Значение отдельных элементов для организма.

Ионы натрия поддерживают нормальную возбудимость мышечных клеток.

Ионы калия участвуют в процессах, происходящих в мышечной и нервной тканях. Соли натрия и калия участвуют в поддержании осмотического давления и КЩС организма.

Кальций, магний находятся в костях в виде фосфатов, карбонатов, фтористых солей. Они входят в состав плазмы крови и всех биологических жидкостей. Магний встречается в виде ионов и связанным с белками. Соли кальция придают прочность костям. Ионы кальция играют большую роль в процессе свёртывания крови. Кальций снижает возбудимость клеток ЦНС. Ионы кальция и калия различно влияют на сердечную деятельность: кальций усиливает сердечные сокращения, а калий их угнетает.

Фосфор – входит в состав фосфолипидов, нуклеопротеидов, креатинфосфата, в состав АТФ, участвует в энергетическом обмене. Фосфаты кальция – костная ткань.

Железо входит в состав гемоглобина, цитохромов, участвующих в окислительно-восстановительных процессах, и в белки печени, например ферритин. Железо откладывается в костном мозге.

Помимо перечисленных выше солей, в организме человека всегда в незначительных количествах встречаются микроэлементы.

Молибден - входит в состав ферментов, принимающих участие в окислении пуриновых оснований.

Марганец – входит в состав некоторых ферментов, стимулирующих тканевое окисление. Он способствует окислению жиров. Установлено, что при В_І – авитаминозе наблюдается недостаток марганца.

Цинк – входит в состав гормонов (инсулина). Способствует активации некоторых гормонов гипофиза и половых гормонов.

Кобальт – входит в состав В₁₂ . Известно, что определенные формы малокровия развиваются в отсутствие солей кобальта, цинка, и меди.

Ионы хлора – находятся в виде солей натрия, калия, кальция и магния. Ионы хлора – это осмотические активные ионы плазмы крови, лимфы, клеточного содержимого и спинномозговой жидкости. Хлорид натрия способствует задержке воды в организме.

Характеризуя водно-минеральный обмен, необходимо показать роль осмотического давления, реакции среды, буферных систем.

Осмотическое давление любой биологической жидкости определяется молярной концентрацией растворенных в ней веществ, называемых осмотически активными -электролитами ( хлорид натрия, хлорид магния и др.). Электролиты в большой степени влияют на величину осмотического давления, т .к. они диссоциируют на осмотически активные ионы. Суммарное осмотическое давление, создаваемое в биологических жидкостях электролитами и не электролитами при 37⁰С составляет 7,7-8,1 атм. Осмотическое давление имеет важное физиологическое значение, т. к. нормальная величина его в крови и лимфе, омывающих все клетки человеческого организма, определяет их форму и функции. Постоянство осмотического давления поддерживается деятельностью эндокринных желез, почек и др. регуляторными механизмами.

В медицине используют растворы, имеющие осмотическое давление, соответствующее таковому плазмы крови и содержит в определённых количествах глюкозу, хлористый натрий, хлористый калий, хлористый кальций и углекислый натрий. Эти растворы называются изотоническими. Составной частью осмотического давления является коллоидно – осмотическое (онкотическое) давление, создаваемое белками. Оно имеет значение для удержания воды в сосудистом русле. При гипопротеинемии возникает разница в онкотическом давлении крови и тканевых жидкостях, и вода устремляется в ткани, где более высокое давление, накапливается там и вызывает развитие отёков.

Реакция среды- определяется показателем рН – водородный показатель (отрицательный десятичный логарифм концентрации Н⁺. ) Зная, что в І л воды в диссоциированном состоянии находятся І  10^-14 молей ионов воды, определяем концентрацию Н⁺. Так как вода содержит равное число Н⁺ и ОН^-, то каждого иона содержится І  10^-7 молей. Такая реакция среды является нейтральной и ее рН = 7. Кислая среда- рН от 0 до 7, щелочная – 7 – 14 .

рН крови отличается постоянством и равна 7,35- 7,45 . Изменение приводит к патологии.

В поддержании реакции среды в тканях и жидкостях на постоянном уровне принимают участие буферные и выделительные системы.

Буферные системы- растворы, обладающие способностью стойко сохранять рН среды в определённых пределах при добавлении к ним кислот или оснований.

В организме человека имеются бикарбонатная, фосфатная, белковая, гемоглобиновая буферные системы. Общее представление о механизме буферов рассмотрим на примере бикарбонатного. В крови находятся определенное количество угольной кислоты и бикарбоната натрия. При поступлении в организм кислых продуктов или при накоплении вследствие обмена веществ нейтрализация происходит за счёт бикарбоната:

СО₂

№аНСО₃ + НСІ → №аСІ + Н₂СО₃

Н₂О

Увеличение содержания СО₂ в крови раздражает дыхательный центр и вызывает усиленную вентиляцию легких, что приводит к удалению СО₂ из организма (участвует гемоглобиновая буферная система). Образовавшийся хлорид натрия удаляется почками. рН в организме не меняется. Нейтрализация щелочных продуктов происходит за счет угольной кислоты:

Н₂СО₃ + №аОН → №аСО₃ + Н₂О

Избыточное содержание бикарбоната крови удаляется почками или связывается с белками, пополняя бикарбонатную систему.

Фосфатный буфер играет большую роль для поддержания КЩС в тканях. Буферные свойства белков основаны на их амфотерности.

Регуляция водно-минерального обмена направлена на поддержание нормальной величины осмотического давления, в обеспечении которого важное значение принадлежит натрию (внеклеточный элемент), калию (внутриклеточный элемент) и сопутствующим им анионам. Эти минеральные вещества тесно связаны с обменом воды. Так , при увеличении в плазме Nа и СІ возрастает приток воды из тканей в кровь, что обеспечивает поддержание нормального уровня осмотического давления. Уменьшение в плазме Nа⁺ приводит к обезвоживанию организма. Натрий и калий тесно связаны в своём обмене. Повышение концентрации Nа⁺ в плазме приводит к снижению в ней содержания К⁺ . В почках избыток К⁺ и Н⁺ активно секретируется и выводится с мочой из организма, а Nа⁺ реабсорбируются.

Регуляция водно-солевого обмена происходит под контролем нервной системы и гормонов. Осмотическая регуляция осуществляется через почки. Рецепторы, чувствительные к изменению осмотического давления протекающей крови, локализованы в области сонной артерии. Раздражение их при повышении осмолярности на 25% передаётся по нервным волокнам в гипофиз. В ответ гипофиз выделяет гормон вазопрессин. Под влиянием вазопрессина увеличивается реабсорбция воды в почках, и моча становится более концентрированной. Задержка таким путём воды в организме способствует снижению осмолярности внеклеточной жидкости. Одновременно с этим раздражаются рецепторы, чувствительные к уменьшению объёма протекающей крови (волюморецепторы) . Они локализованы в предсердиях. Это также приводит к задержке воды в организме посредством секреции гипофизом вазопрессина. Другой механизм регуляции объёма внеклеточного жидкостного пространства осуществляется посредством гормона альдостерона . Изменение объёма протекающей через почки крови приводит к раздражению локализованных там волюморецепторов. В ответ на это надпочечники секретируют альдостерон. В почках усиливается реабсорбция ионов натрия. В результате увеличивается осмолярность плазмы крови, что приводит к секреции вазопрессина, и таким путём, к задержке воды и увеличению объёма циркулирующей крови.

Таким образом, вазопрессин и альдостерон регулируют осмотическое давление: при его снижении выработка альдостерона активируется, а вазопрессина – тормозится. Повышение осмотического давления характеризуется обратным явлением: активацией образования вазопрессина и торможением альдостерона.