pentoso fosfato è attiva.

metabolismo lipidico

Nel fegato, la sintesi di triacilgliceroli, fosfolipidi, colesterolo, la sintesi delle lipoproteine ​​(VLDL, HDL), la sintesi degli acidi biliari dal colesterolo, la sintesi dei corpi acetonici, che vengono poi trasportati ai tessuti,

metabolismo dell'azoto

Il fegato è caratterizzato da un metabolismo attivo delle proteine. Sintetizza tutte le albumine e la maggior parte delle globuline del plasma sanguigno, i fattori della coagulazione del sangue. Nel fegato si crea anche una certa riserva di proteine ​​corporee. Nel fegato, il catabolismo degli amminoacidi procede attivamente: deaminazione, transaminazione, sintesi dell'urea. Negli epatociti, le purine si rompono con la formazione di acido urico, la sintesi di sostanze azotate - colina, creatina.

Funzione antitossica

Il fegato è il corpo più importante neutralizzazione di sostanze tossiche sia esogene (farmaci) che endogene (bilirubina, prodotti di decadimento delle proteine, ammoniaca). La disintossicazione delle sostanze tossiche nel fegato avviene in più fasi:

1. aumenta la polarità e l'idrofilia delle sostanze neutralizzate di ossidazione (da indolo a indossile), idrolisi (acetilsalicilico → acetico + acido salicilico), riduzione, ecc.
2. coniugazione con acido glucuronico, acido solforico, glicocolo, glutatione, metallotioneina (per sali di metalli pesanti)

Come risultato della biotrasformazione, la tossicità, di norma, è notevolmente ridotta.

scambio di pigmenti

La partecipazione del fegato al metabolismo dei pigmenti biliari consiste nella neutralizzazione della bilirubina, la distruzione dell'urobilinogeno

Scambio di porfirine:

Il fegato sintetizza porfobilinogeno, uroporfirinogeno, coproporfirinogeno, protoporfirina ed eme.

Scambio ormonale

Il fegato inattiva attivamente adrenalina, steroidi (coniugazione, ossidazione), serotonina e altre ammine biogeniche.

Scambio acqua-sale

Il fegato partecipa indirettamente al metabolismo del sale marino sintetizzando le proteine ​​del plasma sanguigno che determinano la pressione oncotica, la sintesi dell'angiotensinogeno, precursore dell'angiotensina II.

Scambi minerali

: Nel fegato, la deposizione di ferro, rame, la sintesi delle proteine ​​di trasporto ceruloplasmina e transferrina, l'escrezione di minerali nella bile.

All'inizio infanziale funzioni epatiche sono in fase di sviluppo, la loro violazione è possibile.

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	Il ferro è un oligoelemento essenziale che prende parte alla respirazione, all'ematopoiesi, alle reazioni immunobiologiche e redox e fa parte di oltre 100 enzimi. Il ferro è un componente essenziale dell'emoglobina e della mioemoglobina. Il corpo di un adulto contiene circa 4 g di ferro, di cui più della metà (circa 2,5 g) è ferro emoglobinico.

L'acqua è il componente più importante di un organismo vivente. Gli organismi non possono esistere senza acqua. Senza acqua una persona muore in meno di una settimana, mentre senza cibo, ma ricevendo acqua, può vivere per più di un mese. La perdita del 20% di acqua da parte dell'organismo porta alla morte. Nel corpo, il contenuto di acqua è 2/3 del peso corporeo e cambia con l'età. La quantità di acqua nei diversi tessuti è diversa. Il fabbisogno umano giornaliero di acqua è di circa 2,5 litri. Questo bisogno di acqua è coperto dall'introduzione di liquidi e cibi nel corpo. Quest'acqua è considerata esogena. L'acqua, che si forma a seguito della scomposizione ossidativa nel corpo di proteine, grassi e carboidrati, è chiamata endogena.

L'acqua è il mezzo in cui avvengono la maggior parte delle reazioni di scambio. Prende una parte diretta nel metabolismo. Un certo ruolo appartiene all'acqua nei processi di termoregolazione del corpo. Con l'aiuto dell'acqua, i nutrienti vengono forniti ai tessuti e alle cellule e da essi vengono rimossi i prodotti finali del metabolismo.

L'escrezione di acqua dal corpo viene effettuata dai reni - 1,2-1,5 litri, pelle - 0,5 litri, polmoni - 0,2-0,3 litri. Lo scambio idrico è regolato dal sistema neuro-ormonale. La ritenzione idrica nel corpo è promossa dagli ormoni della corteccia surrenale (cortisone, aldosterone) e dall'ormone della ghiandola pituitaria posteriore vasopressina. L'ormone tiroideo tiroxina migliora l'escrezione di acqua dal corpo.
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METABOLISMO MINERALE

sali minerali sono tra le sostanze nutritive essenziali. Gli elementi minerali non hanno valore nutritivo, ma l'organismo ne ha bisogno in quanto sostanze coinvolte nella regolazione del metabolismo, nel mantenimento della pressione osmotica, per garantire un pH costante del fluido intra ed extracellulare del corpo. Molti elementi minerali sono componenti strutturali di enzimi e vitamine.

Organi e tessuti umani e animali includono macroelementi e microelementi. Questi ultimi si trovano nel corpo in piccolissime quantità. In vari organismi viventi, così come nel corpo umano, in maggior parte si verificano ossigeno, carbonio, idrogeno, azoto. Questi elementi, così come il fosforo e lo zolfo, fanno parte delle cellule viventi sotto forma di vari composti. I macroelementi includono anche sodio, potassio, calcio, cloro e magnesio. Dei microelementi nel corpo degli animali sono stati trovati: rame, manganese, iodio, molibdeno, zinco, fluoro, cobalto, ecc. Il ferro occupa una posizione intermedia tra macro e microelementi.

I minerali entrano nel corpo solo con il cibo. Quindi attraverso la mucosa intestinale e i vasi sanguigni, nella vena porta e nel fegato. Alcuni minerali vengono trattenuti nel fegato: sodio, ferro, fosforo. Il ferro fa parte dell'emoglobina, partecipa al trasferimento di ossigeno, nonché alla composizione degli enzimi redox. Il calcio fa parte del tessuto osseo e gli conferisce forza. Inoltre, svolge un ruolo importante nella coagulazione del sangue. Ottimo per l'organismo il fosforo, che si trova oltre che libero (inorganico) in composti con proteine, grassi e carboidrati. Il magnesio regola l'eccitabilità neuromuscolare, attiva molti enzimi. Il cobalto fa parte della vitamina B 12. Lo iodio è coinvolto nella formazione degli ormoni tiroidei. Il fluoro si trova nei tessuti dei denti. Il sodio e il potassio sono di grande importanza nel mantenimento della pressione osmotica del sangue.

Il metabolismo delle sostanze minerali è strettamente correlato al metabolismo delle sostanze organiche (proteine, acidi nucleici, carboidrati, lipidi). Ad esempio, gli ioni di cobalto, manganese, magnesio, ferro sono necessari per il normale metabolismo degli aminoacidi. Gli ioni cloro attivano l'amilasi. Gli ioni calcio hanno un effetto attivante sulla lipasi. L'ossidazione degli acidi grassi è più vigorosa in presenza di ioni rame e ferro.
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CAPITOLO 12. VITAMINE

Le vitamine sono a basso peso molecolare composti organici, che sono una componente essenziale del cibo. Non sono sintetizzati nel corpo animale. La fonte principale per il corpo umano e gli animali sono i cibi vegetali.

Le vitamine sono sostanze biologicamente attive. La loro assenza o mancanza di cibo è accompagnata da una brusca interruzione dei processi vitali, che porta al verificarsi di gravi malattie. La necessità di vitamine è dovuta al fatto che molte di esse sono componenti di enzimi e coenzimi.

A modo mio struttura chimica le vitamine sono molto diverse. Si dividono in due gruppi: idrosolubili e liposolubili.

^ VITAMINE IDROSOLUBILI

1. Vitamina B 1 (tiamina, aneurina). La sua struttura chimica è caratterizzata dalla presenza di un gruppo amminico e di un atomo di zolfo. La presenza di un gruppo alcolico nella vitamina B 1 consente di formare esteri con gli acidi. Combinandosi con due molecole di acido fosforico, la tiamina forma un estere di tiamina difosfato, che è la forma coenzimatica della vitamina. La tiamina difosfato è un coenzima delle decarbossilasi che catalizza la decarbossilazione degli α-chetoacidi. In assenza o insufficiente assunzione di vitamina B 1, il metabolismo dei carboidrati diventa impossibile. Le violazioni si verificano nella fase di utilizzo degli acidi piruvico e -chetoglutarico.

2. Vitamina B2 (riboflavina). Questa vitamina è un derivato metilato dell'isoallossazina legato al 5-alcol ribitolo.

Nell'organismo, la riboflavina sotto forma di estere con acido fosforico fa parte del gruppo prostetico degli enzimi flavinici (FMN, FAD), che catalizzano i processi di ossidazione biologica, garantendo il trasferimento di idrogeno nella catena respiratoria, nonché le reazioni di sintesi e decomposizione degli acidi grassi.

3. Vitamina B3 (acido pantotenico). L'acido pantotenico è costituito da -alanina e acido diossidimetilbutirrico collegati da un legame peptidico. Il significato biologico dell'acido pantotenico è che fa parte del coenzima A, che svolge un ruolo enorme nel metabolismo di carboidrati, grassi e proteine.

4. Vitamina B6 (piridossina). Per natura chimica, la vitamina B6 è un derivato della piridina. Il derivato fosforilato della piridossina è un coenzima di enzimi che catalizzano le reazioni del metabolismo degli aminoacidi.

5. Vitamina B 12 (cobalamina). La struttura chimica di una vitamina è molto complessa. Contiene quattro anelli pirrolici. Al centro c'è un atomo di cobalto legato all'azoto degli anelli pirrolici.

La vitamina B 12 svolge un ruolo importante nel trasferimento dei gruppi metilici, nonché nella sintesi degli acidi nucleici.

6. Vitamina PP (acido nicotinico e sua ammide). L'acido nicotinico è un derivato della piridina.

L'ammide dell'acido nicotinico è parte integrante dei coenzimi NAD+ e NADP+ che fanno parte delle deidrogenasi.

7. Acido folico (vitamina B c). È isolato dalle foglie di spinaci (latino folium - foglia). L'acido folico contiene acido para-aminobenzoico e acido glutammico. L'acido folico svolge un ruolo importante nel metabolismo degli acidi nucleici e nella sintesi proteica.

8. Acido para-amminobenzoico. Svolge un ruolo importante nella sintesi dell'acido folico.

9. Biotina (vitamina H). La biotina fa parte dell'enzima che catalizza il processo di carbossilazione (aggiunta di CO 2 alla catena carboniosa). La biotina è essenziale per la sintesi degli acidi grassi e delle purine.

10. Vitamina C (acido ascorbico). Secondo la struttura chimica, l'acido ascorbico è vicino agli esosi. Una caratteristica di questo composto è la sua capacità di ossidarsi reversibilmente con la formazione di acido deidroascorbico. Entrambi questi composti hanno attività vitaminica. L'acido ascorbico prende parte ai processi redox del corpo, protegge il gruppo SH degli enzimi dall'ossidazione e ha la capacità di disidratare le tossine.

^ VITAMINE GRASSO SOLUBILI

Questo gruppo include vitamine dei gruppi A, D, E, K-, ecc.

1. Vitamine del gruppo A. La vitamina A 1 (retinolo, antixeroftalmico) è vicina ai caroteni nella sua natura chimica. È un alcool monoidrico ciclico .

2. Vitamine del gruppo D (vitamina antirachitica). Secondo la loro struttura chimica, le vitamine del gruppo D sono vicine agli steroli. La vitamina D 2 è formata dall'ergosterolo del lievito e D 3 - dal 7-deidrocolesterolo nei tessuti animali sotto l'influenza della radiazione ultravioletta.

3. Vitamine del gruppo E (, , -tocoferoli). I principali cambiamenti nell'avitaminosi E si verificano nel sistema riproduttivo (perdita della capacità di sopportare un feto, alterazioni degenerative sperma). Allo stesso tempo, la carenza di vitamina E provoca danni a un'ampia varietà di tessuti.

4. Vitamine del gruppo K. Secondo la loro struttura chimica, le vitamine di questo gruppo (K 1 e K 2) appartengono ai naftochinoni. tratto caratteristico beriberi K è il verificarsi di emorragie sottocutanee, intramuscolari e di altro tipo e compromissione della coagulazione del sangue. La ragione di ciò è una violazione della sintesi della proteina protrombina, un componente del sistema di coagulazione del sangue.

ANTIVITAMINE

Gli antivitaminici sono antagonisti vitaminici: spesso queste sostanze sono molto simili nella struttura alle vitamine corrispondenti, e quindi la loro azione si basa sullo spostamento "competitivo" della vitamina corrispondente da parte dell'antivitaminico dal suo complesso nel sistema enzimatico. Di conseguenza, si forma un enzima "inattivo", il metabolismo viene disturbato e grave malattia. Ad esempio, i sulfamidici sono antivitaminici dell'acido para-aminobenzoico. L'antivitaminico della vitamina B 1 è la piritiamina.

Esistono anche antivitaminici strutturalmente diversi che sono in grado di legare le vitamine, privandole dell'attività vitaminica.
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CAPITOLO 13. ORMONI

Gli ormoni, come le vitamine, sono sostanze biologicamente attive e sono regolatori del metabolismo e delle funzioni fisiologiche. Il loro ruolo regolatore è ridotto all'attivazione o all'inibizione dei sistemi enzimatici, ai cambiamenti nella permeabilità delle membrane biologiche e al trasporto di sostanze attraverso di esse, all'eccitazione o al potenziamento di vari processi biosintetici, inclusa la sintesi degli enzimi.

Gli ormoni sono prodotti nelle ghiandole endocrine (ghiandole endocrine), che non hanno dotti escretori e secernono il loro segreto direttamente nel flusso sanguigno. Le ghiandole endocrine comprendono la tiroide, la paratiroide (vicino alla tiroide), le gonadi, le ghiandole surrenali, la ghiandola pituitaria, il pancreas, le ghiandole del gozzo (timo).

Malattie che si verificano quando le funzioni di uno o dell'altro ghiandola endocrina, sono il risultato della sua ipofunzione (ridotta secrezione dell'ormone) o dell'iperfunzione (eccessiva secrezione dell'ormone).

Gli ormoni secondo la loro struttura chimica possono essere suddivisi in tre gruppi: ormoni di natura proteica; ormoni derivati ​​dall'amminoacido tirosina e ormoni della struttura steroidea.

^ ORMONI PROTEICI

Questi includono ormoni del pancreas, della ghiandola pituitaria anteriore e delle ghiandole paratiroidi.

Gli ormoni pancreatici insulina e glucagone sono coinvolti nella regolazione del metabolismo dei carboidrati. Nella loro azione, sono antagonisti l'uno dell'altro. L'insulina abbassa e il glucagone aumenta i livelli di zucchero nel sangue.

Gli ormoni ipofisari regolano l'attività di molte altre ghiandole endocrine. Questi includono:

Ormone somatotropo (GH) - ormone della crescita, stimola la crescita cellulare, aumenta il livello dei processi biosintetici;

Ormone stimolante la tiroide (TSH) - stimola l'attività della ghiandola tiroidea;

Ormone adrenocorticotropo (ACTH) - regola la biosintesi dei corticosteroidi da parte della corteccia surrenale;

Ormoni gonadotropi - regolano la funzione delle gonadi.

^ ORMONI TIROSINICI

Questi includono gli ormoni tiroidei e gli ormoni del midollo surrenale. I principali ormoni tiroidei sono la tiroxina e la triiodotironina. Questi ormoni sono derivati ​​iodati dell'amminoacido tirosina. Con l'ipofunzione della ghiandola tiroidea, i processi metabolici sono ridotti. L'iperfunzione della ghiandola tiroidea porta ad un aumento del metabolismo basale.

Il midollo surrenale produce due ormoni, adrenalina e norepinefrina. Queste sostanze aumentano la pressione sanguigna. L'adrenalina ha un effetto significativo sul metabolismo dei carboidrati: aumenta il livello di glucosio nel sangue.

^ ORMONI STEROIDI

Questa classe comprende gli ormoni prodotti dalla corteccia surrenale e dalle ghiandole sessuali (ovaie e testicoli). Per natura chimica, sono steroidi. La corteccia surrenale produce corticosteroidi, contengono l'atomo di C 21. Si dividono in mineralcorticoidi, di cui i più attivi sono l'aldosterone e il desossicorticosterone. e glucocorticoidi - cortisolo (idrocortisone), cortisone e corticosterone. I glucocorticoidi hanno una grande influenza sul metabolismo dei carboidrati e delle proteine. I mineralcorticoidi regolano principalmente lo scambio di acqua e minerali.

Esistono ormoni sessuali maschili (androgeni) e femminili (estrogeni). I primi sono C 19 - e i secondi C 18 -steroidi. Gli androgeni includono testosterone, androstenedione, ecc., Estrogeni - estradiolo, estrone ed estriolo. I più attivi sono il testosterone e l'estradiolo. Gli ormoni sessuali determinano il normale sviluppo sessuale, la formazione dei caratteri sessuali secondari e influenzano il metabolismo.

^ CAPITOLO 14

Nel problema della nutrizione si possono distinguere tre sezioni interrelate: nutrizione razionale, terapeutica e terapeutica e profilattica. La base è la cosiddetta nutrizione razionale, in quanto costruita tenendo conto delle esigenze di una persona sana, a seconda dell'età, della professione, del clima e di altre condizioni. La base della nutrizione razionale è l'equilibrio e una corretta alimentazione. La nutrizione razionale è un mezzo per normalizzare lo stato del corpo e mantenere la sua elevata capacità lavorativa.

Con il cibo, carboidrati, proteine, grassi, aminoacidi, vitamine e minerali entrano nel corpo umano. La necessità di queste sostanze è diversa ed è determinata dallo stato fisiologico del corpo. Un corpo in crescita ha bisogno di più cibo. Una persona coinvolta nello sport o nel lavoro fisico consuma una grande quantità di energia e quindi ha bisogno anche di più cibo di una persona sedentaria.

Nella nutrizione umana, la quantità di proteine, grassi e carboidrati dovrebbe essere nel rapporto di 1:1:4, cioè è necessario per 1 g di proteine ​​Mangiare 1 g di grassi e 4 g di carboidrati. Le proteine ​​dovrebbero fornire circa il 14% dell'apporto calorico giornaliero, i grassi circa il 31% ei carboidrati circa il 55%.

Allo stato attuale dello sviluppo della scienza della nutrizione, non è sufficiente procedere solo dal consumo totale di sostanze nutritive. È molto importante stabilire la proporzione nella dieta dei componenti alimentari essenziali (aminoacidi essenziali, acidi grassi insaturi, vitamine, minerali, ecc.). La moderna dottrina dei bisogni umani per il cibo è stata espressa nel concetto di una dieta equilibrata. Secondo questo concetto, garantire una vita normale è possibile non solo se l'organismo viene rifornito di un'adeguata quantità di energia e proteine, ma anche se si osservano relazioni piuttosto complesse tra numerosi fattori nutrizionali insostituibili che possono manifestare il massimo del loro benefico effetto biologico in il corpo. La legge della nutrizione equilibrata si basa su idee sugli aspetti quantitativi e qualitativi dei processi di assimilazione del cibo nel corpo, cioè l'intera quantità di reazioni enzimatiche metaboliche.

L'Istituto di nutrizione dell'Accademia delle scienze mediche dell'URSS ha sviluppato dati medi sull'entità del fabbisogno di un adulto nutrienti. Principalmente, nel determinare i rapporti ottimali dei singoli nutrienti, è proprio un tale rapporto di nutrienti che è necessario in media per mantenere la vita normale di un adulto. Pertanto, quando si preparano diete generali e si valutano i singoli prodotti, è necessario concentrarsi su questi rapporti. È importante ricordare che non solo l'insufficienza dei singoli fattori essenziali è dannosa, ma anche il loro eccesso è pericoloso. La ragione della tossicità di un eccesso di nutrienti essenziali è probabilmente associata a uno squilibrio nella dieta, che a sua volta porta a una violazione dell'omeostasi biochimica (la costanza della composizione e delle proprietà dell'ambiente interno) del corpo, a un violazione della nutrizione cellulare.

Il dato equilibrio nutrizionale difficilmente può essere trasferito senza modifiche alla struttura nutrizionale di persone in diverse condizioni lavorative e di vita, persone di età e sesso diversi, ecc. Sulla base del fatto che le differenze nei fabbisogni energetici e nutrizionali si basano sulle caratteristiche processi metabolici e la loro regolazione ormonale e nervosa, è necessario per le persone di età e sesso diversi, nonché per le persone con deviazioni significative dagli indicatori medi del normale stato enzimatico, apportare alcune modifiche alla presentazione abituale di una formula nutrizionale equilibrata .

L'Istituto di nutrizione dell'Accademia delle scienze mediche dell'URSS ha proposto standard per

calcolo di diete ottimali per la popolazione del nostro paese.

Queste diete sono differenziate rispetto a tre condizioni climatiche

zone: settentrionali, centrali e meridionali. Tuttavia, recenti prove scientifiche suggeriscono che una tale divisione oggi non può soddisfare. Recenti studi hanno dimostrato che all'interno del nostro Paese il Nord va diviso in due zone: europea e asiatica. Queste zone sono significativamente diverse l'una dall'altra. condizioni climatiche. Presso l'Istituto di medicina clinica e sperimentale del ramo siberiano dell'Accademia delle scienze mediche dell'URSS (Novosibirsk), a seguito di studi a lungo termine, è stato dimostrato che nelle condizioni del nord asiatico, il metabolismo delle proteine, grassi, carboidrati, vitamine, macro e microelementi vengono riorganizzati e pertanto è necessario chiarire le norme nutrizionali umane tenendo conto dei cambiamenti nel metabolismo. Attualmente sono in corso ricerche su larga scala nel campo della razionalizzazione dell'alimentazione della popolazione della Siberia e dell'Estremo Oriente. Il ruolo principale nello studio di questo problema è dato alla ricerca biochimica.

GOUVPO UGMA dell'Agenzia federale per la salute e lo sviluppo sociale

Dipartimento di Biochimica

CORSO DI LEZIONE

PER LA BIOCHIMICA GENERALE

Modulo 8. Biochimica del metabolismo dei sali d'acqua e dello stato acido-base

Ekaterinburg,

CONFERENZA #24

Argomento: Acqua-sale e metabolismo dei minerali

Facoltà: medicina e prevenzione, medicina e prevenzione, pediatria.

Scambio acqua-sale- scambio di acqua ed elettroliti basici del corpo (Na +, K +, Ca 2+, Mg 2+, Cl -, HCO 3 -, H 3 PO 4).

elettroliti- sostanze che si dissociano in soluzione in anioni e cationi. Si misurano in mol/l.

Non elettroliti- sostanze che non si dissociano in soluzione (glucosio, creatinina, urea). Si misurano in g/l.

Scambi minerali- lo scambio di eventuali componenti minerali, compresi quelli che non influiscono sui parametri principali del mezzo liquido nel corpo.

Acqua- il componente principale di tutti i fluidi corporei.

Il ruolo biologico dell'acqua

1. L'acqua è un solvente universale per la maggior parte dei composti organici (ad eccezione dei lipidi) e inorganici.
2. L'acqua e le sostanze in essa disciolte creano l'ambiente interno del corpo.
3. L'acqua fornisce il trasporto di sostanze e di energia termica in tutto il corpo.
4. Una parte significativa delle reazioni chimiche del corpo avviene nella fase acquosa.
5. L'acqua è coinvolta nelle reazioni di idrolisi, idratazione, disidratazione.
6. Determina la struttura spaziale e le proprietà delle molecole idrofobiche e idrofile.
7. In complesso con GAG, l'acqua svolge una funzione strutturale.

PROPRIETA' GENERALI DEI LIQUIDI CORPOBRI

Volume. In tutti gli animali terrestri, il fluido costituisce circa il 70% del peso corporeo. La distribuzione dell'acqua nel corpo dipende dall'età, dal sesso, massa muscolare,… Con la completa privazione dell'acqua, la morte si verifica dopo 6-8 giorni, quando la quantità di acqua nel corpo si riduce del 12%.

REGOLAZIONE DELL'EQUILIBRIO ACQUA-SALE DEL CORPO

Nel corpo, l'equilibrio salino-acqua dell'ambiente intracellulare è mantenuto dalla costanza del fluido extracellulare. A sua volta, l'equilibrio salino-idrico del fluido extracellulare viene mantenuto attraverso il plasma sanguigno con l'aiuto degli organi ed è regolato dagli ormoni.

Organi che regolano il metabolismo del sale marino

L'assunzione di acqua e sali nel corpo avviene attraverso il tratto gastrointestinale, questo processo è controllato dalla sete e dall'appetito di sale. La rimozione dell'acqua in eccesso e dei sali dal corpo viene effettuata dai reni. Inoltre, l'acqua viene rimossa dal corpo dalla pelle, dai polmoni e dal tratto gastrointestinale.

Equilibrio idrico nel corpo

I cambiamenti nel lavoro dei reni, della pelle, dei polmoni e del tratto gastrointestinale possono portare a una violazione dell'omeostasi del sale marino. Ad esempio, nei climi caldi, per mantenere...

Ormoni che regolano il metabolismo del sale marino

L'ormone antidiuretico (ADH), o vasopressina, è un peptide con un peso molecolare di circa 1100 D, contenente 9 AA collegati da un disolfuro ... L'ADH è sintetizzato nei neuroni dell'ipotalamo, trasferito alle terminazioni nervose ... Il l'elevata pressione osmotica del fluido extracellulare attiva gli osmocettori dell'ipotalamo, con conseguente ...

Sistema renina-angiotensina-aldosterone

Renina

Renina- un enzima proteolitico prodotto dalle cellule iuxtaglomerulari situate lungo le arteriole afferenti (portatrici) del corpuscolo renale. La secrezione di renina è stimolata da un calo di pressione nelle arteriole afferenti del glomerulo, causato da una diminuzione della pressione sanguigna e da una diminuzione della concentrazione di Na+. La secrezione di renina è anche facilitata da una diminuzione degli impulsi dai barocettori atriali e arteriosi come risultato di una diminuzione della pressione sanguigna. La secrezione di renina è inibita dall'angiotensina II, ipertensione.

Nel sangue, la renina agisce sull'angiotensinogeno.

Angiotensinogeno- α 2 -globulina, da 400 AA. La formazione di angiotensinogeno avviene nel fegato ed è stimolata dai glucocorticoidi e dagli estrogeni. La renina idrolizza il legame peptidico nella molecola di angiotensinogeno, scindendo da essa il decapeptide N-terminale - angiotensina I privo di attività biologica.

Sotto l'azione dell'enzima di conversione dell'antiotensina (ACE) (carbossidipeptidil peptidasi) delle cellule endoteliali, dei polmoni e del plasma sanguigno, 2 AA vengono rimossi dal C-terminale dell'angiotensina I e formati angiotensina II (ottapeptide).

Angiotensina II

Angiotensina II funziona attraverso il sistema inositolo trifosfato delle cellule della zona glomerulare della corteccia surrenale e SMC. L'angiotensina II stimola la sintesi e la secrezione di aldosterone da parte delle cellule della zona glomerulare della corteccia surrenale. Elevate concentrazioni di angiotensina II causano una grave vasocostrizione delle arterie periferiche e aumentano la pressione sanguigna. Inoltre, l'angiotensina II stimola il centro della sete nell'ipotalamo e inibisce la secrezione di renina nei reni.

L'angiotensina II è idrolizzata dalle aminopeptidasi in angiotensina III (un eptapeptide, con attività dell'angiotensina II, ma con una concentrazione 4 volte inferiore), che viene poi idrolizzato dalle angiotensinasi (proteasi) ad AA.

Aldosterone

La sintesi e la secrezione di aldosterone è stimolata da angiotensina II, bassa concentrazione di Na + e alta concentrazione di K + nel plasma sanguigno, ACTH, prostaglandine... I recettori dell'aldosterone sono localizzati sia nel nucleo che nel citosol della cellula. ... Di conseguenza, l'aldosterone stimola il riassorbimento di Na + nei reni, che provoca la ritenzione di NaCl nel corpo e aumenta ...

Schema di regolazione del metabolismo del sale marino

Il ruolo del sistema RAAS nello sviluppo dell'ipertensione

L'iperproduzione di ormoni RAAS provoca un aumento del volume del fluido circolante, della pressione osmotica e arteriosa e porta allo sviluppo dell'ipertensione.

Un aumento della renina si verifica, ad esempio, nell'aterosclerosi delle arterie renali, che si verifica negli anziani.

ipersecrezione di aldosterone iperaldosteronismo sorge a causa di diversi motivi.

causa di iperaldosteronismo primario (Sindrome di Conn ) in circa l'80% dei pazienti è presente un adenoma delle ghiandole surrenali, in altri casi - ipertrofia diffusa delle cellule della zona glomerulare che producono aldosterone.

Nell'iperaldosteronismo primario, l'eccesso di aldosterone aumenta il riassorbimento di Na + nei tubuli renali, che funge da stimolo per la secrezione di ADH e la ritenzione idrica da parte dei reni. Inoltre, l'escrezione di ioni K + , Mg 2+ e H + è migliorata.

Di conseguenza, sviluppare: 1). ipernatriemia che causa ipertensione, ipervolemia ed edema; 2). ipokaliemia che porta a debolezza muscolare; 3). carenza di magnesio e 4). lieve alcalosi metabolica.

Iperaldosteronismo secondario molto più comune dell'originale. Può essere associato a insufficienza cardiaca, malattia renale cronica e tumori che secernono renina. I pazienti hanno livelli elevati di renina, angiotensina II e aldosterone. I sintomi clinici sono meno pronunciati rispetto all'aldosteronesi primaria.

CALCIO, MAGNESIO, METABOLISMO DEL FOSFORO

Funzioni del calcio nel corpo:

1. Mediatore intracellulare di numerosi ormoni (sistema inositolo trifosfato);
2. Partecipa alla generazione dei potenziali d'azione nei nervi e nei muscoli;
3. Partecipa alla coagulazione del sangue;
4. Avvia la contrazione muscolare, la fagocitosi, la secrezione di ormoni, neurotrasmettitori, ecc.;
5. Partecipa alla mitosi, all'apoptosi e alla necrobiosi;
6. Aumenta la permeabilità della membrana cellulare per gli ioni di potassio, influenza la conducibilità del sodio delle cellule, il funzionamento delle pompe ioniche;
7. Coenzima di alcuni enzimi;

Funzioni del magnesio nel corpo:

1. È un coenzima di molti enzimi (transketolase (PFS), glucosio-6f deidrogenasi, 6-fosfogluconato deidrogenasi, gluconolattone idrolasi, adenilato ciclasi, ecc.);
2. Componente inorganico di ossa e denti.

Funzioni del fosfato nel corpo:

1. Componente inorganico di ossa e denti (idrossiapatite);
2. Fa parte dei lipidi (fosfolipidi, sfingolipidi);
3. Incluso nei nucleotidi (DNA, RNA, ATP, GTP, FMN, NAD, NADP, ecc.);
4. Fornisce uno scambio di energia da allora. forma legami macroergici (ATP, creatina fosfato);
5. Fa parte delle proteine ​​(fosfoproteine);
6. Incluso nei carboidrati (glucosio-6f, fruttosio-6f, ecc.);
7. Regola l'attività degli enzimi (reazioni di fosforilazione / defosforilazione degli enzimi, fa parte dell'inositolo trifosfato - un componente del sistema dell'inositolo trifosfato);
8. Partecipa al catabolismo delle sostanze (reazione di fosforolisi);
9. Regola KOS da allora. forma un tampone fosfato. Neutralizza e rimuove i protoni nelle urine.

Distribuzione di calcio, magnesio e fosfati nell'organismo

Un corpo adulto contiene circa 1 kg di fosforo: ossa e denti contengono l'85% di fosforo; Liquido extracellulare - 1% di fosforo. Nel siero ... La concentrazione di magnesio nel plasma sanguigno è di 0,7-1,2 mmol / l.

Lo scambio di calcio, magnesio e fosfati nel corpo

Con il cibo al giorno, dovrebbe essere fornito calcio - 0,7-0,8 g, magnesio - 0,22-0,26 g, fosforo - 0,7-0,8 g. Il calcio è scarsamente assorbito del 30-50%, il fosforo è ben assorbito del 90%.

Oltre al tratto gastrointestinale, calcio, magnesio e fosforo entrano nel plasma sanguigno dal tessuto osseo durante il suo riassorbimento. Lo scambio tra plasma sanguigno e tessuto osseo per il calcio è di 0,25-0,5 g / giorno, per il fosforo - 0,15-0,3 g / giorno.

Calcio, magnesio e fosforo vengono escreti dal corpo attraverso i reni con l'urina, attraverso il tratto gastrointestinale con le feci e attraverso la pelle con il sudore.

regolamento di cambio

I principali regolatori del metabolismo del calcio, del magnesio e del fosforo sono l'ormone paratiroideo, il calcitriolo e la calcitonina.

Paratormone

La secrezione dell'ormone paratiroideo stimola una bassa concentrazione di Ca2+, Mg2+ e un'alta concentrazione di fosfati, inibisce la vitamina D3. Il tasso di disintegrazione dell'ormone diminuisce a bassa concentrazione di Ca2 + e ... L'ormone paratiroideo agisce sulle ossa e sui reni. Stimola la secrezione del fattore di crescita insulino-simile 1 da parte degli osteoblasti e ...

Iperparatiroidismo

L'iperparatiroidismo provoca: 1. distruzione delle ossa, con la mobilizzazione di calcio e fosfati da esse ... 2. ipercalcemia, con aumento del riassorbimento del calcio nei reni. L'ipercalcemia porta a una riduzione neuromuscolare...

Ipoparatiroidismo

L'ipoparatiroidismo è causato dall'insufficienza delle ghiandole paratiroidi ed è accompagnato da ipocalcemia. L'ipocalcemia provoca un aumento della conduzione neuromuscolare, attacchi di convulsioni toniche, convulsioni dei muscoli respiratori e del diaframma e laringospasmo.

Calcitriolo

1. Nella pelle, sotto l'influenza della radiazione UV, si forma 7-deidrocolesterolo da... 2. Nel fegato, la 25-idrossilasi idrossila il colecalciferolo in calcidiolo (25-idrossicolecalciferolo, 25 (OH) D3)....

Calcitonina

La calcitonina è un polipeptide costituito da 32 AA con un legame disolfuro, secreto dalle cellule K parafollicolari della ghiandola tiroidea o dalle cellule C delle ghiandole paratiroidi.

La secrezione di calcitonina è stimolata da un'alta concentrazione di Ca 2+ e glucagone, e inibita da una bassa concentrazione di Ca 2+.

calcitonina:

1. inibisce l'osteolisi (riducendo l'attività degli osteoclasti) e inibisce il rilascio di Ca 2+ dall'osso;

2. nei tubuli dei reni inibisce il riassorbimento di Ca 2+ , Mg 2+ e fosfati;

3. inibisce la digestione nel tratto gastrointestinale,

Cambiamenti nel livello di calcio, magnesio e fosfati in varie patologie

Si osserva un aumento della concentrazione di Ca2 + nel plasma sanguigno con: iperfunzione delle ghiandole paratiroidi; fratture ossee; poliartrite; multiplo ... Si osserva una diminuzione della concentrazione di fosfati nel plasma sanguigno con: rachitismo; ... Si osserva un aumento della concentrazione di fosfati nel plasma sanguigno con: ipofunzione delle ghiandole paratiroidi; overdose…

Il ruolo degli oligoelementi: Mg2+, Mn2+, Co, Cu, Fe2+, Fe3+, Ni, Mo, Se, J. Il valore della ceruloplasmina, malattia di Konovalov-Wilson.

Manganese - cofattore delle aminoacil-tRNA sintetasi.

Il ruolo biologico di Na+, Cl-, K+, HCO3- - i principali elettroliti, l'importanza nella regolazione della CBS. Scambio e ruolo biologico. Differenza anionica e sua correzione.

Diminuzione dei livelli di cloruro sierico: alcalosi ipocloremica (dopo il vomito), acidosi respiratoria, sudorazione eccessiva, nefrite con... Aumento dell'escrezione urinaria di cloruro: ipoaldosteronismo (morbo di Addison),... stadio renale...

CONFERENZA #25

Tema: KOS

2 portate. Stato acido-base (CBS): la costanza relativa della reazione ...

Significato biologico della regolazione del pH, conseguenze delle violazioni

La deviazione del pH dalla norma di 0,1 provoca disturbi evidenti nei sistemi respiratorio, cardiovascolare, nervoso e di altro tipo. Quando si verifica l'acidemia: 1. aumento della respirazione fino a una forte mancanza di respiro, insufficienza respiratoria a causa del broncospasmo;

Principi di base della regolazione del KOS

La regolamentazione della CBS si basa su 3 principi fondamentali:

1. Costanza del pH . I meccanismi di regolazione della CBS mantengono la costanza del pH.

2. isosmolarità . Durante la regolazione della CBS, la concentrazione di particelle nel fluido intercellulare ed extracellulare non cambia.

3. neutralità elettrica . Durante la regolazione della CBS, il numero di particelle positive e negative nel fluido intercellulare ed extracellulare non cambia.

MECCANISMI DI REGOLAZIONE DEL BOS

Fondamentalmente, ci sono 3 principali meccanismi di regolazione della CBS:

1. Meccanismo fisico-chimico , questi sono sistemi tampone di sangue e tessuti;
2. Meccanismo fisiologico , questi sono organi: polmoni, reni, tessuto osseo, fegato, pelle, tratto gastrointestinale.
3. Metabolico (a livello cellulare).

Ci sono differenze fondamentali nel funzionamento di questi meccanismi:

Meccanismi fisico-chimici di regolazione della CBS

Respingenteè un sistema costituito da un acido debole e dal suo sale con una base forte (coppia acido-base coniugata).

Il principio di funzionamento del sistema tampone è che lega H + con il loro eccesso e rilascia H + con la loro carenza: H + + A - ↔ AH. Pertanto, il sistema tampone tende a resistere a eventuali variazioni di pH, mentre uno dei componenti del sistema tampone viene consumato e deve essere ripristinato.

I sistemi tampone sono caratterizzati dal rapporto tra i componenti della coppia acido-base, capacità, sensibilità, localizzazione e valore di pH che mantengono.

Ci sono molti respingenti sia all'interno che all'esterno delle cellule del corpo. I principali sistemi tampone del corpo includono il bicarbonato, la proteina fosfato e la sua varietà tampone di emoglobina. Circa il 60% degli equivalenti acidi lega i sistemi tampone intracellulari e circa il 40% quelli extracellulari.

Tampone bicarbonato (bicarbonato).

È costituito da H 2 CO 3 e NaHCO 3 in rapporto 1/20, localizzato principalmente nel liquido interstiziale. Nel siero sanguigno a concentrazione pCO 2 = 40 mmHg, Na + 150 mmol/l, mantiene pH=7.4. Il lavoro del tampone bicarbonato è fornito dall'enzima anidrasi carbonica e dalla proteina della banda 3 degli eritrociti e dei reni.

Il tampone di bicarbonato è uno dei tamponi più importanti del corpo per le sue caratteristiche:

1. Nonostante la bassa capacità - 10%, il tampone di bicarbonato è molto sensibile, lega fino al 40% di tutto l'H + "extra";
2. Il tampone bicarbonato integra il lavoro dei principali sistemi tampone e dei meccanismi fisiologici di regolazione della CBS.

A questo proposito, il tampone di bicarbonato è un indicatore di BBS, la determinazione dei suoi componenti è la base per diagnosticare violazioni di BBS.

Tampone fosfato

È costituito da fosfati acidi NaH 2 PO 4 e basici Na 2 HPO 4, localizzati principalmente nel liquido cellulare (fosfati nella cellula 14%, nel liquido interstiziale 1%). Il rapporto tra fosfati acidi e basici nel plasma sanguigno è ¼, nelle urine - 25/1.

Il tampone fosfato assicura la regolazione della CBS all'interno della cellula, la rigenerazione del tampone bicarbonato nel liquido interstiziale e l'escrezione di H+ nelle urine.

Tampone proteico

La presenza di gruppi amminici e carbossilici nelle proteine ​​​​conferisce loro proprietà anfotere: esibiscono le proprietà di acidi e basi, formando un sistema tampone.

Il tampone proteico è costituito da proteina-H e proteina-Na, è localizzato principalmente nelle cellule. Il tampone proteico più importante nel sangue è emoglobina .

tampone di emoglobina

Il tampone di emoglobina si trova negli eritrociti e ha una serie di caratteristiche:

1. ha la massima capacità (fino al 75%);
2. il suo lavoro è direttamente correlato allo scambio di gas;
3. non è costituito da uno, ma da 2 coppie: Hb↔H + + Hb - e HHbО 2 ↔H + + HbO2 -;

HbO 2 è un acido relativamente forte, anche più forte dell'acido carbonico. L'acidità di HbO 2 rispetto a Hb è 70 volte superiore, quindi l'ossiemoglobina è presente principalmente sotto forma di sale di potassio (KHbO 2) e la deossiemoglobina sotto forma di acido non dissociato (HHb).

Il lavoro dell'emoglobina e del tampone bicarbonato

Meccanismi fisiologici di regolazione della CBS

Gli acidi e le basi formati nel corpo possono essere volatili e non volatili. L'H2CO3 volatile è formato da CO2, il prodotto finale dell'aerobiosi ... Gli acidi non volatili lattato, corpi chetonici e acidi grassi si accumulano in ... Gli acidi volatili vengono escreti dal corpo principalmente dai polmoni con aria espirata, acidi non volatili - dai reni con l'urina.

Il ruolo dei polmoni nella regolazione della CBS

La regolazione dello scambio di gas nei polmoni e, di conseguenza, il rilascio di H2CO3 dal corpo avviene attraverso un flusso di impulsi dai chemocettori e ... Normalmente, i polmoni emettono 480 litri di CO2 al giorno, che equivalgono a 20 moli di H2CO3. ... %.…

Il ruolo dei reni nella regolazione della CBS

I reni regolano la CBS: 1. escrezione di H + dal corpo nelle reazioni di acidogenesi, ammoniogenesi e con ... 2. ritenzione di Na + nel corpo. La Na+,K+-ATPasi riassorbe il Na+ dall'urina, che insieme all'anidrasi carbonica e all'acidogenesi...

Il ruolo delle ossa nella regolazione della CBS

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

Il ruolo del fegato nella regolazione della CBS

Il fegato regola la CBS:

1. conversione di aminoacidi, chetoacidi e lattato in glucosio neutro;

2. la conversione di una base forte di ammoniaca in un'urea debolmente basica;

3. sintetizzare le proteine ​​del sangue che formano un tampone proteico;

4. sintetizza la glutammina, che viene utilizzata dai reni per l'ammoniogenesi.

L'insufficienza epatica porta allo sviluppo di acidosi metabolica.

Allo stesso tempo, il fegato sintetizza corpi chetonici che, in condizioni di ipossia, fame o diabete, contribuiscono all'acidosi.

Influenza del tratto gastrointestinale sulla CBS

Il tratto gastrointestinale influisce sullo stato del KOS, poiché utilizza HCl e HCO 3 - nel processo di digestione. In primo luogo, l'HCl viene secreto nel lume dello stomaco, mentre l'HCO 3 si accumula nel sangue e si sviluppa l'alcalosi. Quindi HCO 3 - dal sangue con Succo pancreatico entrano nel lume intestinale e l'equilibrio della CBS nel sangue viene ripristinato. Poiché il cibo che entra nel corpo e le feci espulse dal corpo sono sostanzialmente neutre, l'effetto totale sulla CBS è zero.

In presenza di acidosi, viene rilasciato più HCl nel lume, che contribuisce allo sviluppo di un'ulcera. Il vomito può compensare l'acidosi e la diarrea può peggiorarla. Il vomito prolungato provoca lo sviluppo di alcalosi, nei bambini può avere gravi conseguenze, persino la morte.

Meccanismo cellulare di regolazione della CBS

Oltre ai meccanismi fisico-chimici e fisiologici considerati della regolazione della CBS, c'è anche meccanismo cellulare regolazione del KOS. Il principio del suo funzionamento è che quantità in eccesso di H + possono essere immesse nelle celle in cambio di K + .

INDICATORI KOS

1. pH - (potenza idrogeno - forza dell'idrogeno) - logaritmo decimale negativo (-lg) della concentrazione di H +. La norma nel sangue capillare è 7,37 - 7,45, ... 2. pCO2 - pressione parziale dell'anidride carbonica in equilibrio con ... 3. pO2 - pressione parziale dell'ossigeno nel sangue intero. La norma nel sangue capillare è 83 - 108 mm Hg, nel sangue venoso - ...

BOS VIOLAZIONI

La correzione della CBS è una reazione adattativa da parte dell'organo che ha causato la violazione della CBS. Esistono due tipi principali di disturbi BOS: acidosi e alcalosi.

Acidosi

IO. Gas (respirazione) . È caratterizzato dall'accumulo di CO 2 nel sangue ( pCO 2 =, AB, SB, BB=N,).

1). difficoltà nel rilascio di CO 2, con violazioni della respirazione esterna (ipoventilazione dei polmoni con asma bronchiale, polmonite, disturbi circolatori con ristagno nel piccolo circolo, edema polmonare, enfisema, atelettasia dei polmoni, depressione del centro respiratorio sotto il influenza di un certo numero di tossine e droghe come la morfina, ecc. ) (рСО 2 =, рО 2 =↓, AB, SB, BB=N,).

2). alta concentrazione di CO 2 nell'ambiente (locali chiusi) (ðСО 2 =, Þ 2, AB, SB, BB=N,).

3). malfunzionamenti dell'anestesia e delle apparecchiature respiratorie.

Nell'acidosi gassosa, l'accumulo si verifica nel sangue CO2, H 2 CO 3 e abbassando il pH. L'acidosi stimola il riassorbimento di Na + nei reni e dopo un po 'si verifica un aumento di AB, SB, BB nel sangue e, come compensazione, si sviluppa l'alcalosi escretoria.

Con l'acidosi, H 2 PO 4 - si accumula nel plasma sanguigno, che non può essere riassorbito nei reni. Di conseguenza, è fortemente rilasciato, causando fosfaturia .

Per compensare l'acidosi renale, i cloruri vengono intensamente escreti nelle urine, il che porta a ipocromia .

L'eccesso di H + entra nelle cellule, in cambio, K + lascia le cellule, causando iperkaliemia .

L'eccesso di K + è fortemente escreto nelle urine, che entro 5-6 giorni porta a ipokaliemia .

II. Non gas. È caratterizzato dall'accumulo di acidi non volatili (pCO 2 \u003d ↓, N, AB, SB, BB=↓).

1). Metabolico. Si sviluppa in violazioni del metabolismo tissutale, che sono accompagnate da eccessiva formazione e accumulo di acidi non volatili o perdita di basi (pCO 2 \u003d ↓, N, АР = , AB, SB, BB=↓).

UN). Chetoacidosi. Con diabete, digiuno, ipossia, febbre, ecc.

B). Acidosi lattica. Con ipossia, funzionalità epatica compromessa, infezioni, ecc.

V). Acidosi. Si verifica a seguito dell'accumulo di organico e acidi inorganici con estesi processi infiammatori, ustioni, lesioni, ecc.

Nell'acidosi metabolica, gli acidi non volatili si accumulano e il pH diminuisce. I sistemi tampone, gli acidi neutralizzanti, vengono consumati, di conseguenza la concentrazione nel sangue diminuisce AB, SB, BB e in aumento AR.

H + acidi non volatili, quando interagiscono con HCO 3 - danno H 2 CO 3, che si decompone in H 2 O e CO 2, gli stessi acidi non volatili formano sali con Na + bicarbonati. Basso pH e alto pCO 2 stimolano la respirazione; di conseguenza, il pCO 2 nel sangue si normalizza o diminuisce con lo sviluppo di alcalosi gassosa.

L'eccesso di H+ nel plasma sanguigno si muove all'interno della cellula, e in cambio K+ lascia la cellula, un transitorio iperkaliemia , e le cellule ipocalistia . K + viene escreto intensamente nelle urine. Entro 5-6 giorni, il contenuto di K + nel plasma si normalizza e quindi diventa inferiore al normale ( ipokaliemia ).

Nei reni, i processi di acido-, ammoniogenesi e ricostituzione della carenza di bicarbonato plasmatico sono potenziati. In cambio di HCO 3 - Cl - viene attivamente escreto nelle urine, si sviluppa ipocloremia .

Manifestazioni cliniche di acidosi metabolica:

- disturbi del microcircolo . C'è una diminuzione del flusso sanguigno e lo sviluppo della stasi sotto l'azione delle catecolamine, le proprietà reologiche del sangue cambiano, che contribuisce all'approfondimento dell'acidosi.

- danneggiamento e permeabilità parete vascolare sotto l'influenza di ipossia e acidosi. Con l'acidosi, aumenta il livello di chinine nel plasma e nel fluido extracellulare. Le chinine causano vasodilatazione e aumentano drasticamente la permeabilità. L'ipotensione si sviluppa. I cambiamenti descritti nei vasi della microvascolarizzazione contribuiscono al processo di trombosi e sanguinamento.

Quando il pH del sangue è inferiore a 7,2, diminuzione della gittata cardiaca .

- Respiro di Kussmaul (reazione compensatoria finalizzata al rilascio di CO 2 in eccesso).

2. Escretore. Si sviluppa quando c'è una violazione dei processi di acido e ammoniogenesi nei reni o con un'eccessiva perdita di valenze di base con le feci.

UN). Ritenzione acida nell'insufficienza renale (glomerulonefrite diffusa cronica, nefrosclerosi, nefrite diffusa, uremia). Urina neutra o alcalina.

B). Perdita di alcali: renale (acidosi tubulare renale, ipossia, intossicazione da sulfamidici), gastrointestinale (diarrea, ipersalivazione).

3. Esogeno.

Ingestione di cibi acidi, farmaci (cloruro di ammonio; trasfusione di grandi quantità di soluzioni di sostituzione del sangue e fluidi per nutrizione parenterale, il cui pH è solitamente<7,0) и при отравлениях (салицилаты, этанол, метанол, этиленгликоль, толуол и др.).

4. Combinato.

Ad esempio, chetoacidosi + acidosi lattica, metabolica + escretoria, ecc.

III. Misto (gas + non gas).

Si verifica con asfissia, insufficienza cardiovascolare, ecc.

Alcalosi

1). maggiore escrezione di CO2, con l'attivazione della respirazione esterna (iperventilazione dei polmoni con dispnea compensatoria, che accompagna una serie di malattie, tra cui ... 2). La carenza di O2 nell'aria inalata provoca l'iperventilazione dei polmoni e... L'iperventilazione porta ad una diminuzione della pCO2 nel sangue e ad un aumento del pH. L'alcalosi inibisce il riassorbimento di Na+ nei reni,...

Alcalosi non gassosa

Letteratura

1. Bicarbonati sierici o plasmatici /R. Murray, D. Grenner, P. Meyes, W. Rodwell // Biochimica umana: in 2 volumi. T.2. Per. dall'inglese: - M.: Mir, 1993. - p.370-371.

2. Sistemi tampone del sangue e dell'equilibrio acido-base / Т.Т. Berezov, B.F. Korovkin / / Chimica biologica: libro di testo / ed. Arieti S.S. Debov. - 2a ed. rivisto e aggiuntivi - M.: Medicina, 1990. - p.452-457.

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