Определение содержания креатинина в крови методом “сухой химии” на аппарате “Reflotron”.
Определение содержания калия в крови методом “сухой химии” на аппарате “Reflotron”.
ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ
Биологическая роль воды
Вода представляет собой жидкость, которая обладает уникальным набором физико-химических свойств. Это высокая теплоемкость, высокая температура испарения, низкая вязкость, способность образовывать водородные связи, амфотерность, способность к диссоциации.
Перечисленные свойства позволяют воде выполнять в живых системах следующие функции:
Универсальный растворитель для газов, минеральных и органических веществ.
Вода служит средой, в которой протекают биохимические процессы, является участником многих биохимических реакций (гидролиз, гидратация, дезаминирование и др.).
Вода служит средством транспорта веществ от мест их поступления к месту потребления или выведения, обеспечивает всасывание веществ в кишечнике и экскрецию конечных продуктов.
Вода участвует в терморегуляции. За счет испарения пота с поверхности кожи человека теряется примерно 25% тепла.
Вода образует гидратные оболочки белков и определяет функционально активную структурную организацию последних.
Потребность в воде и ее восполнение
Потребность в воде взрослого человека составляет 2 - 2,5 литра. Потребность в воде регулируется чувством жажды, возникающим в ответ на повышение осмотического давления или потерю 1% жидкости.
Вода поступает в организм в виде питья (1,2 литра), а также с пищей около 1 литра, кроме того, в ходе окисления жиров, углеводов и аминокислот в организме образуется 300 - 350 мл эндогенной воды.
В ЖКТ вода поступает также в составе секретов пищеварительных желез, ежесуточный объем, которых может достигать 8 литров (2 л слюны, 2,5 л желудочного сока, 3 л кишечных соков, 0,7 л поджелудочной железы). Таким образом, ежесуточно в кишечнике всасывается около 10 литров воды.
Содержание и распределение воды в организме
Общее содержание воды в организме взрослого человека составляет 60%. Таким образом, человек массой 70 кг содержит 42 кг воды. Эта величина непостоянна и зависит от пола, возраста, физиологического состояния организма, заболеваний и внешних условий.
Содержание воды в отдельных тканях зависит от интенсивности обменных процессов в них. В крови, почках, легких, сердце, селезенке, мышцах, головном мозгу содержится 70 - 83% воды. В отличие от них жировая, костная ткани, твердые ткани зуба бедны водой (10 - 20%), а в эмали зуба 4 - 5% воды. Биологические жидкости на 95 - 98% из воды.
В организме вода находится в трех жидкостных фазах. Основное ее количество (40% массы тела) находится внутри клеток. Эта вода называется внутриклеточной (интрацеллюлярная вода). Около 13% приходится на долю межклеточной жидкости (экстрацеллюлярная вода), около 7% находится в составе крови и лимфы (интраваскулярная вода).
Пути выделения воды из организма
Из организма вода выделяется через почки с мочой, через кожу в результате потоотделения, через легкие с выдыханием воздуха (350 - 400 мл), а через кишечник с калом (200 мл).
Биологическая роль натрия и калия
Натрий является основным катионом внеклеточной жидкости, поддерживает ее осмотическое давление. От выведения или удерживания натрия в организме зависит регуляция объема внеклеточной жидкости и плазмы крови, т.к. один атом натрия осмотически связывает 400 молекул воды. Вода всегда движется в сторону более высокого осмотического давления.
Натрий участвует в возникновении и поддержании электрохимического потенциала на клеточной мембране, а также в возникновении нервного импульса.
Натрий участвует в поддержании осмотического давления внеклеточной жидкости. Натрий участвует в регуляции кислотно-основного состояния (КОС). Реабсорбция из первичной мочи ионов натрия и секреция в просвет канальцев ионов водорода представляет собой основной механизм окончательного удаления из организма кислых продуктов метаболизма. При недостатке в организме ионов натрия выведение кислых продуктов из организма нарушается и возникает возможность развития ацидоза.
При гипонатриемии в результате снижения тонуса кровеносных сосудов снижается артериальное давление, развивается тахикардия, наступает олигурия.
Гипернатриемия - один из ведущих факторов патогенеза отеков при заболеваниях почек, сердечной недостаточности, циррозе печени.
Калий участвует в возникновении и поддержании электрохимического потенциала на клеточной мембране, а также в возникновении нервного импульса. Калий повышает тонус и силу сокращений скелетных и гладких мышц. Калий конкурирует с ионами водорода при их секреции почечными канальцами в обмен на реабсорбируемый натрий. Этот механизм обеспечивает участие калия в регуляции КОС. Гипокалиемия может сопровождаться алкалозом.
Ионы калия в физиологических концентрациях понижают возбудимость и проводимость миокарда, а в высоких концентрациях угнетают автоматизм и сократимость сердца.
Калий используется в синтезе гликогена и белка. Ионы калия входят в состав активного центра ряда ферментов, являются аллостерическими модуляторами некоторых ферментов.
Потребность в натрии и калии, их восполнимость
Суточная потребность в натрии 215 ммоль (5 г). Натрий поступает в организм с пищей и жидкостями в виде NaCl и бикарбоната натрия.
Суточная потребность в калии 75 ммоль (3 г). Поступление калия с пищей и жидкостями в организм взрослого человека оценивается на уровне 3,3 г/сутки.
Распределение и депонирование натрия и калия в организме
Организм человека содержит приблизительно 4200 ммоль (97 г) натрия. Около 43% приходится на кости, 50% находится во внеклеточной жидкости, остальное содержится внутри клеток. В организме натрий содержится в виде солей (фосфатных, хлоридов, карбонатов). Содержание натрия в сыворотке крови составляет 130 - 150 ммоль/л.
Основная масса калия находится в мышечных клеток, меньше в печени, эритроцитах. Во внеклеточной жидкости калий находится в ионизированной форме, внутри клеток он связан с белками, углеводами, креатинином и др.
Содержание калия в сыворотке крови составляет 3,6 - 5,4 ммоль/л.
Пути выведения Na+ и K+ из организма
Выведение натрия и калия осуществляется в основном почками (90 - 95%). 5 - 10% выделяются с потом и экскретами кишок.
Если суточная доза натрия превышает 20 г., то почки не справляются с экскрецией избытка натрия и он задерживается в организме. Поступление натрия в дозе ниже 0,5 г в сутки сопровождается почти полным прекращением его секреции.
Регуляция водно-электролитного обмена
Антидиуретический гормон или вазопрессин – это пептид , содержащий 9 аминокислотных остатков, соединенных одним дисульфидным мостиком.
АДГ синтезируется в нейронах гипоталамуса в виде прогормона переносится и хранится в терминальных расширениях асконов в задней доле гипофиза.
Стимулами, вызывающими секрецию АДГ являются
1.повышение осмотического давления крови, регистрируемое осморецепторами гипоталамуса. Повышение осмотического давления в связи с увеличением концентрации натрия вызывает наибольший выброс АДГ
2. сигналы, поступающие от барорецепторов предсердий и сосудов.
3. увеличивают секрецию АДГ также эмоциональный и физический (боль) стресс
4.фармакологические агенты: ацетилхолин, никотин, морфин увеличивают, а адреналин и этанол подавляют секрецию АДГ
Вазопрессин обладает мембранно-внутриклеточным механизмом действия. Клетками-мишени для него являются клетки дистального отдела извитых почечных канальцев. Действие вазопрессина реализуется через аденилатциклазную систему и активацию протеинкиназы А. Протеинкиназа в свою очередь фосфорилирует ядерные белки, стимулирующие экспрессию гена мембранного белка аквапорина-2, который встраивается в апикальную мембрану почечных канальцев, образуя водные каналы. Благодаря разнице в значениях осмотического давления канальцевой жидкости (она гипоосмолярна) и межклеточной жидкости происходит перемещение воды из канальца через водный канал аквапорина-2. Оставшийся не реабсорбированным небольшой объем концентрированной мочи выделяется. Повышенный уровень ионов кальция тормозит активность аденилатциклазы, что является причиной полиурии у больных с гиперкальциемией
Вазопрессиновая недостаточность приводит к тяжелой патологии - не сахарному диабету, характеризующемуся постоянным чувством жажды, полидипсией, полиурией, достигающей 15-20 литров в сутки
Альдостерон секретируется клубочковым слоем коры надпочечника, где он образуется из холестерина. Гормон регулирует постоянство ионного состава организма, способствует задержке Na+, воды и выведению через почки К+.
Секреция альдостерона регулируется ренин-ангиотензиновой системой. В результате снижения ОЦК, снижения кровяного давления, падения содержания натрия или увеличения концентрации ионов калия происходит возбуждение барорецепторов клеток юкстрагломерулярного аппарата почек. Возбуждения клеток ЮГА происходит также при изменении положения тела от горизонтального к вертикальному. Они начинают вырабатывать протеолитический фермент ренин. Его субстратом является альфа-2-глобулин плазмы – ангиотензиноген. Этот белок вырабатывается в печени. Его синтез контролируется глюкокортикоидами и эстрогенами. Ренин отщепляет от ангиотензиногена декапептид ангитензин-1, который не обладает биологической активностью. В дальнейшем под действием карбоксидипептидилпептидазы (антиотензинпревращающий фермент) происходит отщепление дипептида и образование ангиотензина-2. Ангиотензин-2 через рецепторы клеток клубочковой зоны коры надпочечников активирует в них фосфолипазу-С, которая расщепляет фосфоинозитолдифосфат. Образовавшийся инозитолтрифосфат стимулирует освобождение из пузырьков ЭР ионов кальция, вместе с которыми активирует протеинкиназу-С, которая активирует холестеролэстеразу, гидролизующую эфиры холестерина. Образовавшийся холестерин используется как предшественник в синтезе альдостерона
Клетками-мишенями для альдостерона являются клетки извитых почечных канальцев. Альдостерон обладает цитозольным механизмом действия, который сводится к индукции синтеза:
1.белков-транспортеров натрия из просвета канальца в клетки канальца
2.натрий-калиевой,-АТФ-азы, обеспечивающей удаление ионов натрия из клетки почечного канальца в межклеточное пространство и переносящей ионы калия из межклеточного пространства в клетку почечного канальца
3.белков-транспортеров ионов калия из клеток почечного канальца в первичную мочу
Вследствие задержки ионов натрия происходит вторичное удержание воды и уменьшение диуреза. Альдостеронизм характеризуется гипернатриемией, гипокалиемией, отечностью. Напротив при Аддисоновой болезни имеет место гипонатриемия, гиперкалиемия, обезвоживание.