Metabolizmi ujë-kripë. Metabolizmi ujë-kripë Biokimia e metabolizmit ujë-elektrolit

GOUVPO UGMA Agjencia Federale për Shëndetin dhe Zhvillimin Social
Departamenti i Biokimisë

KURS LEKTORI
NË BIOKIMI TË PËRGJITHSHME

Moduli 8. Biokimia e metabolizmit ujë-kripë.

Ekaterinburg,
2009

Tema: Metabolizmi ujë-kripë dhe minerale

Fakultetet: terapeutike dhe parandaluese, mjekësore dhe parandaluese, pediatrike.
Kursi i 2-të.

Metabolizmi ujë-kripë është shkëmbimi i ujit dhe elektroliteve kryesore të trupit (Na +, K +, Ca 2+, Mg 2+, Cl -, HCO 3 -, H 3 PO 4).
Elektrolitet janë substanca që shpërbëhen në tretësirë në anione dhe katione. Ato maten në mol/l.
Jo elektrolitet janë substanca që nuk shpërndahen në tretësirë (glukoza, kreatinina, ureja). Ato maten në g/l.
Roli biologjik i ujit

reaksionet kimike

VETITË E PËRGJITHSHME TË LËNDEVE TË TRUPIT
Të gjitha lëngjet e trupit karakterizohen nga vetitë e përbashkëta: vëllimi, presioni osmotik dhe vlera e pH.
Vëllimi. Në të gjitha kafshët tokësore, lëngu përbën rreth 70% të peshës trupore.
Shpërndarja e ujit në trup varet nga mosha, gjinia, masa e muskujve, lloji i trupit dhe sasia e yndyrës. Përmbajtja e ujit në inde të ndryshme shpërndahet si më poshtë: mushkëri, zemra dhe veshkat (80%), muskujt skeletorë dhe truri (75%), lëkura dhe mëlçia (70%), kockat (20%), indi dhjamor (10%). . Në përgjithësi, njerëz të dobët më pak yndyrë dhe më shumë ujë. Tek meshkujt, uji përbën 60%, tek femrat - 50% të peshës trupore. Njerëzit e moshuar kanë më shumë yndyrë dhe më pak muskuj. Mesatarisht, trupi i meshkujve dhe femrave mbi 60 vjeç përmban respektivisht 50% dhe 45% ujë.
Me mungesë të plotë të ujit, vdekja ndodh pas 6-8 ditësh, kur sasia e ujit në trup zvogëlohet me 12%.
I gjithë lëngu i trupit ndahet në grupe ndërqelizore (67%) dhe jashtëqelizore (33%).
Pishina jashtëqelizore (hapësira jashtëqelizore) përbëhet nga:

lëngu intraokular

Lëngjet shkëmbehen intensivisht ndërmjet pishinave. Lëvizja e ujit nga një sektor në tjetrin ndodh kur presioni osmotik ndryshon.
Presioni osmotik është presioni i krijuar nga të gjitha substancat e tretura në ujë. Presioni osmotik i lëngut jashtëqelizor përcaktohet kryesisht nga përqendrimi i NaCl.
Lëngjet jashtëqelizore dhe ndërqelizore ndryshojnë ndjeshëm në përbërjen dhe përqendrimin e përbërësve individualë, por përqendrimi total total i substancave osmotike aktive është afërsisht i njëjtë.
pH është logaritmi dhjetor negativ i përqendrimit të protonit. Vlera e pH varet nga intensiteti i formimit të acideve dhe bazave në trup, neutralizimi i tyre nga sistemet tampon dhe largimi nga trupi me urinë, ajrin e nxjerrë, djersë dhe feçe.
Në varësi të karakteristikave të shkëmbimit, vlera e pH mund të ndryshojë dukshëm si brenda qelizave të indeve të ndryshme ashtu edhe në ndarje të ndryshme të së njëjtës qelizë (në citosol aciditeti është neutral, në lizozome dhe në hapësirën ndërmembranore të mitokondrive është shumë acid. ). Në lëngun ndërqelizor organe të ndryshme Si në indet ashtu edhe në plazmën e gjakut, vlera e pH, si presioni osmotik, është një vlerë relativisht konstante.
RREGULLIMI I BILANCIT UJË-KRIPËR TË TRUPIT
Në trup, ekuilibri ujë-kripë i mjedisit ndërqelizor ruhet nga qëndrueshmëria e lëngut jashtëqelizor. Nga ana tjetër, ekuilibri ujë-kripë i lëngut jashtëqelizor mbahet përmes plazmës së gjakut me ndihmën e organeve dhe rregullohet nga hormonet.
1. Organet që rregullojnë metabolizmin ujë-kripë
Hyrja e ujit dhe kripërave në trup ndodh përmes traktit gastrointestinal, ky proces kontrollohet nga ndjenja e etjes dhe oreksi për kripë. Veshkat largojnë ujin dhe kripërat e tepërta nga trupi. Përveç kësaj, uji largohet nga trupi nga lëkura, mushkëritë dhe trakti gastrointestinal.
Bilanci i ujit në trup

Për traktin gastrointestinal, lëkurën dhe mushkëritë, nxjerrja e ujit është një proces anësor që ndodh si rezultat i kryerjes së funksioneve të tyre kryesore. Për shembull, trakti gastrointestinal humbet ujë kur substancat e patretura, produktet metabolike dhe ksenobiotikët çlirohen nga trupi. Mushkëritë humbasin ujë gjatë frymëmarrjes dhe lëkura gjatë termorregullimit.
Ndryshimet në funksionimin e veshkave, lëkurës, mushkërive dhe traktit gastrointestinal mund të çojnë në ndërprerje të homeostazës së kripës së ujit. Për shembull, në klimat e nxehta, për të ruajtur temperaturën e trupit, lëkura shton djersitjen dhe në rast helmimi, të vjella ose diarre ndodhin nga trakti gastrointestinal. Si rezultat i rritjes së dehidrimit dhe humbjes së kripërave në trup, ndodh një shkelje e ekuilibrit ujë-kripë.

2. Hormonet që rregullojnë metabolizmin ujë-kripë
Vazopresina
Hormoni antidiuretik (ADH), ose vazopresina, është një peptid me peshë molekulare rreth 1100 D, që përmban 9 AA të lidhura nga një urë disulfide.
ADH sintetizohet në neuronet e hipotalamusit dhe transportohet në mbaresat nervore të lobit të pasmë të gjëndrrës së hipofizës (neurohipofiza).
Presioni i lartë osmotik i lëngut jashtëqelizor aktivizon osmoreceptorët në hipotalamus, duke rezultuar në impulse nervore që transmetohen në gjëndrën e pasme të hipofizës dhe shkaktojnë çlirimin e ADH në qarkullimin e gjakut.
ADH vepron përmes 2 llojeve të receptorëve: V 1 dhe V 2.
Kryesor efekt fiziologjik hormoni, realizohet nëpërmjet receptorëve V 2, të cilët ndodhen në qelizat e tubulave distale dhe në kanalet grumbulluese, të cilat janë relativisht të padepërtueshme nga molekulat e ujit.
ADH, nëpërmjet receptorëve V 2, stimulon sistemin e adenilat ciklazës, si rezultat i të cilit proteinat fosforilohen, duke stimuluar shprehjen e gjenit të proteinës së membranës - aquaporin-2. Aquaporin-2 integrohet në membranën apikale të qelizave, duke formuar kanale uji në të. Nëpërmjet këtyre kanaleve, uji riabsorbohet nga urina në hapësirën intersticiale me difuzion pasiv dhe urina përqendrohet.
Në mungesë të ADH, urina nuk përqendrohet (densiteti<1010г/л) и может выделяться в очень больших количествах (>20 l/ditë), që çon në dehidratim të trupit. Kjo gjendje quhet diabeti insipidus.
Shkaqet e mungesës së ADH dhe diabetit insipidus janë: defekte gjenetike në sintezën e prepro-ADG në hipotalamus, defekte në përpunimin dhe transportin e proADG, dëmtimi i hipotalamusit ose neurohipofizës (për shembull, si rezultat i dëmtimit traumatik të trurit, tumor, ishemi). Diabeti insipidus nefrogjenik ndodh për shkak të një mutacioni në gjenin e receptorit ADH të tipit V 2.
Receptorët V 1 lokalizohen në membranat e enëve SMC. ADH, nëpërmjet receptorëve V 1, aktivizon sistemin inositol trifosfat dhe stimulon çlirimin e Ca 2+ nga ER, i cili stimulon tkurrjen e SMC-ve vaskulare. Efekti vazokonstriktor i ADH ndodh në përqendrime të larta të ADH.
Hormoni natriuretik (faktori natriuretik atrial, ANF, atriopeptin)
PNP është një peptid që përmban 28 AA me 1 urë disulfide, i sintetizuar kryesisht në kardiomiocitet atriale.
Sekretimi i PNP stimulohet kryesisht nga një rritje e presionit të gjakut, si dhe një rritje në presioni osmotik plazma, rrahjet e zemrës, përqendrimi i katekolaminave dhe glukokortikoideve në gjak.
PNP vepron përmes sistemit guanilate ciklazë, duke aktivizuar protein kinazën G.
Në veshka, PNF zgjeron arteriolat aferente, gjë që rrit rrjedhjen e gjakut në veshka, shkallën e filtrimit dhe sekretimin e Na +.
Në arteriet periferike, PNF zvogëlon tonin e muskujve të lëmuar, i cili zgjeron arteriolat dhe ul presionin e gjakut. Përveç kësaj, PNF pengon lirimin e reninës, aldosteronit dhe ADH.
Sistemi renin-angiotensin-aldosteron
Renin
Renina është një enzimë proteolitike e prodhuar nga qelizat jukstaglomerulare të vendosura përgjatë arteriolave aferente (aferente) të korpuskulës renale. Sekretimi i reninës stimulohet nga rënia e presionit në arteriolat aferente të glomerulit, e shkaktuar nga ulja e presionit të gjakut dhe ulja e përqendrimit të Na +. Sekretimi i reninës lehtësohet gjithashtu nga një ulje e impulseve nga baroreceptorët e atriumeve dhe arterieve si rezultat i uljes së presionit të gjakut. Sekretimi i reninës frenohet nga Angiotensin II, presioni i lartë i gjakut.
Në gjak, renina vepron në angiotensinogen.
Angiotensinogen - ? 2-globulina, nga 400 AK. Formimi i angiotenzinogjenit ndodh në mëlçi dhe stimulohet nga glukokortikoidet dhe estrogjenet. Renina hidrolizon lidhjen peptide në molekulën e angiotenzinogjenit, duke shkëputur prej saj dekapeptidin N-terminal - angiotensin I, i cili nuk ka aktivitet biologjik.
Nën veprimin e enzimës konvertuese të antiotensinës (ACE) (karboksidipeptidil peptidaza) e qelizave edotelial, mushkërive dhe plazmës së gjakut, 2 AA hiqen nga C-fundi i angiotenzinës I dhe formohet angiotensin II (oktapeptid).
Angiotensin II
Angiotensin II funksionon përmes sistemit inositol trifosfat të qelizave zona glomeruloze korteksi i veshkave dhe SMC. Angiotensin II stimulon sintezën dhe sekretimin e aldosteronit nga qelizat e zonës glomeruloze të korteksit adrenal. Përqendrimet e larta të angiotenzinës II shkaktojnë vazokonstriksion të rëndë të arterieve periferike dhe rrisin presionin e gjakut. Përveç kësaj, angiotensin II stimulon qendrën e etjes në hipotalamus dhe pengon sekretimin e reninës në veshka.
Angiotensina II hidrolizohet nga aminopeptidazat në angiotensin III (një heptapeptid me aktivitetin e angiotenzinës II, por që ka një përqendrim 4 herë më të ulët), e cila më pas hidrolizohet nga angiotensinaza (proteaza) në AK.
Aldosteroni
Aldosteroni është një mineralokortikosteroid aktiv i sintetizuar nga qelizat e zonës glomeruloze të korteksit adrenal.
Sinteza dhe sekretimi i aldosteronit stimulohet nga angiotenzina II, përqendrimet e ulëta të Na + dhe përqendrimet e larta të K + në plazmën e gjakut, ACTH dhe prostaglandina. Sekretimi i aldosteronit frenohet nga përqendrimet e ulëta të K +.
Receptorët e aldosteronit lokalizohen si në bërthamën ashtu edhe në citosolin e qelizës. Aldosteroni nxit sintezën e: a) proteinave transportuese Na +, të cilat transportojnë Na + nga lumeni i tubulit në qelizën epiteliale të tubulit renal; b) Na + , K + -ATPazat c) K + proteinat transportuese që transferojnë K + nga qelizat e tubulave renale në urinën primare; d) enzimat mitokondriale të ciklit TCA, në veçanti citrat sintaza, të cilat stimulojnë formimin e molekulave ATP të nevojshme për transportin aktiv të joneve.
Si rezultat, aldosteroni stimulon riabsorbimin e Na + në veshka, gjë që shkakton mbajtjen e NaCl në trup dhe rrit presionin osmotik.
Aldosteroni stimulon sekretimin e K +, NH 4 + në veshka, gjëndra djerse, mukozën e zorrëve dhe gjëndrat e pështymës.

Roli i sistemit RAAS në zhvillimin e hipertensionit
Mbiprodhimi i hormoneve RAAS shkakton një rritje të vëllimit të lëngut qarkullues, presionin osmotik dhe të gjakut dhe çon në zhvillimin e hipertensionit.
Një rritje e reninës ndodh, për shembull, me aterosklerozën e arterieve renale, e cila shfaqet tek të moshuarit.
Hipersekretimi i aldosteronit - hiperaldosteronizmi - ndodh si rezultat i disa arsyeve.
Shkaku i hiperaldosteronizmit primar (sindroma e Conn) në afërsisht 80% të pacientëve është një adenoma mbiveshkore, në raste të tjera është hipertrofia difuze e qelizave të zonës glomeruloza që prodhojnë aldosteron.
Në hiperaldosteronizmin primar, teprica e aldosteronit rrit riabsorbimin e Na + në tubulat renale, gjë që stimulon sekretimin e ADH dhe mbajtjen e ujit nga veshkat. Përveç kësaj, ekskretimi i joneve K +, Mg 2+ dhe H + rritet.
Si rezultat, zhvillohen këto: 1). hipernatremia, duke shkaktuar hipertension, hipervolemi dhe edemë; 2). hipokalemia që çon në dobësi të muskujve; 3). mungesa e magnezit dhe 4). alkaloza e lehtë metabolike.
Hiperaldosteronizmi sekondar është shumë më i zakonshëm se hiperaldosteronizmi primar. Mund të shoqërohet me dështim të zemrës, sëmundje kronike të veshkave dhe tumore që sekretojnë reninë. Pacientët vëzhgohen nivel i rritur renin, angiotensin II dhe aldosterone. Simptomat klinike janë më pak të theksuara sesa me aldosteronizmin primar.

METABOLIZMI I KALCIUMIT, MAGNEZIT, FOSFORIT
Funksionet e kalciumit në trup:

Funksionet e magnezit në trup:

Funksionet e fosfatit në trup:

metabolizmin e energjisë

Shpërndarja e kalciumit, magnezit dhe fosfateve në trup
Një i rritur përmban mesatarisht 1000 g kalcium:

Trupi i të rriturve përmban rreth 1 kg fosfor:

Përqendrimi i magnezit në plazmën e gjakut është 0,7-1,2 mmol/l.

Shkëmbimi i kalciumit, magnezit dhe fosfateve në trup
Me ushqim në ditë, kalciumi duhet të furnizohet - 0,7-0,8 g, magnez - 0,22-0,26 g, fosfor - 0,7-0,8 g. Kalciumi absorbohet dobët me 30-50%, fosfori absorbohet mirë me 90%.
Përveç traktit gastrointestinal, kalciumi, magnezi dhe fosfori hyjnë në plazmën e gjakut nga indet e eshtrave gjatë procesit të resorbimit të tij. Shkëmbimi ndërmjet plazmës së gjakut dhe indit kockor për kalcium është 0,25-0,5 g/ditë, për fosforin – 0,15-0,3 g/ditë.
Kalciumi, magnezi dhe fosfori ekskretohen nga trupi përmes veshkave me urinë, përmes traktit gastrointestinal me feces dhe përmes lëkurës me djersë.
Rregullimi i këmbimit
Rregullatorët kryesorë të metabolizmit të kalciumit, magnezit dhe fosforit janë hormoni paratiroid, kalcitrioli dhe kalcitonina.
Hormoni paratiroid
Hormoni paratiroid (PTH) është një polipeptid prej 84 AKs (rreth 9.5 kDa) i sintetizuar në gjëndrat paratiroide.
Sekretimi i hormonit paratiroid stimulohet nga përqendrimet e ulëta të Ca 2+, Mg 2+ dhe përqendrimet e larta të fosfateve, dhe frenohet nga vitamina D 3.
Shkalla e zbërthimit të hormoneve zvogëlohet në përqendrime të ulëta të Ca 2+ dhe rritet nëse përqendrimet e Ca 2+ janë të larta.
Hormoni paratiroide vepron në kocka dhe veshka. Stimulon sekretimin e faktorit të rritjes 1 të ngjashëm me insulinën dhe citokinave nga osteoblastet, të cilat rrisin aktivitetin metabolik të osteoklasteve. Tek osteoklastet, përshpejtohet formimi i fosfatazës alkaline dhe kolagjenazës, të cilat shkaktojnë zbërthimin e matricës kockore, duke rezultuar në mobilizimin e Ca 2+ dhe fosfateve nga kocka në lëngun jashtëqelizor.
Në veshkat, hormoni paratiroid stimulon riabsorbimin e Ca 2+, Mg 2+ në tubulat e ndërlikuara distale dhe redukton rithithjen e fosfateve.
Hormoni paratiroid indukton sintezën e kalcitriolit (1,25(OH) 2 D 3).
Si rezultat, hormoni paratiroid në plazmën e gjakut rrit përqendrimin e Ca 2+ dhe Mg 2+ dhe zvogëlon përqendrimin e fosfateve.
Hiperparatiroidizmi
Në hiperparatiroidizmi primar(1:1000) mekanizmi i shtypjes së sekretimit të hormonit paratiroid në përgjigje të hiperkalcemisë është ndërprerë. Shkaqet mund të përfshijnë tumorin (80%), hiperplazinë difuze ose kancerin (më pak se 2%) të gjëndrës paratiroide.
Hiperparatiroidizmi shkakton:

Hiperparatiroidizmi sekondar ndodh me insuficiencë renale kronike dhe mungesë të vitaminës D 3.
Në insuficienca renale frenohet formimi i kalcitriolit, i cili dëmton përthithjen e kalciumit në zorrë dhe çon në hipokalcemi. Hiperparatiroidizmi shfaqet si përgjigje ndaj hipokalcemisë, por hormoni paratiroid nuk është në gjendje të normalizojë nivelet e kalciumit plazmatik. Ndonjëherë shfaqet hiperfostatemia. Për shkak të rritjes së mobilizimit të kalciumit nga ind kockor zhvillohet osteoporoza.
Hipoparatiroidizmi
Hipoparatiroidizmi shkaktohet nga pamjaftueshmëria e gjëndrave paratiroide dhe shoqërohet me hipokalcemi. Hipokalcemia shkakton rritje të përcjellshmërisë neuromuskulare, sulme të konvulsioneve tonike, konvulsione të muskujve të frymëmarrjes dhe diafragmës dhe laringospazmë.
Kalcitriol
Kalcitrioli sintetizohet nga kolesteroli.

shumica

Sinteza e kalcitriolit stimulohet nga hormoni paratiroid, përqendrimet e ulëta të fosfateve dhe Ca 2+ (nëpërmjet hormonit paratiroid) në gjak.
Sinteza e kalcitriolit pengohet nga hiperkalcemia; ajo aktivizon 24?-hidroksilazën, e cila e shndërron kalcidiolin në metabolitin joaktiv 24,25(OH) 2 D 3, ndërsa kalcitrioli përkatësisht aktiv nuk formohet.
Kalcitrioli ndikon në zorrën e hollë, veshkat dhe kockat.
Kalcitriol:

Si rezultat, kalcitrioli rrit përqendrimin e Ca 2+, Mg 2+ dhe fosfateve në plazmën e gjakut.
Mungesa e kalcitriolit prish formimin e kristaleve të fosfatit të kalciumit amorf dhe hidroksiapatitit në indet e eshtrave, gjë që çon në zhvillimin e rakitave dhe osteomalacisë.
Rakiti është një sëmundje fëmijërinë të shoqëruara me mineralizim të pamjaftueshëm të indit kockor.
Shkaqet e rakitit: mungesa e vitaminës D 3, kalciumit dhe fosforit në dietë, përthithja e dëmtuar e vitaminës D 3 zorra e holle, ulje e sintezës së kolekalciferolit për shkak të mungesës së dritës së diellit, defekt i 1a-hidroksilazës, defekt i receptorëve të kalcitriolit në qelizat e synuara. Ulja e përqendrimit të Ca 2+ në plazmën e gjakut stimulon sekretimin e hormonit paratiroid, i cili, nëpërmjet osteolizës, shkakton shkatërrimin e indit kockor.
Me rakit, kockat e kafkës preken; gjoksi, së bashku me sternumin, del përpara; kockat tubulare dhe nyjet e krahëve dhe këmbëve janë deformuar; barku zmadhohet dhe del jashtë; zhvillimi motorik është i vonuar. Mënyrat kryesore për të parandaluar rakitin janë ushqimi i duhur dhe ekspozimi i mjaftueshëm në diell.
Kalcitonina
Kalcitonina është një polipeptid i përbërë nga 32 AA me një lidhje disulfide, i sekretuar nga qelizat K parafolikulare të gjëndrës tiroide ose qelizat C të gjëndrave paratiroide.
Sekretimi i kalcitoninës stimulohet nga përqendrimet e larta të Ca 2+ dhe glukagonit, dhe shtypet nga përqendrimet e ulëta të Ca 2+.
Kalcitonina:

Ndryshime në nivelet e kalciumit, magnezit dhe fosfateve në patologji të ndryshme
Një rënie në përqendrimin e Ca 2+ në plazmën e gjakut vërehet kur:

pankreatiti akut

Një rritje në përqendrimin e Ca 2+ në plazmën e gjakut vërehet kur:

mielomat e shumëfishta

tumoret malinje

Një rënie në përqendrimin e fosfateve në plazmën e gjakut vërehet kur:

Një rritje në përqendrimin e fosfateve në plazmën e gjakut vërehet kur:

Përqendrimi i magnezit është shpesh proporcional me përqendrimin e kaliumit dhe varet nga shkaqet e zakonshme.
Një rritje në përqendrimin e Mg 2+ në plazmën e gjakut vërehet kur:

Roli i mikroelementeve: Mg 2+, Mn 2+, Co, Cu, Fe 2+, Fe 3+, Ni, Mo, Se, J. Rëndësia e ceruloplazminës, sëmundja Konovalov-Wilson.

Mangani është një kofaktor për sintetazat e aminoacil-tRNA.

Roli biologjik i elektroliteve bazë Na + , Cl - , K + , HCO 3 - - rëndësi në rregullimin e CBS. Shkëmbim dhe roli biologjik. Dallimi i anionit dhe korrigjimi i tij.

Metalet e rënda (plumbi, zhiva, bakri, kromi etj.), efektet e tyre toksike.

Rritja e niveleve të klorurit në serumin e gjakut: dehidratim, insuficiencë renale akute, acidozë metabolike pas diarresë dhe humbje të bikarbonateve, alkalozë respiratore, trauma të kokës, hipofunksionim adrenal, me përdorim afatgjatë të kortikosteroideve, diuretikëve tiazidë, hiperaldosteronizmit, sëmundjes Cushing.
Zvogëlimi i përmbajtjes së klorurit në serumin e gjakut: alkaloza hipokloremike (pas të vjellave), acidoza respiratore, djersitja e tepërt, nefriti me humbje të kripërave (reabsorbimi i dëmtuar), lëndimi i kokës, një gjendje me rritje të volumit të fleksibilitetit jashtëqelizor, ulçera ulcerative, Addison' sëmundje (hipoaldosteronizëm).
Rritja e sekretimit të klorureve në urinë: hipoaldosteronizëm (sëmundja e Addison-it), nefrit që humbet kripën, shtimi i marrjes së kripës, trajtimi me diuretikë.
Zvogëlimi i sekretimit të klorurit urinar: Humbja e klorureve për shkak të të vjellave, diarresë, sëmundjes së Cushing, dështimit të veshkave në fazën e fundit, mbajtjes së kripës për shkak të edemës.
Përmbajtja normale e kalciumit në serumin e gjakut është 2,25-2,75 mmol/l.
Ekskretimi normal i kalciumit në urinë është 2,5-7,5 mmol/ditë.
Rritja e niveleve të kalciumit në serumin e gjakut: hiperparatiroidizëm, metastaza tumorale në indin kockor, mieloma e shumëfishtë, ulje e çlirimit të kalcitoninës, mbidoza e vitaminës D, tirotoksikoza.
Ulje e niveleve të kalciumit në serumin e gjakut: hipoparatiroidizëm, rritje të sekretimit të kalcitoninës, hipovitaminozë D, reabsorbim të dëmtuar në veshka, transfuzion masiv gjaku, hipoalbunemi.
Rritja e sekretimit të kalciumit në urinë: ekspozimi i zgjatur në rrezet e diellit (hipervitaminoza D), hiperparatiroidizmi, metastazat e tumorit në indin kockor, reabsorbimi i dëmtuar në veshka, tirotoksikoza, osteoporoza, trajtimi me glukokortikoide.
Zvogëlimi i sekretimit të kalciumit në urinë: hipoparatiroidizëm, rakit, nefrit akut (dëmtimi i filtrimit në veshka), hipotiroidizëm.
Përmbajtja e hekurit në serumin e gjakut është normale mmol/l.
Rritja e përmbajtjes së hekurit në serumin e gjakut: anemi aplastike dhe hemolitike, hemokromatoza, hepatiti akut dhe steatoza, cirroza e mëlçisë, talasemia, transfuzionet e përsëritura.
Përmbajtja e reduktuar e hekurit në serumin e gjakut: Anemia nga mungesa e hekurit, infeksione akute dhe kronike, tumore, sëmundje të veshkave, humbje gjaku, shtatzëni, përthithje e dëmtuar e hekurit në zorrët.

KURS LEKTORI

NË BIOKIMI TË PËRGJITHSHME

Moduli 8. Biokimia e metabolizmit ujë-kripë dhe statusi acido-bazik

Ekaterinburg,

LEKTURA Nr.24

Tema: Metabolizmi ujë-kripë dhe minerale

Fakultetet: terapeutike dhe parandaluese, mjekësore dhe parandaluese, pediatrike.

Metabolizmi ujë-kripë – shkëmbimi i ujit dhe elektroliteve kryesore të trupit (Na + , K + , Ca 2+ , Mg 2+ , Cl - , HCO 3 - , H 3 PO 4 ).

Elektrolitet – substanca që shpërbëhen në tretësirë në anione dhe katione. Ato maten në mol/l.

Jo elektrolite– substanca që nuk shpërndahen në tretësirë (glukozë, kreatininë, ure). Ato maten në g/l.

Metabolizmi i mineraleve – shkëmbimi i çdo përbërësi mineral, përfshirë ato që nuk ndikojnë në parametrat bazë të mjedisit të lëngshëm në trup.

Uji - komponenti kryesor i të gjitha lëngjeve të trupit.

Roli biologjik i ujit

Uji është një tretës universal për shumicën e përbërjeve organike (përveç lipideve) dhe inorganike.

Uji dhe substancat e tretura në të krijojnë mjedisin e brendshëm të trupit.

Uji siguron transportin e substancave dhe energjisë termike në të gjithë trupin.

Një pjesë e rëndësishme e reaksioneve kimike të trupit ndodh në fazën ujore.

Uji merr pjesë në reaksionet e hidrolizës, hidratimit dhe dehidrimit.

Përcakton strukturën hapësinore dhe vetitë e molekulave hidrofobe dhe hidrofile.

Në kombinim me GAG, uji kryen një funksion strukturor.

Karakteristikat e përgjithshme të lëngjeve të trupit

Të gjitha lëngjet e trupit karakterizohen nga vetitë e përbashkëta: vëllimi, presioni osmotik dhe vlera e pH.

Vëllimi. Në të gjitha kafshët tokësore, lëngu përbën rreth 70% të peshës trupore.

Shpërndarja e ujit në trup varet nga mosha, gjinia, masa e muskujve, lloji i trupit dhe sasia e yndyrës. Përmbajtja e ujit në inde të ndryshme shpërndahet si më poshtë: mushkëri, zemra dhe veshkat (80%), muskujt skeletorë dhe truri (75%), lëkura dhe mëlçia (70%), kockat (20%), indi dhjamor (10%). . Në përgjithësi, njerëzit e dobët kanë më pak yndyrë dhe më shumë ujë. Tek meshkujt, uji përbën 60%, tek femrat - 50% të peshës trupore. Njerëzit e moshuar kanë më shumë yndyrë dhe më pak muskuj. Mesatarisht, trupi i meshkujve dhe femrave mbi 60 vjeç përmban respektivisht 50% dhe 45% ujë.

Me mungesë të plotë të ujit, vdekja ndodh pas 6-8 ditësh, kur sasia e ujit në trup zvogëlohet me 12%.

I gjithë lëngu i trupit ndahet në grupe ndërqelizore (67%) dhe jashtëqelizore (33%).

Pishinë jashtëqelizore (hapësira jashtëqelizore) përbëhet nga:

Lëngu intravaskular;

Lëngu intersticial (ndërqelizor);

Lëngu ndërqelizor (lëngu i zgavrave pleural, perikardial, peritoneal dhe hapësirës sinoviale, lëngu cerebrospinal dhe intraokular, sekretimi i djersës, gjëndrave të pështymës dhe lotit, sekretimi i pankreasit, mëlçisë, fshikëzës së tëmthit, traktit gastrointestinal dhe traktit respirator).

Lëngjet shkëmbehen intensivisht ndërmjet pishinave. Lëvizja e ujit nga një sektor në tjetrin ndodh kur presioni osmotik ndryshon.

Presioni osmotik - Ky është presioni i krijuar nga të gjitha substancat e tretura në ujë. Presioni osmotik i lëngut jashtëqelizor përcaktohet kryesisht nga përqendrimi i NaCl.

Lëngjet jashtëqelizore dhe ndërqelizore ndryshojnë ndjeshëm në përbërjen dhe përqendrimin e përbërësve individualë, por përqendrimi total total i substancave osmotike aktive është afërsisht i njëjtë.

pH– logaritmi dhjetor negativ i përqendrimit të protonit. Vlera e pH varet nga intensiteti i formimit të acideve dhe bazave në trup, neutralizimi i tyre nga sistemet tampon dhe largimi nga trupi me urinë, ajrin e nxjerrë, djersë dhe feçe.

Në varësi të karakteristikave të shkëmbimit, vlera e pH mund të ndryshojë dukshëm si brenda qelizave të indeve të ndryshme ashtu edhe në ndarje të ndryshme të së njëjtës qelizë (në citosol aciditeti është neutral, në lizozome dhe në hapësirën ndërmembranore të mitokondrive është shumë acid. ). Në lëngun ndërqelizor të organeve dhe indeve të ndryshme dhe në plazmën e gjakut, vlera e pH, si presioni osmotik, është një vlerë relativisht konstante.

Përqendrimi kalciumit në lëngun jashtëqelizor normalisht mbahet në një nivel rreptësisht konstant, rrallë duke u rritur ose ulur me disa përqind në krahasim me vlerat normale prej 9,4 mg/dL, që është e barabartë me 2,4 mmol kalcium për litër. Një kontroll i tillë i rreptë është shumë i rëndësishëm për shkak të rolit thelbësor të kalciumit në shumë procese fiziologjike, duke përfshirë tkurrjen skeletore, kardiake dhe të muskujve të lëmuar, mpiksjen e gjakut, transmetimin. impulset nervore. Indet ngacmuese, duke përfshirë indin nervor, janë shumë të ndjeshëm ndaj ndryshimeve në përqendrimin e kalciumit dhe një rritje në përqendrimin e joneve të kalciumit në krahasim me normalen (hipskalcemia) shkakton dëme në rritje. sistemi nervor; përkundrazi, ulja e përqendrimit të kalciumit (hipokalcemia) rrit ngacmueshmërinë e sistemit nervor.

Një tipar i rëndësishëm i rregullimit të përqendrimit jashtëqelizor të kalciumit: vetëm rreth 0.1% numri total Kalciumi i trupit është i pranishëm në lëngun jashtëqelizor, rreth 1% ndodhet brenda qelizave, dhe pjesa tjetër ruhet në kocka, kështu që kockat mund të konsiderohen si një depo e madhe kalciumi, duke e lëshuar atë në hapësirën jashtëqelizore nëse përqendrimi i kalciumit zvogëlohet, dhe, përkundrazi, largon kalciumin e tepërt për ruajtje.

Përafërsisht 85% fosfatet Trupi ruhet në kocka, 14 deri në 15% ruhet në qeliza dhe vetëm më pak se 1% është i pranishëm në lëngun jashtëqelizor. Përqendrimet e fosfatit në lëngun jashtëqelizor nuk janë të rregulluara aq fort sa përqendrimet e kalciumit, megjithëse ato kryejnë një sërë funksionesh të rëndësishme në kontrollin e përbashkët të shumë proceseve me kalciumin.

Thithja e kalciumit dhe fosfateve në zorrë dhe ekskretimi i tyre në feces. Norma e zakonshme e marrjes së kalciumit dhe fosfatit është afërsisht 1000 mg/ditë, që korrespondon me sasinë e nxjerrë nga 1 litër qumësht. Në mënyrë tipike, kationet dyvalente, siç është kalciumi i jonizuar, absorbohen dobët në zorrë. Megjithatë, siç diskutohet më poshtë, vitamina D promovon thithjen e kalciumit nga zorrët, dhe pothuajse 35% (rreth 350 mg/ditë) e marrjes së kalciumit absorbohet. Kalciumi i mbetur në zorrë hyn në feçet dhe hiqet nga trupi. Për më tepër, rreth 250 mg/ditë kalcium hyn në zorrët si pjesë e lëngjeve tretëse dhe qelizave të eksfoluara. Kështu, rreth 90% (900 mg/ditë) e marrjes ditore të kalciumit ekskretohet në feces.

Hipokalcemia shkakton stimulimin e sistemit nervor dhe tetanisë. Nëse përqendrimi i joneve të kalciumit në lëngun jashtëqelizor bie më poshtë vlerat normale, sistemi nervor gradualisht bëhet gjithnjë e më i ngacmueshëm, sepse Ky ndryshim rezulton në rritjen e përshkueshmërisë ndaj joneve të natriumit, duke lehtësuar gjenerimin e potencialit të veprimit. Nëse përqendrimi i joneve të kalciumit bie në një nivel prej 50% të normales, ngacmueshmëria e fibrave nervore periferike bëhet aq e madhe sa ato fillojnë të shkarkohen spontanisht.

Hiperkalcemia zvogëlon ngacmueshmërinë e sistemit nervor dhe aktivitetin e muskujve. Nëse përqendrimi i kalciumit në lëngjet e trupit tejkalon normën, ngacmueshmëria e sistemit nervor zvogëlohet, gjë që shoqërohet me një ngadalësim të përgjigjeve refleksore. Rritja e përqendrimit të kalciumit çon në një ulje të intervalit QT në elektrokardiogram, ulje të oreksit dhe kapsllëk, ndoshta për shkak të një ulje të aktivitetit kontraktues të murit muskulor të traktit gastrointestinal.

Këto efekte depresive fillojnë të shfaqen kur nivelet e kalciumit rriten mbi 12 mg/dL dhe bëhen të dukshme kur nivelet e kalciumit kalojnë 15 mg/dL.

Impulset nervore që rezultojnë arrijnë në muskujt skeletorë, duke shkaktuar kontraktime tetanike. Prandaj, hipokalcemia shkakton tetaninë, dhe ndonjëherë provokon kriza epileptiforme, pasi hipokalcemia rrit ngacmueshmërinë e trurit.

Thithja e fosfateve në zorrë është e lehtë. Përveç atyre sasive të fosfateve që ekskretohen me feçe në formën e kripërave të kalciumit, pothuajse të gjitha fosfatet që përmbahen në dietën e përditshme thithen nga zorrët në gjak dhe më pas ekskretohen në urinë.

Ekskretimi i kalciumit dhe fosfatit nga veshkat. Përafërsisht 10% (100 mg/ditë) e kalciumit të gëlltitur ekskretohet në urinë; rreth 41% e kalciumit të plazmës lidhet me proteinat dhe për këtë arsye nuk filtrohet nga kapilarët glomerular. Sasia e mbetur kombinohet me anionet, si fosfatet (9%), ose jonizohet (50%) dhe filtrohet nga glomeruli në tubulat renale.

Normalisht, 99% e kalciumit të filtruar riabsorbohet në tubulat e veshkave, kështu që pothuajse 100 mg kalcium ekskretohet në urinë në ditë. Përafërsisht 90% e kalciumit që përmbahet në filtratin glomerular riabsorbohet në tubulat proksimale, lakun e Henle dhe në fillim të tubulave distale. Pjesa e mbetur prej 10% e kalciumit riabsorbohet më pas në fund të tubulave distale dhe në fillim të kanaleve grumbulluese. Riabsorbimi bëhet shumë selektiv dhe varet nga përqendrimi i kalciumit në gjak.

Nëse përqendrimi i kalciumit në gjak është i ulët, riabsorbimi rritet, si rezultat, pothuajse asnjë kalcium nuk humbet në urinë. Përkundrazi, kur përqendrimi i kalciumit në gjak është pak më i lartë se vlerat normale, sekretimi i kalciumit rritet ndjeshëm. Faktori më i rëndësishëm që kontrollon riabsorbimin e kalciumit në nefronin distal dhe, për rrjedhojë, rregullon nivelin e sekretimit të kalciumit është hormoni paratiroid.

Ekskretimi renale i fosfatit rregullohet nga mekanizmi i rrjedhjes së bollshme. Kjo do të thotë se kur përqendrimi i fosfatit në plazmë zvogëlohet nën një vlerë kritike (rreth 1 mmol/l), i gjithë fosfati nga filtrati glomerular riabsorbohet dhe pushon së ekskretuari në urinë. Por nëse përqendrimi i fosfateve tejkalon normën, humbja e tij në urinë është drejtpërdrejt proporcionale me rritjen shtesë të përqendrimit të tij. Veshkat rregullojnë përqendrimin e fosfateve në hapësirën jashtëqelizore duke ndryshuar shkallën e sekretimit të fosfateve sipas përqendrimit të tyre në plazmë dhe shkallës së filtrimit të fosfatit në veshka.

Megjithatë, siç do të shohim më vonë, hormoni paratiroid mund të rrisë ndjeshëm sekretimin renal të fosfatit, kështu që luan një rol të rëndësishëm në rregullimin e përqendrimit të fosfatit plazmatik së bashku me kontrollin e përqendrimeve të kalciumit. Hormoni paratiroidështë një rregullator i fuqishëm i përqendrimeve të kalciumit dhe fosfatit, duke ushtruar ndikimin e tij duke kontrolluar proceset e riabsorbimit në zorrë, sekretimin në veshka dhe shkëmbimin e këtyre joneve ndërmjet lëngut jashtëqelizor dhe kockës.

Aktiviteti i tepërt i gjëndrave paratiroide shkakton rrjedhje të shpejtë të kripërave të kalciumit nga kockat me zhvillimin e mëvonshëm të hiperkalcemisë në lëngun jashtëqelizor; përkundrazi, hipofunksioni i gjëndrave paratiroide çon në hipokalcemi, shpesh me zhvillimin e tetanisë.

Anatomia funksionale e gjëndrave paratiroide. Normalisht, një person ka katër gjëndra paratiroide. Ato janë të vendosura menjëherë pas gjëndër tiroide, në çifte në polet e sipërme dhe të poshtme të saj. Çdo gjëndër paratiroide është një strukturë rreth 6 mm e gjatë, 3 mm e gjerë dhe 2 mm e lartë.

Makroskopikisht, gjëndrat paratiroide duken si yndyrë kafe të errët; është e vështirë të përcaktohet vendndodhja e tyre gjatë operacionit në gjëndrën tiroide, sepse ato shpesh duken si një lob shtesë i gjëndrës tiroide. Prandaj, derisa u vërtetua rëndësia e këtyre gjëndrave, tiroidektomia totale ose subtotale përfundoi me heqjen e njëkohshme të gjëndrave paratiroide.

Heqja e gjysmës së gjëndrave paratiroide nuk shkakton shqetësime serioze fiziologjike; heqja e tre ose të katër gjëndrave çon në hipoparatiroidizëm kalimtar. Por edhe një sasi e vogël e indit paratiroide të mbetur, për shkak të hiperplazisë, mund të sigurojë funksionimin normal të gjëndrave paratiroide.

Gjëndrat paratiroide të rritura përbëhen kryesisht nga qeliza kryesore dhe pak a shumë qeliza oksifile, të cilat mungojnë në shumë kafshë dhe te të rinjtë. Qelizat kryesore me sa duket sekretojnë shumicën, nëse jo të gjithë, të hormonit paratiroid, dhe qelizat oksifile kanë qëllimin e tyre.

Ata besohet të jenë një modifikim ose formë e rraskapitur e qelizave kryesore që nuk sintetizojnë më hormonin.

Struktura kimike e hormonit paratiroid. PTH izolohet në formë të pastruar. Fillimisht, ai sintetizohet në ribozome në formën e një paraprohormoni, një zinxhir polipeptid i mbetjeve të aminoacideve. Pastaj ndahet në prohormon, i përbërë nga 90 mbetje aminoacide, pastaj në fazën hormonale, e cila përfshin 84 mbetje aminoacide. Ky proces kryhet në rrjetin endoplazmatik dhe në aparatin Golgi.

Si rezultat, hormoni paketohet në granula sekretore në citoplazmën e qelizave. Forma përfundimtare e hormonit ka një peshë molekulare prej 9500; komponimet më të vogla të përbëra nga 34 mbetje aminoacide ngjitur me terminalin N të molekulës së hormonit paratiroide, të izoluara gjithashtu nga gjëndrat paratiroide, kanë aktivitet të plotë PTH. Është vërtetuar se veshkat eliminojnë plotësisht formën e hormonit, të përbërë nga 84 mbetje aminoacide, shumë shpejt, brenda pak minutash, ndërsa fragmentet e shumta të mbetura sigurojnë ruajtjen e një shkalle të lartë të aktivitetit hormonal për një kohë të gjatë.

Kalcitonina e tiroides- një hormon i prodhuar tek gjitarët dhe njerëzit nga qelizat parafolikulare të gjëndrës tiroide, gjëndrës paratiroide dhe gjëndra e timusit. Në shumë kafshë, për shembull, peshqit, një hormon i ngjashëm në funksion nuk prodhohet në gjëndrën tiroide (edhe pse të gjithë vertebrorët kanë një të tillë), por në trupat ultimobrankiale dhe për këtë arsye quhet thjesht kalcitonin. Kalcitonina e tiroides merr pjesë në rregullimin e metabolizmit të fosfor-kalciumit në trup, si dhe në ekuilibrin e aktivitetit të osteoklasteve dhe osteoblasteve dhe është një antagonist funksional i hormonit paratiroid. Kalcitonina e tiroides ul përmbajtjen e kalciumit dhe fosfatit në plazmën e gjakut duke rritur marrjen e kalciumit dhe fosfatit nga osteoblastet. Gjithashtu stimulon riprodhimin dhe aktivitetin funksional të osteoblasteve. Në të njëjtën kohë, thyrocalcitonin pengon riprodhimin dhe aktivitetin funksional të osteoklasteve dhe proceset e resorbimit të kockave. Kalcitonina e tiroides është një hormon protein-peptid me një peshë molekulare prej 3600. Forcon depozitimin e kripërave fosfor-kalcium në matricën e kolagjenit të kockave. Kalcitonina e tiroides, ashtu si hormoni paratiroid, rrit fosfaturinë.

Kalcitriol

Struktura:Është një derivat i vitaminës D dhe klasifikohet si steroid.

Sinteza: Kolekalciferoli (vitamina D3) dhe ergokalciferoli (vitamina D2) të formuara në lëkurë nën ndikimin e rrezatimit ultravjollcë dhe të furnizuara me ushqim hidroksilohen në mëlçi në C25 dhe në veshka në C1. Si rezultat, formohet 1,25-dioksikalciferol (kalcitriol).

Rregullimi i sintezës dhe sekretimit

Aktivizo: Hipokalcemia rrit hidroksilimin e C1 në veshka.

Reduktimi: Teprica e kalcitriolit pengon hidroksilimin e C1 në veshka.

Mekanizmi i veprimit: Citosolike.

Objektivat dhe efektet: Efekti i kalcitriolit është rritja e përqendrimit të kalciumit dhe fosforit në gjak:

në zorrë nxit sintezën e proteinave përgjegjëse për përthithjen e kalciumit dhe fosfateve, në veshka rrit riabsorbimin e kalciumit dhe fosfateve, në indin kockor rrit resorbimin e kalciumit. Patologjia: Hipofunksioni Korrespondon me pamjen e hipovitaminozës D. Roli 1.25-dihidroksikalciferol në shkëmbimin e Ca dhe P.: Përmirëson përthithjen e Ca dhe P nga zorrët, Përmirëson rithithjen e Ca dhe P nga veshkat, Përmirëson mineralizimin e kockave të reja, Stimulon osteoklastet dhe çlirimin e Ca nga të vjetrat. kockë.

Vitamina D (kalciferol, antirakitik)

Burimet: Ekzistojnë dy burime të vitaminës D:

mëlçia, maja, produktet yndyrore të qumështit (gjalpë, krem, salcë kosi), e verdha e vezës,

formohet në lëkurë gjatë rrezatimit ultravjollcë nga 7-dehidrokolesteroli në sasi prej 0,5-1,0 mcg/ditë.

Kërkesa ditore: Për fëmijët - 12-25 mcg ose 500-1000 IU; për të rriturit nevoja është shumë më pak.

ME
trefishim: Vitamina paraqitet në dy forma - ergokalciferol dhe kolekalciferol. Kimikisht, ergokalciferoli ndryshon nga kolekalciferoli nga prania në molekulën e një lidhjeje të dyfishtë midis C22 dhe C23 dhe një grupi metil në C24.

Pas përthithjes në zorrët ose pas sintezës në lëkurë, vitamina hyn në mëlçi. Këtu hidroksilohet në C25 dhe transportohet nga proteina transportuese e kalciferolit në veshka, ku hidroksilohet përsëri, në C1. Formohet 1,25-dihidroksikolekalciferol ose kalcitriol. Reaksioni i hidroksilimit në veshka stimulohet nga hormoni paratiroid, prolaktina, hormoni i rritjes dhe shtypet nga përqendrimet e larta të fosfateve dhe kalciumit.

Funksionet biokimike: 1. Rritja e përqendrimit të kalciumit dhe fosfateve në plazmën e gjakut. Për këtë kalcitriol: stimulon përthithjen e joneve të Ca2+ dhe fosfatit në zorrën e hollë (funksioni kryesor), stimulon riabsorbimin e joneve të Ca2+ dhe joneve të fosfatit në tubulat proksimale renale.

2. Në indin kockor, roli i vitaminës D është i dyfishtë:

stimulon çlirimin e joneve Ca2+ nga indet e eshtrave, pasi promovon diferencimin e monociteve dhe makrofagëve në osteoklast dhe redukton sintezën e kolagjenit të tipit I nga osteoblastet,

rrit mineralizimin e matricës kockore, pasi rrit prodhimin e acidit citrik, i cili këtu formon kripëra të patretshme me kalciumin.

3. Pjesëmarrja në reaksionet imune, veçanërisht në stimulimin e makrofagëve pulmonar dhe prodhimin e tyre të radikaleve të lira që përmbajnë azot, të cilat janë shkatërruese, duke përfshirë edhe për mycobacterium tuberculosis.

4. Shtyp sekretimin e hormonit paratiroide duke rritur përqendrimin e kalciumit në gjak, por rrit efektin e tij në riabsorbimin e kalciumit në veshka.

Hipovitaminoza. Hipovitaminoza e fituar Arsyeja.

Shpesh shfaqet me mangësi ushqyese te fëmijët, me izolim të pamjaftueshëm te personat që nuk dalin jashtë, ose me veçori kombëtare të veshjes. Hipovitaminoza mund të shkaktohet gjithashtu nga një rënie në hidroksilimin e kalciferolit (sëmundjet e mëlçisë dhe veshkave) dhe përthithja dhe tretja e dëmtuar e lipideve (sëmundja celiac, kolestaza).

Pamja klinike: Tek fëmijët nga 2 deri në 24 muaj shfaqet në formën e rakitit, në të cilin, pavarësisht se furnizohet me ushqim, kalciumi nuk përthithet në zorrë dhe humbet në veshka. Kjo çon në një ulje të përqendrimit të kalciumit në plazmën e gjakut, dëmtim të mineralizimit të indit kockor dhe, si pasojë, osteomalacia (zbutje e kockave). Osteomalacia manifestohet me deformim të kockave të kafkës (tuberoziteti i kokës), gjoksit (gjiri i pulës), lakimi i pjesës së poshtme të këmbës, rruzare rakitike në brinjë, zmadhimi i barkut për shkak të hipotonisë së muskujve, vonesa në daljen e dhëmbëve dhe. rritja e tepërt e fontaneleve.

Tek të rriturit vërehet edhe osteomalacia, d.m.th. Osteoidi vazhdon të sintetizohet, por nuk mineralizohet. Zhvillimi i osteoporozës është pjesërisht i lidhur edhe me mungesën e vitaminës D.

Hipovitaminoza trashëgimore

Rakiti i trashëguar i tipit I të varur nga vitamina D, në të cilin ka një defekt recesiv në α1-hidroksilazën renale. Manifestohet me vonesë zhvillimi, tipare skeletore rakitike etj. Trajtimi është preparatet e kalcitriolit ose doza të mëdha të vitaminës D.

Rakiti i trashëguar i tipit II i varur nga vitamina D, në të cilin ka një defekt në receptorët e kalcitriolit të indeve. Klinikisht, sëmundja është e ngjashme me tipin I, por përveç kësaj vërehen alopecia, milia, cistat epidermale dhe dobësia e muskujve. Trajtimi ndryshon në varësi të ashpërsisë së sëmundjes, por doza të mëdha të kalciferolit ndihmojnë.

Hipervitaminoza. Shkak

Konsumimi i tepërt me barna (të paktën 1.5 milion IU në ditë).

Pamja klinike: Shenjat e hershme të mbidozës së vitaminës D përfshijnë nauze, dhimbje koke, humbje e oreksit dhe peshës trupore, poliuri, etje dhe polidipsi. Mund të ketë kapsllëk, hipertension dhe ngurtësi të muskujve. Teprica kronike e vitaminës D çon në hipervitaminozë, e cila karakterizohet nga: demineralizimi i kockave, duke çuar në brishtësinë e tyre dhe fraktura, rritje të përqendrimit të joneve të kalciumit dhe fosforit në gjak, duke çuar në kalcifikim të enëve të gjakut, indeve të mushkërive dhe veshkave.

Format e dozimit

Vitamina D - yndyrë peshku, ergokalciferol, kolekalciferol.

1,25-Dioksikalciferol (formë aktive) – osteotriol, oksidevit, rocaltrol, forcal plus.

58. Hormonet, derivatet e acideve yndyrore. Sinteza. Funksione.

Sipas natyrës së tyre kimike, molekulat hormonale i përkasin tre grupeve të përbërjeve:

1) proteinat dhe peptidet; 2) derivatet e aminoacideve; 3) steroidet dhe derivatet e acideve yndyrore.

Eikosanoidet (είκοσι, greqisht - njëzet) përfshijnë derivate të oksiduar të acideve eicosan: eicosotriene (C20:3), acid arachidonic (C20:4), acid timnodonik (C20:5). Aktiviteti i eikozanoideve ndryshon ndjeshëm në varësi të numrit të lidhjeve të dyfishta në molekulë, e cila varet nga struktura e përbërjes origjinale. Eikosanoidet quhen substanca të ngjashme me hormonet sepse. ato mund të kenë vetëm një efekt lokal, duke qëndruar në gjak për disa sekonda. Gjendet në të gjitha organet dhe indet me pothuajse të gjitha llojet e qelizave. Eikosanoidet nuk mund të depozitohen; ato shkatërrohen brenda pak sekondash, dhe për këtë arsye qelizat duhet t'i sintetizojnë vazhdimisht nga acidet yndyrore të serive ω6 dhe ω3. Ekzistojnë tre grupe kryesore:

Prostaglandina (Pg)– sintetizohet pothuajse në të gjitha qelizat, përveç eritrociteve dhe limfociteve. Ekzistojnë lloje të prostaglandinave A, B, C, D, E, F. Funksionet e prostaglandinave reduktohen në ndryshime në tonin e muskujve të lëmuar të bronkeve, sistemit gjenitourinar dhe vaskular dhe traktit gastrointestinal, ndërsa drejtimi i ndryshimeve ndryshon. në varësi të llojit të prostaglandinave, llojit të qelizave dhe kushteve. Ato gjithashtu ndikojnë në temperaturën e trupit. Mund të aktivizojë adenilate ciklazën Prostaciklinat janë nënlloj i prostaglandinave (Pg I), shkaktojnë zgjerim të enëve të vogla, por kanë edhe një funksion të veçantë - frenojnë grumbullimin e trombociteve. Aktiviteti i tyre rritet me rritjen e numrit të lidhjeve të dyfishta. Ato sintetizohen në endotelin e enëve të miokardit, mitrës dhe mukozës gastrike. Tromboksane (Tx) formohen në trombocitet, stimulojnë grumbullimin e tyre dhe shkaktojnë vazokonstriksion. Aktiviteti i tyre zvogëlohet me rritjen e numrit të lidhjeve të dyfishta. Rritja e aktivitetit të metabolizmit të fosfoinositideve Leukotrienet (Lt) sintetizohet në leukocite, në qelizat e mushkërive, shpretkës, trurit, zemrës. Ekzistojnë 6 lloje të leukotrieneve A, B, C, D, E, F. Te leukocitet stimulojnë lëvizshmërinë, kemotaksinë dhe migrimin e qelizave në vendin e inflamacionit, në përgjithësi aktivizojnë reaksionet inflamatore, duke parandaluar kronizimin e tij. Ato shkaktojnë edhe tkurrje të muskujve bronkialë (në doza 100-1000 herë më pak se histamina). rrisin përshkueshmërinë e membranës për jonet Ca2+. Meqenëse jonet cAMP dhe Ca 2+ stimulojnë sintezën e eikosanoideve, një lak reagimi pozitiv mbyllet në sintezën e këtyre rregullatorëve specifikë.

DHE
burimi acidet ekozanoike të lira janë fosfolipide membranë qelizore. Nën ndikimin e stimujve specifikë dhe jospecifik, aktivizohet fosfolipaza A 2 ose një kombinim i fosfolipazës C dhe lipazës DAG, të cilat çahen. acid yndyror nga pozicioni C2 i fosfolipideve.

P

Acidi i olinës i ngopur metabolizohet kryesisht në 2 mënyra: ciklooksigjenaza dhe lipoksigjenaza, aktiviteti i të cilave në qeliza të ndryshme shprehet në shkallë të ndryshme. Rruga e ciklooksigjenazës është përgjegjëse për sintezën e prostaglandinave dhe tromboksaneve, rruga e lipoksigjenazës është përgjegjëse për sintezën e leukotrieneve.

Biosinteza Shumica e eikozanoideve fillojnë me ndarjen e acidit arachidonic nga fosfolipidi i membranës ose diacil-gliceroli në membranën plazmatike. Kompleksi i sintetazës është një sistem multienzimë që funksionon kryesisht në membranat ER. Këta eikozanoidë depërtojnë lehtësisht përmes membranës plazmatike të qelizave, dhe më pas përmes hapësirës ndërqelizore ato transferohen në qelizat fqinje ose lëshohen në gjak dhe limfë. Shkalla e sintezës së eikozanoideve është rritur nën ndikimin e hormoneve dhe neurotransmetuesve që veprojnë në adenilate ciklazën ose rrisin përqendrimin e joneve të Ca 2+ në qeliza. Formimi më intensiv i prostaglandinave ndodh në testikujt dhe vezoret. Në shumë inde, kortizoli pengon përthithjen e acidit arachidonic, i cili çon në shtypjen e prodhimit të eikosanoideve dhe në këtë mënyrë ka një efekt anti-inflamator. Prostaglandina E1 është një pirogjen i fuqishëm. Shtypja e sintezës së kësaj prostaglandine shpjegon efektin terapeutik të aspirinës. Gjysma e jetës së eikozanoideve është 1-20 s. Enzimat që i çaktivizojnë ato janë të pranishme në të gjitha indet, por numri më i madh i tyre gjenden në mushkëri. Sinteza Lek-I reg-I: Glukokortikoidet, në mënyrë indirekte përmes sintezës së proteinave specifike, bllokojnë sintezën e eikozanoideve duke reduktuar lidhjen e fosfolipideve nga fosfolipaza A 2, e cila parandalon çlirimin e acidit të pangopur nga fosfolipidi. Ilaçet anti-inflamatore jo-steroide (aspirina, indometacina, ibuprofeni) frenojnë në mënyrë të pakthyeshme ciklooksigjenazën dhe reduktojnë prodhimin e prostaglandinave dhe tromboksaneve.

60. Vitaminat E. K dhe ubikinoni, pjesëmarrja e tyre në metabolizëm.

Vitaminat e grupit E (tokoferolet). Emri "tokoferol" i vitaminës E vjen nga greqishtja "tokos" - "lindja" dhe "ferro" - të veshësh. U gjet në vaj nga kokrrat e grurit të mbirë. Aktualisht ekziston një familje e njohur e tokoferoleve dhe tokotrienoleve që gjenden në burimet natyrore. Të gjithë ata janë derivate metalikë të tokollit të përbërjes origjinale, janë shumë të ngjashëm në strukturë dhe përcaktohen me shkronja të alfabetit grek. α-tokoferoli shfaq aktivitetin më të madh biologjik.

Tokoferoli është i patretshëm në ujë; si vitaminat A dhe D, është i tretshëm në yndyrë dhe rezistent ndaj acideve, alkaleve dhe temperaturave të larta. Zierja e rregullt nuk ka pothuajse asnjë efekt mbi të. Por drita, oksigjeni, rrezet ultraviolet ose agjentët oksidues kimikë janë shkatërrues.

NË itamina E përmbahet në kap. arr. në membranat lipoproteinike të qelizave dhe organeleve nënqelizore, ku lokalizohet për shkak të intermolit. ndërveprim me të pangopura ato yndyrore. Bioli i tij. aktivitet bazuar në aftësinë për të formuar liri të qëndrueshme. radikalet si rezultat i abstraksionit të atomit H nga grupi hidroksil. Këto radikale mund të ndërveprojnë. nga e lira radikalët e përfshirë në formimin e org. peroksidet. Kështu, vitamina E parandalon oksidimin e pangopurit. lipidet dhe mbron nga shkatërrimi i biolit. membranat dhe molekulat e tjera si ADN-ja.

Tokoferoli rrit aktivitetin biologjik të vitaminës A duke mbrojtur zinxhirin anësor të pangopur nga oksidimi.

Burimet: për njerëzit - vajra bimore, marule, lakër, fara drithëra, gjalpë, të verdhë veze.

Kërkesa ditore për një të rritur, vitamina përmban afërsisht 5 mg.

Manifestimet klinike të mungesës te njerëzit nuk janë studiuar plotësisht. Efekti pozitiv i vitaminës E njihet në trajtimin e fekondimit të dëmtuar, aborteve të përsëritura të pavullnetshme dhe disa formave të dobësisë dhe distrofisë së muskujve. Përdorimi i vitaminës E indikohet për foshnjat e lindura para kohe dhe fëmijët që ushqehen me shishe, pasi qumështi i lopës përmban 10 herë më pak vitaminë E se qumështi i grave. Mungesa e vitaminës E manifestohet me zhvillimin e anemisë hemolitike, ndoshta për shkak të shkatërrimit të membranave të qelizave të kuqe të gjakut si rezultat i peroksidimit të lipideve.

U
Bikinonet (koenzimat Q)– një substancë e përhapur gjerësisht dhe është gjetur në bimë, kërpudha, kafshë dhe m/o. Ato i përkasin grupit të përbërjeve të ngjashme me vitaminat e tretshme në yndyrë, janë pak të tretshëm në ujë, por shkatërrohen kur ekspozohen ndaj oksigjenit dhe temperaturat e larta. Në kuptimin klasik, ubikinoni nuk është një vitaminë, pasi sintetizohet në sasi të mjaftueshme në trup. Por në disa sëmundje, sinteza natyrale e koenzimës Q zvogëlohet dhe nuk mjafton për të plotësuar nevojën, atëherë ajo bëhet një faktor i domosdoshëm.

U
Bikinonet luajnë një rol të rëndësishëm në bioenergjetikën e qelizave të shumicës së prokariotëve dhe të gjithë eukariotëve. bazë funksioni i ubiquinones - transferimi i elektroneve dhe protoneve nga dekompozimi. substrate në citokrome gjatë frymëmarrjes dhe fosforilimit oksidativ. Ubiquinones, kap. arr. në formë të reduktuar (ubiquinols, Q n H 2), kryejnë funksionin e antioksidantëve. Mund të jetë protezë. grup proteinash. Janë identifikuar tre klasa të proteinave Q-lidhëse që veprojnë në frymëmarrje. zinxhirët në vendet e funksionimit të enzimave succinate-biquinone reduktaza, NADH-ubiquinone reduktaza dhe citokromet b dhe c 1.

Gjatë procesit të transferimit të elektroneve nga NADH dehidrogjenaza përmes FeS në ubiquinone, ai shndërrohet në mënyrë të kthyeshme në hidrokinon. Ubiquinone kryen një funksion kolektor, duke pranuar elektrone nga NADH dehidrogjenaza dhe dehidrogjenaza të tjera të varura nga flavina, veçanërisht nga dehidrogjenaza suksinate. Ubiquinone është i përfshirë në reaksione të tilla si:

E (FMNH 2) + Q → E (FMN) + QH 2.

Simptomat e mungesës: 1) anemi 2) ndryshime në muskujt skeletorë 3) dështimi i zemrës 4) ndryshime në palcën e eshtrave

Simptomat e mbidozës:është e mundur vetëm me administrim të tepërt dhe zakonisht manifestohet me të përziera, çrregullime të jashtëqitjes dhe dhimbje barku.

Burimet: Perime - Embrion gruri, vajra bimore, arra, lakra. Kafshët - Mëlçia, zemra, veshkat, viçi, derri, peshku, vezët, pula. Sintetizohet nga mikroflora e zorrëve.

ME
kërkesë specifike: Besohet se në kushte normale trupi mbulon plotësisht kërkesën, por ekziston një mendim se kjo sasi e nevojshme ditore është 30-45 mg.

Formulat strukturore të pjesës së punës të koenzimave FAD dhe FMN. Gjatë reaksionit, FAD dhe FMN fitojnë 2 elektrone dhe, ndryshe nga NAD+, të dy protonet humbasin nga nënshtresa.

63. Vitaminat C dhe P, struktura, roli. Skorbuti.

Vitamina P(bioflavonoidet; rutina, citrina; vitamina e përshkueshmërisë)

Aktualisht dihet se koncepti i "vitaminës P" bashkon familjen e bioflavonoideve (katekinat, flavonone, flavone). Ky është një grup shumë i larmishëm i përbërjeve polifenolike bimore që ndikojnë në përshkueshmërinë vaskulare në mënyrë të ngjashme me vitaminën C.

Termi “vitaminë P”, që rrit rezistencën kapilar (nga latinishtja përshkueshmëria – përshkueshmëria), kombinon një grup substancash me aktivitet të ngjashëm biologjik: katekina, kalkone, dihidrokalkone, flavina, flavonone, izoflavone, flavonole, etj. Aktiviteti i vitaminës P dhe struktura e tyre bazohet në "skeletin" e karbonit difenilpropan të një kromon ose flavone. Kjo shpjegon emrin e tyre të përbashkët "bioflavonoids".

Vitamina P përthithet më mirë në prani të acidit askorbik dhe temperatura e lartë e shkatërron lehtësisht atë.

DHE burimet: limon, hikërror, chokeberry, rrush pa fara e zezë, gjethe çaji, kofshë trëndafili.

Kërkesa ditore për njerëzit Është, në varësi të stilit të jetesës, 35-50 mg në ditë.

Roli biologjik flavonoidet duhet të stabilizojnë matricën ndërqelizore të indit lidhës dhe të zvogëlojnë përshkueshmërinë e kapilarëve. Shumë anëtarë të grupit të vitaminës P kanë një efekt hipotensiv.

-Vitamina P “mbron” acidin hialuronik, i cili forcon muret e enëve të gjakut dhe është përbërësi kryesor i lubrifikimit biologjik të kyçeve, nga veprimi shkatërrues i enzimave të hialuronidazës. Bioflavonoidet stabilizojnë substancën tokësore të indit lidhës duke frenuar hialuronidazën, gjë që konfirmohet nga të dhënat mbi efektin pozitiv. Preparate të vitaminës P Ashtu si acidi askorbik, në parandalimin dhe trajtimin e skorbutit, reumatizmës, djegieve etj. Këto të dhëna tregojnë për një marrëdhënie të ngushtë funksionale midis vitaminave C dhe P në proceset redoks të trupit, duke formuar një sistem të vetëm. Kjo dëshmohet në mënyrë indirekte nga efekti terapeutik i ofruar nga kompleksi i vitaminës C dhe bioflavonoideve, i quajtur askorutin. Vitamina P dhe vitamina C janë të lidhura ngushtë.

Rutina rrit aktivitetin e acidit askorbik. Duke mbrojtur kundër oksidimit dhe duke ndihmuar në përthithjen më të mirë të tij, me të drejtë konsiderohet "partneri kryesor" i acidit askorbik. Forcimi i mureve enët e gjakut dhe duke reduktuar brishtësinë e tyre, në këtë mënyrë zvogëlon rrezikun e hemorragjive të brendshme dhe parandalon formimin e pllakave aterosklerotike.

Normalizon presionin e lartë të gjakut, duke nxitur vazodilatimin. Promovon formimin e indit lidhor, dhe rrjedhimisht shërimin e shpejtë të plagëve dhe djegieve. Ndihmon në parandalimin e venave me variçe.

Ndikon pozitivisht në funksionimin e sistemit endokrin. Përdoret për parandalim dhe si një ilaç shtesë në trajtimin e artritit - sëmundje serioze kyçet dhe përdhes.

Rrit imunitetin dhe ka aktivitet antiviral.

Sëmundjet: Manifestimi klinik hipovitaminoza vitamina P karakterizohet nga rritje e gjakderdhjes së mishrave të dhëmbëve dhe hemorragji nënlëkurore, dobësi e përgjithshme, lodhje dhe dhimbje në gjymtyrë.

Hipervitaminoza: Flavonoidet janë jo toksike dhe nuk janë vërejtur raste të mbidozimit; marrja e tepërt nga ushqimi eliminohet lehtësisht nga trupi.

Shkaqet: Mungesa e bioflavonoideve mund të ndodhë gjatë përdorimit të zgjatur të antibiotikëve (ose në doza të mëdha) dhe medikamenteve të tjera të fuqishme, me ndonjë efekt negativ në trup, si lëndimi ose operacioni.

BIOKIMI FUNKSIONALE

(Metabolizmi ujë-kripë. Biokimia e veshkave dhe urinës)

TUTORIAL

Recensent: Profesor N.V. Kozaçenko

Miratuar në mbledhjen e departamentit nr.pr._____ datë _______________2004.

Miratuar nga menaxheri departamenti _________________________________________________

Miratuar nga MK e fakultetit mjeko-biologjik dhe farmaceutik

Projekt nr _____ datë _______________2004

Kryetari _________________________________________________

Metabolizmi ujë-kripë

Një nga llojet më të ndërprera të metabolizmit në patologji është metabolizmi ujë-kripë. Ajo shoqërohet me lëvizjen e vazhdueshme të ujit dhe mineraleve nga mjedisi i jashtëm i trupit në atë të brendshëm dhe anasjelltas.

Në trupin e njeriut të rritur, uji përbën 2/3 (58-67%) të peshës trupore. Rreth gjysma e vëllimit të saj është e përqendruar në muskuj. Nevoja për ujë (një person merr deri në 2,5-3 litra lëng në ditë) mbulohet nga marrja e tij në formën e pijes (700-1700 ml), uji i paraformuar i përfshirë në ushqim (800-1000 ml) dhe uji i formuar. në trup gjatë metabolizmit - 200-300 ml (me djegien e 100 g yndyrna, proteina dhe karbohidrate, formohen përkatësisht 107,41 dhe 55 g ujë). Uji endogjen në relativisht sasi të mëdha sintetizohet me aktivizimin e procesit të oksidimit të yndyrës, i cili vërehet në kushte të ndryshme, veçanërisht të stresit të zgjatur, stimulim të sistemit simpatik-adrenal, terapi diete shkarkimi (shpesh përdoret për trajtimin e pacientëve obezë).

Për shkak të humbjeve të detyrueshme të ujit që ndodhin vazhdimisht, vëllimi i brendshëm i lëngjeve në trup mbetet i pandryshuar. Humbje të tilla përfshijnë renale (1,5 l) dhe ekstrarenale, të shoqëruara me lirimin e lëngjeve përmes traktit gastrointestinal (50-300 ml), Rrugët e frymëmarrjes dhe lëkurë (850-1200 ml). Në përgjithësi, vëllimi i humbjeve të detyrueshme të ujit është 2.5-3 litra, kryesisht në varësi të sasisë së toksinave të hequra nga trupi.

Pjesëmarrja e ujit në proceset jetësore është shumë e larmishme. Uji është një tretës për shumë komponime, një përbërës i drejtpërdrejtë i një numri transformimesh fiziko-kimike dhe biokimike dhe një transportues i substancave endo- dhe ekzogjene. Për më tepër, ai kryen një funksion mekanik, duke dobësuar fërkimin e ligamenteve, muskujve dhe sipërfaqes së kërcit të nyjeve (duke lehtësuar kështu lëvizshmërinë e tyre) dhe merr pjesë në termorregullimin. Uji ruan homeostazën, në varësi të presionit osmotik të plazmës (izosmia) dhe vëllimit të lëngut (izovolemia), funksionimit të mekanizmave që rregullojnë gjendjen acido-bazike dhe shfaqjes së proceseve që sigurojnë temperaturë konstante (izotermi).

Në trupin e njeriut uji ekziston në tre gjendje kryesore fiziko-kimike, sipas të cilave dallojnë: 1) ujin e lirë ose të lëvizshëm (ai përbën pjesën më të madhe të lëngut ndërqelizor, si dhe gjakun, limfën, lëngun intersticial); 2) uji, i lidhur nga koloidet hidrofile, dhe 3) kushtetues, i përfshirë në strukturën e molekulave të proteinave, yndyrave dhe karbohidrateve.

Në trupin e një të rrituri që peshon 70 kg, vëllimi i ujit të lirë dhe ujit të lidhur nga koloidet hidrofile është afërsisht 60% e peshës trupore, d.m.th. 42 l. Ky lëng përfaqësohet nga uji ndërqelizor (që përbën 28 litra, ose 40% të peshës trupore), i cili përbën sektori ndërqelizor, dhe uji jashtëqelizor (14 l, ose 20% e peshës trupore), duke formuar sektori jashtëqelizor. Ky i fundit përmban lëng intravaskular (intravaskular). Ky sektor intravaskular formohet nga plazma (2,8 l), e cila përbën 4-5% të peshës trupore dhe limfatike.

Uji intersticial përfshin vetë ujin ndërqelizor (lëngun e lirë ndërqelizor) dhe lëngun jashtëqelizor të organizuar (që përbën 15-16% të peshës trupore, ose 10,5 l), d.m.th. uji i ligamenteve, tendinave, fascias, kërcit etj. Përveç kësaj, sektori jashtëqelizor përfshin ujin e vendosur në disa zgavra (abdominale dhe zgavra pleurale, perikardi, kyçet, barkushet e trurit, dhomat e syrit etj.), si dhe në traktit gastrointestinal. Lëngu i këtyre zgavrave nuk pranon pjesëmarrje aktive në proceset metabolike.

Uji Trupi i njeriut nuk ngec në seksionet e tij të ndryshme, por lëviz vazhdimisht, duke shkëmbyer vazhdimisht me sektorë të tjerë të lëngut dhe me mjedisi i jashtëm. Lëvizja e ujit është kryesisht për shkak të sekretimit të lëngjeve tretëse. Pra, me pështymë dhe lëng pankreatik, rreth 8 litra ujë në ditë dërgohen në tubin e zorrëve, por ky ujë është për shkak të përthithjes në zonat më të ulëta. traktit tretës praktikisht nuk ka humbur.

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

Tabela 1 (kolona 2) tregon mesataren përmbajtjen minerale në trupin e një të rrituri (bazuar në një peshë prej 65 kg). Mesatare ditore Nevoja e një të rrituri për këta elementë jepet në kolonën 4. Tek fëmijët dhe gratë gjatë shtatzënisë dhe ushqyerjes me gji, si dhe te pacientët, nevoja për mikroelemente është zakonisht më e lartë.

Meqenëse shumë elementë mund të ruhen në trup, devijimet nga norma ditore kompensohen me kalimin e kohës. Kalciumi në formën e apatitit ruhet në indin kockor, jodi ruhet në tiroglobulinën në gjëndrën tiroide, hekuri ruhet në ferritinë dhe hemosiderinë në palcën e eshtrave, shpretkë dhe mëlçi. Mëlçia është vendi i ruajtjes së shumë mikroelementeve.

Metabolizmi i mineraleve kontrollohet nga hormonet. Kjo vlen, për shembull, për konsumin e H 2 O, Ca 2+, PO 4 3-, lidhjen e Fe 2+, I -, sekretimin e H 2 O, Na +, Ca 2+, PO 4 3 -.

Sasia e mineraleve të përthithur nga ushqimi zakonisht varet nga nevojat metabolike të trupit dhe, në disa raste, nga përbërja e ushqimit. Si shembull i ndikimit të përbërjes së ushqimit, merrni parasysh kalciumin. Thithja e joneve të Ca 2+ nxitet nga acidet laktike dhe citrik, ndërsa joni i fosfatit, joni oksalat dhe acidi fitik pengojnë përthithjen e kalciumit për shkak të kompleksimit dhe formimit të kripërave të dobëta të tretshme (fitinë).

Mungesa e mineraleve- fenomeni nuk është aq i rrallë: ndodh për arsye të ndryshme, për shembull, për shkak të një diete monotone, tretshmërisë së dëmtuar dhe sëmundjeve të ndryshme. Mungesa e kalciumit mund të ndodhë gjatë shtatzënisë, si dhe me rakit ose osteoporozë. Mungesa e klorit ndodh për shkak të një humbje të madhe të joneve Cl - me të vjella të rënda.

Për shkak të përmbajtjes së pamjaftueshme të jodit në produktet ushqimore, mungesa e jodit dhe gusha janë bërë të zakonshme në shumë zona të Evropës Qendrore. Mungesa e magnezit mund të ndodhë për shkak të diarresë ose për shkak të një diete monotone për shkak të alkoolizmit. Mungesa e mikroelementeve në trup shpesh manifestohet si një çrregullim i hematopoiezës, pra anemi.

Në kolonën e fundit renditen funksionet e kryera në trup nga këto minerale. Nga të dhënat e tabelës është e qartë se pothuajse të gjitha makronutrientët funksionojnë në trup si komponentë strukturorë dhe elektrolite. Funksionet e sinjalizimit kryhen nga jodi (në përbërje të jodotironinës) dhe kalciumi. Shumica e mikroelementeve janë kofaktorë të proteinave, kryesisht enzimave. Në mënyrë sasiore, trupi dominohet nga proteinat që përmbajnë hemoglobina, mioglobina dhe citokromi, si dhe nga më shumë se 300 proteina që përmbajnë zink.

Tabela 1

Informacione të lidhura.

Organizmat e parë të gjallë u shfaqën në ujë rreth 3 miliardë vjet më parë, dhe deri më sot uji është biotretësi kryesor.

Uji është një medium i lëngshëm që është përbërësi kryesor i një organizmi të gjallë, duke siguruar proceset e tij jetësore fizike dhe kimike: presionin osmotik, vlerën e pH, përbërjen minerale. Uji përbën mesatarisht 65% të peshës totale trupore të një kafshe të rritur dhe më shumë se 70% të një të porsalinduri. Më shumë se gjysma e këtij uji gjendet brenda qelizave të trupit. Duke pasur parasysh peshën shumë të vogël molekulare të ujit, llogaritet se rreth 99% e të gjitha molekulave në një qelizë janë molekula uji (Bohinski R., 1987).

Kapaciteti i lartë i nxehtësisë së ujit (duhen 1 kalori për të ngrohur 1 g ujë me 1°C) lejon trupin të thithë një sasi të konsiderueshme nxehtësie pa një rritje të konsiderueshme të temperaturës së bërthamës. Për shkak të nxehtësisë së lartë të avullimit të ujit (540 cal/g), trupi shpërndan një pjesë të energjisë termike, duke shmangur mbinxehjen.

Molekulat e ujit karakterizohen nga polarizim i fortë. Në një molekulë uji, çdo atom hidrogjeni formon një çift elektronik me atomin qendror të oksigjenit. Prandaj, molekula e ujit ka dy dipole të përhershme, pasi densiteti i lartë i elektroneve pranë oksigjenit i jep asaj një ngarkesë negative, ndërsa çdo atom hidrogjeni karakterizohet nga një densitet elektronik i reduktuar dhe mbart një ngarkesë të pjesshme pozitive. Si rezultat, lidhjet elektrostatike lindin midis atomit të oksigjenit të një molekule uji dhe hidrogjenit të një molekule tjetër, të quajtur lidhje hidrogjeni. Kjo strukturë uji shpjegon vlerat e larta të nxehtësisë së avullimit dhe pikës së vlimit.

Lidhjet e hidrogjenit janë relativisht të dobëta. Energjia e tyre e disociimit (energjia e thyerjes së lidhjes) në ujin e lëngshëm është 23 kJ/mol, krahasuar me 470 kJ për lidhjen kovalente O-H në një molekulë uji. Jetëgjatësia e një lidhjeje hidrogjeni varion nga 1 deri në 20 pikosekonda (1 pikosekonda = 1 (G 12 s). Megjithatë, lidhjet hidrogjenore nuk janë unike vetëm për ujin. Ato mund të ndodhin gjithashtu midis një atomi hidrogjeni dhe azoti në struktura të tjera.

Në gjendjen e akullit, çdo molekulë uji formon një maksimum prej katër lidhjesh hidrogjeni, duke formuar një rrjetë kristalore. Në të kundërt, në ujin e lëngshëm në temperaturën e dhomës, çdo molekulë uji ka lidhje hidrogjeni me një mesatare prej 3-4 molekula të tjera uji. Kjo rrjetë kristalore e akullit e bën atë më pak të dendur se uji i lëngshëm. Prandaj, akulli noton në sipërfaqen e ujit të lëngshëm, duke e mbrojtur atë nga ngrirja.

Kështu, lidhjet e hidrogjenit ndërmjet molekulave të ujit sigurojnë forcat kohezive që e mbajnë ujin në formë të lëngshme në temperaturën e dhomës dhe i shndërrojnë molekulat në kristale akulli. Vini re se, përveç lidhjeve hidrogjenore, biomolekulat karakterizohen nga lloje të tjera të lidhjeve jokovalente: forcat jonike, hidrofobike, van der Waals, të cilat janë individualisht të dobëta, por së bashku kanë një ndikim të fortë në strukturat e proteinave, acideve nukleike, polisaharidet dhe membranat qelizore.

Molekulat e ujit dhe produktet e tyre të jonizimit (H + dhe OH) kanë një efekt të theksuar në strukturat dhe vetitë e përbërësve të qelizave, duke përfshirë acidet nukleike, proteinat dhe yndyrnat. Përveç stabilizimit të strukturës së proteinave dhe acideve nukleike, lidhjet hidrogjenore janë të përfshira në shprehjen biokimike të gjeneve.

Si bazë e mjedisit të brendshëm të qelizave dhe indeve, uji përcakton aktivitetin e tyre kimik, duke qenë një tretës unik i substancave të ndryshme. Uji rrit stabilitetin e sistemeve koloidale dhe merr pjesë në reaksione të shumta hidrolize dhe hidrogjenizimi në proceset e oksidimit. Uji hyn në trup me ushqim dhe ujë të pijshëm.

Shumë reaksione metabolike në inde çojnë në formimin e ujit, i cili quhet endogjen (8-12% e lëngut total të trupit). Burimet e ujit endogjen të trupit janë kryesisht yndyrnat, karbohidratet dhe proteinat. Kështu, oksidimi i 1 g yndyrna, karbohidrate dhe proteina çon në formimin e 1.07; 0,55 dhe 0,41 g ujë, përkatësisht. Prandaj, kafshët në kushtet e shkretëtirës mund të mbijetojnë për ca kohë pa marrë ujë (devetë edhe për një kohë mjaft të gjatë). Një qen vdes pa pirë ujë pas 10 ditësh dhe pa ushqim pas disa muajsh. Humbja e 15-20% e ujit nga trupi sjell vdekjen e kafshës.

Viskoziteti i ulët i ujit përcakton rishpërndarjen e vazhdueshme të lëngjeve brenda organeve dhe indeve të trupit. Uji hyn në traktin gastrointestinal dhe më pas pothuajse i gjithë ky ujë absorbohet përsëri në gjak.

Transporti i ujit përmes membranave qelizore ndodh shpejt: 30-60 minuta pasi kafsha merr ujë, ndodh një ekuilibër i ri osmotik midis lëngut jashtëqelizor dhe brendaqelizor të indeve. Vëllimi i lëngut jashtëqelizor ka një ndikim të madh në presionin e gjakut; rritja ose zvogëlimi i vëllimit të lëngut jashtëqelizor çon në çrregullime të qarkullimit të gjakut.

Një rritje në sasinë e ujit në inde (hiperhidria) ndodh me një bilanc pozitiv të ujit (marrja e tepërt e ujit për shkak të rregullimit të dëmtuar të metabolizmit ujë-kripë). Hiperhidria çon në akumulimin e lëngjeve në inde (edemë). Dehidratimi vihet re kur ka mungesë të ujit të pijshëm ose kur ka humbje të tepërt të lëngjeve (diarre, gjakderdhje, djersitje e shtuar, hiperventilim). Kafshët humbasin ujin për shkak të sipërfaqes së trupit, sistemit të tretjes, frymëmarrjes, traktit urinar dhe qumështit te kafshët me gji.

Shkëmbimi i ujit midis gjakut dhe indeve ndodh për shkak të ndryshimit të presionit hidrostatik në sistemin e qarkullimit të gjakut arterial dhe venoz, si dhe për shkak të ndryshimit në presionin onkotik në gjak dhe inde. Vazopresina, një hormon i lobit të pasmë të gjëndrrës së hipofizës, ruan ujin në trup duke e rithithur atë në tubulat renale. Aldosteroni, një hormon i korteksit adrenal, siguron mbajtjen e natriumit në inde dhe uji mbahet së bashku me të. Nevoja e kafshës për ujë është mesatarisht 35-40 g për kg peshë trupore në ditë.

Vini re se kimikatet në trupin e kafshës janë në formë jonizuese, në formën e joneve. Jonet, në varësi të shenjës së ngarkesës, klasifikohen si anione (jon me ngarkesë negative) ose katione (jon me ngarkesë pozitive). Elementet që shpërndahen në ujë për të formuar anione dhe katione klasifikohen si elektrolite. Kripërat e metaleve alkaline (NaCl, KC1, NaHC0 3), kripërat e acideve organike (laktat natriumi, për shembull), kur treten në ujë, shpërbëhen plotësisht dhe janë elektrolite. Sheqernat dhe alkoolet që treten lehtësisht në ujë nuk shpërndahen në ujë dhe nuk mbajnë ngarkesë, prandaj konsiderohen si jo elektrolite. Sasia e anioneve dhe kationeve në indet e trupit është përgjithësisht e njëjtë.

Jonet e substancave disociuese, që kanë një ngarkesë, janë të orientuar rreth dipoleve të ujit. Rreth kationeve, dipolet e ujit ndodhen me ngarkesat e tyre negative, dhe anionet rrethohen nga ngarkesat pozitive të ujit. Në këtë rast ndodh fenomeni i hidratimit elektrostatik. Për shkak të hidratimit, kjo pjesë e ujit në inde është në gjendje të lidhur. Pjesa tjetër e ujit është e lidhur me organele të ndryshme qelizore, që përbëjnë të ashtuquajturin ujë të palëvizshëm.

Indet e trupit përfshijnë 20 elementë kimikë thelbësorë nga të gjithë elementët natyrorë. Karboni, oksigjeni, hidrogjeni, azoti dhe squfuri janë përbërës thelbësorë të biomolekulave, prej të cilave oksigjeni mbizotëron në masë.

Elementet kimike në trup formojnë kripëra (minerale) dhe janë pjesë e molekulave biologjikisht aktive. Biomolekulat kanë një peshë molekulare të ulët (30-1500) ose janë makromolekula (proteina, acide nukleike, glikogjen), pesha molekulare e të cilave është miliona njësi. Elementet kimike individuale (Na, K, Ca, S, P, C1) përbëjnë rreth 10 "2% ose më shumë (makroelementë) në inde, ndërsa të tjerët (Fe, Co, Cu, Zn, J, Se, Ni, Mo) Për shembull, janë të pranishme në sasi dukshëm më të vogla - 10" 3 -10~ 6% (mikroelemente). Në trupin e kafshës, mineralet përbëjnë 1-3% të peshës totale të trupit dhe shpërndahen jashtëzakonisht në mënyrë të pabarabartë. Në organe të caktuara, përmbajtja e mikroelementeve mund të jetë e rëndësishme, për shembull, jodi në gjëndrën tiroide.

Pasi mineralet absorbohen në masë të madhe në zorrën e hollë, ato hyjnë në mëlçi, ku disa prej tyre depozitohen dhe të tjera shpërndahen në organe dhe inde të ndryshme të trupit. Mineralet ekskretohen nga trupi kryesisht në urinë dhe feces.

Shkëmbimi i joneve ndërmjet qelizave dhe lëngut ndërqelizor ndodh në bazë të transportit pasiv dhe aktiv përmes membranave gjysmë të përshkueshme. Presioni osmotik që rezulton përcakton turgorin e qelizave, duke ruajtur elasticitetin e indeve dhe formën e organeve. Transporti aktiv i joneve ose lëvizja e tyre në një mjedis me përqendrim më të ulët (kundër gradientit osmotik) kërkon shpenzimin e energjisë nga molekulat ATP. Transporti aktiv i joneve është karakteristik për jonet Na +, Ca 2 ~ dhe shoqërohet me një rritje të proceseve oksiduese që gjenerojnë ATP.

Roli i mineraleve është ruajtja e një presioni të caktuar osmotik të plazmës së gjakut, ekuilibri acido-bazik, përshkueshmëria e membranave të ndryshme, rregullimi i aktivitetit të enzimës, ruajtja e strukturave të biomolekulave, përfshirë proteinat dhe acidet nukleike, dhe ruajtja e funksioneve motorike dhe sekretore. të aparatit tretës. Prandaj, për shumë çrregullime të funksioneve të traktit tretës të kafshëve, si agjentë terapeutikë rekomandohen përbërje të ndryshme të kripërave minerale.

Si sasia absolute ashtu edhe raporti i duhur në inde ndërmjet elementeve të caktuara kimike janë të rëndësishme. Në veçanti, raporti optimal në indet Na:K:Cl është normalisht 100:1:1.5. Një tipar i theksuar është "asimetria" në shpërndarjen e joneve të kripës midis qelizës dhe mjedisit jashtëqelizor të indeve të trupit.

Metabolizmi ujë-kripë. Metabolizmi ujë-kripë Biokimia e metabolizmit ujë-elektrolit

Tema: Metabolizmi ujë-kripë dhe minerale

Karakteristikat e përgjithshme të lëngjeve të trupit

Origjina dhe zhvillimi i shkrimit - abstrakt

Kompozitori Raymond Pauls: biografia, jeta personale, krijimtaria Raymond Pauls - biografi