2015-07-03
1771
Содержание натрия и калия в организме очень тщательно контролируется. Основную роль в этом контроле выполняет альдостерон. Его выделение регулируется юкстагломерулярным аппаратом почек. В его клетках присутствуют барорецепторы и Na-рецепторы, которые реагируют на уменьшение объема плазмы и снижение концентрации Na+. В результате возбуждения рецепторов в кровь выделяется фермент ренин (специфическая пептидаза), который действует на белок крови – ангиотензиноген, отщепляя от него ангиотензин-I (содержит 10 аминокислот). Ангиотензин-I под действием конвертирующего фермента крови превращается в ангиотензин-II (содержит 8 аминокислот). Ангиотензин-II действует на клубочковую зону коры надпочечников и стимулирует выработку и освобождение альдостерона. Альдостерон действует на дистальные канальцы почек, увеличивает реабсорбцию натрия и снижает реабсорбцию калия. В результате в крови повышается концентрация натрия и снижается концентрация калия. Это первичное действие альдостерона. По электростати-ческим законам за натрием реабсорбируется хлор, а по осмотическим законам – вода. В результате всего этого падает выделение с мочой натрия, хлора и воды. Объем плазмы и содержание в ней этих ионов возрастает, кровенаполнение капилляров увеличивается, юкстагломерулярные клетки сдавливаются и выброс ренина прекращается. Таким образом, замыкается отрицательная обратная связь на кору надпочечников и альдостерон не выделяется.
|
|
|
Регуляция минерального обмена гормонами предсердий
В предсердиях вырабатываются гормоны, названные предсердным натрийуретическим фактором (ПНФ). Это группа белково-пептидных гормонов, которая образуется из одного белкового предшественника путем ограниченного протеолиза. Секрецию ПНФ усиливают ацетилхолин (через М-рецепторы), адреналин (через α1-адренорецепторы), вазопрессин (через V-рецепторы). Посредником в действии ПНФ является цГМФ.
Предсердный натрийуретический фактор:
а) увеличивает экскрецию и снижает реабсорбцию натрия и хлора, мало влияет на транспорт калия;
б) тормозит выработку альдостерона и кортикостерона, снижает чувствительность клубочковой зоны коры надпочечников к ангиотензину-II и АКТГ;
в) расслабляет гладкую мускулатуру, расширяет сосуды. Обладает гипотензивным действием.
Кальций
Кальций один из пяти (кислород, углерод, водород, хлор, кальций) наиболее распространенных элементов, встречающихся в организме животных и человека (в организме человека содержится 1,5 – 2 кг). Суточная потребность кальция для взрослых мужчин равна 1,1 г/сут, для женщин - 0,9 г/сут, потребность для детей колеблется в пределах 0,36-0,9 г/сутки в зависимости от возраста. 99% кальция находится в костях и зубах.
|
|
|
Всасывание кальция в ЖКТ в кровь составляет 0,3 г/сут. При повышении потребления кальция, всасывание его уменьшается. Наиболее интенсивно кальций всасывается в двенадцатиперстной и тонкой кишках; низкожировая диета приводит к снижению усвоения элемента, а увеличение уровня холестерина сопровождается усилением поглощения кальция.
Содержание кальция в плазме крови составляет 2,2-2,74 ммоль/л. В организме кальций находится в трех состояниях: 1) ионизированный кальций (40-50%); 2) кальций, связанный с белками (35-40%), 3) в виде комплексных соединений (12-20%). Физиологической активностью обладает только ион кальция, при щелочных значениях рН его количество уменьшается. Сдвиг реакции крови в кислую сторону ведет к нарастанию уровня Са2+.
Биологическая роль кальция:
· участвует в свертывании крови;
· необходим для мышечного сокращения, в том числе и миокарда;
· необходим для минерализации костей;
· притормаживает нервную систему;
· является посредником в действии гормонов и в этом качестве участвует:
а) в регуляции внутриклеточного метаболизма: увеличивает потребление кислорода, стимулирует распад гликогена, активирует липолиз и другие процессы;
б) стимуляции деления клеток;
в) стимуляции секреции желез как экзокринных (слюнные, поджелудочная), так и эндокринных (гипофиз, надпочечники, поджелудочная);
г) агрегации тромбоцитов.
С действием кальция на проницаемость клеточных мембран связаны противовоспалительный, дегидратационный, десенсибилизирующий, дезинтоксика-ционный, вяжущий, гемостатический и тонизирующий эффекты.
В регуляции кальциевого обмена принимают участие паратгормон (гормон паращитовидных желез), тиреокальцитонин (гормон щитовидной железы) и витамин D.
Паратгормон (паратирин) является белково-пептидным гормоном, состоит из одной полипептидной цепи (84 аминокислоты), имеет молекулярную массу 9500. Паратгормон в почках усиливает реабсорбцию Са2+ и Mg2+, но снижает реабсорбцию фосфата. В костях паратгормон стимулирует остеокласты и способствует выведению кальция из костей. В ЖКТ паратгормон усиливает всасывание кальция и фосфора. Таким образом, паратгормон увеличивает концентрацию кальция в крови. Аналогичным образом концентрацию кальция регулирует витамин Д. В почках витамин Д стимулирует реабсорбцию кальция и фосфора. Этим действие витамина Д отличается от действия паратгормона.
Тиреокальцитонин является белково-пептидным гормоном, с молекулярной массой 3600. Усиливает отложение фосфорно-кальциевых солей на коллагеновую матрицу костей. Тиреокальцитонин, как и паратгормон, усиливает фосфатурию.
Гиперкальциемия проявляется полиурией, рвотой, астенией, адинамией, нарушением сердечного ритма. В тяжелых случаях может наступить гибель организма от почечной недостаточности в связи с нефросклерозом или остановкой сердца.
Фосфор
В организме взрослого человека содержится 500-800 г фосфора, что составляет 1% от массы тела. 80-88% его находится в скелете, 10-15% - в соединительной ткани и только около 1% или менее во внеклеточной жидкости. В организме человека фосфор существует в органической и неорганической формах.
У взрослых нормальная концентрация неорганического фосфора составляет 0,87-1,45 ммоль/л, у новорожденных - 1,13-2,78 ммоль/л. В пожилом и старческом возрасте эти показатели снижены (0,74-1,20 ммоль/л у мужчин и 0,90-1,32 ммоль/л у женщин).
Биологическая роль.
Фосфаты участвуют:
· в метаболизме углеводов;
· в хранении и переносе энергии, необходимой для синтетических и метаболических процессов;
· регуляции транспорта кислорода;
· являются составной частью нуклеиновых кислот, фосфопротеинов, фосфолипидов клеточных мембран;
|
|
|
· регулируют активность большого количества ферментов;
· фосфат важен для структурной целостности клеток;
· соединяясь с кальцием, фосфат образует нерастворимые соли, необходимые для образования костей;
· является частью буферных систем крови;
· участвуют в процессах иммунитета и свертывании крови.
Магний
В среднем в организме человека содержится 21-28 г магния, более половины (53%) - в костях и тканях с высокой метаболической активностью, таких как мышцы, мозг, сердце, печень, почки. Во внеклеточном пространстве находится около 1% от общего количества магния; 0,5% сосредоточено в эритроцитах и 0,3% - в плазме. Средняя суточная потребность организма для поддержания нормального баланса магния составляет от 6 до 8 мг/кг. Источники магния - орех, овес, зелень, мясо.
Концентрация общего магния крови составляет 0,7-1,0 ммоль/л. Нормальные значения ионизированного магния варьируют от 0,3 до 0,45 ммоль/л.
Биологическая роль:
· магний является кофактором более 300 ферментативных реакций;
· комплекс Mg2+-АТФ обеспечивает работу К+-Nа+-насоса клеточных мембран, активирует аденилат- и гуанилатциклазу, гексо-, креатин-, фосфофрукто- и протеинкиназу, участвуя, таким образом, практически во всех обменных процессах организма, таких как окислительное фосфорилирование, изменение проницаемости плазматических мембран за счет регуляции работы калиевых и кальциевых каналов, поддержание устойчивости митохондрий, нуклеиновых кислот и рибосомальных комплексов, сосудистого тонуса, нормального функционирования центральной и периферической нервной системы, нервно-мышечной проводимости и сократимости миокарда;
· магний оказывает выраженное ингибиторное действие на образование тромба.
Цинк
Потребность в цинке составляет 10-15 мг, беременным и кормящим требуется на 5 мг больше. Источники - продукты животного происхождения (мясо, печень, почки, яйца, молоко), много цинка в морских продуктах; практически не содержится в огурцах и фруктах.
|
|
|
Биологическая роль:
· цинку принадлежит важная роль в процессах биосинтеза белка;
· входит в состав ферментов (алкогольдегидрогеназа, РНК-полимераза);
· необходим для активации более двухсот различных процессов.
Марганец
Потребность в марганце точно не установлена. Содержание этого элемента в продуктах питания достаточно для удовлетворения потребностей организма. Много марганца в печени и почках. Содержание в крови составляет 0,03-0,05 мкмоль/л.
Биологическая роль
Марганец необходим:
· для развития скелета;
· в реакциях иммунитета;
· в кроветворении;
· в репродуктивной функции;
· в активации многих ферментативных процессов (реакциях гликолиза, цикла Кребса);
· как антиоксидант;
· для гликозилирования белков.
Медь
Источники - мясо, морские продукты, грецкие орехи. Не содержат медь молочные продукты. Суточная потребность 2,5-5 мг.
Содержание в крови составляет 11-24 мкмоль/л. Наибольшее количество меди в крови находится в белке церулоплазмине, который синтезируется в печени.
Биологическая роль:
· входит в состав оксидаз (аскорбатоксидаза, цитохромоксидаза);
· участвует в процессах окислительного фосфорилирования, метаболизме жирных кислот;
· необходима для развития соединительной ткани (синтезе коллагена, эластина), кровеносных сосудов;
· обладает антиоксидантным действием;
· необходима для кроветворения. Поэтому, если ребенок долго находится на грудном вскармливании, у него может развиться анемия.
Селен
Селен -один из микроэлементов, особенно важный для функционирования сердца, почек, печени.
Источники селена: растения (зерновые культуры, лук, чеснок), грибы, рыба и другие. Суточная потребность от 40 до 400 мкг. Потребление менее 11 мкг в сутки может привести к патологии. В организме человека содержится 3-20 мг.
Биологическая роль селена:
· Необходим для работы глутатионпероксидазы, которая замедляет перекисные процессы.
· Регулирует метаболизм витаминов А и Е, замедляя их распад и, тем самым, снижая потребность в них. Вместе с витамином Е участвует в процессах тканевого дыхания и окислительного фосфорилирования.
· Необходим для работы оксидаз, обладающих смешанной микросомальной функцией.
При дефиците селена в организме наблюдается усиление перекисного окисления липидов и развитие дистрофических процессов в клетках, создаются благоприятные условия для развития таких заболеваний, как миокардиодистрофия, атеросклероз, стенокардия, инфаркт миокарда. Эти заболевания чаще наблюдаются в географических районах с низким содержанием селена в питьевой воде и почве и поддерживаются дефицитом природных антиоксидантов (токоферолов, витаминов С, А, РР, К и лимонной кислоты), серусодержащих аминокислот.
Железо
Железо - необходимо для нормального функционирования любых биологических систем. В организме человека содержится 4-4,5 г железа. Весь пул железа можно разделить на клеточное и внеклеточное. Запасной формой железа является белок ферритин, транспортной - трансферрин.
Биологическая роль:
· участвует в процессах тканевого дыхания - входит в состав цитохромов;
· входит в состав гема гемоглобина и миоглобина, каталазы и пероксидазы;
· принимает участие в процессах митоза, клеточного и неспецифического иммунитета, в процессах биосинтеза коллагена и ДНК;
· обладает антиоксидантным действием.
Содержание железа в плазме здорового человека составляет 12,5-30,4 мкмоль/л.
Рекомендуемая литература
1. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф., Биологическая химия, 1990, стр. 449-452, 475-478.
2. Строев Е.А., Биологическая химия, 1986, стр. 386-387, 394-395,404.
3. Николаев А.Я., Биологическая химия, 1989, стр.358-365.
4. Лекции.
