III.Макроэлементы

1.Натрий (Na) и калий (K) I.Натрий является основным внеклеточным катионом организма человека.У здорового человека содержание натрия в плазме составляет 135-150 ммоль/л. Функции натрия в организме следующие:- Поддержание постоянства осмотического давления. -Участие в работе буферных систем крови. Поддержание нервно-мышечного тонуса. Участие в процессах возбуждения нервных клеток. Способствует внутритканевому набуханию коллоидов. Активирует ряд ферментов(амилазу транспортную АТФазу) Суточная потребность в Na- 1 г. Главная роль в поддержании гомеостаза принадлежит почкам. Гормональная регуляция осуществляется преимущественно минералокортикоидами Минералокортикоиды. Альдостерон. Альдостерон- это стероидный гормон коры надпочечников из группы минералкортикоидов. Как и другие гормоны этой группы, он усиливает реабсорбцию натрия из дистальной части почечного канальца благодаря активному транспорту. Особенностью действия этого гормона является то, что он начинает активно секретироваться при значительном снижении концентрации натрия в плазме крови. В случае очень низких концентраций натрия в плазме крови под действием альдостерона может происходить практически полное удаление натрия из мочи. Усиление реабсорбции натрия влечет за собой и задержку воды в организме. Регуляция секреции альдостерона опосредуется системой ренин-ангиотензин. Гиперсекреция альдостерона (первичный альдостеронизм) приводит к

15.

задержке натрия и воды - затем развивается отек и гипертония, вплоть до сердечной недостаточности. Недостаточность альдостерона приводит к состоянию, которое характеризуется значительной потерей натрия, хлоридов и воды и уменьшению объема плазмы крови. Кроме того, в почках одновременно нарушаются процессы секреции Н+ и NH4+ и это может приводить к ацидозу. Роль вазопрессина (АДГ) . Секреция вазопрессина увеличивается при повышении осмотического давления плазмы крови. Например, при повышенном потреблении соли или при обезвоживании организма. Дефицит АДГ, вызванный дисфункцией задней доли гипофиза, а также нарушениями в системе передаче гормонального сигнала, приводит к развитию несахарного диабета (НД). При этом происходит нерегулируемая экскреция воды, а наиболее опасным последствием является развитие дегидратации. Основное проявление несахарного диабета - гипотоническая полиурия, т.е. выделение большого количества мочи низкой плотности (до 20 литров в сутки и плотностью менее 1,010), усиление потребления воды. Причины НД могут быть центральные – генетический дефект синтеза препро-АДГ в гипоталамусе , дефекты процессинга и транспорта про-АДГ, повреждения гипоталамуса и нейрогипофиза (черепно-мозговая травма, опухоль, ишемия).Нефрогенный НД развивается вследствие мутации гена рецептора АДГ, в результате почки неспособны реагировать на гормон.

II.Калий - основной катион внутриклеточной жидкости. Содержание калия в сыворотке крови здорового человека составляет 4,0-5,5 ммоль/л

Функции калия в организме следующие: 1.Создание электрохимического потенциала на клеточной мембране. Встроенная в плазматическую мембрану клетки Nа К-АТФаза (Nа К-насос) осуществляет сопряжённый с гидролизом АТФ активный выброс Nа из клетки и закачивание К в клетку. Транспорт калия и натрия через клеточную мембрану лежит в основе возникновения процесса возбуждения мышечной и нервной тканей. Жизненно необходимые элементы натрий и калий функционируют в паре. Установлено что скорость диффузии ионов Na, и K через мембрану в покое мала, разность их концентрации вне клетки и внутри должна была бы в конечном итоге выровняться, если бы в клетке не существовало специального механизма, который обеспечивает активное выведение («выкачивание») из протоплазмы проникающих в неё ионов натрия и

16.

введение («нагнетание») ионов калия. Этот механизм получил название натрий – калиевого насоса; 2.регуляция функций сердца нервной системы скелетной и гладкой мускулатуры; 3.участие в биосинтезе гликогена; 4.поддержание осмотического давления; 5.поддержание кислотно – щелочного состояния (буферные системы) Суточная потребность в калии – около 4 г. Регуляция калиевого обмена определяется следующими факторами: а) минералокортикоиды тормозят канальцевую реабсорбцию калия,увеличивая выведение его с мочой; б) выведение калия с мочой находится в обратной зависимости от выведения натрия; в) концентрация калия в сыворотке зависит от рН (при ацидозе увеличивается,при алкалозе-снижается); г) инсулин опосредованно (через активацию глюконеогенеза)уменьшает калиемию. Гипокалиемия возникает при поражении почечных канальцев, голодании, длительных поносе и рвоте, диабетическом кетоацидозе, гиперальдостеронизме, длительной терапии диуретиками. Гипокалиемия обычно сопровождается дефицитом хлорида и метаболическим алкалозом. 1) Симптомы — мышечная слабость, паралитическая кишечная непроходимость, снижение рефлексов, сонливость, оглушенность. 2) К проявлениям гипокалиемии относится также кислая реакция мочи на фоне метаболического алкалоза (парадоксальная ацидурия). При гипокалиемическом метаболическом алкалозе дефицит K⁺, как правило, не меньше 4—5 мэкв/л. 3) Длительное снижение уровня K⁺ приводит к нарушению концентрационной способности почек. В результате развивается несахарный диабет, не поддающийся лечению препаратами АДГ. Гиперкалиемия возникает при почечной недостаточности, гемолизе, некрозе тканей, первичной надпочечниковой недостаточности, врожденной гиперплазии коры надпочечников, применении некоторых диуретиков, избыточном введении препаратов K⁺. 1) Нарушения, вызванные гиперкалиемией, усугубляются при гипокальциемии, гипонатриемии и ацидозе. 2) Поражается преимущественно сердце, так как повышение уровня K⁺ нарушает проводимость. Повышение уровня K⁺ в плазме более 7,5 мэкв/л чревато желудочковой тахикардией, фибрилляцией желудочков и асистолии.

17.

2. Кальций и фосфор. Кальций является вненклеточным катионом. Содержание кальция в плазме крови здорового человека 2,25-2,7 ммоль/л. концентрация кальция в плазме крови является величиной постоянной (константа). На кальций приходится приблизительно 25% массы тела. Большая часть кальция (99%) находится в костной ткани и зубах. Общий кальций крови включает три фракции:

I. Свободный (ионизированный) Ca²⁺ составляет около 47% общего количества кальция в плазме. II.Белок-связанный кальций ( примерно 40% кальция плазмы связано с белками, причем 80% — с альбумином.). III.Неионизированный(в составе пирофосфата,сульфата,фосфата). Физиологическая роль кальция: *Свободный Ca²⁺ участвует в регуляции активности ферментов (АТФазы, СДГ, щелочной фосфатазы, амилазы, липазы, фосфолипазы). * стабилизация мембран нервных и мышечных клеток. *Необходим для свертывании крови(фактор I V). *формирование костей(основа минерального компонента). *Участвует в механизмах синаптической передачи. *Участвует в нервно-мышечной прводимости. *Является вторичным посредником в передаче гормонального сигнала. *Является активатором мембранных фосфолипаз и ПОЛ клеточных мембран, что вызывает деструкцию мембран и гибель клеток. Суточное потребление кальция составляет для взрослого человека 800-1200мг.

Фосфор (Р) В организме взрослого человека содежится окло 1 кг фосфора. 85 % фосфора находится в костной ткани. В плазме крови концентрация фосфора составляет от 0,8 до 2,0ммоль/л. Очень важно соотношение содержания кальция/фосфора в организме человека, которое в норме составляет: Са/Р = 2. Неорганический фосфор присутствует в ионизированном виде; органический фосфор(2,3ДФГ,АТФ и др.);связанный с белками. Функции фосфора в организме следующие: Участвует в процессах минерализации. Входит в состав макроэргов, нуклеиновых кислот, некоторых коферментов, фосфолипидов, буферных систем крови , фосфопротеинов (казеиноген молока).

18.

Самостоятельной пищевой недостаточности фосфора в организме обычно не бывает. Чаще нарушения обмена фосфора связаны с недостаточностью кальция в организме. Регуляция концентрации кальция и фосфатов: паратгормон и кальцитонин. Поддержание гомеостаза кальция и фосфата необходимо для нормальной жизнедеятельности организма. В регуляции содержания кальция и фосфатов принимают участие гормоны: паратгормон и кальцитонин наряду с кальцитриолом из витамина Д. Паратгормон, паратериоидный гормон (ПТГ) образуется паращитовидными железами. Эти парные образования, тесно прилегают к щитовидной железе. Паратгормон представляет собой белок. Органы –мишени для ПТГ- кости и почки. В клетках этих органов находятся рецепторы, котрые взаимодействуют с паратгормоном по аденилатциклазному механизму. В костной ткани происходит активация остеобластов, которые усиленно секретируют инсулиноподобный фактор роста I и цитокины. Эти вещества стимулируют остеокластную активность. Ускоряется образование ферментов (щелочная фосфатаза, коллагеназа), которые воздействуют на компоненты костного матрикса и способствуют его распаду. В результате происходит мобилизация кальция и фосфатов из кости во внеклеточную жидкость. В почках происходит стимуляция реабсорбции кальция в дистальных извитых канальцах и снижение реабсорбции фосфатов. Кроме того, ПТГ индуцирует синтез в почках кальцитриола (в результате происходит усиление всасывания кальция в кишечнике). Кальцитонин образуется  в С-клетках (парафолликулярные, или светлые, клетки) щитовидной железы. Кальцитонин, вырабатываемый С-клетками, не поступает в полость фолликула, как тиреоидные гормоны, а выводится в кровь. Кальцитонин является белковым гормоном. Секреция кальцитонина возрастает при увеличении концентрации кальция в кровяном русле. Этот гормон является антагонистом паратгормона. Он ингибирует высвобождение кальция из кости, снижая активность остеокластов. И подавляет канальцевую реабсобцию ионов кальция в почках, тем самым стимулируя их экскрецию с мочой.

19.

Механизм действия паратгормона и кальцитонина

Паратгормон	Кальцитонин
в костях - стимулирует мобилизацию и выход в кровь Са + и фосфатных ионов	в костях - стимулирует отложение Са2+
в кишечнике - усиливает всасывание Са2+ в кровь	в кишечнике - тормозит всасывание Са2+ и фосфатов
в почках - усиливает реабсорбцию Са2+ и тормозит реабсорбцию фосфатных ионов	в почках - усиливает экскрецию Са2+

Механизм действия кальцитриола: является стероидным гормоном, кальцитриол синтезируется из холестерина. В результате неферментативной реакции под действием УФО 7-дегидрохолестерин превращается в холекальциферол (разрывается связь между 9 и 10 атомами углерода в холестерине). Последний гидроксилируется в печени по 25-му углеродному атому, а затем в почках по 1-му атому углерода - образуется кальцитриол. Он оказывает воздействие на тонкий кишечник и почки подобно другим стероидным гормонам. Кальцитриол связывается с внутриклеточным рецептором клетки-мишени, взаимодействует с хроматином и индуцирует транскрипцию структурных генов, в результате чего синтезируются белки, опосредующие действие кальцитриола (в клетках кишечника индуцирует синтез кальций – переносящих белков, которые обеспечивают всасывание в кишечнике кальция и фосфатов. В почках стимулируется реабсорбция кальция и фосфатов.).

Гипокальциемия отмечается при рахите, почечной недостаточности, гипоальбуминемии вследствие заболеваний печени или нефротического синдрома; у новорожденных, вскармливаемых смесями на основе коровьего молока; при применении некоторых лекарственных средств — фуросемида, глюкагона, кальцитонина, пликамицина, бикарбоната, кортикостероидов. Признаки снижения уровня свободного Ca²⁺ . У новорожденных обычно наблюдаются повышенная возбудимость, эпилептические припадки, судороги дыхательных мышц и диафрагмы, ларингоспазм. Рахит - заболевание детского возраста, связанное с недостаточной минерализацией костной ткани. Нарушение минерализации происходит из-за дефицита кальция. Рахит может быть обусловлен следующими причинами: недостаток витамина Д в пищевом рационе, нарушение всасывания этого витамина в тонком кишечнике, снижение синтеза

20.

предшественников кальцитриола из-за непродолжительного времени воздействия УФО, дефект ферментов, дефект рецепторов кальцитриола в клетках-мишенях. Всё это вызывает снижение всасывания кальция в кишечнике и снижение его концентрации в крови, стимуляцию секреции паратгормона, и вследствие этого- мобилизацию кальция из костей. При рахите происходят деформации скелета с нарушением функций внутренних органов, задержка моторного развития. Основные меры профилактики и лечения направлены на введение в пищевой режим продуктов содержащих витамины группы Д и достаточная инсоляция. При отсутствии кальцитриола - заместительная терапия.

Гиперкальциемия отмечается при гиперпаратиреозе, гипервитаминозе D, саркоидозе, злокачественных новообразованиях, длительной неподвижности, заболеваниях щитовидной железы, первичной надпочечниковой недостаточности, при приеме антацидных средств. Симптомы: тошнота, рвота, анорексия, запор, полиурия, дегидратация, оглушенность и, в итоге, — кома. Длительное повышение уровня Ca²⁺ приводит к обызвествлению тканей, мочекаменной болезни. Гиперпаратиреоз. Первичный - связан с нарушением подавления секреции паратгормона в ответ на гиперкальциемию. Частота случаев этого заболевания составляет 1: 1000. Причина – опухоль околощитовидных желёз. Избыточная секреция ПТГ приводит к повышению мобилизации кальция и фосфатов из костной ткани, усиление реабсорбции кальция в почках и выведение фосфатов с мочой. Проявляется снижением нервно – мышечной возбудимости, мышечной гипотонией. У больных отмечаются общая и мышечная слабость, быстрая утомляемость, высокий риск развития переломов позвоночника, бедренных костей, костей предплечья. Формирование мочекаменной болезни. Вторичный- встречается при хронической почечной недостаточности и дефиците витамина Д, сопровождается гипокальциемией, связанной с нарушением всасывания кальция в кишечнике из-за угнетения образования кальцитриола в поражённых почках. В этом случае синтез ПТГ увеличивается, но нормализация концентрации кальция в кровяном русле не происходит, т.к. нарушен синтез кальцитриола, и всасывание кальция в кишечнике не происходит, Повышенная мобилизации кальция из костной ткани приводит к формированию остеопороза.

3.Магний. В организме взрослого человека содержится около 20 г. магния, примерно

21.

половина этого количества находится в костях. Концентрация -ионов магния в плазме составляет 0,7-1,2 ммоль/л. Среднее суточное поступление магния с пищей 0,16-0,41 г. Функции магния в организме: Магний биологически связан с ионом кальция, оба катиона определяют состояние нервно-мышечной возбудимости. Магний принимает участие в обмене фосфорных макроэргических соединений, входит в состав ферментов, катализирующих гликолиз и перенос фосфорных групп. Ионы магния принимают участие в синтезе холестерина, в обмене нуклеотидов. Более половины магния плазмы крови находится в ионизированном состоянии, с белками связано около 34% его. Дефицит магния проявляется лишь при тяжёлых его потерях, при этом отмечаются повышение нервно-мышечной возбудимости, трофические изменения кожи, задержка роста. Недостаток магния приводит к кальцификации сосудов и тканей даже при нормальной концентрации кальция в крови. Повышение концентрации магния приводит к снижению нервно-мышечной возбудимости, падению АД.

4.Хлор. Является важнейшим анионом внеклеточного пространства. Считается, что Cl^– пассивно проходит через клеточную мембрану вслед за Na⁺, хотя возможен и активный транспорт Cl^– в почечных канальцах. Содержание хлора в сыворотке крови составляет 45-110 ммоль/л. В организме хлор находится в ионизированной форме в виде солей натрия,калия,кальция,магния и др. Функции хлора в организме: 1.Участвует в подержании КЩР между плазмой и эритроцитами; 2.Участвует в подержании осмотического давления между кровью и тканями; 3.Участвует в регуляции баланса воды в организме; 4.Является активатором ферментов (амилаза); 5.Участвует в переваривании белков в желудке (в составе соляной кислоты). В регуляции обмена хлора принимают участие гормоны щитовидной железы. При гипофункции щитовидной железы происходит задержка в организме хлора и натрия, развивается слизистый отёк- миксидема.

5.Сера в организме человека находится в составе сложных органических

22.

соединений.сера теснейшим обрзом связана с обменом белков,жиров и углеводов.

Функции серы в организме: 1.Входит в состав серусодержащих аминокислот:метионин,цистеин,цистин,принимающих участие в образовании дисульфидных связей,стабилизирующих структуры белка. 2.Является липотропным факторм,принимает участие в биосинтезе фосфолипидов 3.Входит в состав углевод-белковых комплексов, гликозаминогликаны-основа межклеточного матрикса, соединительной ткани. 4.Входит в состав: гормонов (инсулина), витаминов (биотина,тиамина,липоевой кислоты) , коэнзимаА, глутатиона, ФАФС, липидов нервной ткани-сфинголипидов. Основное количество серы поступает в организм с белками. Суточное поступление серы в организм взрослого составляет 1,1 г. С мочой выводится в среднем 0,48 г., с калом- 0,14г.

23.