сопровождаться судорожными приступами (тетания). Понижение концентрации кальция в плазме отмечают также при рахите, спру, обтурационной желтухе, нефрозах и гломерулонефритах. Биологическая роль. Наряду с фосфором кальций является основным минеральным компонентом костей и зубов. В них сосредоточено до 99% всего кальция организма. Кроме этого, он участвует в процессах свертываемости крови, поддержании осмотического равновесия внутренней среды организма, нормальной проницаемости стенок сосудов, возбудимости нервной системы и сердечной мышцы, он необходим для нормальной сократимости мышц, активации ряда ферментов и гормонов.
Вопрос 34. Регуляция фосфорно-кальциевого обмена. Роль паратирина, тиреокальцитонина и витамина D в этом процессе.
Регуляция фосфорно-кальциевого обмена. В регуляции концентрации Са2+ во внеклеточной жидкости основную роль играют три гормона: паратгормон, кальцитонин, синтезируемый в щитовидной железе, и кальцитриол– производное витамина Д3.
Роль паратгормона, или паратирина. Выяснено, что паратгормон участвует в регуляции концентрации катионов кальция и связанных с ними анионов фосфорной кислоты в крови. Любые измененния процессов мышечного, нервно-мышечного возбуждений, проницаемости мембран, свёртываемости крови, обусловленные длительным недостатком кальция в пище или нарушением его всасывания в кишечнике, приводят к усилению синтеза паратгормона, который способствует вымыванию солей кальция (в виде цитратов и фосфатов) из костной ткани и соответственно к деструкции минеральных и органических компонентов костей.
Другой орган-мишень паратгормона – это почка. Паратгормон уменьшает реабсорбцию фосфата в дистальных канальцах почки и повышает канальцевую реабсорбцию кальция.
Роль кальцитонина, или тиреокальцитонина. Биологическое действие кальцитонина прямо противоположно эффекту паратгормона: он вызывает подавление в костной ткани резорбтивных процессов и соответственно гипокальциемию и гипофосфатемию. Таким образом, постоянство уровня кальция в крови человека и животных обеспечивается главным образом паратгормоном, кальцитриолом и кальцитонином, т.е. гормонами как щитовидной и паращитовидных желез, так и гормоном – производным витамина D3. Это следует учитывать при хирургических лечебных манипуляциях на данных железах. Роль витамина D3. Активные формы витамина функционируют в системе гомеостатической регуляции обмена кальция и минерализации костной ткани. В частности, 1,25(OH)2D3 участвует в регуляции процессов всасывания Са и Р в кишечнике, резорбции костной ткани и реабсорбции Са и Р в почечных канальцах.
Вопрос 35. Содержание хлоридов в крови в норме, суточная потребность, роль в процессах жизнедеятельности, нарушения обмена.
В крови хлориды встречаются главным образом в виде хлорида натрия. Концентрация хлора в плазме крови в норме колеблется от 90 до 105 ммоль/л. 90% аниона хлора находится во внеклеточной жидкости. Суточная потребность (2-4 г) полностью покрывается поваренной солью, добавляемой в пищу. Биологическая роль. Хлориды участвуют в создании и поддержании осмотического давления жидкостей организма, в синтезе соляной кислоты (НС1) в желудке. Хлориды также участвуют в генерации электрохимического градиента на плазматических мембранах клеток, являются активаторами ряда ферментов.
Нарушения обмена. Согласно большинству клинических наблюдений, изменение концентрации хлора в крови происходит соответственно изменению концентрации натрия. Однако иногда изменение концентрации хлора не сопровождается эквивалентными изменениями концентрации натрия. Избыток хлора ведет к ацидозу. Измерение в сыворотке уровня хлорида необходимо для определения у больного анионной щели. В норме уровень сывороточного катиона натрия больше суммы концентраций двух наиболее распространенных анионов сыворотки - хлора и гидрокарбоната. Разность между ними - анионная щель - в норме составляет 8-12 ммоль/л. Она образуется из общей концентрации неизмеряемых анионов, таких как фосфат, сульфат, белки и органические кислоты, превышающей концентрацию неизмеряемых катионов, в основном кальция, калия и магния. Измерение анионной щели позволяет определить изменение концентрации неизмеряемых анионов и катионов.
Вопрос 36. Распределение воды в организме. Водно-электролитные пространства организма, их состав.
Вода делится на внутриклеточную (40%) и внеклеточную (60%). Внутриклеточная в свою очередь подразделяется на внутрисосудистую и межклеточную.
К водно-электролитным пространствам организма относятся плазма крови, межклеточная жидкость и внутриклеточная жидкость.
Вопрос 37. Роль воды и минеральных веществ в процессах жизнедеятельности.
Роль воды.
Выведение шлаков и токсинов из организма;
Усвоение и переваривание продуктов питания;
Транспорт питательных веществ и кислорода;
Поддержание структур клеток;
Защита тканей и внутренних органов;
Улучшение метаболизма;
Регуляция температуры тела.
Минеральные вещества. Обнаруживаемые в тканях, в том числе в крови, в очень небольших количествах минеральные вещества получили название микроэлементов. К ним относят йод, медь, цинк, кобальт, селен и др. Большинство микроэлементов в крови находится в связанном с белками состоянии.
Минеральные вещества играют огромную физиологическую роль в организме человека и животных. Они входят в состав всех клеток, обусловливают структуру клеток и тканей; в организме они необходимы для обеспечения всех жизненных процессов дыхания, роста, обмена веществ, образования крови, кровообращении, деятельности центральной нервной системы и оказывают влияние на коллоиды тканей и ферментативные процессы. Они входят в состав или активируют до трехсот ферментов.
Основной источник поступления минеральных веществ в организм человека - пищевые продукты растительного и животного происхождения. Питьевая вода покрывает лишь до 10% суточной потребности в таких микроэлементах как J, Сu, Zn, Mn, Со, Мо и только для отдельных микроэлементов (F, Sr) может служить главным источником их поступления в организм. Содержание разных микроэлементов в пищевом рационе зависит от геохимических условий местности, в которой были получены продукты, а также от набора пищевых продуктов, входящих в рацион.
Вопрос 38. Регуляция водно-электролитного обмена. Строение и функции альдостерона, вазопрессина и ренин-ангиотензиновой системы, механизм регулирующего действия.
В норме человек должен потреблять воды столько, сколько бывает необходимо, чтобы возместить суточную ее потерю через почки и внепочечными путями. Оптимальный суточный диурез 1400—1600 мл. При нормальных температурных условиях и нормальной влажности воздуха организм теряет через кожу и дыхательные пути от 800 до 1000 мл воды — это так называемые неощутимые потери. Таким образом, общее суточное выведение воды (моча и перспирационные потери) должно составлять 2200—2600 мл. Организм в состоянии частично покрыть свои потребности за счет использования образующейся в нем
метаболической воды, объем которой составляет около 150—220 мл. Нормальная сбалансированная суточная потребность человека в воде от 1000 до 2500 мл и зависит от массы тела, возраста, пола и других обстоятельств.
Альдостерон - наиболее активный минералокортикостероид, синтезирующийся в коре надпочечников из холестерола.
АКТГ. Влияет на углеводно-липидный, белковый обмены, также из него может образоваться - меланоцитстимулирующий гормон (МСГ) и кортикотропиноподобный промежуточный пептид (КППП), однако наиболее важное влияние на секрецию альдостерона оказывает ренинангиотензиновая система. Альдостерон не имеет специфических транспортных белков, но за счёт слабых взаимодействий может образовывать комплексы с альбумином. Гормон очень быстро захватывается печенью, где превращается в тетрагидроальдостерон-3-глюкуронид и экскретируется с мочой.
Механизм действия альдостерона.
В клетках-мишенях гормон взаимодействует с рецепторами, которые могут быть локализованы как в ядре, так и в цитозоле клетки. Образовавшийся комплекс гормон-рецептор взаимодействует с определённым участком ДНК и изменяет скорость транскрипции специфических генов. Результат действия альдостерона - индукция синтеза:
а) белков-транспортёров Na+ из просвета канальца в эпителиальную клетку почечного канальца; б) Nа+, К+, -АТФ-азы, обеспечивающей удаление ионов натрия из клетки почечного канальца в
межклеточное пространство и переносящей ионы калия из межклеточного пространства в клетку почечного канальца; в) белков-транспортёров ионов калия из клеток почечного канальца в первичную мочу;
г) митохондриальных ферментов ЦТК, в частности цитратсинтазы, стимулирующих образование молекул АТФ, необходимых для активного транспорта ионов.
Суммарным биологическим эффектом индуцируемых альдостероном белков является увеличение реабсорбции ионов натрия в канальцах нефронов, что вызывает задержку NaCl в организме, и возрастание экскреции калия.
Антидиуретический гормон
Антидиуретический гормон (АДГ), или вазопрессин - пептид с молекулярной массой около 1100 Д, содержащий 9 аминокислот, соединённых одним дисульфидным мостиком
Механизм действия.
Для АДГ существуют 2 типа рецепторов: V1 и V2. Рецепторы V2, опосредующие главный физиологический эффект гормона, обнаружены на базолатеральной мембране клеток собирательных трубочек и дистальных канальцев - наиболее важных клеток-мишеней для АДГ, которые относительно непроницаемы для молекул воды. В отсутствие АДГ моча не концентрируется и может выделяться в количествах, превышающих 20 л в сутки (норма 1,0-1,5 л в сутки). Связывание АДГ с V2 стимулирует аденилатциклазную систему и активацию протеинкиназы А. В свою очередь, протеинкиназа А фосфорилирует белки, стимулирующие экспрессию гена мембранного белка - аквапорина-2. Аквапорин-2 перемещается к апикальной мембране собирательных канальцев и встраивается в неё, образуя водные каналы. Это обеспечивает избирательную проницаемость мембраны клеток для воды, которые свободно диффундируют в клетки почечных канальцев и затем поступают в интерстициальное пространство. Поскольку в результате происходит реабсорбция воды из почечных канальцев и экскреция малого объёма высококонцентрированной мочи (антидиурез), гормон называют антидиуретическим гормоном.
Роль системы ренин-ангиотензиновой системы в регуляции водно-солевого обмена.
Главным механизмом регуляции синтеза и секреции альдостерона служит система ренинангиотензин. Ренин - протеолитический фермент, продуцируемый юкстагломерулярными клетками, расположенными вдоль конечной части афферентных (приносящих) артериол, входящих в почечные клубочки.
Система ренинангиотензинальдостерон.
1.ренин, протеолитический фермент, катализирует превращение ангиотензиногена (глйкопротеина) в ангиотензин I;
2.ангиотензин I в лёгких превращается в ангиотензин II под действием АПФ, отщепляющего два аминокислотных остатка от декапептида;
3.ангиотензин II стимулирует синтез и секрецию альдостерона;
4.ангиотензин II вызывает сужение сосудов периферических артерий;
5.альдостерон стимулирует реабсорбцию Na+ и экскрецию К+;
6.6, 7, 8, 9 - торможение секреции ренина и альдостерона по механизму отрицательной обратной связи. Пунктирные линии - регуляция по принципу обратной связи.
Вопрос 39. Механизмы поддержания объема, состава и рН жидкостей организма.
Важнейшие параметры вводно-солевого гомеостаза - осмотическое давление, рН и объём внутриклеточной и внеклеточной жидкости. Изменение этих параметров может привести к изменению АД, ацидозу или алкалозу, дегидратации и отёкам тканей. Основные гормоны, участвующие в тонкой регуляции водносолевого баланса и действующие на дистальные извитые канальцы и собирательные трубочки почек: антидиуретический гормон (АДГ), альдостерон и предсердный натриуретический фактор (ПНФ). Уменьшение общего объёма жидкости, например в результате кровопотери, при обильной рвоте, диарее вызывает высвобождение ренина. Этому способствует также снижение импульсации от барорецепторов предсердий и артерий в результате уменьшения внутрисосудистого объёма жидкости. В результате увеличивается продукция ангиотензина II, наиболее мощного стимулятора секреции альдостерона. Повышение концентрации альдостерона в крови вызывает задержку ионов натрия, что является сигналом для осморецепторов гипоталамуса и секреции из нервных окончаний передней доли гипофиза АДГ, стимулирующего реабсорбцию воды из собирательных трубочек. Ангиотензин II, оказывая сильное сосудосуживающее действие, повышает АД и, кроме этого, усиливает жажду. Поступающая с питьём вода в большей мере, чем это происходит в норме, задерживается в организме. Увеличение объёма жидкости а, также повышение АД приводят к устранению стимула, который вызвал активацию ренинангиотензиновой системы, секрецию альдостерона и восстановление объёма крови.
Действием предсердного натриуретического фактора является увеличение экскреции Na+ и понижение АД. Состав регулируют органы имеющие рецепторы к различным веществам и минералам, которые в ответ на изб/недост выделяют либо гормон, либо сам минерал (если орган явл депо), кислотность также, только в основном регулируется почками, пониженная кислотность исправляется выделением кислых солей, а повышенная – бикарбонатов.
Вопрос 40. Гипо- и гипергидратация водно-электролитных пространств. Причины возникновения.
Дисгидрии делят на две группы: дегидратацию и гипергидратацию. В каждой из них выделяют три формы: нормоосмоляльную, гипоосмоляльную и гиперосмоляльную. За основу в классификации взята осмоляльность внеклеточной жидкости, ибо она является основным фактором, определяющим распределение воды между клетками и интерстициальным пространством.
Гипоили Дегидратация.
Изотоническая (нормоосмоляльная) дегидратация развивается вследствие потерь внеклеточной жидкости, по электролитному составу близкой плазме крови: при острых кровопотерях, обширных ожогах, обильном отделяемом из различных отделов желудочно-кишечного тракта, при просачивании экссудата с поверхности обширных поверхностных ран, при полиурии, при чрезмерно энергичной терапии диуретиками, особенно на фоне бессолевой диеты.
Эта форма является внеклеточной, поскольку при присущей ей внеклеточной жидкости клетки не обезвоживаются.
Гипертоническая (гиперосмоляльная) дегидратация отличается от предыдущей разновидности тем, что на фоне общего дефицита жидкости в организме преобладает недостаток воды.
Этот вид дегидратации развивается при потерях свободной от электролитов воды (перспирационные потери), либо когда потери воды превышают потери электролитов.