जल-नमक चयापचय जैव रसायन। जैव रसायन विभाग। शरीर में कैल्शियम, मैग्नीशियम और फॉस्फेट का आदान-प्रदान

स्वास्थ्य और सामाजिक विकास के लिए संघीय एजेंसी का GOUVPO UGMA
जैव रसायन विभाग

व्याख्यान पाठ्यक्रम
सामान्य जैव रसायन के लिए

मॉड्यूल 8. जल-नमक चयापचय की जैव रसायन।

येकातेरिनबर्ग,
2009

विषय: जल-नमक और खनिज चयापचय

संकाय: चिकित्सा और निवारक, चिकित्सा और निवारक, बाल चिकित्सा।
2 कोर्स।

जल-नमक चयापचय - पानी का आदान-प्रदान और शरीर के मुख्य इलेक्ट्रोलाइट्स (Na +, K +, Ca 2+, Mg 2+, Cl -, HCO 3 -, H 3 PO 4)।
इलेक्ट्रोलाइट्स ऐसे पदार्थ हैं जो विलयन में आयनों और धनायनों में विघटित हो जाते हैं। इन्हें mol/l में मापा जाता है।
गैर-इलेक्ट्रोलाइट्स - पदार्थ जो समाधान (ग्लूकोज, क्रिएटिनिन, यूरिया) में अलग नहीं होते हैं। उन्हें जी / एल में मापा जाता है।
पानी की जैविक भूमिका

शरीर के तरल पदार्थ के सामान्य गुण
सभी शरीर के तरल पदार्थों की विशेषता सामान्य गुण हैं: मात्रा, आसमाटिक दबाव और पीएच मान।
मात्रा। सभी स्थलीय जंतुओं में, द्रव शरीर के भार का लगभग 70% होता है।
शरीर में पानी का वितरण उम्र, लिंग, मांसपेशियों, काया और वसा की मात्रा पर निर्भर करता है। विभिन्न ऊतकों में पानी की मात्रा इस प्रकार वितरित की जाती है: फेफड़े, हृदय और गुर्दे (80%), कंकाल की मांसपेशियां और मस्तिष्क (75%), त्वचा और यकृत (70%), हड्डियां (20%), वसा ऊतक (10%) . सामान्य तौर पर, दुबले लोगों में वसा कम और पानी अधिक होता है। पुरुषों में, पानी 60%, महिलाओं में - शरीर के वजन का 50% होता है। वृद्ध लोगों में अधिक वसा और कम मांसपेशियां होती हैं। औसतन, 60 वर्ष से अधिक आयु के पुरुषों और महिलाओं के शरीर में क्रमशः 50% और 45% पानी होता है।
पानी के पूर्ण अभाव के साथ, मृत्यु 6-8 दिनों के बाद होती है, जब शरीर में पानी की मात्रा 12% कम हो जाती है।
सभी शरीर तरल पदार्थ को इंट्रासेल्युलर (67%) और बाह्य (33%) पूल में विभाजित किया गया है।
बाह्यकोशिकीय पूल (बाह्यकोशिकीय स्थान) में निम्न शामिल हैं:

पूलों के बीच, तरल पदार्थों का गहन आदान-प्रदान होता है। आसमाटिक दबाव में परिवर्तन होने पर एक क्षेत्र से दूसरे क्षेत्र में पानी की आवाजाही होती है।
आसमाटिक दबाव पानी में घुले सभी पदार्थों द्वारा डाला गया दबाव है। बाह्य तरल पदार्थ का आसमाटिक दबाव मुख्य रूप से NaCl की सांद्रता से निर्धारित होता है।
अलग-अलग घटकों की संरचना और एकाग्रता में एक्स्ट्रासेल्युलर और इंट्रासेल्युलर तरल पदार्थ महत्वपूर्ण रूप से भिन्न होते हैं, लेकिन आसमाटिक रूप से सक्रिय पदार्थों की कुल कुल एकाग्रता लगभग समान होती है।
पीएच प्रोटॉन एकाग्रता का नकारात्मक दशमलव लघुगणक है। पीएच मान शरीर में एसिड और बेस के गठन की तीव्रता पर निर्भर करता है, बफर सिस्टम द्वारा उनका तटस्थकरण और शरीर से मूत्र, निकास हवा, पसीना और मल से हटाने पर निर्भर करता है।
चयापचय की विशेषताओं के आधार पर, पीएच मान अलग-अलग ऊतकों की कोशिकाओं के अंदर और एक ही कोशिका के अलग-अलग डिब्बों में स्पष्ट रूप से भिन्न हो सकता है (साइटोसोल में तटस्थ अम्लता, लाइसोसोम में दृढ़ता से अम्लीय और माइटोकॉन्ड्रिया के इंटरमेम्ब्रेन स्पेस में)। अंतरालीय द्रव में विभिन्न अंगऔर ऊतक और रक्त प्लाज्मा, पीएच मान, साथ ही आसमाटिक दबाव, एक अपेक्षाकृत स्थिर मूल्य है।
शरीर के जल-नमक संतुलन का नियमन
शरीर में, अंतःकोशिकीय वातावरण का जल-नमक संतुलन बाह्य कोशिकीय द्रव की स्थिरता द्वारा बनाए रखा जाता है। बदले में, बाह्य तरल पदार्थ का जल-नमक संतुलन अंगों की सहायता से रक्त प्लाज्मा के माध्यम से बनाए रखा जाता है और हार्मोन द्वारा नियंत्रित किया जाता है।
1. जल-नमक चयापचय को नियंत्रित करने वाले निकाय
शरीर में पानी और नमक का सेवन जठरांत्र संबंधी मार्ग से होता है, यह प्रक्रिया प्यास और नमक की भूख से नियंत्रित होती है। शरीर से अतिरिक्त पानी और लवणों को बाहर निकालने का कार्य किडनी द्वारा किया जाता है। इसके अलावा, त्वचा, फेफड़े और जठरांत्र संबंधी मार्ग से शरीर से पानी निकाला जाता है।
शरीर में पानी का संतुलन

जठरांत्र संबंधी मार्ग, त्वचा और फेफड़ों के लिए, पानी का उत्सर्जन एक पार्श्व प्रक्रिया है जो उनके मुख्य कार्यों के परिणामस्वरूप होती है। उदाहरण के लिए, गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल ट्रैक्ट पानी खो देता है जब अपचित पदार्थ, चयापचय उत्पाद और ज़ेनोबायोटिक्स शरीर से बाहर निकल जाते हैं। श्वसन के दौरान फेफड़े पानी खो देते हैं, और थर्मोरेग्यूलेशन के दौरान त्वचा।
गुर्दे, त्वचा, फेफड़े और जठरांत्र संबंधी मार्ग के काम में परिवर्तन से पानी-नमक होमियोस्टेसिस का उल्लंघन हो सकता है। उदाहरण के लिए, एक गर्म जलवायु में, शरीर के तापमान को बनाए रखने के लिए, त्वचा में पसीना बढ़ जाता है, और विषाक्तता के मामले में, जठरांत्र संबंधी मार्ग से उल्टी या दस्त होता है। निर्जलीकरण में वृद्धि और शरीर में लवण की हानि के परिणामस्वरूप, जल-नमक संतुलन का उल्लंघन होता है।

2. हार्मोन जो पानी-नमक चयापचय को नियंत्रित करते हैं
वैसोप्रेसिन
एन्टिडाययूरेटिक हार्मोन (ADH), या वैसोप्रेसिन, लगभग 1100 D के आणविक भार वाला एक पेप्टाइड है, जिसमें एक डाइसल्फ़ाइड ब्रिज से जुड़े 9 AAs होते हैं।
ADH को हाइपोथैलेमस के न्यूरॉन्स में संश्लेषित किया जाता है और पोस्टीरियर पिट्यूटरी ग्रंथि (न्यूरोहिपोफिसिस) के तंत्रिका अंत में ले जाया जाता है।
बाह्य तरल पदार्थ का उच्च आसमाटिक दबाव हाइपोथैलेमस के ऑस्मोरसेप्टर्स को सक्रिय करता है, जिसके परिणामस्वरूप तंत्रिका आवेग होते हैं जो पश्चवर्ती पिट्यूटरी ग्रंथि में प्रेषित होते हैं और एडीएच को रक्तप्रवाह में छोड़ते हैं।
ADH 2 प्रकार के रिसेप्टर्स के माध्यम से कार्य करता है: V1 और V2।
हार्मोन का मुख्य शारीरिक प्रभाव V 2 रिसेप्टर्स के माध्यम से महसूस किया जाता है, जो डिस्टल नलिकाओं की कोशिकाओं पर स्थित होते हैं और नलिकाओं को इकट्ठा करते हैं, जो पानी के अणुओं के लिए अपेक्षाकृत अभेद्य होते हैं।
ADH V 2 रिसेप्टर्स के माध्यम से एडिनाइलेट साइक्लेज सिस्टम को उत्तेजित करता है, जिसके परिणामस्वरूप प्रोटीन का फास्फोराइलेशन होता है जो झिल्ली प्रोटीन जीन - एक्वापोरिन -2 की अभिव्यक्ति को उत्तेजित करता है। एक्वापोरिन-2 कोशिकाओं की शिखर झिल्ली में जड़ा हुआ होता है, जिससे उसमें पानी के चैनल बन जाते हैं। इन चैनलों के माध्यम से, मूत्र से अंतरालीय स्थान में निष्क्रिय प्रसार द्वारा पानी को फिर से अवशोषित किया जाता है और मूत्र केंद्रित होता है।
एडीएच की अनुपस्थिति में, मूत्र केंद्रित नहीं होता है (घनत्व<1010г/л) и может выделяться в очень больших количествах (>20l/दिन), जिससे शरीर में पानी की कमी हो जाती है। इस स्थिति को डायबिटीज इन्सिपिडस कहा जाता है।
एडीएच की कमी और डायबिटीज इन्सिपिडस के कारण हैं: हाइपोथैलेमस में प्रीप्रो-एडीएच के संश्लेषण में आनुवंशिक दोष, प्रोएडीएच के प्रसंस्करण और परिवहन में दोष, हाइपोथैलेमस या न्यूरोहाइपोफिसिस को नुकसान (जैसे, दर्दनाक मस्तिष्क की चोट, ट्यूमर के परिणामस्वरूप) , इस्किमिया)। नेफ्रोजेनिक डायबिटीज इन्सिपिडस टाइप वी 2 एडीएच रिसेप्टर जीन में उत्परिवर्तन के कारण होता है।
वी 1 रिसेप्टर्स एसएमसी वाहिकाओं की झिल्लियों में स्थानीयकृत हैं। एडीएच वी 1 रिसेप्टर्स के माध्यम से इनोसिटोल ट्राइफॉस्फेट सिस्टम को सक्रिय करता है और ईआर से सीए 2+ की रिहाई को उत्तेजित करता है, जो एसएमसी जहाजों के संकुचन को उत्तेजित करता है। ADH का वैसोकॉन्स्ट्रिक्टर प्रभाव ADH की उच्च सांद्रता पर देखा जाता है।
नैट्रियूरेटिक हार्मोन (एट्रियल नैट्रियूरेटिक फैक्टर, पीएनएफ, एट्रियोपेप्टिन)
PNP एक पेप्टाइड है जिसमें 1 डाइसल्फ़ाइड ब्रिज के साथ 28 AAs होते हैं, जो मुख्य रूप से एट्रियल कार्डियोमायोसाइट्स में संश्लेषित होते हैं।
पीएनपी का स्राव मुख्य रूप से रक्तचाप में वृद्धि के साथ-साथ प्लाज्मा आसमाटिक दबाव, हृदय गति और रक्त में कैटेकोलामाइन और ग्लुकोकोर्टिकोइड्स की एकाग्रता में वृद्धि से प्रेरित होता है।
पीएनपी गाइनाइलेट साइक्लेज सिस्टम के माध्यम से कार्य करता है, प्रोटीन किनेज जी को सक्रिय करता है।
गुर्दे में, पीएनपी अभिवाही धमनियों को फैलाता है, जो गुर्दे के रक्त प्रवाह, निस्पंदन दर और Na+ उत्सर्जन को बढ़ाता है।
परिधीय धमनियों में, पीएनपी चिकनी मांसपेशियों की टोन कम कर देता है, जो धमनियों को फैलाता है और रक्तचाप को कम करता है। इसके अलावा, पीएनपी रेनिन, एल्डोस्टेरोन और एडीएच की रिहाई को रोकता है।
रेनिन-एंजियोटेंसिन-एल्डोस्टेरोन प्रणाली
रेनिन
रेनिन - प्रोटियोलिटिक एंजाइमवृक्क कोषिका के अभिवाही (लाने वाली) धमनियों के साथ स्थित जक्स्टाग्लोमेरुलर कोशिकाओं द्वारा निर्मित। ग्लोमेरुलस के अभिवाही धमनी में दबाव में कमी से रेनिन स्राव उत्तेजित होता है, जो रक्तचाप में कमी और Na + की एकाग्रता में कमी के कारण होता है। रक्तचाप में कमी के परिणामस्वरूप एट्रियल और धमनी अवरोधकों से आवेगों में कमी से रेनिन स्राव भी सुगम हो जाता है। एंजियोटेंसिन II, उच्च रक्तचाप द्वारा रेनिन स्राव को रोक दिया जाता है।
रक्त में, रेनिन एंजियोटेंसिनोजेन पर कार्य करता है।
एंजियोटेंसिनोजेन - ? 2-ग्लोबुलिन, 400 एए में से। एंजियोटेंसिनोजेन का गठन यकृत में होता है और ग्लुकोकोर्टिकोइड्स और एस्ट्रोजेन द्वारा उत्तेजित होता है। रेनिन एंजियोटेंसिनोजेन अणु में पेप्टाइड बॉन्ड को हाइड्रोलाइज़ करता है, इससे एन-टर्मिनल डिकैप्टाइड - एंजियोटेंसिन I अलग हो जाता है, जिसमें कोई जैविक गतिविधि नहीं होती है।
एंडोथेलियल कोशिकाओं, फेफड़े और रक्त प्लाज्मा के एंटीओटेंसिन-परिवर्तित एंजाइम (एसीई) (कार्बोक्सीडिपेप्टिडाइल पेप्टिडेज़) की कार्रवाई के तहत, एंजियोटेंसिन I के सी-टर्मिनस से 2 एए हटा दिए जाते हैं और एंजियोटेंसिन II (ऑक्टापेप्टाइड) बनता है।
एंजियोटेंसिन II
एंजियोटेंसिन II अधिवृक्क प्रांतस्था और एसएमसी के ग्लोमेर्युलर ज़ोन की कोशिकाओं के इनोसिटोल ट्राइफॉस्फेट सिस्टम के माध्यम से कार्य करता है। एंजियोटेंसिन II अधिवृक्क प्रांतस्था के ग्लोमेरुलर ज़ोन की कोशिकाओं द्वारा एल्डोस्टेरोन के संश्लेषण और स्राव को उत्तेजित करता है। एंजियोटेंसिन II की उच्च सांद्रता परिधीय धमनियों के गंभीर वाहिकासंकीर्णन का कारण बनती है और रक्तचाप को बढ़ाती है। इसके अलावा, एंजियोटेंसिन II हाइपोथैलेमस में प्यास केंद्र को उत्तेजित करता है और गुर्दे में रेनिन के स्राव को रोकता है।
एंजियोटेंसिन II, एमिनोपेप्टिडेस की क्रिया के तहत, एंजियोटेंसिन III (एंजियोटेंसिन II की गतिविधि के साथ एक हेप्टापेप्टाइड, लेकिन 4 गुना कम सांद्रता वाला) के लिए हाइड्रोलाइज्ड होता है, जो तब एंजियोटेंसिनेस (प्रोटीज) द्वारा एए को हाइड्रोलाइज्ड किया जाता है।
एल्डोस्टीरोन
एल्डोस्टेरोन अधिवृक्क प्रांतस्था के ग्लोमेर्युलर ज़ोन की कोशिकाओं द्वारा संश्लेषित एक सक्रिय मिनरलोकोर्टिकोस्टेरॉइड है।
एल्डोस्टेरोन का संश्लेषण और स्राव एंजियोटेंसिन II, Na + की कम सांद्रता और रक्त प्लाज्मा, ACTH, प्रोस्टाग्लैंडिंस में K + की उच्च सांद्रता द्वारा प्रेरित होता है। एल्डोस्टेरोन का स्राव K + की कम सांद्रता से बाधित होता है।
एल्डोस्टेरोन रिसेप्टर्स नाभिक और कोशिका के साइटोसोल दोनों में स्थित होते हैं। एल्डोस्टेरोन निम्न के संश्लेषण को प्रेरित करता है: a) Na + ट्रांसपोर्टर प्रोटीन जो Na + को नलिका के लुमेन से वृक्क नलिका के उपकला कोशिका में स्थानांतरित करता है; बी) ना +, के + -एटीपी-एएस सी) ट्रांसपोर्टर प्रोटीन के +, गुर्दे की नलिका की कोशिकाओं से के + को प्राथमिक मूत्र में ले जाता है; डी) माइटोकॉन्ड्रियल टीसीए एंजाइम, विशेष रूप से साइट्रेट सिंथेज़, जो आयनों के सक्रिय परिवहन के लिए आवश्यक एटीपी अणुओं के गठन को उत्तेजित करते हैं।
नतीजतन, एल्डोस्टेरोन गुर्दे में Na + पुन: अवशोषण को उत्तेजित करता है, जिससे शरीर में NaCl अवधारण होता है और आसमाटिक दबाव बढ़ जाता है।
एल्डोस्टेरोन गुर्दे, पसीने की ग्रंथियों, आंतों के म्यूकोसा और लार ग्रंथियों में K +, NH 4 + के स्राव को उत्तेजित करता है।

उच्च रक्तचाप के विकास में RAAS प्रणाली की भूमिका
RAAS हार्मोन के हाइपरप्रोडक्शन से परिसंचारी द्रव, आसमाटिक और धमनी दबाव की मात्रा में वृद्धि होती है और उच्च रक्तचाप के विकास की ओर जाता है।
रेनिन में वृद्धि होती है, उदाहरण के लिए, गुर्दे की धमनियों के एथेरोस्क्लेरोसिस में, जो बुजुर्गों में होती है।
एल्डोस्टेरोन का हाइपरस्क्रिटेशन - हाइपरल्डोस्टेरोनिज़्म, कई कारणों से होता है।
लगभग 80% रोगियों में प्राथमिक हाइपरल्डोस्टेरोनिज़्म (कॉन्स सिंड्रोम) का कारण अधिवृक्क एडेनोमा है, अन्य मामलों में - एल्डोस्टेरोन का उत्पादन करने वाले ग्लोमेरुलर ज़ोन की कोशिकाओं का फैलाना अतिवृद्धि।
प्राथमिक हाइपरल्डोस्टेरोनिज़्म में, अतिरिक्त एल्डोस्टेरोन गुर्दे की नलिकाओं में Na + के पुन: अवशोषण को बढ़ाता है, जो ADH के स्राव और गुर्दे द्वारा जल प्रतिधारण के लिए एक उत्तेजना के रूप में कार्य करता है। इसके अलावा, K + , Mg 2+ और H + आयनों का उत्सर्जन बढ़ाया जाता है।
परिणामस्वरूप, विकसित करें: 1)। हाइपरनाट्रेमिया उच्च रक्तचाप, हाइपोलेवोलमिया और एडीमा का कारण बनता है; 2). मांसपेशियों की कमजोरी के लिए अग्रणी हाइपोकैलिमिया; 3). मैग्नीशियम की कमी और 4). हल्के चयापचय क्षारमयता।
प्राथमिक की तुलना में माध्यमिक हाइपरल्डोस्टेरोनिज़्म बहुत अधिक सामान्य है। यह दिल की विफलता, क्रोनिक किडनी रोग और रेनिन-स्रावित ट्यूमर से जुड़ा हो सकता है। मरीज देखे जा रहे हैं ऊंचा स्तररेनिन, एंजियोटेंसिन II और एल्डोस्टेरोन। प्राथमिक एल्डोस्टेरोनेसिस की तुलना में नैदानिक लक्षण कम स्पष्ट होते हैं।

कैल्शियम, मैग्नीशियम, फास्फोरस चयापचय
शरीर में कैल्शियम के कार्य:

शरीर में मैग्नीशियम के कार्य:

शरीर में फॉस्फेट के कार्य:

शरीर में कैल्शियम, मैग्नीशियम और फॉस्फेट का वितरण
एक वयस्क में औसतन 1000 ग्राम कैल्शियम होता है:

कुल कैल्शियम

एक वयस्क के शरीर में लगभग 1 किलो फॉस्फोरस होता है:

रक्त प्लाज्मा में मैग्नीशियम की सांद्रता 0.7-1.2 mmol / l है।

शरीर में कैल्शियम, मैग्नीशियम और फॉस्फेट का आदान-प्रदान
प्रति दिन भोजन के साथ कैल्शियम की आपूर्ति की जानी चाहिए - 0.7-0.8 ग्राम, मैग्नीशियम - 0.22-0.26 ग्राम, फास्फोरस - 0.7-0.8 ग्राम। कैल्शियम 30-50% खराब अवशोषित होता है, फास्फोरस 90% अच्छी तरह से अवशोषित होता है।
गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल ट्रैक्ट के अलावा, कैल्शियम, मैग्नीशियम और फास्फोरस इसके पुनरुत्थान के दौरान हड्डी के ऊतकों से रक्त प्लाज्मा में प्रवेश करते हैं। रक्त प्लाज्मा और हड्डी के ऊतकों के बीच कैल्शियम का आदान-प्रदान 0.25-0.5 ग्राम / दिन, फास्फोरस के लिए - 0.15-0.3 ग्राम / दिन है।
कैल्शियम, मैग्नीशियम और फास्फोरस शरीर से मूत्र के साथ गुर्दे, मल के साथ जठरांत्र संबंधी मार्ग और पसीने के साथ त्वचा के माध्यम से उत्सर्जित होते हैं।
विनिमय विनियमन
कैल्शियम, मैग्नीशियम और फास्फोरस चयापचय के मुख्य नियामक पैराथायराइड हार्मोन, कैल्सीट्रियोल और कैल्सीटोनिन हैं।
पाराथॉरमोन
पैराथायरायड हार्मोन (PTH) पैराथायरायड ग्रंथियों में संश्लेषित 84 AAs (लगभग 9.5 kD) का एक पॉलीपेप्टाइड है।
पैराथायराइड हार्मोन का स्राव सीए 2+, एमजी 2+ की कम सांद्रता और फॉस्फेट की उच्च सांद्रता को उत्तेजित करता है, विटामिन डी 3 को रोकता है।
कम Ca 2+ सांद्रता पर हार्मोन के टूटने की दर घट जाती है और Ca 2+ की सांद्रता अधिक होने पर बढ़ जाती है।
पैराथायराइड हार्मोन हड्डियों और गुर्दों पर कार्य करता है। यह ऑस्टियोब्लास्ट्स द्वारा इंसुलिन जैसी वृद्धि कारक 1 और साइटोकिन्स के स्राव को उत्तेजित करता है, जो ऑस्टियोक्लास्ट्स की चयापचय गतिविधि को बढ़ाता है। ओस्टियोक्लास्ट्स में, क्षारीय फॉस्फेट और कोलेजनेज़ का गठन तेज होता है, जो हड्डी के मैट्रिक्स के टूटने का कारण बनता है, जिसके परिणामस्वरूप सीए 2+ और फॉस्फेट हड्डी से बाह्य तरल पदार्थ में जमा हो जाते हैं।
गुर्दे में, पैराथायराइड हार्मोन सीए 2+, एमजी 2+ के पुन: अवशोषण को डिस्टल घुमावदार नलिकाओं में उत्तेजित करता है और फॉस्फेट के पुन: अवशोषण को कम करता है।
पैराथायराइड हार्मोन कैल्सिट्रिऑल (1,25(OH) 2 D 3) के संश्लेषण को प्रेरित करता है।
नतीजतन, रक्त प्लाज्मा में पैराथायराइड हार्मोन सीए 2+ और एमजी 2+ की एकाग्रता को बढ़ाता है, और फॉस्फेट की एकाग्रता को कम करता है।
अतिपरजीविता
प्राथमिक अतिपरजीविता (1:1000) में, अतिकैल्शियमरक्तता के जवाब में पैराथाइरॉइड हार्मोन स्राव के दमन का तंत्र बाधित होता है। कारण ट्यूमर (80%), फैलाना हाइपरप्लासिया, या पैराथायरायड ग्रंथि का कैंसर (2% से कम) हो सकता है।
अतिपरजीविता का कारण बनता है:

माध्यमिक हाइपरपरथायरायडिज्म क्रोनिक रीनल फेल्योर और विटामिन डी 3 की कमी में होता है।
पर किडनी खराबकैल्सीट्रियोल का निर्माण बाधित होता है, जो आंत में कैल्शियम के अवशोषण को बाधित करता है और हाइपोकैल्सीमिया की ओर जाता है। हाइपरपरथायरायडिज्म हाइपोकैल्सीमिया की प्रतिक्रिया में होता है, लेकिन पैराथायराइड हार्मोन रक्त प्लाज्मा में कैल्शियम के स्तर को सामान्य करने में सक्षम नहीं होता है। कभी-कभी हाइपरफोस्टेटेमिया होता है। हड्डी के ऊतकों से कैल्शियम की बढ़ती गतिशीलता के परिणामस्वरूप, ऑस्टियोपोरोसिस विकसित होता है।
हाइपोपैरथायरायडिज्म
हाइपोपैरैथायरायडिज्म पैराथायरायड ग्रंथियों की अपर्याप्तता के कारण होता है और हाइपोकैल्सीमिया के साथ होता है। हाइपोकैल्सीमिया न्यूरोमस्कुलर चालन में वृद्धि, टॉनिक आक्षेप के हमलों, श्वसन की मांसपेशियों और डायाफ्राम के आक्षेप और लैरींगोस्पाज्म का कारण बनता है।
कैल्सिट्रिऑल
कैल्सीट्रियोल को कोलेस्ट्रॉल से संश्लेषित किया जाता है।

सक्रिय रूप

कैल्सीट्रियोल का संश्लेषण रक्त में पैराथायराइड हार्मोन, फॉस्फेट की कम सांद्रता और सीए 2+ (पैराथायरायड हार्मोन के माध्यम से) को उत्तेजित करता है।
कैल्सीट्रियोल का संश्लेषण हाइपरलकसीमिया को रोकता है, यह 24?-हाइड्रॉक्सिलेज़ को सक्रिय करता है, जो कैल्सीडियोल को एक निष्क्रिय मेटाबोलाइट 24,25 (ओएच) 2 डी 3 में परिवर्तित करता है, जबकि, तदनुसार, सक्रिय कैल्सीट्रियोल नहीं बनता है।
कैल्सीट्रियोल छोटी आंत, गुर्दे और हड्डियों को प्रभावित करता है।
कैल्सीट्रियोल:

नतीजतन, कैल्सीट्रियोल रक्त प्लाज्मा में सीए 2+, एमजी 2+ और फॉस्फेट की एकाग्रता को बढ़ाता है।
कैल्सीट्रियोल की कमी के साथ, हड्डी के ऊतकों में अनाकार कैल्शियम फॉस्फेट और हाइड्रॉक्सीपैटाइट क्रिस्टल का निर्माण बाधित होता है, जिससे रिकेट्स और ऑस्टियोमलेशिया का विकास होता है।
रिकेट्स एक बीमारी है बचपनहड्डी के ऊतकों के अपर्याप्त खनिजकरण के साथ जुड़ा हुआ है।
सूखा रोग के कारण: आहार में विटामिन डी 3, कैल्शियम और फास्फोरस की कमी, शरीर में विटामिन डी 3 का कुअवशोषण छोटी आंत, सूर्य के प्रकाश की कमी के कारण कोलेकैल्सिफेरॉल के संश्लेषण में कमी, 1ए-हाइड्रॉक्सिलेज़ में दोष, लक्ष्य कोशिकाओं में कैल्सीट्रियोल रिसेप्टर्स में दोष। रक्त प्लाज्मा में Ca 2+ की सांद्रता में कमी पैराथायराइड हार्मोन के स्राव को उत्तेजित करती है, जो ऑस्टियोलाइसिस के माध्यम से हड्डी के ऊतकों के विनाश का कारण बनता है।
रिकेट्स के साथ, खोपड़ी की हड्डियाँ प्रभावित होती हैं; छाती, उरोस्थि के साथ, आगे की ओर फैलती है; ट्यूबलर हड्डियां और हाथ और पैर के जोड़ विकृत होते हैं; पेट बढ़ता है और फैलता है; विलंबित मोटर विकास। रिकेट्स को रोकने के मुख्य तरीके उचित पोषण और पर्याप्त सूर्यातप हैं।
कैल्सीटोनिन
कैल्सीटोनिन एक पॉलीपेप्टाइड है जिसमें एक डाइसल्फ़ाइड बॉन्ड के साथ 32 एए होते हैं, जो थायरॉयड ग्रंथि के पैराफोलिकुलर के-कोशिकाओं या पैराथायरायड ग्रंथियों के सी-कोशिकाओं द्वारा स्रावित होते हैं।
कैल्सीटोनिन का स्राव सीए 2+ और ग्लूकागन की उच्च सांद्रता से उत्तेजित होता है, और सीए 2+ की कम सांद्रता से बाधित होता है।
कैल्सीटोनिन:

विभिन्न विकृतियों में कैल्शियम, मैग्नीशियम और फॉस्फेट के स्तर में परिवर्तन
रक्त प्लाज्मा में सीए 2+ की एकाग्रता में कमी देखी गई है:

रक्त प्लाज्मा में Ca 2+ की सांद्रता में वृद्धि देखी गई है:

घातक ट्यूमर

रक्त प्लाज्मा में फॉस्फेट की सांद्रता में कमी देखी गई है:

रक्त प्लाज्मा में फॉस्फेट की सांद्रता में वृद्धि देखी गई है:

डायबिटीज़ संबंधी कीटोएसिडोसिस

मैग्नीशियम एकाग्रता अक्सर पोटेशियम एकाग्रता के समानुपाती होती है और सामान्य कारणों पर निर्भर करती है।
रक्त प्लाज्मा में Mg 2+ की सांद्रता में वृद्धि देखी गई है:

ट्रेस तत्वों की भूमिका: Mg 2+ , Mn 2+ , Co, Cu, Fe 2+ , Fe 3+ , Ni, Mo, Se, J. Ceruloplasmin, Konovalov-Wilson's रोग का मूल्य।

मैंगनीज एमिनोएसिल-टीआरएनए सिंथेटेस के लिए एक सहकारक है।

Na + , Cl - , K + , HCO 3 - - मूल इलेक्ट्रोलाइट्स की जैविक भूमिका, अम्ल-क्षार संतुलन के नियमन में मूल्य। एक्सचेंज और जैविक भूमिका. आयनों का अंतर और इसका सुधार।

भारी धातुएं (सीसा, पारा, तांबा, क्रोमियम, आदि), उनके जहरीले प्रभाव।

सीरम क्लोराइड के स्तर में वृद्धि: निर्जलीकरण, तीव्र गुर्दे की विफलता, दस्त और बाइकार्बोनेट हानि के बाद चयापचय एसिडोसिस, श्वसन क्षारीयता, सिर की चोट, अधिवृक्क हाइपोफंक्शन, कॉर्टिकोस्टेरॉइड्स का दीर्घकालिक उपयोग, थियाजाइड मूत्रवर्धक, हाइपरल्डोस्टेरोनिज़्म, कुशेंग रोग।
रक्त सीरम में क्लोराइड की सामग्री में कमी: हाइपोक्लोरेमिक अल्कलोसिस (उल्टी के बाद), श्वसन एसिडोसिस, अत्यधिक पसीना, नमक के नुकसान के साथ नेफ्रैटिस (बिगड़ा हुआ पुन: अवशोषण), सिर का आघात, बाह्य तरल पदार्थ की मात्रा में वृद्धि के साथ एक स्थिति, अल्सरेटिव कैलाइटिस, एडिसन रोग (हाइपोल्डोस्टेरोनिज़्म)।
मूत्र में क्लोराइड का बढ़ा हुआ उत्सर्जन: हाइपोएल्डोस्टेरोनिज़्म (एडिसन रोग), नमक की कमी के साथ नेफ्रैटिस, नमक का सेवन बढ़ा, मूत्रवर्धक के साथ उपचार।
मूत्र में क्लोराइड के उत्सर्जन में कमी: उल्टी, दस्त, कुशिंग रोग, अंत-चरण गुर्दे की विफलता, सूजन के गठन के दौरान नमक प्रतिधारण के दौरान क्लोराइड का नुकसान।
रक्त सीरम में कैल्शियम की मात्रा सामान्य 2.25-2.75 mmol/l है।
मूत्र में कैल्शियम का उत्सर्जन सामान्य रूप से 2.5-7.5 mmol / दिन होता है।
बढ़ा हुआ सीरम कैल्शियम: हाइपरपरथायरायडिज्म, हड्डी के ऊतकों में ट्यूमर मेटास्टेस, मल्टीपल मायलोमा, कैल्सीटोनिन की कम रिहाई, विटामिन डी ओवरडोज, थायरोटॉक्सिकोसिस।
सीरम कैल्शियम में कमी: हाइपोपैरैथायरायडिज्म, कैल्सीटोनिन रिलीज में वृद्धि, हाइपोविटामिनोसिस डी, बिगड़ा हुआ गुर्दे का पुनर्संयोजन, बड़े पैमाने पर रक्त आधान, हाइपोएल्ब्यूनेमिया।
मूत्र में कैल्शियम का बढ़ा हुआ उत्सर्जन: चिरकालिक संपर्कसूरज की रोशनी (हाइपरविटामिनोसिस डी), हाइपरपैराथायरायडिज्म, हड्डी के ऊतकों में ट्यूमर मेटास्टेस, गुर्दे में बिगड़ा हुआ पुन: अवशोषण, थायरोटॉक्सिकोसिस, ऑस्टियोपोरोसिस, ग्लूकोकार्टिकोइड्स के साथ उपचार।
मूत्र में कैल्शियम का उत्सर्जन कम होना: हाइपोपैरैथायरायडिज्म, रिकेट्स, एक्यूट नेफ्रैटिस (गुर्दे में बिगड़ा हुआ निस्पंदन), हाइपोथायरायडिज्म।
रक्त सीरम में लोहे की सामग्री सामान्य mmol / l है।
बढ़ी हुई सीरम आयरन सामग्री: अप्लास्टिक और हेमोलिटिक एनीमिया, हेमोक्रोमैटोसिस, तीव्र हेपेटाइटिस और स्टीटोसिस, लीवर सिरोसिस, थैलेसीमिया, बार-बार संक्रमण।
घटी हुई सीरम लौह सामग्री: लोहे की कमी से एनीमिया, तीव्र और जीर्ण संक्रमण, ट्यूमर, गुर्दे की बीमारी, खून की कमी, गर्भावस्था, आंत में लोहे का बिगड़ा हुआ अवशोषण।

पानी के चयापचय का विनियमन विशेष रूप से केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के विभिन्न भागों द्वारा किया जाता है: सेरेब्रल कॉर्टेक्स, डाइएन्सेफेलॉन और मेडुला ऑबोंगेटा, सहानुभूति और पैरासिम्पेथेटिक गैन्ग्लिया। कई अंतःस्रावी ग्रंथियां भी शामिल हैं। इस मामले में हार्मोन का प्रभाव यह है कि वे पानी के लिए कोशिका झिल्लियों की पारगम्यता को बदलते हैं, इसकी रिहाई या पुन: अवशोषण सुनिश्चित करते हैं। शरीर की पानी की आवश्यकता को प्यास से नियंत्रित किया जाता है। पहले से ही रक्त के गाढ़ेपन के पहले लक्षणों पर, सेरेब्रल कॉर्टेक्स के कुछ हिस्सों के पलटा उत्तेजना के परिणामस्वरूप प्यास पैदा होती है। इस मामले में सेवन किया गया पानी आंतों की दीवार के माध्यम से अवशोषित हो जाता है, और इसकी अधिकता से रक्त पतला नहीं होता है। . से रक्त, यह जल्दी से ढीले संयोजी ऊतक, यकृत, त्वचा, आदि के अंतरकोशिकीय स्थानों में चला जाता है। ये ऊतक शरीर में पानी के डिपो के रूप में काम करते हैं। अलग-अलग धनायनों का ऊतकों से पानी के सेवन और निकलने पर एक निश्चित प्रभाव पड़ता है। Na + आयन कोलाइडल कणों द्वारा प्रोटीन के बंधन में योगदान करते हैं, K + और Ca 2+ आयन शरीर से पानी की रिहाई को उत्तेजित करते हैं।

इस प्रकार, न्यूरोहाइपोफिसिस (एंटीडाययूरेटिक हार्मोन) का वैसोप्रेसिन प्राथमिक मूत्र से पानी के पुन: अवशोषण को बढ़ावा देता है, शरीर से बाद के उत्सर्जन को कम करता है। अधिवृक्क प्रांतस्था के हार्मोन - एल्डोस्टेरोन, डीऑक्सीकोर्टिकोस्टेरॉल - शरीर में सोडियम की अवधारण में योगदान करते हैं, और चूंकि सोडियम केशन ऊतकों के जलयोजन को बढ़ाते हैं, उनमें पानी भी बरकरार रहता है। अन्य हार्मोन गुर्दे द्वारा पानी के उत्सर्जन को उत्तेजित करते हैं: थायरोक्सिन - एक हार्मोन थाइरॉयड ग्रंथि, पैराथायराइड हार्मोन - एक पैराथाइरॉइड हार्मोन, एण्ड्रोजन और एस्ट्रोजेन - गोनाड के हार्मोन। थायराइड हार्मोन पसीने की ग्रंथियों के माध्यम से पानी की रिहाई को उत्तेजित करते हैं। ऊतकों में पानी की मात्रा, मुख्य रूप से मुक्त, गुर्दे की बीमारी के साथ बढ़ जाती है, हृदय प्रणाली की शिथिलता , और प्रोटीन भुखमरी, यकृत समारोह (सिरोसिस) के उल्लंघन में। इंटरसेलुलर स्पेस में पानी की मात्रा बढ़ने से एडिमा हो जाती है। वैसोप्रेसिन के अपर्याप्त गठन से डायरिया में वृद्धि होती है, जिससे डायबिटीज इन्सिपिडस की बीमारी होती है। अधिवृक्क प्रांतस्था में एल्डोस्टेरोन के अपर्याप्त गठन के साथ शरीर का निर्जलीकरण भी देखा जाता है।

पानी और इसमें घुले पदार्थ, खनिज लवण सहित, शरीर के आंतरिक वातावरण का निर्माण करते हैं, जिसके गुण अंगों और कोशिकाओं की कार्यात्मक अवस्था में परिवर्तन होने पर स्थिर रहते हैं या नियमित रूप से बदलते रहते हैं। शरीर के तरल वातावरण के मुख्य पैरामीटर हैं परासरण दाब,पीएचतथा मात्रा.

बाह्य तरल पदार्थ का आसमाटिक दबाव काफी हद तक नमक (NaCl) पर निर्भर करता है, जो इस द्रव में उच्चतम सांद्रता में निहित है। इसलिए, आसमाटिक दबाव के नियमन का मुख्य तंत्र पानी या NaCl की रिहाई की दर में बदलाव के साथ जुड़ा हुआ है, जिसके परिणामस्वरूप ऊतक तरल पदार्थ में NaCl की एकाग्रता बदल जाती है, जिसका अर्थ है कि आसमाटिक दबाव भी बदल जाता है। वॉल्यूम विनियमन एक साथ पानी और NaCl दोनों की रिहाई की दर को बदलकर होता है। इसके अलावा, प्यास तंत्र पानी के सेवन को नियंत्रित करता है। पीएच का नियमन मूत्र में एसिड या क्षार के चयनात्मक उत्सर्जन द्वारा प्रदान किया जाता है; इस पर निर्भर करते हुए, मूत्र का पीएच 4.6 से 8.0 तक भिन्न हो सकता है। पैथोलॉजिकल स्थितियां जैसे ऊतकों या एडिमा का निर्जलीकरण, रक्तचाप में वृद्धि या कमी, शॉक, एसिडोसिस और अल्कलोसिस जल-नमक होमियोस्टेसिस के उल्लंघन से जुड़े हैं।

आसमाटिक दबाव और बाह्य द्रव मात्रा का विनियमन।गुर्दे द्वारा पानी और NaCl का उत्सर्जन एन्टिडाययूरेटिक हार्मोन और एल्डोस्टेरोन द्वारा नियंत्रित किया जाता है।

एंटीडाययूरेटिक हार्मोन (वैसोप्रेसिन)।वासोप्रेसिन को हाइपोथैलेमस के न्यूरॉन्स में संश्लेषित किया जाता है। हाइपोथैलेमस के ऑस्मोरसेप्टर्स ऊतक द्रव के आसमाटिक दबाव में वृद्धि के साथ स्रावी कणिकाओं से वैसोप्रेसिन की रिहाई को उत्तेजित करते हैं। वासोप्रेसिन प्राथमिक मूत्र से पानी के पुन: अवशोषण की दर को बढ़ाता है और इस प्रकार मूत्राधिक्य को कम करता है। मूत्र अधिक गाढ़ा हो जाता है। इस तरह, एन्टिडायरेक्टिक हार्मोन NaCl की मात्रा को प्रभावित किए बिना शरीर में तरल पदार्थ की आवश्यक मात्रा को बनाए रखता है। बाह्य तरल पदार्थ का आसमाटिक दबाव कम हो जाता है, यानी वैसोप्रेसिन की रिहाई का कारण बनने वाली उत्तेजना समाप्त हो जाती है। कुछ बीमारियों में जो हाइपोथैलेमस या पिट्यूटरी ग्रंथि (ट्यूमर, चोट, संक्रमण) को नुकसान पहुंचाते हैं, वैसोप्रेसिन का संश्लेषण और स्राव कम हो जाता है और विकसित होता है मूत्रमेह।

ड्यूरेसिस को कम करने के अलावा, वैसोप्रेसिन धमनियों और केशिकाओं (इसलिए नाम) को कम करने का कारण बनता है, और इसके परिणामस्वरूप, रक्तचाप में वृद्धि होती है।

एल्डोस्टेरोन।यह स्टेरॉयड हार्मोन अधिवृक्क प्रांतस्था में निर्मित होता है। रक्त में NaCl की सांद्रता में कमी के साथ स्राव बढ़ता है। गुर्दे में, एल्डोस्टेरोन नेफ्रॉन नलिकाओं में Na + (और इसके साथ C1) के पुन: अवशोषण की दर को बढ़ाता है, जिससे शरीर में NaCl अवधारण होता है। यह उत्तेजना को समाप्त करता है जो एल्डोस्टेरोन के स्राव का कारण बनता है। एल्डोस्टेरोन का अत्यधिक स्राव क्रमशः NaCl की अत्यधिक अवधारण और बाह्य तरल पदार्थ के आसमाटिक दबाव में वृद्धि की ओर जाता है। और यह वैसोप्रेसिन की रिहाई के लिए एक संकेत के रूप में कार्य करता है, जो गुर्दे में पानी के पुन: अवशोषण को तेज करता है। नतीजतन, NaCl और पानी दोनों शरीर में जमा हो जाते हैं; सामान्य आसमाटिक दबाव बनाए रखते हुए बाह्य तरल पदार्थ की मात्रा बढ़ जाती है।

रेनिन-एंजियोटेंसिन प्रणाली।यह प्रणाली एल्डोस्टेरोन स्राव के नियमन के लिए मुख्य तंत्र के रूप में कार्य करती है; वैसोप्रेसिन का स्राव भी इस पर निर्भर करता है।रेनिन एक प्रोटियोलिटिक एंजाइम है जो वृक्कीय ग्लोमेरुलस के अभिवाही धमनी के आसपास जक्स्टाग्लोमेरुलर कोशिकाओं में संश्लेषित होता है।

रेनिन-एंजियोटेंसिन प्रणाली रक्त की मात्रा को बहाल करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है, जो रक्तस्राव, अत्यधिक उल्टी, दस्त (दस्त) और पसीने के परिणामस्वरूप कम हो सकती है। एंजियोटेंसिन II की कार्रवाई के तहत वाहिकासंकीर्णन एक भूमिका निभाता है आपातकालीन उपायरक्तचाप बनाए रखने के लिए। फिर, पीने और भोजन के साथ आने वाले पानी और NaCl को शरीर में सामान्य से अधिक हद तक बनाए रखा जाता है, जो रक्त की मात्रा और दबाव की बहाली सुनिश्चित करता है। उसके बाद, रेनिन का निकलना बंद हो जाता है, रक्त में पहले से मौजूद नियामक पदार्थ नष्ट हो जाते हैं और सिस्टम अपनी मूल स्थिति में लौट आता है।

परिसंचारी तरल पदार्थ की मात्रा में एक महत्वपूर्ण कमी नियामक प्रणालियों के दबाव और रक्त की मात्रा को बहाल करने से पहले ऊतकों को रक्त की आपूर्ति के खतरनाक उल्लंघन का कारण बन सकती है। उसी समय, सभी अंगों के कार्य बाधित हो जाते हैं, और सबसे बढ़कर, मस्तिष्क; शॉक नामक स्थिति उत्पन्न होती है। शॉक (साथ ही एडिमा) के विकास में, एक महत्वपूर्ण भूमिका रक्तप्रवाह और अंतरकोशिकीय स्थान के बीच द्रव और एल्ब्यूमिन के सामान्य वितरण में बदलाव की है। वैसोप्रेसिन और एल्डोस्टेरोन जल-नमक संतुलन के नियमन में शामिल हैं, नेफ्रॉन नलिकाओं के स्तर पर कार्य करना - वे प्राथमिक मूत्र घटकों के पुन: अवशोषण की दर को बदलते हैं।

जल-नमक चयापचय और पाचक रसों का स्राव।सभी पाचन ग्रंथियों के दैनिक स्राव की मात्रा काफी बड़ी होती है। सामान्य परिस्थितियों में, इन तरल पदार्थों का पानी आंत में पुन: अवशोषित हो जाता है; विपुल उल्टी और दस्त बाह्य तरल पदार्थ की मात्रा और ऊतक निर्जलीकरण में महत्वपूर्ण कमी का कारण बन सकते हैं। पाचक रसों के साथ तरल पदार्थ का एक महत्वपूर्ण नुकसान रक्त प्लाज्मा और अंतरकोशिकीय तरल पदार्थ में एल्ब्यूमिन की एकाग्रता में वृद्धि पर जोर देता है, क्योंकि एल्ब्यूमिन रहस्यों के साथ उत्सर्जित नहीं होता है; इस कारण से, अंतरकोशिकीय द्रव का आसमाटिक दबाव बढ़ जाता है, कोशिकाओं से पानी अंतरकोशिकीय द्रव में जाना शुरू हो जाता है, और कोशिका के कार्य बाधित हो जाते हैं। बाह्य तरल पदार्थ का उच्च आसमाटिक दबाव भी मूत्र उत्पादन में कमी या समाप्ति की ओर जाता है। , और अगर बाहर से पानी और नमक की आपूर्ति नहीं की जाती है, तो जानवर कोमा में चला जाता है।

कार्यात्मक जैव रसायन

(पानी-नमक का आदान-प्रदान. गुर्दे और मूत्र की जैव रसायन)

ट्यूटोरियल

समीक्षक: प्रोफेसर एन.वी. कोज़ाचेंको

विभाग की बैठक में स्वीकृत, पीआर संख्या _____ दिनांक _______________2004

मुखिया द्वारा स्वीकृत विभाग ____________________________________________

चिकित्सा-जैविक और दवा संकायों के एमसी में स्वीकृत

परियोजना संख्या _____ दिनांक _______________2004

अध्यक्ष_______________________________________________

पानी-नमक का आदान-प्रदान

पैथोलॉजी में चयापचय के सबसे अक्सर परेशान प्रकारों में से एक पानी-नमक है। यह पानी की निरंतर गति से जुड़ा है और खनिज पदार्थजीव के बाहरी वातावरण से आंतरिक और इसके विपरीत।

एक वयस्क के शरीर में, पानी शरीर के वजन का 2/3 (58-67%) होता है। इसकी लगभग आधी मात्रा मांसपेशियों में केंद्रित होती है। पानी की आवश्यकता (एक व्यक्ति प्रतिदिन 2.5-3 लीटर तक तरल प्राप्त करता है) पीने (700-1700 मिली) के रूप में इसके सेवन से पूरी हो जाती है, पूर्वनिर्मित पानी जो भोजन का हिस्सा है (800-1000 मिली), और चयापचय के दौरान शरीर में बनने वाला पानी - 200-300 मिली (100 ग्राम वसा, प्रोटीन और कार्बोहाइड्रेट जलाने पर क्रमशः 107.41 और 55 ग्राम पानी बनता है)। अपेक्षाकृत में अंतर्जात पानी बड़ी संख्या मेंवसा ऑक्सीकरण की प्रक्रिया के सक्रियण पर संश्लेषित, जो विभिन्न, मुख्य रूप से लंबे समय तक तनावपूर्ण स्थितियों, सहानुभूति-अधिवृक्क प्रणाली की उत्तेजना, आहार चिकित्सा को उतारने (अक्सर मोटे रोगियों के इलाज के लिए उपयोग किया जाता है) में मनाया जाता है।

लगातार होने वाली अनिवार्य पानी की कमी के कारण, शरीर में द्रव की आंतरिक मात्रा अपरिवर्तित रहती है। इन नुकसानों में जठरांत्र संबंधी मार्ग (50-300 मिलीलीटर) के माध्यम से तरल पदार्थ की रिहाई से जुड़े वृक्क (1.5 एल) और बाह्य गुर्दे शामिल हैं। एयरवेजऔर त्वचा (850-1200 मिली)। सामान्य तौर पर, पानी के अनिवार्य नुकसान की मात्रा 2.5-3 लीटर होती है, जो काफी हद तक शरीर से निकाले गए विषाक्त पदार्थों की मात्रा पर निर्भर करती है।

जीवन प्रक्रियाओं में पानी की भूमिका बहुत विविध है। पानी कई यौगिकों के लिए एक विलायक है, कई भौतिक-रासायनिक और जैव रासायनिक परिवर्तनों का एक प्रत्यक्ष घटक, एंडो- और बहिर्जात पदार्थों का एक ट्रांसपोर्टर है। इसके अलावा, यह एक यांत्रिक कार्य करता है, स्नायुबंधन, मांसपेशियों, जोड़ों की उपास्थि सतहों (जिससे उनकी गतिशीलता को सुविधाजनक बनाता है) के घर्षण को कमजोर करता है, और थर्मोरेग्यूलेशन में शामिल होता है। पानी होमियोस्टैसिस को बनाए रखता है, जो प्लाज्मा (आइसोस्मिया) के आसमाटिक दबाव और तरल पदार्थ (आइसोवोलेमिया) की मात्रा पर निर्भर करता है, एसिड-बेस राज्य को विनियमित करने के लिए तंत्र का कामकाज, तापमान स्थिरता सुनिश्चित करने वाली प्रक्रियाओं की घटना (आइसोथर्मिया)।

मानव शरीर में, पानी तीन मुख्य भौतिक और रासायनिक अवस्थाओं में मौजूद होता है, जिसके अनुसार वे भेद करते हैं: 1) मुक्त, या मोबाइल, पानी (इंट्रासेल्युलर द्रव का बड़ा हिस्सा, साथ ही रक्त, लसीका, अंतरालीय द्रव); 2) पानी, हाइड्रोफिलिक कोलाइड्स से बंधा हुआ, और 3) संवैधानिक, प्रोटीन, वसा और कार्बोहाइड्रेट के अणुओं की संरचना में शामिल है।

70 किलो वजन वाले एक वयस्क मानव के शरीर में, मुक्त पानी की मात्रा और हाइड्रोफिलिक कोलाइड्स से बंधे पानी की मात्रा शरीर के वजन का लगभग 60% है, अर्थात। 42 एल। इस द्रव को इंट्रासेल्युलर पानी द्वारा दर्शाया जाता है (यह 28 लीटर या शरीर के वजन का 40% होता है), जो है इंट्रासेल्युलर सेक्टर,और बाह्य जल (14 लीटर, या शरीर के वजन का 20%), जो बनता है बाह्य क्षेत्र।उत्तरार्द्ध की संरचना में इंट्रावास्कुलर (इंट्रावास्कुलर) द्रव शामिल है। यह इंट्रावास्कुलर सेक्टर प्लाज्मा (2.8 एल) द्वारा बनता है, जो शरीर के वजन और लसीका का 4-5% हिस्सा होता है।

इंटरस्टीशियल वॉटर में उचित इंटरसेलुलर वॉटर (फ्री इंटरसेलुलर फ्लूइड) और संगठित एक्स्ट्रासेलुलर फ्लूइड (शरीर के वजन का 15-16%, या 10.5 लीटर) शामिल हैं, यानी। स्नायुबंधन, कण्डरा, प्रावरणी, उपास्थि आदि का पानी। इसके अलावा, बाह्य क्षेत्र में कुछ गुहाओं (पेट और फुफ्फुस गुहा, पेरिकार्डियम, जोड़ों, मस्तिष्क के निलय, आंख के कक्ष, आदि), साथ ही साथ जठरांत्र पथ. इन गुहाओं का द्रव चयापचय प्रक्रियाओं में सक्रिय भाग नहीं लेता है।

पानी मानव शरीरअपने विभिन्न विभागों में स्थिर नहीं होता है, बल्कि लगातार चलता रहता है, तरल के अन्य क्षेत्रों और बाहरी वातावरण के साथ लगातार आदान-प्रदान करता है। पानी की गति काफी हद तक पाचक रसों के निकलने के कारण होती है। तो, लार के साथ, अग्न्याशय के रस के साथ, प्रति दिन लगभग 8 लीटर पानी आंतों की नली में भेजा जाता है, लेकिन यह पानी निचले क्षेत्रों में अवशोषण के कारण होता है। पाचन नाललगभग कभी नहीं खोता है।

महत्वपूर्ण तत्वों में बांटा गया है मैक्रोन्यूट्रिएंट्स (दैनिक आवश्यकता> 100 मिलीग्राम) और तत्वों का पता लगाना(दैनिक आवश्यकता<100 мг). К макроэлементам относятся натрий (Na), калий (К), кальций (Ca), магний (Мg), хлор (Cl), фосфор (Р), сера (S) и иод (I). К жизненно важным микроэлементам, необходимым лишь в следовых количествах, относятся железо (Fe), цинк (Zn), марганец (Μn), медь (Cu), кобальт (Со), хром (Сr), селен (Se) и молибден (Мо). Фтор (F) не принадлежит к этой группе, однако он необходим для поддержания в здоровом состоянии костной и зубной ткани. Вопрос относительно принадлежности к жизненно важным микроэлементам ванадия, никеля, олова, бора и кремния остается открытым. Такие элементы принято называть условно эссенциальными.

तालिका 1 (स्तंभ 2) औसत दिखाता है विषयएक वयस्क के शरीर में खनिज (65 किलो वजन के आधार पर)। औसत दैनिकइन तत्वों में एक वयस्क की आवश्यकता कॉलम 4 में दी गई है। गर्भावस्था और स्तनपान के दौरान बच्चों और महिलाओं के साथ-साथ रोगियों में ट्रेस तत्वों की आवश्यकता आमतौर पर अधिक होती है।

चूंकि शरीर में कई तत्वों को संग्रहीत किया जा सकता है, दैनिक मानदंड से विचलन की समय पर भरपाई की जाती है। एपेटाइट के रूप में कैल्शियम हड्डी के ऊतकों में जमा होता है, आयोडीन थायरॉइड ग्रंथि में थायरोग्लोबुलिन के रूप में जमा होता है, लौह अस्थि मज्जा, प्लीहा और यकृत में फेरिटिन और हीमोसाइडरिन के रूप में जमा होता है। यकृत कई ट्रेस तत्वों के भंडारण स्थान के रूप में कार्य करता है।

खनिज चयापचय हार्मोन द्वारा नियंत्रित होता है। यह लागू होता है, उदाहरण के लिए, H 2 O, Ca 2+ , PO 4 3- , Fe 2+ की बाइंडिंग , I - , H 2 O, Na + , Ca 2+ , PO 4 3 का उत्सर्जन -।

भोजन से अवशोषित खनिजों की मात्रा, एक नियम के रूप में, शरीर की चयापचय आवश्यकताओं और कुछ मामलों में खाद्य पदार्थों की संरचना पर निर्भर करती है। कैल्शियम को भोजन संरचना के प्रभाव का एक उदाहरण माना जा सकता है। Ca 2+ आयनों के अवशोषण को लैक्टिक और साइट्रिक एसिड द्वारा बढ़ावा दिया जाता है, जबकि फॉस्फेट आयन, ऑक्सालेट आयन और फाइटिक एसिड जटिलता और खराब घुलनशील लवण (फाइटिन) के गठन के कारण कैल्शियम के अवशोषण को रोकते हैं।

खनिज की कमी- घटना इतनी दुर्लभ नहीं है: यह विभिन्न कारणों से होती है, उदाहरण के लिए, नीरस आहार, पाचन संबंधी विकार और विभिन्न रोगों के कारण। कैल्शियम की कमी गर्भावस्था के दौरान, साथ ही रिकेट्स या ऑस्टियोपोरोसिस के साथ भी हो सकती है। गंभीर उल्टी के साथ - क्लोरीन की कमी सीएल आयनों के एक बड़े नुकसान के कारण होती है।

खाद्य उत्पादों में आयोडीन की अपर्याप्त सामग्री के कारण मध्य यूरोप के कई हिस्सों में आयोडीन की कमी और गण्डमाला रोग आम हो गया है। मैग्नीशियम की कमी अतिसार के कारण या शराब में नीरस आहार के कारण हो सकती है। शरीर में ट्रेस तत्वों की कमी अक्सर हेमटोपोइजिस, यानी एनीमिया के उल्लंघन से प्रकट होती है।

अंतिम स्तंभ इन खनिजों द्वारा शरीर में किए जाने वाले कार्यों को सूचीबद्ध करता है। तालिका से यह देखा जा सकता है कि लगभग सभी मैक्रोन्यूट्रिएंट्सशरीर में संरचनात्मक घटकों और इलेक्ट्रोलाइट्स के रूप में कार्य करता है। सिग्नल कार्य आयोडीन (आयोडोथायरोनिन के भाग के रूप में) और कैल्शियम द्वारा किया जाता है। अधिकांश ट्रेस तत्व प्रोटीन के सहकारक होते हैं, मुख्य रूप से एंजाइम। मात्रात्मक शब्दों में, आयरन युक्त प्रोटीन हीमोग्लोबिन, मायोग्लोबिन और साइटोक्रोम, साथ ही 300 से अधिक जस्ता युक्त प्रोटीन, शरीर में प्रबल होते हैं।

तालिका एक

समान जानकारी।

लगभग 3 अरब साल पहले पहले जीवित जीव पानी में दिखाई दिए थे, और आज तक पानी मुख्य जैव विलायक है।

पानी एक तरल माध्यम है, जो एक जीवित जीव का मुख्य घटक है, इसकी महत्वपूर्ण भौतिक और रासायनिक प्रक्रियाएं प्रदान करता है: आसमाटिक दबाव, पीएच मान, खनिज संरचना। पानी एक वयस्क जानवर के शरीर के कुल वजन का औसतन 65% और एक नवजात शिशु का 70% से अधिक होता है। इसमें से आधे से ज्यादा पानी शरीर की कोशिकाओं के अंदर होता है। पानी के बहुत कम आणविक भार को देखते हुए, यह गणना की जाती है कि कोशिका में सभी अणुओं का लगभग 99% पानी के अणु हैं (बोहिंस्की आर, 1987)।

पानी की उच्च ताप क्षमता (1 डिग्री सेल्सियस तक 1 ग्राम पानी को गर्म करने के लिए आवश्यक 1 कैलोरी) शरीर को कोर तापमान में महत्वपूर्ण वृद्धि के बिना गर्मी की एक महत्वपूर्ण मात्रा को अवशोषित करने की अनुमति देती है। पानी के वाष्पीकरण की उच्च गर्मी (540 कैलोरी/जी) के कारण, शरीर ज़्यादा गरम होने से बचने के लिए ऊष्मा ऊर्जा का हिस्सा नष्ट कर देता है।

पानी के अणुओं की विशेषता मजबूत ध्रुवीकरण है। पानी के अणु में, प्रत्येक हाइड्रोजन परमाणु केंद्रीय ऑक्सीजन परमाणु के साथ एक इलेक्ट्रॉन जोड़ी बनाता है। इसलिए, पानी के अणु में दो स्थायी द्विध्रुव होते हैं, क्योंकि ऑक्सीजन के पास उच्च इलेक्ट्रॉन घनत्व इसे एक नकारात्मक चार्ज देता है, जबकि प्रत्येक हाइड्रोजन परमाणु को एक कम इलेक्ट्रॉन घनत्व की विशेषता होती है और एक आंशिक सकारात्मक चार्ज होता है। नतीजतन, इलेक्ट्रोस्टैटिक बांड एक पानी के अणु के ऑक्सीजन परमाणु और दूसरे अणु के हाइड्रोजन के बीच उत्पन्न होते हैं, जिन्हें हाइड्रोजन बांड कहा जाता है। पानी की यह संरचना इसकी वाष्पीकरण की उच्च गर्मी और क्वथनांक की व्याख्या करती है।

हाइड्रोजन बांड अपेक्षाकृत कमजोर होते हैं। पानी के अणु में ओएच सहसंयोजक बंधन के लिए 470 केजे की तुलना में तरल पानी में उनकी पृथक्करण ऊर्जा (बंधन तोड़ने वाली ऊर्जा) 23 kJ/mol है। हाइड्रोजन बॉन्ड का जीवनकाल 1 से 20 पिकोसेकंड (1 पिकोसेकंड = 1(G 12 s) है। हालांकि, हाइड्रोजन बांड पानी के लिए अद्वितीय नहीं हैं। वे अन्य संरचनाओं में हाइड्रोजन परमाणु और नाइट्रोजन के बीच भी हो सकते हैं।

बर्फ की अवस्था में, पानी का प्रत्येक अणु अधिकतम चार हाइड्रोजन बांड बनाता है, जिससे एक क्रिस्टल जालक बनता है। इसके विपरीत, कमरे के तापमान पर तरल पानी में, प्रत्येक पानी के अणु में औसतन 3-4 अन्य पानी के अणुओं के साथ हाइड्रोजन बांड होते हैं। बर्फ की यह क्रिस्टल संरचना इसे तरल पानी की तुलना में कम घना बनाती है। इसलिए, बर्फ तरल पानी की सतह पर तैरती है, इसे जमने से बचाती है।

इस प्रकार, पानी के अणुओं के बीच हाइड्रोजन बांड बाध्यकारी बल प्रदान करते हैं जो पानी को कमरे के तापमान पर तरल रूप में रखते हैं और अणुओं को बर्फ के क्रिस्टल में बदल देते हैं। ध्यान दें कि, हाइड्रोजन बंधों के अलावा, जैव-अणुओं को अन्य प्रकार के गैर-सहसंयोजक बंधों की विशेषता होती है: आयनिक, हाइड्रोफोबिक और वैन डेर वाल्स बल, जो व्यक्तिगत रूप से कमजोर होते हैं, लेकिन साथ में प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड की संरचनाओं पर एक मजबूत प्रभाव डालते हैं। , पॉलीसेकेराइड और कोशिका झिल्ली।

पानी के अणु और उनके आयनीकरण उत्पाद (H + और OH) का न्यूक्लिक एसिड, प्रोटीन और वसा सहित कोशिका घटकों की संरचनाओं और गुणों पर स्पष्ट प्रभाव पड़ता है। प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड की संरचना को स्थिर करने के अलावा, हाइड्रोजन बांड जीन की जैव रासायनिक अभिव्यक्ति में शामिल होते हैं।

कोशिकाओं और ऊतकों के आंतरिक वातावरण के आधार के रूप में, पानी विभिन्न पदार्थों के लिए एक अद्वितीय विलायक होने के नाते, उनकी रासायनिक गतिविधि को निर्धारित करता है। पानी कोलाइडल सिस्टम की स्थिरता को बढ़ाता है, ऑक्सीकरण प्रक्रियाओं में हाइड्रोलिसिस और हाइड्रोजनीकरण की कई प्रतिक्रियाओं में भाग लेता है। पानी फ़ीड और पीने के पानी के साथ शरीर में प्रवेश करता है।

ऊतकों में कई चयापचय प्रतिक्रियाओं से पानी का निर्माण होता है, जिसे अंतर्जात कहा जाता है (कुल शरीर द्रव का 8-12%)। शरीर के अंतर्जात जल के स्रोत मुख्य रूप से वसा, कार्बोहाइड्रेट, प्रोटीन हैं। तो 1 ग्राम वसा, कार्बोहाइड्रेट और प्रोटीन का ऑक्सीकरण 1.07 के गठन की ओर जाता है; क्रमशः 0.55 और 0.41 ग्राम पानी। इसलिए, रेगिस्तान में जानवर कुछ समय के लिए पानी के बिना कर सकते हैं (ऊंट भी काफी लंबे समय तक)। कुत्ता 10 दिनों के बाद बिना पानी पिए मर जाता है, और बिना भोजन के - कुछ महीनों के बाद। शरीर द्वारा 15-20% पानी की कमी से पशु की मृत्यु हो जाती है।

पानी की कम चिपचिपाहट शरीर के अंगों और ऊतकों के भीतर द्रव के निरंतर पुनर्वितरण को निर्धारित करती है। पानी गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल ट्रैक्ट में प्रवेश करता है, और फिर लगभग सारा पानी वापस रक्त में अवशोषित हो जाता है।

कोशिका झिल्लियों के माध्यम से पानी का परिवहन जल्दी से किया जाता है: पानी के सेवन के 30-60 मिनट बाद, जानवर ऊतकों के बाह्य और अंतःकोशिकीय द्रव के बीच एक नए आसमाटिक संतुलन में सेट हो जाता है। बाह्य तरल पदार्थ की मात्रा का रक्तचाप पर बहुत प्रभाव पड़ता है; बाह्य तरल पदार्थ की मात्रा में वृद्धि या कमी से रक्त परिसंचरण में गड़बड़ी होती है।

ऊतकों (हाइपरहाइड्रिया) में पानी की मात्रा में वृद्धि एक सकारात्मक जल संतुलन (पानी-नमक चयापचय के उल्लंघन के मामले में पानी की अधिकता) के साथ होती है। हाइपरहाइड्रिया से ऊतकों (एडिमा) में द्रव का संचय होता है। शरीर का निर्जलीकरण पीने के पानी की कमी या अतिरिक्त द्रव हानि (दस्त, खून बह रहा है, पसीने में वृद्धि, फेफड़ों के हाइपरवेन्टिलेशन) के साथ नोट किया जाता है। जानवरों द्वारा पानी की कमी शरीर की सतह, पाचन तंत्र, श्वसन, मूत्र पथ, दूध पिलाने वाले जानवरों में दूध के कारण होती है।

रक्त और ऊतकों के बीच पानी का आदान-प्रदान धमनी और शिरापरक संचार प्रणाली में हाइड्रोस्टेटिक दबाव में अंतर के साथ-साथ रक्त और ऊतकों में ऑन्कोटिक दबाव में अंतर के कारण होता है। वासोप्रेसिन, पश्चवर्ती पिट्यूटरी ग्रंथि से एक हार्मोन, गुर्दे की नलिकाओं में इसे पुन: अवशोषित करके शरीर में पानी बनाए रखता है। एल्डोस्टेरोन, अधिवृक्क प्रांतस्था का एक हार्मोन, ऊतकों में सोडियम की अवधारण सुनिश्चित करता है, और इसके साथ पानी जमा होता है। एक जानवर की पानी की जरूरत प्रति दिन औसतन 35-40 ग्राम प्रति किलो वजन होती है।

ध्यान दें कि जानवरों के शरीर में रसायन आयनित रूप में, आयनों के रूप में होते हैं। आयन, आवेश के चिह्न के आधार पर, आयनों (नकारात्मक रूप से आवेशित आयन) या धनायनों (सकारात्मक रूप से आवेशित आयन) को संदर्भित करते हैं। ऐसे तत्व जो जल में वियोजित होकर ऋणायन और धनायन बनाते हैं उन्हें इलेक्ट्रोलाइट्स के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। क्षार धातु के लवण (NaCl, KC1, NaHC0 3), कार्बनिक अम्ल के लवण (उदाहरण के लिए सोडियम लैक्टेट) पानी में घुलने पर पूरी तरह से अलग हो जाते हैं और इलेक्ट्रोलाइट्स होते हैं। पानी में आसानी से घुलनशील, शक्कर और अल्कोहल पानी में अलग नहीं होते हैं और चार्ज नहीं करते हैं, इसलिए उन्हें गैर-इलेक्ट्रोलाइट्स माना जाता है। शरीर के ऊतकों में ऋणायनों और धनायनों का योग आम तौर पर समान होता है।

आवेशित पदार्थों के आयन जल द्विध्रुव के चारों ओर उन्मुख होते हैं। जल द्विध्रुव धनायनों को उनके ऋणात्मक आवेशों से घेर लेते हैं, जबकि ऋणायन जल के धनात्मक आवेशों से घिरे रहते हैं। इस मामले में, इलेक्ट्रोस्टैटिक हाइड्रेशन की घटना होती है। जलयोजन के कारण ऊतकों में जल का यह भाग बंधी हुई अवस्था में होता है। पानी का एक अन्य हिस्सा विभिन्न कोशिकीय जीवों से जुड़ा होता है, जिससे तथाकथित गतिहीन पानी बनता है।

शरीर के ऊतकों में सभी प्राकृतिक रासायनिक तत्वों के 20 अनिवार्य शामिल हैं। कार्बन, ऑक्सीजन, हाइड्रोजन, नाइट्रोजन, सल्फर जैव-अणुओं के अपरिहार्य घटक हैं, जिनमें से वजन में ऑक्सीजन प्रमुख है।

शरीर में रासायनिक तत्व लवण (खनिज) बनाते हैं और जैविक रूप से सक्रिय अणुओं का हिस्सा होते हैं। बायोमोलेक्यूल्स में कम आणविक भार (30-1500) होता है या लाखों इकाइयों के आणविक भार वाले मैक्रोमोलेक्यूल्स (प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड, ग्लाइकोजन) होते हैं। व्यक्तिगत रासायनिक तत्व (Na, K, Ca, S, P, C1) ऊतकों (स्थूल तत्वों) में लगभग 10 - 2% या अधिक बनाते हैं, जबकि अन्य (Fe, Co, Cu, Zn, J, Se, Ni, Mo) , उदाहरण के लिए, बहुत कम मात्रा में मौजूद हैं - 10 "3 -10 ~ 6% (ट्रेस तत्व)। एक जानवर के शरीर में, खनिज शरीर के कुल वजन का 1-3% बनाते हैं और बेहद असमान रूप से वितरित होते हैं। कुछ अंगों में, ट्रेस तत्वों की सामग्री महत्वपूर्ण हो सकती है, उदाहरण के लिए, थायरॉयड ग्रंथि में आयोडीन।

छोटी आंत में अधिक मात्रा में खनिजों के अवशोषण के बाद, वे यकृत में प्रवेश करते हैं, जहां उनमें से कुछ जमा होते हैं, जबकि अन्य शरीर के विभिन्न अंगों और ऊतकों में वितरित होते हैं। मुख्य रूप से मूत्र और मल की संरचना में शरीर से खनिज उत्सर्जित होते हैं।

कोशिकाओं और अंतरकोशिकीय द्रव के बीच आयनों का आदान-प्रदान अर्धपारगम्य झिल्लियों के माध्यम से निष्क्रिय और सक्रिय परिवहन दोनों के आधार पर होता है। परिणामी आसमाटिक दबाव कोशिकाओं के मरोड़ का कारण बनता है, ऊतकों की लोच और अंगों के आकार को बनाए रखता है। आयनों के सक्रिय परिवहन या कम सांद्रता (आसमाटिक प्रवणता के विरुद्ध) वाले वातावरण में उनके संचलन के लिए एटीपी अणुओं की ऊर्जा के व्यय की आवश्यकता होती है। सक्रिय आयन परिवहन Na +, Ca 2 ~ आयनों की विशेषता है और एटीपी उत्पन्न करने वाली ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाओं में वृद्धि के साथ है।

खनिजों की भूमिका रक्त प्लाज्मा के एक निश्चित आसमाटिक दबाव, अम्ल-क्षार संतुलन, विभिन्न झिल्लियों की पारगम्यता, एंजाइम गतिविधि के नियमन, बायोमोलेक्यूलर संरचनाओं के संरक्षण, प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड सहित, के मोटर और स्रावी कार्यों को बनाए रखने के लिए है। पाचन नाल। इसलिए, एक जानवर के पाचन तंत्र के कार्यों के कई उल्लंघनों के लिए, चिकित्सीय एजेंटों के रूप में खनिज लवणों की विभिन्न रचनाओं की सिफारिश की जाती है।

कुछ रासायनिक तत्वों के बीच ऊतकों में पूर्ण मात्रा और उचित अनुपात दोनों ही महत्वपूर्ण हैं। विशेष रूप से, Na:K:Cl के ऊतकों में इष्टतम अनुपात सामान्य रूप से 100:1:1.5 है। सेल और शरीर के ऊतकों के बाह्य वातावरण के बीच नमक आयनों के वितरण में एक स्पष्ट विशेषता "विषमता" है।

जैव रसायन विभाग

मैं मंजूरी देता हूँ

सिर कैफ़े प्रो., डी.एम.एस.

मेशचानिनोव वी.एन.

______''_________________________ 2006

व्याख्यान # 25

विषय: जल-नमक और खनिज चयापचय

संकाय: चिकित्सा और निवारक, चिकित्सा और निवारक, बाल चिकित्सा।

पानी-नमक का आदान-प्रदान- शरीर के पानी और बुनियादी इलेक्ट्रोलाइट्स का आदान-प्रदान (Na +, K +, Ca 2+, Mg 2+, Cl -, HCO 3 -, H 3 PO 4)।

इलेक्ट्रोलाइट्स- पदार्थ जो आयनों और उद्धरणों में विलयन में अलग हो जाते हैं। इन्हें mol/l में मापा जाता है।

गैर इलेक्ट्रोलाइट्स- पदार्थ जो घोल में नहीं घुलते (ग्लूकोज, क्रिएटिनिन, यूरिया)। उन्हें जी / एल में मापा जाता है।

खनिज विनिमय- किसी भी खनिज घटकों का आदान-प्रदान, जिसमें वे भी शामिल हैं जो शरीर में तरल माध्यम के मुख्य मापदंडों को प्रभावित नहीं करते हैं।

पानी- शरीर के सभी तरल पदार्थों का मुख्य घटक।

पानी की जैविक भूमिका

पानी अधिकांश कार्बनिक (लिपिड्स को छोड़कर) और अकार्बनिक यौगिकों के लिए एक सार्वभौमिक विलायक है।
इसमें घुले जल और पदार्थ शरीर के आंतरिक वातावरण का निर्माण करते हैं।
पानी पूरे शरीर में पदार्थों और तापीय ऊर्जा का परिवहन प्रदान करता है।
शरीर की रासायनिक प्रतिक्रियाओं का एक महत्वपूर्ण हिस्सा जलीय चरण में होता है।
जल हाइड्रोलिसिस, जलयोजन, निर्जलीकरण की प्रतिक्रियाओं में शामिल है।
हाइड्रोफोबिक और हाइड्रोफिलिक अणुओं की स्थानिक संरचना और गुणों को निर्धारित करता है।
जीएजी के साथ जटिल में, पानी एक संरचनात्मक कार्य करता है।

शरीर के तरल पदार्थ के सामान्य गुण

सभी शरीर के तरल पदार्थों की विशेषता सामान्य गुण हैं: मात्रा, आसमाटिक दबाव और पीएच मान।

मात्रा।सभी स्थलीय जंतुओं में, द्रव शरीर के भार का लगभग 70% होता है।

शरीर में पानी का वितरण उम्र, लिंग, मांसपेशियों, काया और वसा की मात्रा पर निर्भर करता है। विभिन्न ऊतकों में पानी की मात्रा इस प्रकार वितरित की जाती है: फेफड़े, हृदय और गुर्दे (80%), कंकाल की मांसपेशियां और मस्तिष्क (75%), त्वचा और यकृत (70%), हड्डियां (20%), वसा ऊतक (10%) . सामान्य तौर पर, दुबले लोगों में वसा कम और पानी अधिक होता है। पुरुषों में, पानी 60%, महिलाओं में - शरीर के वजन का 50% होता है। वृद्ध लोगों में अधिक वसा और कम मांसपेशियां होती हैं। औसतन, 60 वर्ष से अधिक आयु के पुरुषों और महिलाओं के शरीर में क्रमशः 50% और 45% पानी होता है।

पानी के पूर्ण अभाव के साथ, मृत्यु 6-8 दिनों के बाद होती है, जब शरीर में पानी की मात्रा 12% कम हो जाती है।

सभी शरीर तरल पदार्थ को इंट्रासेल्युलर (67%) और बाह्य (33%) पूल में विभाजित किया गया है।

बाह्य पूल(बाह्य अंतरिक्ष) में शामिल हैं:

1. इंट्रावास्कुलर द्रव;

2. अंतरालीय द्रव (अंतरकोशिकीय);

3. ट्रांससेलुलर तरल पदार्थ (फुफ्फुस, पेरिकार्डियल, पेरिटोनियल गुहाओं और सिनोवियल स्पेस, सेरेब्रोस्पाइनल और इंट्राओकुलर तरल पदार्थ, पसीने का स्राव, लार और लैक्रिमल ग्रंथियों का स्राव, अग्न्याशय, यकृत, पित्ताशय की थैली, जठरांत्र संबंधी मार्ग और श्वसन पथ का स्राव)।

पूलों के बीच, तरल पदार्थों का गहन आदान-प्रदान होता है। आसमाटिक दबाव में परिवर्तन होने पर एक क्षेत्र से दूसरे क्षेत्र में पानी की आवाजाही होती है।

परासरण दाब -यह पानी में घुले सभी पदार्थों द्वारा डाला गया दबाव है। बाह्य तरल पदार्थ का आसमाटिक दबाव मुख्य रूप से NaCl की सांद्रता से निर्धारित होता है।

अलग-अलग घटकों की संरचना और एकाग्रता में एक्स्ट्रासेल्युलर और इंट्रासेल्युलर तरल पदार्थ महत्वपूर्ण रूप से भिन्न होते हैं, लेकिन आसमाटिक रूप से सक्रिय पदार्थों की कुल कुल एकाग्रता लगभग समान होती है।

पीएचप्रोटॉन सांद्रता का ऋणात्मक दशमलव लघुगणक है। पीएच मान शरीर में एसिड और बेस के गठन की तीव्रता पर निर्भर करता है, बफर सिस्टम द्वारा उनका तटस्थकरण और शरीर से मूत्र, निकास हवा, पसीना और मल से हटाने पर निर्भर करता है।

चयापचय की विशेषताओं के आधार पर, पीएच मान अलग-अलग ऊतकों की कोशिकाओं के अंदर और एक ही कोशिका के अलग-अलग डिब्बों में स्पष्ट रूप से भिन्न हो सकता है (साइटोसोल में तटस्थ अम्लता, लाइसोसोम में दृढ़ता से अम्लीय और माइटोकॉन्ड्रिया के इंटरमेम्ब्रेन स्पेस में)। विभिन्न अंगों और ऊतकों और रक्त प्लाज्मा के अंतरकोशिकीय द्रव में, पीएच मान, साथ ही आसमाटिक दबाव, एक अपेक्षाकृत स्थिर मूल्य है।

शरीर के जल-नमक संतुलन का नियमन

शरीर में, अंतःकोशिकीय वातावरण का जल-नमक संतुलन बाह्य कोशिकीय द्रव की स्थिरता द्वारा बनाए रखा जाता है। बदले में, बाह्य तरल पदार्थ का जल-नमक संतुलन अंगों की सहायता से रक्त प्लाज्मा के माध्यम से बनाए रखा जाता है और हार्मोन द्वारा नियंत्रित किया जाता है।

जल-नमक चयापचय को नियंत्रित करने वाले निकाय

शरीर में पानी और नमक का सेवन जठरांत्र संबंधी मार्ग से होता है, यह प्रक्रिया प्यास और नमक की भूख से नियंत्रित होती है। शरीर से अतिरिक्त पानी और लवणों को बाहर निकालने का कार्य किडनी द्वारा किया जाता है। इसके अलावा, त्वचा, फेफड़े और जठरांत्र संबंधी मार्ग से शरीर से पानी निकाला जाता है।

शरीर में पानी का संतुलन

जठरांत्र संबंधी मार्ग, त्वचा और फेफड़ों के लिए, पानी का उत्सर्जन एक पार्श्व प्रक्रिया है जो उनके मुख्य कार्यों के परिणामस्वरूप होती है। उदाहरण के लिए, गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल ट्रैक्ट पानी खो देता है जब अपचित पदार्थ, चयापचय उत्पाद और ज़ेनोबायोटिक्स शरीर से बाहर निकल जाते हैं। श्वसन के दौरान फेफड़े पानी खो देते हैं, और थर्मोरेग्यूलेशन के दौरान त्वचा।

गुर्दे, त्वचा, फेफड़े और जठरांत्र संबंधी मार्ग के काम में परिवर्तन से पानी-नमक होमियोस्टेसिस का उल्लंघन हो सकता है। उदाहरण के लिए, एक गर्म जलवायु में, शरीर के तापमान को बनाए रखने के लिए, त्वचा में पसीना बढ़ जाता है, और विषाक्तता के मामले में, जठरांत्र संबंधी मार्ग से उल्टी या दस्त होता है। निर्जलीकरण में वृद्धि और शरीर में लवण की हानि के परिणामस्वरूप, जल-नमक संतुलन का उल्लंघन होता है।

हार्मोन जो पानी-नमक चयापचय को नियंत्रित करते हैं

वैसोप्रेसिन

एन्टिडाययूरेटिक हार्मोन (ADH), या वैसोप्रेसिन- लगभग 1100 D के आणविक भार वाला एक पेप्टाइड, जिसमें 9 AAs एक डाइसल्फ़ाइड ब्रिज से जुड़े होते हैं।

ADH को हाइपोथैलेमस के न्यूरॉन्स में संश्लेषित किया जाता है और पोस्टीरियर पिट्यूटरी ग्रंथि (न्यूरोहिपोफिसिस) के तंत्रिका अंत में ले जाया जाता है।

बाह्य तरल पदार्थ का उच्च आसमाटिक दबाव हाइपोथैलेमस के ऑस्मोरसेप्टर्स को सक्रिय करता है, जिसके परिणामस्वरूप तंत्रिका आवेग होते हैं जो पश्चवर्ती पिट्यूटरी ग्रंथि में प्रेषित होते हैं और एडीएच को रक्तप्रवाह में छोड़ते हैं।

ADH 2 प्रकार के रिसेप्टर्स के माध्यम से कार्य करता है: V1 और V2।

हार्मोन का मुख्य शारीरिक प्रभाव V 2 रिसेप्टर्स द्वारा महसूस किया जाता है, जो डिस्टल नलिकाओं की कोशिकाओं पर स्थित होते हैं और नलिकाओं को इकट्ठा करते हैं, जो पानी के अणुओं के लिए अपेक्षाकृत अभेद्य होते हैं।

ADH V 2 रिसेप्टर्स के माध्यम से एडिनाइलेट साइक्लेज सिस्टम को उत्तेजित करता है, परिणामस्वरूप, प्रोटीन फॉस्फोराइलेटेड होते हैं जो झिल्ली प्रोटीन जीन की अभिव्यक्ति को उत्तेजित करते हैं - एक्वापोरिना-2 . एक्वापोरिन-2 कोशिकाओं की शिखर झिल्ली में जड़ा हुआ होता है, जिससे उसमें पानी के चैनल बन जाते हैं। इन चैनलों के माध्यम से, मूत्र से अंतरालीय स्थान में निष्क्रिय प्रसार द्वारा पानी को फिर से अवशोषित किया जाता है और मूत्र केंद्रित होता है।

एडीएच की अनुपस्थिति में, मूत्र केंद्रित नहीं होता है (घनत्व<1010г/л) и может выделяться в очень больших количествах (>20l/दिन), जिससे शरीर में पानी की कमी हो जाती है। यह अवस्था कहलाती है मूत्रमेह .

एडीएच की कमी और डायबिटीज इन्सिपिडस के कारण हैं: हाइपोथैलेमस में प्रीप्रो-एडीएच के संश्लेषण में आनुवंशिक दोष, प्रोएडीएच के प्रसंस्करण और परिवहन में दोष, हाइपोथैलेमस या न्यूरोहाइपोफिसिस को नुकसान (जैसे, दर्दनाक मस्तिष्क की चोट, ट्यूमर के परिणामस्वरूप) , इस्किमिया)। नेफ्रोजेनिक डायबिटीज इन्सिपिडस टाइप वी 2 एडीएच रिसेप्टर जीन में उत्परिवर्तन के कारण होता है।

वी 1 रिसेप्टर्स एसएमसी वाहिकाओं की झिल्लियों में स्थानीयकृत हैं। एडीएच वी 1 रिसेप्टर्स के माध्यम से इनोसिटोल ट्राइफॉस्फेट सिस्टम को सक्रिय करता है और ईआर से सीए 2+ की रिहाई को उत्तेजित करता है, जो एसएमसी जहाजों के संकुचन को उत्तेजित करता है। ADH का वैसोकॉन्स्ट्रिक्टर प्रभाव ADH की उच्च सांद्रता पर देखा जाता है।

विषय: जल-नमक और खनिज चयापचय

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