|
|
презентация биохимия мпс. 1 тема мпс бх. Биохимическая характеристика строения почек и функций Умирбекова А. Кибекова Д
Биохимическая характеристика строения почек и функций Выполнила: Умирбекова А. / Кибекова Д. Курс: 2 Группа: 230Б Специальность: Общая медицина Проверил(-а): Жиенбаева Л.Б. - Метаболизм и энергетические затраты почек ориентированы преимущественно на процессы, обеспечивающие экскрецию. Почки хорошо кровоснабжаются, 25 % сердечного выброса приходится на кровоснабжение почек. Скорость клубочковой фильтрации (СКФ) в норме 120 мл/мин, что эквивалентно 170 литрам в сутки. Однако, за сутки выделяется 1-2 литра мочи, остальное реабсорбируется в канальцах.
- Почки отличаются интенсивным энергетическим обменом. В них расходуется 10% всего потребляемого человеком кислорода, в то время как масса почек составляет только 0,5% от массы тела. Это связано с активным трансмембранным транспортом веществ при образовании мочи. Основной движущей силой этого транспорта служит градиент концентрации ионов Na+ и K+ , создаваемый Na+ K+ АТФазой (вторичный активный транспорт).
БИОХИМИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ ПОЧЕК - Обезвреживающая:
-в почках происходит обезвреживание чужеродных веществ путем образования парных соединений с глицином, уксусной и глюкуроновой кислотами, а также окисление некоторых органических спиртов и др. веществ. Общее обезвреживание NH3 путем образования аммонийных солей. 2. Мочеобразовательная и экскреторная: − удаление конечных продуктов метаболизма (мочевины, креатинина, уратов, сульфатов, фосфатов и др.) 3. Регуляторно-гомеостатическая: − поддержание водно-электролитного, кислотно-основного баланса, осмотического давления и объема внеклеточной жидкости. БИОХИМИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ ПОЧЕК 4. Метаболическая: − глюконеогенез, − дезаминирование аминокислот. Дезаминирование аминокислот координировано с глюконеогенезом, т.к. при этом освобождается углеродный скелет, необходимый для синтеза глюкозы. 5. Эндокринная: − продукция ренина (см. ренин – ангиотензиновая система). − продукция эритропоэтина.
Эритропоэтин — полипептидный гормон, в основном образуется в почках и печени. Основное место биосинтеза эритропоэтина во взрослом организме - почки, а у эмбриона - печень.
Эритропоэтин синтезируется интерстециальными клетками корковой части почки. Вместе с другим фактором, так называемым «колонийстимулирующим фактором» (КСФ), этот гормон контролирует дифференцировку стволовых клеток костного мозга.
ХАРАКТЕРИСТИКА КОМПОНЕНТОВ МОЧИ - Выделение с мочой различных веществ отражает изменение процессов в почках и других органах и тканях организма.
Белки
Суточное выделение белков с мочой составляет всего около 30 мг, обычными лабораторными методами не улавливается и обозначается как «следы» или «отсутствие белков в моче».
В составе белков мочи имеются и ферменты.
Происхождение белков мочи разное – это белки плазмы крови, которые до конца не реабсорбировались, и белки слущившихся клеток мочевыводящих путей
Небелковые азотистые вещества - Мочевина – главный азотистый компонент мочи. В норме выделяется 333 – 583 ммоль/сут. (60 – 80 % общего азота мочи). Повышенное выделение мочевины наблюдается при выраженном катаболизме белков и других азотистых компонентов (голодание, ожоги, травмы, атрофия тканей и т. д.).
- Мочевая кислота – конечный продукт пуринового обмена (от 2,35 до 5,9 ммоль/24 ч). Содержание растет при избытке в пище нуклеиновых кислот, при заболеваниях, сопровождающихся усиленным распадом клеток или при повышенном синтезе пуринов.
- Креатинин выводится с интенсивностью, пропорциональной мышечной массе, поэтому его количество в суточной порции неодинаково у разных лиц. Отношение количества креатинина в моче (в мг) к массе тела (креатининовый коэффициент) менее вариабельно – 18-32 – у мужчин и 10-25 – у женщин.
- Креатин обнаруживается в моче у детей и подростков, а также беременных. Креатинурия взрослых связана с нарушением превращения креатина в креатинин. Это происходит при заболеваниях мышц, переохлаждении тела, судорожных состояниях
Небелковые азотистые вещества - Аминокислоты выделяются в нормальных условиях в количестве 0,29-5,35 ммоль азота/24 ч. Среди них преобладают глицин, гистидин и аланин. Рост содержания наблюдается при нарушениях метаболизма аминокислот, при повреждениях транспортных систем, обеспечивающих реабсорбцию аминокислот в почечных канальцах, при ускоренном распаде белков.
- Аммонийные соли в физиологических условиях выделяются в количестве от 30 до 60 ммоль/24 ч (аммиак аммонийных солей). Повышение наблюдается при развитии ацидоза, понижение при алкалозе и поражениях дистальных канальцев, где локализуется процесс аммониогенеза.
Небелковые азотистые вещества - Индикан, или индоксилсерная кислота, содержится в следовых количествах, возрастающих при обильной мясной пище или развитии гнилостных процессов в кишечнике.
- Азотистые пигменты, в частности уробилиноген, а также глюкурониды желчных кислот, билирубина, содержатся в моче в небольших количествах.
- Гиппуровая кислота выделяется с мочой в количествах, пропорциональных количеству принятой пищи, обычно около 5,5 ммоль/24 ч.
Безазотистые компоненты мочи - Глюкоза и другие моносахариды – моча содержит всего 0,3 – 1,1 ммоль глюкозы. Эти количества не обнаруживаются обычными лабораторными методами, поэтому считается, что в нормальной моче глюкоза отсутствует.
- При употреблении с пищей такого количества углеводов, при котором концентрация глюкозы в крови достигает порогового значения, т.е. порядка 8,3 – 8,8 ммоль/л, наблюдается пищевая глюкозурия.
- Появление в моче других моносахаридов наблюдается только при патологии (диабет (сахарный, стероидный)).
Безазотистые компоненты мочи - Молочная и пировиноградная кислоты. Суточная экскреция с мочой молочной и пировиноградной кислот ≈ 1,1 и 0,11 ммоль соответственно.
- Кетоновые тела. В норме суточная моча содержит 20 – 50 мг кетоновых тел. Эти количества не обнаруживаются принятыми в клинике лабораторными методами. Содержание увеличивается при голодании, сахарном диабете.
- Минеральные соли. Нормальная моча содержит натрия 174-222, калия – 69-71, кальция – 4,02-4,99, неорганического фосфора – около 33 ммоль в сутки; изменения этих величин наблюдается при нарушениях водно-солевого и минерального обмена (гипофункция надпочечников, гиперальдостеронизм, гиповитаминоз Д, гипопаратиреоидизм).
Механизм образования мочи - Образование мочи происходит в структурно-функциональных единицах почки – нефронах. В почке человека содержится около 1 млн. нефронов.
- Различают следующие отделы нефрона:
- Проксимальный отдел – в состав входят почечное тельце, извитая и прямая части проксимального канальца.
- Тонкий отдел петли нефрона – нисходящая и тонкая восходящая части петли Генле.
- Дистальный отдел – толстая восходящая часть петли Генле, дистальный извитой каналец и связующая часть.
- Процесс мочеобразования в нефронах складывается из трех этапов - ультрафильтрация, реабсорбция, секреция
Ультрафильтрация - Почечное, или мальпигиевое, тельце представляет собой двустенную капсулу (капсула Шумлянского-Боумена) внутри которой находится клубочек капилляров. Внутренняя поверхность капсулы выстлана эпителиальными клетками; образующаяся полость между висцеральным и париетальным листками капсулы переходит в просвет проксимального извитого канальца.
- Можно выделить три слоя, отделяющие плазму крови от просвета капсулы:
- Эндотелий – является барьером для клеток крови, имеет поры 50–100 нм.
- Базальная мембрана – имеет поры диаметром 5–6 нм, которые пропускают белки массой не более 70 кДа.
- Подоциты – формируют структуры «переплетенных пальцев», формируя трехмерный фильтр с порами 20–50 нм. Пространство пор заполняет гликокаликс подоцитов, состоящий из гликопротеинов с сиаловой кислотой в качестве гликана, несущего высокий отрицательный заряд. Наличие сиалопротеинов обеспечивает прохождение молекул диаметром от 1,5 до 10 нм и предотвращает прохождение более крупных молекул.
Ультрафильтрация - Ультрафильтрация является пассивным процессом. Ее скорость в норме составляет 80-120 мл/мин и определяется следующими факторами:
- состояние базальной мембраны,
- число клубочков,
- гидростатическое давление крови в клубочковых капиллярах,
- гидростатическое давление ультрафильтрата в боуменовой капсуле,
- онкотическое давление белков плазмы.
- В клубочках почечных телец из плазмы крови в процессе ультрафильтрации образуется первичная моча, изоосмотическая с плазмой крови. Поры, через которые фильтруется плазма, имеют эффективный средний диаметр 2,9 нм. При таком размере пор все компоненты плазмы крови с молекулярной массой (М) до 5 кДа свободно проходят через мембрану.
Реабсорбция - Реабсорбция – это движение веществ из просвета канальца в кровь. Реабсорбции подвергаются почти все низкомолекулярные вещества, попавшие в фильтрат – глюкоза, аминокислоты, бикарбонаты, вода, электролиты, органические кислоты, частично мочевина и мочевая кислота.
- 85% ультрафильтрата реабсорбируется в проксимальном отделе канальца. Хотя мелкие белки и пептиды также в состоянии пройти через гломерулярный фильтр (до 8–10 г в сутки) суточные их потери с мочой не превышают 100–150 мг/сутки.
- Имеются два механизма реабсорбции:
Простая и облегченная диффузия по градиенту осмолярности или концентрации. Так реабсорбируются глюкоза, аминокислоты, мочевина, органические соединения, вода.
Активный транспорт происходит против градиента концентраций и требует затрат энергии АТФ. Используется для реабсорбции ионов натрия, калия, хлора, кальция, магния.
Реабсорбция - Первичная моча концентрируется (примерно в 100 раз по сравнению с исходным объемом) за счет обратной фильтрации воды. Одновременно по механизму активного транспорта в канальцах реабсорбируются практически все низкомолекулярные вещества, особенно глюкоза, аминокислоты, а также большинство электролитов – неорганических и органических ионов.
Секреция - Большинство веществ, подлежащих выведению из организма, поступают в мочу за счет активного транспорта в почечных канальцах. К таким веществам относятся ионы H+ и К+ , мочевая кислота и креатинин, лекарственные вещества, например пенициллин.
- Гомеостатическая функция почек:
1) Водно-солевой гомеостаз. Почки участвуют в поддержании постоянного количества воды путем влияния на ионный состав внутри- и внеклеточных жидкостей. Около 75% ионов натрия, хлора и воды реабсорбируется из клубочкового фильтрата в проксимальном канальце благодаря упомянутому АТФазному механизму. При этом активно реабсорбируются только ионы натрия, анионы перемещаются благодаря электрохимическому градиенту, а вода реабсорбируется пассивно и изоосмотически.
2) Участие почек в регуляции кислотно-щелочного равновесия. Концентрация ионов Н+ в плазме и в межклеточном пространстве составляет около 40 нМ. Это соответствует величине рН 7,40. рН внутренней среды организма должен поддерживаться постоянным, так как существенные изменения концентрации прогонов не совместимы с жизнью.
кислотно-щелочное равновесие - Постоянство величины рН поддерживается буферными системами плазмы, которые могут компенсировать кратковременные нарушения кислотно-основного баланса. рН-равновесие поддерживается с помощью продукции и удаления протонов.
- При нарушениях в буферных системах и при несоблюдении кислотно-основного баланса, например, в результате заболевания почек или сбоев в периодичности дыхания из-за гипо- или гипервентиляции, величина рН плазмы выходит за допустимые пределы. Уменьшение величины рН 7,40 более, чем на 0,03 единицы, называется ацидозом, а повышение – алкалозом.
механизмы борьбы - Поскольку для организма особую опасность представляет ацидоз, в почках имеются специальные механизмы борьбы с ним:
а) секреция Н+ – этот механизм включает в себя процесс образования СО2 в метаболических реакциях, протекающих в клетках дистального канальца; затем образование Н2СО3 под действием карбоангидразы; дальнейшую диссоциацию ее на Н+ и НСО3 - и обмен ионов Н+ на ионы Na+ . Затем натрий и бикарбонатные ионы диффундируют в кровь, обеспечивая ее подщелачивание. Этот механизм проверен в эксперименте – введение ингибиторов карбоангидразы приводит к усилению потерь натрия с вторичной мочой и прекращается подкисление мочи
б) аммониогенез – активность ферментов аммониогенеза в почках особенно высока в условиях ацидоза. К ферментам аммониогенеза относятся глутаминаза и глутаматдегидрогеназа
в) глюконеогенез – протекает в печени и в почках. Ключевой фермент процесса – почечная пируваткарбоксилаза. Фермент наиболее активен в кислой среде – этим он отличается от такого же печеночного фермента. Поэтому при ацидозе в почках происходит активация карбоксилазы и кислореагирующие вещества (лактат, пируват) более интенсивно начинают превращаться в глюкозу, не обладающую кислыми свойствами.
Водно-солевой гомеостаз - Основными параметрами водно-солевого гомеостаза являются осмотическое давление, рН и объем внутриклеточной и внеклеточной жидкости. Изменение этих параметров может привести к изменению артериального давления, ацидозу или алкалозу, дегидратации и отекам.
- Основными гормонами, участвующими в регуляции водно-солевого баланса, являются АДГ, альдостерон и предсердный натрий-уретический фактор (ПНФ).
- АДГ, или вазопрессин, – пептид, содержащий 9 аминокислот, соединенных одним дисульфидным мостиком. Синтезируется в виде прогормона в гипоталамусе, затем переносится в нервные окончания задней доли гипофиза, из которых секретируется в кровоток при соответствующей стимуляции. Перемещение по аксону связано со специфическим белком-переносчиком (нейрофизином). Стимулом, вызывающим секрецию АДГ, служит повышение концентрации ионов натрия и увеличение осмотического давления внеклеточной жидкости.
Водно-солевой гомеостаз - Альдостерон – наиболее активный минералокортикостероид, синтезируется в коре надпочечников из холестерина.
- Синтез и секрецию альдостерона клетками клубочковой зоны стимулируют ангиотензин II, АКТГ, простагландин Е. Эти процессы также активируются при высокой концентрации К+ и низкой концентрации Na+ .
- Гормон проникает внутрь клетки-мишени и взаимодействует со специфическим рецептором, расположенным как в цитозоле, так и в ядре. В клетках почечных канальцев альдостерон стимулирует синтез белков, которые выполняют разные функции.
Водно-солевой гомеостаз - Предсердный натрий-уретический фактор (ПНП) – пептид, содержащий 28 аминокислот с единственным дисульфидным мостиком. ПНП синтезируется и хранится в виде препрогормона (состоящего из 126 аминокислотных остатков) в кардиоцитах.
- Основной фактор, регулирующий секрецию ПНП – повышение артериального давления. Другие стимулы: увеличение осмомолярности плазмы, повышение частоты сердцебиения, повышенный уровень катехоламинов в крови и глюкокортикоидов. Основные органы-мишени ПНП – почки, периферические артерии.
- Механизм действия ПНП имеет ряд особенностей. Рецептор ПНП плазматической мембраны являем белком, обладающим активностью гуанилатциклазы. Рецептор имеет доменное строение. Домен, связывающийся с лигандом, локализован во внеклеточном пространстве. В отсутствие ПНП внутриклеточный домен рецептора ПНП находится в фосфорилированном состоянии и неактивен.
Список использованной литературы - 5917.pdf (krsu.edu.kg)
- Биохимия (vsmu.by)
- НУКЛЕОПРОТЕИНЫ (bsu.by)
|
|
|
Скачать 0.72 Mb.