• Значение выделения продуктов обмена веществ


    Выделение

    Эволюция выделительной системы

    В процессе эволюции продукты выделения и механизмы их выведения из организма сильно изменялись. С усложнением организации и переходом в новые среды обитания наряду с кожей и почками появлялись и другие органы выделения или выделительную функцию начинали вторично выполнять уже имеющиеся органы. Выделительные процессы у животных связаны с активизацией их обмена веществ, а также гораздо более сложными процессами жизнедеятельности.

    Простейшие освобождаются путём диффузии их через мембрану. Для удаления излишка воды простейшие имеют сократительные вакуоли. Губки и кишечнополостные — продукты обмена удаляют тоже путём диффузии. Первые выделительные органы самого простого строения появляются у плоских червей и немертин. Они носят название протонефридиев, или пламенные клетки. У кольчатых червей в каждом сегменте тела имеется по паре специализированных выделительных органов — метанефридиев. Органами выделения ракообразных являются зелёные железы, расположенные у основания антенн. Моча накапливается в мочевом пузыре, а затем изливается наружу. У насекомых имеются мальпигиевы трубочки, открывающиеся в пищеварительный тракт. Выделительная система у всех позвоночных в основных чертах одинакова: она состоит из почечных телец — нефронов, с помощью которых из крови удаляются продукты метаболизма. У птиц и млекопитающих в процессе эволюции выработалась почка третьего типа — метанефрос, канальцы которой имеют два сильно извитых участка (как у человека) и длинную петлю Генле. В длинных участках почечного канальца происходит обратное всасывание воды, что позволяет животным успешно приспособиться к жизни на суше и экономно расходовать воду.

    Таким образом, в различных группах живых организмов можно наблюдать различные органы выделения, адаптирующие данные организмы к выбранной ими среде обитания. Различное строение органов выделения ведёт к появлению различий в количестве и виде выделяемых продуктов обмена веществ. Наиболее общими продуктами выделения для всех организмов являются аммиак, мочевина и мочевая кислота. Далеко не все продукты обмена выводятся из организма. Многие из них являются полезными и входят в состав клеток этого организма.

    Пути выделения продуктов обмена веществ

    В результате обмена веществ образуются более простые конечные продукты: вода, углекислый газ, мочевина, мочевая кислота и др. они, а также избыток минеральных солей удаляются из организма. Углекислый газ и некоторое количество воды в виде пара выводится через лёгкие. Основное количество воды (около 2 литров) с растворёнными в ней мочевиной, хлористым натрием и другими неорганическими солями выводится через почки и в меньшем количестве через потовые железы кожи. Функцию выделения до некоторой степени выполняет и печень. Соли тяжёлых металлов (меди, свинца), которые случайно попали с пищей в кишечник и являются сильными ядами, а также продукты гниения всасываются из кишечника в кровь и поступают в печень. Здесь они обезвреживаются — соединяются с органическими веществами, теряя при этом токсичность и способность всасываться в кровь, — и с желчью выводятся через кишечник, лёгких и кожи из организма удаляются конечные продукты диссимиляции, вредные вещества, избыток воды и неорганических веществ и поддерживается постоянство внутренней среды.

    Органы выделения

    Образующиеся в процессе обмена вещества вредные продукты распада (аммиак, мочевая кислота, мочевина и др.) должны быть удалены из организма. Это необходимое условие жизнедеятельности, поскольку накопление их вызывает самоотравление организма и гибель. В выведении ненужных организму веществ участвуют многие органы. Все нерастворимые в воде и, следовательно, не всасывающиеся в кишечнике вещества выводятся с калом. Углекислый газ, вода (частично), удаляются через лёгкие, а вода, соли, некоторые органические соединения — с потом через кожу. Однако большая часть продуктов распада выделяется в составе мочи через мочевыделительную систему. У высших позвоночных животных и у человека выделительная система состоит из двух почек с их выводными протоками — мочеточниками, мочевого пузыря и мочеиспускательного канала, по которому моча выводится наружу при сокращении мускулатуры стенок мочевого пузыря.

    Почки — главный орган выделения, так как в них происходит процесс образования мочи.

    Строение и работа почек

    Почки — парный орган бобовидной формы — расположены на внутренней поверхности задней стенки брюшной полости на уровне поясницы. К почкам подходят почечные артерии и нервы, а отходят от них мочеточники и вены. Вещество почки состоит из двух слоёв: наружный (корковый) более тёмный, и внутренний (мозговой) светлый.

    Мозговое вещество представлено многочисленными извитыми канальцами, идущими от капсул нефронов и возвращающимися в кору почек. Светлый внутренний слой состоит из собирательных трубок, образующих пирамидки, обращённые вершинами внутрь и заканчивающиеся отверстиями. По извитым почечным канальцами, густо оплетёнными капиллярами, из капсулы проходит первичная моча. Из первичной мочи в капилляры возвращается (реабсорбируется) часть воды, глюкоза. Оставшаяся более концентрированная вторичная моча поступает в пирамидки.

    Почечная лоханка имеет форму воронки, широкой стороной обращённой к пирамидкам, узкой — к воротам почки. К ней примыкают две большие чаши. По трубочкам пирамидок, через сосочки, вторичная моча просачивается сначала в малые чашечки (их 8-9 штук), затем в две большие чашечки, а из них в почечную лоханку, где собирается и проводится в мочеточник.

    Ворота почки — вогнутая сторона почки, от которой отходит мочеточник. Здесь же в почку входит почечная артерия и отсюда же выходит почечная вена. По мочеточнику вторичная моча постоянно стекает в мочевой пузырь. По почечной артерии непрерывно приносится кровь, подлежащая очистке от конечных продуктов жизнедеятельности. После прохождения через сосудистую систему почки кровь из артериальной становится венозной и выносится в почечную вену.

    Мочеточники. Парные трубки 30–35 см длиной, состоят из гладкой мускулатуры, выстланы эпителием, снаружи покрыты соединительной тканью. Соединяют почечную лоханку с мочевым пузырём.

    Мочевой пузырь. Мешок, стенки которого состоят из гладкой мускулатуры, выстланной переходным эпителием. У мочевого пузыря выделяют верхушку, тело и дно. В области дна к нему под острым углом подходят мочеточники. От дна же — шейки — начинается мочеиспускательный канал. Стенка мочевого пузыря состоит из трёх слоёв: слизистой оболочки, мышечного слоя и соединительнотканной оболочки. Слизистая оболочка выстлана переходным эпителием, способным собираться в складки и растягиваться. В области шейки мочевого пузыря имеется сфинктер (мышечный сжиматель). Функция мочевого пузыря заключается в накапливании мочи и при сокращении стенок выделять мочу наружу через (3 — 3,5 часа).

    Мочеиспускательный канал. Трубка, стенки которой состоят из гладкой мускулатуры, выстланной эпителием (многорядным и цилиндрическим). У выходного отверстия канала имеется сфинктер. Выводит мочу во внешнюю среду.

    Каждая почка состоит из огромного количества (около миллиона) сложных образований — нефронов. Нефрон — функциональная единица почки. Капсулы расположены в корковом слое почки, тогда как канальцы — преимущественно в мозговом. Капсула нефрона напоминает шар, верхняя часть которого вдавлена в нижнюю, так что между его стенками образуется щель — полость капсулы.

    От неё отходит тоненькая и длинная извитая трубочка — каналец. Стенки канальца, как и каждая из двух стенок капсулы, образованы одним слоем эпителиальных клеток.

    Почечная артерия, войдя в почку, делится на большое количество веточек. Тонкий сосуд, называющийся переносящей артерией, заходит во вдавленную часть капсулы, образуя там клубочек капилляров. Капилляры собираются в сосуд, который выходит из капсулы, — выносящую артерию. Последняя подходит к извилистому канальцу и снова распадается на капилляры, оплетающие его. Эти капилляры собираются в вены, которые, сливаясь, образуют почечную вену и выносят кровь из почки.

    Нефроны

    Структурно-функциональной единицей почки является нефрон, который состоит из капсулы клубочка, имеющей форму двустенного бокала, и канальцев. Капсула охватывает клубочковую капиллярную сеть, в результате формируется почечное (мальпигиево) тельце.

    Капсула клубочка продолжается в проксимальный извитый каналец. За ним следует петля нефрона, состоящая из нисходящей и восходящей частей. Петля нефрона переходит в дистальный извитый каналец, впадающий в собирательную трубочку. Собирательные трубочки продолжаются в сосочковые протоки. На всём протяжении канальцы нефрона окружены прилегающими к ним кровеносными капиллярами.

    Образование мочи

    Моча образуется в почках из крови, которой почки хорошо снабжаются. В основе мочеобразования лежат два процесса — фильтрация и реабсорбция.

    Фильтрация происходит в капсулах. Диаметр приносящей артерии больше, чем выносящей, поэтому давление крови в капиллярах клубочка достаточно высокое (70–80 мм рт.ст.). благодаря такому высокому давлению плазма крови вместе с растворёнными в ней неорганическими и органическими веществами проталкивается сквозь тонкую стенку капилляра и внутреннюю стенку капсулы. При этом профильтровываются все вещества с относительно малым диаметром молекул. Вещества с крупными молекулами (белки), а также форменные элементы крови остаются в крови. Таким образом, в результате фильтрации образуется первичная моча, в состав которой входят все компоненты плазмы крови (соли, аминокислоты, глюкоза и другие вещества) за исключением белков и жиров. Концентрация этих веществ в первичной моче такая же, как ив плазме крови.

    Образовавшаяся в результате фильтрации в капсулах первичная моча поступает в канальцы. По мере её прохождения по канальцам эпителиальные клетки их стенок отбирают обратно, возвращают в кровь значительное количество воды и необходимые организму вещества. Этот процесс называется реабсорбцией. В отличие от фильтрации он протекает за счёт активной деятельности клеток канальцевого эпителия с затратами энергии и поглощением кислорода. Некоторые вещества (глюкоза, аминокислоты) реабсорбируют полностью, так что во вторичной моче, которая поступает в мочевой пузырь, их нет. Другие вещества (минеральные соли) всасываются из канальцев в кровь в необходимых организму количествах, а остальное количество выводится наружу.

    Большая суммарная поверхность почечных канальцев (до 40–50 м2) и активная деятельность их клеток способствуют тому, что из 150 литров суточной первичной мочи образуется только 1,5–2,0 литра вторичной (конечной). У человека за час образуется до 7200 мл первичной мочи, а выделяется 60–120 мл вторичной. Это значит, что 98–99% её всасывается обратно. Вторичная моча отличается от первичной отсутствием сахара, аминокислот и повышенной концентрацией мочевины (почти в 70 раз).

    Непрерывно образующаяся моча по мочеточникам поступает в мочевой пузырь (резервуар мочи), из которого по мочеиспускательному каналу периодически выводится из организма.

    Регуляция деятельности почек

    Деятельность почек, как и деятельность других выделительных систем, регулируется нервной системой и железами внутренней секреции — главным образом.

    гипофизом. Прекращение работы почек неминуемо ведёт к смерти, наступающей в результате отравления организма вредными продуктами обмена веществ.

    Функции почек

    Почки являются основным органом выделения. Они выполняют в организме множество различных функций.

    Функция
    ВыделительнаяПочки удаляют из организма избыток воды, органических и неорганических веществ, продукты азотного обмена.
    Регуляция водного балансаПозволяет контролировать объём крови, лимфы и внутриклеточной жидкости за счёт изменения объёма выводимой с мочой воды.
    Регуляция постоянства осмотического давления жидкостей (осморегуляция)Происходит за счёт изменения количества выводимых осмотически активных веществ.
    Регуляция ионного состава жидкостейОбусловлена возможностью избирательного изменения интенсивности экскреции различных ионов с мочой. Влияет также и на кислотноосновное состояние путём экскреции водородных ионов.
    Образование и выделение в кровоток физиологически активных веществГормоны, витамины, ферменты.
    РегуляцияРегуляция артериального давления путём изменения объёма циркулирующей в организме крови.
    Регуляция эритропоэзаВыделяющийся гормон эритропоэтин влияет на активность деления стволовых клеток красного костного мозга, изменяя тем самым количество форменный элементов (эритроцитов, тромбоцитов, лейкоцитов) в крови.
    Образование гуморальных факторовСвёртывание крови (тромбобластина, тромбоксана), а также участие в обмене физиологического антикоагулянта гепарина.
    МетаболистическаяПринимают участие в обмене белков, липидов и углеводов.
    ЗащитнаяОбеспечивают выделение из организма различных токсичных соединений.

    Выделение у растений

    Растения, в отличие от животных, выделяют лишь небольшие количества азотистых продуктов, которые выводятся в виде аммиака путём диффузии. Водные растения выделяют продукты метаболизма путём диффузии в окружающую среду. Наземные же растения накапливают ненужные вещества (соли и органические вещества — кислоты) в листьях — и освобождаются от них при листопаде или же накапливают их в стеблях и листьях, которые осенью отмирают. За счёт изменения тургорного давления в клетках растения могут переносить даже значительные сдвиги в осмотической концентрации окружающей жидкости до тех пор, пока она остаётся ниже осмотической концентрации внутри клеток. Если же концентрация растворённых веществ в окружающей жидкости выше, чем внутри клеток, то происходит плазмолиз и гибель клеток.

    Мочевыделительная система, подготовка к ЕГЭ по биологии

    Выделение

    Выделение - удаление конечных продуктов обмена веществ, которые не могут быть повторно использованы организмом, а так вредных, чужеродных веществ, попавших в организм (яды, лекарства).

    К органам, выполняющим функции выделения, относятся: почки, мочеточники, мочевой пузырь, мочеиспускательный канал, а также легкие, желудочно-кишечный тракт, кожа.

    Небольшая часть мочевины и мочевой кислоты, а также лекарства выводятся вместе с секретом желез желудочно-кишечного тракта. Потовые железы кожи выделяют мочевую кислоту, соли, воду, мочевину. В процессе дыхания из легких улетучивается углекислый газ, вода, алкоголь, эфиры.

    Почкам принадлежит первое место в этом списке: они - главное звено системы мочеотделения, однако при различных болезнях почек (почечной недостаточности) их функция страдает, и компенсаторно возрастает выделение через другие органы (ЖКТ, легкие, кожа). В этом случае у пациента может появляться неприятный запах мочевины от кожи, изо рта, что доставляет неудобства самим пациентам и их окружению.

    Почки

    Представляют собой парные бобовидные образования, которые лежат на задней стенке брюшной полости по бокам от позвоночника. Вес каждой почки около 150 грамм. Снаружи покрыты соединительнотканной и жировой капсулами. Через ворота в почку входит мочеточник, почечная артерия, вена, лимфатические сосуды и нервы.

    На поперечном срезе почки хорошо различаются корковое и мозговое вещество. На периферии почки располагается слой коркового вещества, под ним глубже лежат пирамиды, образующие мозговое вещество. Между пирамидами хорошо различимы почечные столбы - участки коркового вещества, вдающиеся вглубь почки. Пирамида вместе с почечным столбом образует почечную долю.

    Верхушка почечной пирамиды, обращенная внутрь, называется сосочек. Каждый сосочек усеян мелкими отверстиями, из которых выделяется моча и поступает в самые начальные участки мочевых путей - малые почечные чашечки. Сливаясь между собой, малые почечные чашечки образуют большие, которые сливаются в одну большую лоханку, переходящую в мочеточник.

    Выходя из ворот почек, мочеточники направляются вниз к мочевому пузырю - резервуару мочи. В мочевом пузыре моча накапливается, его вместимость составляет около 500 мл. Далее моча направляется в мочеиспускательный канал (уретру), который открывается во внешнюю среду наружным отверстием.

    Функции почек

    Вам уже известна основная функция почек - выделительная, скоро мы приступим к ее углубленному изучению, но сейчас коснемся других функций почек. Рекомендую вернуться еще раз к функциям почек по прочтении статьи.

    • Удаление из организма конечных продуктов
    • Из организма удаляется мочевина, мочевая кислота, соли аммиака. Напомню, что мочевина образуется не в почках, а в печени, поэтому почки в данном случае играют роль фильтра.

    • Регуляция артериального давления
    • Осуществляют регуляцию артериального давления за счет выделения биологически активного вещества - ренина (мы поговорим об этом, изучая нефрон)

    • Регуляция эритроцитопоэза
    • Регулируют число эритроцитов, вырабатывая гормон эритропоэтин, который стимулирует образование эритроцитов в красном костном мозге.

    • Обеспечение гомеостаза
    • Поддерживают гомеостаз организма - постоянство внутренней среды.

      • Участие в водно-солевом балансе
      • Выделяя кислые или щелочные продукты, способствуют постоянству pH крови (водородный показатель)

    Выделительная и кровеносная системы очень тесно взаимосвязаны, в чем мы убедимся по ходу изучения выделительной системы.

    Нефрон

    Нефрон (от гр. nephros - почка) - структурно-функциональная единица почки, состоящая из почечного тельца и канальцев. В составе почечного тельца различают сосудистый клубочек (капиллярный, мальпигиев), и покрывающую его капсулу Боумена-Шумлянского.

    Обращаю ваше особое внимание на разницу диаметра приносящей и выносящей артериол. Диаметр приносящей артериолы крупнее, чем у выносящей, благодаря чему в сосудистом клубочке создается повышенное давление и осуществляется важнейший процесс - фильтрация. Чем выше артериальное давление в сосудистом клубочке и капиллярной сети, тем интенсивнее идут процессы фильтрации и реабсорбции, с которыми вы скоро познакомитесь.

    Запомните, что в основе мочеобразования лежат три процесса: фильтрация, реабсорбция (вторичное всасывание) и секреция. Изучая их, мы поймем, как функционирует нефрон, и разберем его строение.

    • Фильтрация
    • Лучше всего ассоциировать этот процесс с ситом, которое пропускает мелкие частички, а крупные не пропускает. Точно также и кровь содержит мелкие молекулы - вода, глюкоза, мочевина и крупные компоненты - фибриноген, форменные элементы крови.

      В результате процесса фильтрации получается первичная моча, не содержащая крупных белков и форменных элементов крови (эритро- , лейко- , тромбоцитов), близкая по составу к плазме крови. В день у человека образуется 150-180 литров первичной мочи, представляете, если бы мы столько выделяли?

      Не могу ни акцентировать ваше внимание на том факте, что в первичной моче оказывается очень много нужного и полезного нашему организму. Вдумайтесь: через фильтр профильтровывается не только мочевина, но и глюкоза, вода, витамины, минеральные соли. Потерять такие ценные вещества для организма было бы большой оплошностью, и следующий этап исправляет допущенную организмом "ошибку" при фильтрации.

    • Реабсорбция (лат. re - обратное + лат. absorptio - всасывание)
    • После прохождения капсулы Боумены-Шумлянского первичная моча попадает в проксимальные (от лат. proximus — ближний) и дистальные (от лат. distare - отстоять, далеко находиться) канальцы нефрона. Эти канальцы оплетает густая сеть капилляров, образованная разветвленной выносящей артериолой.

      Все нужные организму вещества: вода, глюкоза, соли, аминокислоты, витамины, гормоны - всасываются из просвета канальца нефрона обратно в кровеносную систему (в капилляры, оплетающие канальцы нефрона). Таким образом, организм "исправляет ошибку" допущенную на этапе фильтрации.

      Мочевина, мочевая кислота, креатинин - побочные продукты обмена веществ - обратно не всасываются, продолжая продвигаться по канальцам нефрона.

      Процесс реабсорбции активно идет в изогнутой части канальцев нефрона - петле Генле, из которой в ткани мозгового вещества почки активно выходят ионы Na+, создавая высокое осмотическое давление. Это, в свою очередь, способствует перемещению воды из просвета канальцев нефрона в кровеносную систему, то есть ее всасыванию (реабсорбции).

    • Секреция (лат. secretio - отделение)
    • Мы добрались до третьего финального этапа мочеобразования. На этапе секреции происходит транспорт веществ из крови (капилляров, оплетающих канальцы нефрона) в просвет канальцев нефрона.

      Секреции подвергаются лекарственные вещества, излишки ионов K+ и Na+. Их секреция в канальцы нефрона необходима для поддержания постоянства внутренней среды - гомеостаза.

      В результате реабсорбции и секреции из первичной мочи образуется вторичная, объем которой составляет 1-1,5 литра в сутки.

    Вторичная моча через дистальные канальцы поступает в собирательные трубочки, куда таким же путем открываются дистальные канальцы многих других нефронов. Собирательные трубочки открываются на верхушках почечных пирамид, из низ выделяется моча и поступает в малые, затем в большие почечные чашечки, лоханку и далее в мочеточник.

    Регуляция эритроцитопоэза и артериального давления

    Эритроцитопоэз (от греч. «erythro — «красный» и poiesis — «делать») - процесс образования эритроцитов в красном костном мозге. Оказывается, почки принимают в нем непосредственно участие, секретируя в кровь гормон эритропоэтин, который способствует образованию эритроцитов в красном костном мозге.

    При многих болезнях почек эритропоэтин в виде лекарственного препарата применяют, чтобы добиться увеличения числа эритроцитов и устранить анемию (малокровие).

    Почки регулируют уровень артериального давления, выделяя ренин (от лат. ren — почка). В конечном итоге это способствует сужению кровеносных сосудов и росту артериального давления, которое играет ключевую роль в фильтрации - процессе мочеобразования.

    Регуляция работы почек

    На активность почек оказывают влияние симпатические и парасимпатические нервные волокна. Симпатические нервы способствуют сужению почечных сосудов и повышению реабсорбции (количество мочи уменьшается), парасимпатические - расширению почечных сосудов и уменьшению реабсорбции (количество мочи увеличивается).

    Также регуляция работы почек происходит гуморальным путем: с помощью гормонов гипофиза, надпочечников, паращитовидных желез. Гипоталамус, тесно связанный с гипофизом, активирует высвобождение последним антидиуретического гормона (АДГ) - вазопрессина, которые сужает почечные сосуды, тем самым повышая реабсорбцию.

    Заболевания

    Хорошо зная три основных процесса: фильтрацию, реабсорбцию и секрецию, вы легко сможете предположить, на каком из этих этапов возникло нарушение работы почек. Эффективность работы почек и их состояние можно легко оценить по анализу мочи. Сейчас вам следует ненадолго представить себя врачом нефрологом ;)

    Приходит заключение из лаборатории. В моче пациента найдены белок, кровь (эритроциты), гной (лейкоциты). Вам известно, что форменные элементы крови и крупные белки в норме не проходят через "сито" на этапе фильтрации и не должны обнаруживаться в моче. Таким образом, патология локализуется в почечном тельце.

    Следующее заключение, которое вам предстоит изучить, выглядит по-другому. Гноя, крови и белков в моче не обнаружено, однако присутствует глюкоза (сахар). Такая находка может быть признаком сахарного диабета.

    Зная, что глюкоза в норме профильтровывается на первом этапе - фильтрации, вы понимаете, что с фильтрацией все в порядке. Нарушение возникло на следующей стадии - реабсорбции, ведь глюкоза в норме должна всасываться обратно в кровь: ее не должно обнаруживаться в моче.

    На схеме ниже вы можете наглядно увидеть симптомы, которые сопровождают сахарный диабет. Этиологию (причины) и патогенез (механизм развития) сахарного диабета мы изучим, когда будем говорить об эндокринной системе.

    © Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2020

    Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

    Пути выделения продуктов обмена из организма. — КиберПедия

    Каждая клетка выделяет продукты распада, образующиеся в процессе обмена веществ. Они поступают в тканевую жидкость, а оттуда в кровь. Своевременное их выделение необходимо для нормальной жизнедеятельности организма.

    Пути выделения продуктов обмена:

    · Углекислый газ и вода в виде пара выводятся через лёгкие.

    · Вода и соли – через потовые железы кожи.

    · Через кишечник с калом – клетчатка, соли, вода.

    · Основное количество воды около 2х литров с растворёнными в ней мочевиной, аммиаком, мочевой кислотой и неорганическими солями выводится через почки.

    Через почки удаляются также некоторые ядовитые вещества, образующиеся в организме или принятые в виде лекарств.

    Общая задача органов выделения – удалять из организма продукты обмена и тем самым поддерживать гомеостаз.

    2. Мочевыделительная система – состоит из почек, мочеточников, мочевого пузыря и мочеиспускательного канала.

    Строение почек.

    Почки – парный орган, расположены почки в брюшной полости на уровне поясницы, правая почка лежит несколько ниже левой. На разрезе почки видны 2 слоя: тёмный, наружный (корковый) и светлый, внутренний (мозговой). Внутри почки имеется полость – почечная лоханка. Каждая почка состоит из огромного количества нефронов (около 1 млн в каждой почке).

    Нефрон – структурная и функциональная единица почки. Нефрон состоит из клубочка кровеносных капилляров, которые лежат в специальных капсулах. От каждой капсулы отходит длинный очень тонкий каналец. Он впадает в соединительные трубки, которые сливаясь друг с другом образуют общий проток. Таких протоков в почке много, все они впадают в почечную лоханку.

    3. Механизм образования мочи.

    Процесс образования мочи идёт в две фазы.

    Первая фаза фильтрационная. На этом этапе вещества переносимые кровью в капилляры клубочков, фильтруются в полость капсулы. Из плазмы крови, протекающей через капилляры клубочка, фильтруются вода и все растворённые в плазме вещества, за исключением крупномолекулярных соединений. Жидкость профильтровавшаяся в просвет капсулы называется первичная моча. По составу она отличается от крови только отсутствием кровяных клеток и белков, которые не проходят через стенку капилляров. У человека за час образуется около 7 л. первичной мочи, что составляет более 170 литров в сутки. Первичная моча поступает в почечные канальцы. По мере её прохождения по канальцам происходит процесс реабсорбции (2-я фаза), т.е. обратное всасывание в кровь глюкозы, аминокислот, витаминов, большей части солей и воды. При этом из 150 л первичной мочи образуется 1,5 л конечной мочи. Поэтому по своему составу конечная моча сильно отличается от первичной.



    Состав мочи и её свойства. Моча представляет собой прозрачную жидкость, светло-жёлтого цвета. В ней содержится 95% воды и 5% твёрдых веществ. Её главными компонентами являются мочевина 2%, мочевая кислота 0,05% и креатинин 0,075%, также в моче содержаться соли натрия и калия. Реакция мочи может быть слабокислой, нейтральной или щёлочной. Это зависит от вида принимаемой пищи.

    Регуляция мочеобразования и мочевыделения.

    Работа почек регулируется нервным и гуморальным путями. На образование мочи оказывают влияние многие железы внутренней секреции и в первую очередь гормон гипофиза вазопрессин который уменьшает количество образуемой мочи и гормон щитовидной железы тироксин, увеличивающий мочеобразование.

    Выведение мочи из организма.

    Мочеиспускание представляет собой сложный рефлекторный акт. Нервные центры, управляющие процессом мочевыделения, расположены в спинном мозге и в стволовой части головного мозга.

    Их деятельность находится под постоянным контролем коры больших полушарий. Процесс образования и выделения мочи из организма называется диурезом. Моча, образующаяся в почках, по мочеточникам поступает в мочевой пузырь. Мочевой пузырь, свободный от мочи, находится в сокращённом состоянии, при этом толщина его стенки составляет 1,5 см. По мере наполнения мочевой пузырь растягивается, причём толщина его стенки может уменьшаться до 2 мм. Объём сильно растянутого пузыря может достигать 700-1000 мл. но моча при этом не выходит в мочеиспускательный канал, т.к. на пути имеются два сфинктера: внутренний, непроизвольный сфинктер мочевого пузыря и наружный, произвольный сфинктер мочеиспускательного канала. При накоплении в пузыре 250-300 мл мочи возникает позыв к мочеиспусканию. Импульсы от рецепторов находящихся в стенке мочевого пузыря направляются к центру мочеиспускания в спинном мозге, а от него по двигательному нерву к мышцам пузыря, вызывая их сокращение и одновременное расслабление сфинктеров. Так происходит непроизвольное мочеиспускание у грудных детей.



    Старшие дети, как и взрослые, могут произвольно задерживать и вызывать мочеиспускание. Это связано с тем, что нервные импульсы от мочевого пузыря идут не только в спинномозговой центр мочеиспускания, но и в кору больших полушарий. Возникший в коре очаг возбуждения становится источником ощущения позыва на мочеиспускание. Ответные импульсы из коры больших полушарий могут либо вызывать мочеиспускание даже при слабом растяжении пузыря, либо наоборот, задерживать мочеиспускание, несмотря, на очень сильное растяжение пузыря. Такое влияние коры больших полушарий может осуществляться лишь в результате образования соответствующих условных рефлексов.

    Строение почек.»Почки (их две — правая и левая) имеют фор­му боба; наружный край почки выпуклый, внутренний — вогнутый. Они красно-бурого цвета, массой около 120 г'

    На вогнутом, внутреннем крае почки имеется глубокая вырез­ка. Это ворота почки. Сюда входит почечная артерия, а выходит почечная вена и мочеточник. Почки получают крови больше, чем любой другой орган, в них происходит образование мочи из веществ, приносимых кровью. Структурно-функциональной единицей почки является тельце поч­ки— нефрон в каждой почке около 1 млн. нефронов. Нефрон состоит из двух основных частей: кровеносных сосудов и почечного канальца. Общая длина канальцев одного тельца почки достигает 35—50 мм. В почках имеется трубочек, по кото­рым проходит жидкость. Ежесуточно в почках фильтруется около 170 л жидкости, которая концентрируется примерно в 1,5 л мочи иудаляется из организма.

    Возрастные особенности функции почек. Свозрастом меняют­ся количество и состав мочи. Мочи у детей отделяется сравни­тельно больше, чем у взрослых, а мочеиспускание происходит ча­ще за счет интенсивного водного обмена и относительно большого количества воды и углеводов в рационе питания ребенка. Только в первые 3—4 дня количество отделяющейся мочи у де­тей невелико. У месячного ребенка мочи отделяется в сутки 350—380 мл, к концу первого года жизни — 750 мл, в 4—5 лет — около 1 л, в 10 лет—1,5 л, а в период полового созревания --до 2 л.

    У новорожденных реакция мочи резкокислая, с возрастом она становится слабокислой. Реакция мочи может меняться в зави­симости от характера получаемой ребенком пищи. При питании преимущественно мясной пищей в организме образуется много кислых продуктов обмена, соответственно и моча становится более кислой. При употреблении растительной пищи реакция мочи сдвигается в щелочную сторону.

    У новорожденных детей повышена проницаемость почечного эпителия, отчего в моче почти всегда обнаруживается белок. Поз­же у здоровых детей и взрослых белка в моче быть не должно.

    'Мочеиспускание и его механизм. Испускание мочи — процесс рефлекторный. Поступающая в мочевой пузырь моча вызывает повышение давления в нем, что раздражает рецепторы, находя­щиеся в стенке пузыря. Возникает возбуждение, доходящее до центра мочеиспускания в нижней части спинного мозга. Отсюда импульсы поступают к мускулатуре пузыря, заставляя ее сокра­щаться; сфинктер при этом расслабляется и моча поступает из пузыря в мочеиспускательный канал. Это непроизвольное испу­скание мочи. Оно имеет место у грудных детей.

    Старшие дети, как и взрослые, могут произвольно задержи­вать ивызывать мочеиспускание. Это связано сустановлением корковой, условнорефлекторной регуляции мочеиспускания. Обыч­но к двухлетнему возрасту у детей сформированы условнорефлекторные механизмы задержки мочеиспускания не только днем, но и ночью. Однако в возрасте 5—10 лет у детей, иногда до поло­вого созревания, встречается ночное непроизвольное недержание мочи энурез. В осенне-зимние периоды года в связи с большей возможностью охлаждения организма энурез учащается. С воз­растом энурез, связанный преимущественно сфункциональными отклонениями в психоневрологическом статусе детей, проходит. Однако в обязательном порядке дети должны быть обследованы врачами — урологом и невропатологом.

    Способствуют энурез психические травмы, переутомление (особенно от физических нагрузок), переохлаждение, нарушение сна, раздражающая, острая пища и обилие жидкости, принятой перед сном. Дети очень тяжело переживают свой недуг, испыты­вают страх, долго не засыпают, а затем погружаются в глубокий сон, во время которого слабые позывы к мочеиспусканию не вос­принимаются.

    Профилактика заболеваний органов выделения. Вдетских до­мах, школах-интернатах и пионерских лагерях дети, страдающие энурезом, требуют к себе особого внимания взрослых. Случивше­еся с ребенком ночью никогда не должно обсуждаться в группах (отрядах).

    Детям, страдающим энурезом, необходимо по указанию врача установить и строго соблюдать режим дня, отдыха, правильно сбалансированное диетическое питание, без раздражающей, со­леной и острой пищи, ограничивать приемы жидкости, особенно перед сном, исключать во второй половине дня большие физиче­ские нагрузки (игры в футбол, баскетбол, волейбол и др.). Не ме­нее двух раз в течение ночи детей следует поднимать для опорож­нения мочевого пузыря.

    Нарушение правил личной гигиены может приводить к воспалению у детей мочеиспускательного канала и мочевыводящих пу­тей, которые высокоранимы, отличаются пониженной стойкостью и усиленным слущиванием эпителия. Необходимо приучить детей держать в чистоте наружные половые органы, обмывать их теп­лой водой с мылом утром и вечером перед сном. Для этих целей надо иметь специальное индивидуальное полотенце, стирать и обя­зательно кипятить его раз в неделю.

    Профилактика острых и хронических заболеваний почек — это прежде всего предотвращение инфекционных заболеваний (скар­латины, отита, гнойных поражений кожи, дифтерии, кори и др.) и их осложнений.

    СТРОЕНИЕ И ФУНКЦИЯ КОЖИ

    Особенности строения кожи. Кожа, покрывающая тело челове­ка, составляет 5% массы тела, ее площадь у взрослого человека 1,5—2 M-. Кожа состоит из эпителиальной и соединительной тка­ней, содержащих осязательные тельца, нервные волокна, кровенос­ные сосуды, потовые и сальные железы. Кожа выполня­ет разнообразную функцию. Она участвует в поддержании по­стоянства внутренней среды как орган выделения. Содержащиеся в ней осязательные тельца являются рецепторами кожного анали­затора и играют важную роль в обеспечении контактов организма с внешней средой. Кожа выполняет важную защитную функцию. Она защищает организм от механических воздействий, что дости­гается прочностью поверхностного рогового слоя, прочностью и растяжимостью образующей кожу ткани. Постоянное обновление поверхностного слоя кожи способствует очищению поверхности тела. Велика роль кожи в процессах терморегуляции: через кожу осуществляется 80% теплоотдачи, которая происходит за счет испарения пота и теплоизлучения. В коже содержатся терморецеп­торы, способствующие рефлекторному поддержанию температуры тела.

    В нормальных условиях при температуре +18-20 С че­рез кожные покровы в организм поступает 1,57мг кислорода. Одна­ко при интенсивной физической работе поступление кислорода че­рез кожу может увеличиться в 4—5 раз.

    Выделительная функция кожи осуществляется потовыми желе­зами. Потовые железы расположены в подкожной соединительно­тканной клетчатке. Количество потовых желез колеблется от 2 до 3,5 млн. Оно индивидуально и определяет большую или мень­шую потливость организма. Потовые железы на теле распреде­лены неравномерно, больше всего их в подмышечных впадинах, на ладонях рук и подошвах ног, меньше на спине, голенях и бед­ра. С потом выделяется из организма значительное количество воды и солей, а также мочевина. Суточное количество пота у взрослого человека в покое — 400—600 мл. В сутки с потом вы­деляется около 40 г поваренной соли и 10 г азота. Осуществляя выделительную функцию, потовые железы способствуют сохране­нию постоянства осмотического давления и рН крови.

    Возрастные особенности строения и функции кожи. Одной из основных особенностей кожи детей и подростков является то, что поверхность ее у них относительно больше, чем у взрослых. Чем моложе ребенок, тем большая поверхность кожи приходится у не­го на 1 кг массы тела. Абсолютная же поверхность кожи у детей меньше, чем у взрослых, и увеличивается свозрастом. Эта особенность обусловливает значительно большую теплоот­дачу организма детей по сравнению со взрослыми. При этом чем младше дети, тем в большей мере эта особенность выражена. Высокая теплоотдача вызывает и высокое теплообразование, ко­торое у детей и подростков на единицу массы тела также выше, чем у взрослых. В течение длительного периода развития изме­няются терморегуляционные процессы. Регуляция температуры кожи по взрослому типу устанавливается к 9 годам.

    В течение жизни общее количество потовых желез не меняет­ся, увеличиваются их размеры и секреторная функция. Неизмен­ность числа потовых желез с возрастом определяет их большую плотность в детском возрасте. Количество потовых желез на еди­ницу поверхности тела у детей в 10 раз больше, чем у взрослых. Морфологическое развитие потовых желез в основном заверша­ется к 7 годам.

    Потоотделение начинается на 4-й неделе жизни. Особенно за­метное увеличение числа функционирующих потовых желез отме­чено в первые 2 года. Интенсивность потоотделения на ладонях достигает максимума в 5—7 лет, затем постепенно снижается. Теплоотдача через испарение повышается в течение первого года с 260 ккал с 1 м поверхности до 570 ккал с1 м

    Изменяется свозрастом и секреторная деятельность сальных желез. Активность этих желез достигает высокого уровня в пе­риод, непосредственно предшествующий рождению ребенка. Они создают как бы «смазку», облегчающую прохождение ребенка по родовым путям. После рождения секреция сальных желез затуха­ет, ее усиление вновь происходит в период полового созревания и связано с нейроэндокринными изменениями.

    Уход за кожей, ногтями и волосами.Неповрежденная кожа задерживает проникновение в организм большинства химических веществ и микроорганизмов. Содержание тела в чистоте обеспечи­вает нормальное отправление всех функций кожи. На коже грязь удерживается избытком кожного сала и слущивающимся эпите­лием. Образующиеся комочки закрывают поры кожи. Закупорка грязью пор кожи мешает нормальному отделению содержимого потовых и сальных желез.

    В закупоренных железках на грязной коже легче образуются гнойнички. Загрязнение вызывает зуд ко­жи, расчесы, что также способствует нарушению целостности кож­ных покровов и проникновению инфекции. К тому же бактерицид­ные свойства грязной кожи резко падают, они оказываются почти в 17 раз ниже, чем чистой кожи. Бактерицидными свойствами благодаря выделению особых веществ (лизоцим и др.) обладают также слизистые оболочки рта, дыхательных путей, желудочно-кишечного тракта и мочевыводящих путей.

    Через немытые грязные руки передаются многие инфекционные заболевания и происходит заражение глистами. Мытье простой да еще холодной водой без мыла не растворяет выделения сальных желез, а потому недостаточно для поддержания чистоты кожи. Мыло смягчает кожу и облегчает удаление омертвевших клеток эпителия. Мыло должно образовывать большое количество пены при намыливании и не сушить кожу. Этим требованиям в наиболь­шей степени отвечает детское мыло.

    Следует приучить детей ежедневно утром и вечером перед сном мыть руки, лицо, шею и ноги (вечером), а в течение дня тщательно мыть руки перед едой, после пользования уборной, выполнения работ по самообслуживанию в здании школы и на участке, игры с животными. Следует научить детей особенно тща­тельно, с применением намыленных щеток очищать и промывать подногтевое пространство и складки вокруг ногтей, где более все­го скапливаются грязь, микроорганизмы и яйца глистов. Ногти на пальцах рук и ног рекомендуется коротко стричь: на пальцах рук — дугообразно, по возвышению пальца, а на пальцах ног— прямо. Неправильное срезание ногтей у углов способствует их врастанию в пальцы.

    Каждый раз после мытья руки должны быть досуха вытерты, иначе на коже появляются трещины, образуются цыпки. Каждый ребенок должен иметь свои полотенца для лица, рук и ног. Через общее полотенце может передаваться инфекция. В соблю­дение правил личной гигиены входит как минимум еженедельное мытье всего тела горячей водой температуры 35—37 °С и смена нательного белья. Горячая вода вызывает усиленное выделение из потовых и сальных желез и расширение пор кожи, что обеспе­чивает большую возможность смывания грязи, которая попадает в отверстия пор. Помимо мыла при мытье кожи большую роль для ее очистки играют разного рода мочалки. Постельное белье меняют через 10—14 дней. Его следует кипятить и легко крах­малить.

    Целый ряд специальных мер используют в целях предотвра­щения потливости ног у детей и подростков. Потливость может быть обусловлена рядом причин; редкое мытье ног, перегревание их, ношение резиновой обуви без стелек. Правильный уход позволяет устранить потливость. Это прежде всего ежедневное мытье ног сначала теплой, а затем прохладной водой. Если же потливость ног упорно продолжается, то она, очевидно, связана с каким-либо заболеванием. В таких случаях необходимо как можно раньше обратиться к врачу.

    Требуют постоянного ухода и волосы головы. Они обычно быстро загрязняются из-за обильного выделения кожного сала. Вместе с пылью и грязью в волосы могут заноситься насекомые и возбудители кожных болезней. Вызываемый ими зуд кожи при­водит к расчесам и заражению других участков головы. Жирные волосы детям рекомендуют мыть каждые 5—6 дней, сухие — че­рез 10—12. Мягкая вода лучше промывает волосы, поэтому, если есть необходимость смягчить воду, в нее следует добавить одну чайную ложку питьевой соды. Жирные волосы целесообразно мыть специальными сортами шампуней или определенными сортами мыла (зеленого, серного, дегтярного), чередуя их использование с детским мылом.

    Каждый ребенок должен пользоваться только своим частым гребнем и расческой. Частый гребень употребляют только после расчески, иначе можно выдернуть много волос. Гребешки следует выбирать с неострыми зубьями, чтобы при расчесывании волос не повреждать и не раздражать кожу головы.

    За волосами, даже короткими, требуется постоянный контроль, а в случае необходимости надо немедленно использовать сред­ства, убивающие насекомых и растворяющие оболочку гнид.

    Профилактика кожных заболеваний. Профилактика кожных заболеваний —это прежде всего выполнение всех гигиенических правил по уходу за кожей, волосами, ногтями, осторожность в игре с беспризорными домашними животными, поддержание уче­ником в школе чистоты своего класса и рабочего места, а дома — своего уголка.

    Учителя школ обязаны при организации общественно полезно­го, производительного труда учащихся на птицефабриках и жи­вотноводческих хозяйствах колхозов (совхозов) знать, здоровы ли животные и птицы, не поражены ли они какими-либо заболевания­ми, в том числе грибковыми.

    Пренебрежение правилами ухода за кожей ведет к снижению ее защитных свойств, созданию благоприятных условий для раз­множения болезнетворных микробов, грибков, внедрения чесоточ­ных клещей. Развиваются гнойничковые поражения и экзема ко­жи, чесотка, стригущий лишай, парша.

    Система органов выделения. Строение почки — урок. Биология, Человек (8 класс).

     

    Выделение — процесс, обеспечивающий выведение из организма продуктов обмена веществ, которые не могут быть использованы организмом.

     

    Выделение продуктов обмена веществ осуществляется различными органами:

    • через лёгкие из организма человека удаляются углекислый газ и пары воды;
    • через потовые железы выводятся вода, мочевина, аммиак, соли;
    • через кишечник (с калом) из организма удаляются соли ядовитых тяжёлых металлов.

    Но основными органами выделения являются почки, через которые удаляются жидкие продукты обмена веществ (продукты распада белков, содержащие азот, избыток воды, некоторые соли и другие вещества). Таким образом, почки поддерживают водно-солевой баланс в организме.

    Система органов выделения

    Мочевыделительная система состоит из почек, мочеточников, мочевого пузыря и мочеиспускательного канала (уретры).

     

      

    Почки — парные бобовидные органы, расположенные у задней стенки брюшной полости на уровне \(1\)-го и \(2\)-го поясничных позвонков.

    Вогнутый край почек обращён к позвоночнику. В этом месте в почку входят и выходят из неё кровеносные сосуды. Здесь же находится полость, называемая почечной лоханкой.

     

     

    В почке различают наружный, корковый, и внутренний, мозговой, слои. Покрыта почка соединительнотканной и жировой оболочками.

     

    К верхнему полюсу почки прилегают надпочечники (это железы, относящиеся к эндокринной системе).

     

     

    Мочеточник представляет собой тонкую длинную трубку диаметром \(6\)–\(8\) мм с упругими мышечными стенками. По мочеточникам (от правой и левой почки) моча стекает в мочевой пузырь.

     

    Мочевой пузырь — полый мышечный орган, выполняющий функцию накопления мочи и выделения её наружу по мочеиспускательному каналу. Его объём у взрослого человека составляет  \(300\)–\(700\) мл.

    Мочевой пузырь расположен в области малого таза. В нижней части мочевой пузырь суживается и переходит в мочеиспускательный канал.

    Толстая гладкомышечная стенка мочевого пузыря растягивается при его наполнении мочой  и сокращается, когда происходит мочеиспускание.

     

     

    Выходы из пузыря и мочеиспускательного канала имеют утолщения (сфинктеры). При наполнении мочевого пузыря его стенки растягиваются, сфинктер расслабляется, мочеиспускательный канал открывается, выпуская мочу наружу.

     

      

     

    У маленьких детей мочеиспускание происходит рефлекторно: в центральную нервную систему от рецепторов мочевого пузыря поступает сигнал о том, что его стенки растянуты (значит, накопилось много мочи), и из нервной системы приходит ответный сигнал, заставляющий стенки пузыря сократиться и избавиться от мочи. 

    В процессе взросления этот рефлекс становится подконтрольным высшим отделам мозга (головному мозгу), и мочеиспускание делается произвольным (т. е. поддающимся контролю сознания). В норме у взрослого человека желание опорожнить мочевой пузырь возникает, когда в нём накапливается около \(0,5\) л мочи.

     

    Источники:

    Любимова З. В., Маринова К. В. Биология. Человек и его здоровье. 8 класс. — М.: Владос.

    Лернер Г. И. Биология: Полный справочник для подготовки к ЕГЭ: АСТ, Астрель.

    http://biouroki.ru/material/human/vydelenie.html

    Значение процессов выделения. Процесс мочеобразования. — Студопедия

    Выделительные процессы являются конечным этапом обмена веществ в организме. Значение их заключается в том, что они участвуют в поддержании постоянства внутренней среды организма - гомеостаза, удаляя из организма продукты распада и поддерживая постоянство рН в организме. Потовые железы и легкие играют существенную роль в терморегуляции.Специальными выделительными органами являются почки и потовые железы. В выделении также принимают участие легкие, слюнные железы, желудок, печень и кишечник, которые совместно с потовыми железами образуют экстрарентальные (внепочечные) пути выделения продуктов обмена из организма человека. Основную выделительную функцию обеспечивают почки.Через легкие выделяются СО2, водяные пары, а также эфирные масла, алкоголь и др.Со слюной выделяется вода и небольшое количество солей. В желудке в составе желудочного сока выделяются HCl, минеральные вещества, ферменты, слизь. В печени разрушаются или ядовитые продукты расщепления пищи, всосавшиеся в кишечнике и поступившие в кровь. В печени эти вещества превращаются в безвредные соединения путем связывания обезвреживаются их с нуклеопротеидами или образование соединений с глюкороновой, гликохолевой и таурохолевой кислотами.Из азота аминокислот и аммиака в печени синтезируется мочевина, из гемоглобина разрушенных эритроцитов - желчные пигменты. Обезвреженные ядовитые вещества мочевая кислота и мочевина выводятся из организма в составе мочи через почки и пота через кожу. Часть этих веществ выводится через кишечник в составе желчи и кала.Конечные продукты жизнедеятельности непрерывно поступают в кровь, лимфу и межклеточную жидкость. Эти продукты представляют собой газообразные, жидкие и твердые вещества.В почках происходит мочеобразование, или мочеотделение, или диурез. В результате мочеобразования достигается: 1) Удаление из организма продуктов нормального обмена веществ; 2) Удаление чужеродных для организма веществ; 3) Регуляция содержания воды в организме; 4) Поддержание нормальной концентрации солей; 5) Поддержание постоянного уровня осмотического давления крови; 6) Поддержание постоянства рН крови, лимфы и тканевой жидкости. Мочеобразование происходит в нефронах почек, благодаря механизму фильтрации, реабсорбции и секреции. Первая фаза мочеобразования - фильтрация осуществляется в капсуле Шумлянского - Боумена. Количество образующейся первичной мочи у взрослого человека достигает 150-170 л в сутки. Вторая фаза мочеобразования - реабсорбция или обратное всасывание. В результате реабсорбции в сутки у человека из 150-170 л первичной мочи образуется всего 1,5 - 2 л вторичной (конечной) мочи, которая выводится из организма.Из канальца 1-го порядка первичная моча поступает в петлю Генле, которая работает как концентрирующий механизм. 2 колена петли Генле - нисходящее и восходящее тесно соприкасаясь друг с другом, функционируют как поворотно - противоточный механизм.В дистальных извитых канальцах (извитых канальцах 2-го порядка) нефрона происходит дальнейшая реабсорбция необходимых организму веществ за счет тех же самых механизмов, что и при обратном всасывании в извитых проксимальных канальцах. В собирательных трубочках моча окончательно концентрируется.


     

    57 Процесс мочеобразования и его регуляция Согласно современным представлениям, образование конечной мочи является результатом трех процессов: фильтрации, реабсорбции и секреции.Эффективное фильтрационное давление, определяющее скорость клубочковой фильтрации, состав­ляет около 20 мм рт ст.Фильтрат, поступивший в капсулу Шумлянского-Боумена, со­ставляет первичную мочу, которая по своему содержанию отличается от состава плазмы только отсутствием белков. В сутки через почки человека протекает 1500-1800 л крови. Такая интенсивная фильтрация возможна только в условиях обильного кровоснабжения почек и при особом строении фильтра­ционной поверхности капилляров клубочка, в которых поддержива­ется высокое давление крови.Канальцевая реабсорбция или обратное всасы­вание происходит в извитых канальцах и петле Генле, куда поступает образовавшаяся первичная моча. Из 150-180 л первичной мочи реабсорбируется около 148-178 л воды. В почечных канальцах оста­ется небольшое количество жидкости — вторичная (конечная) моча, с уточный объем которой равен около 1.5л. Через собиратель­ные трубки, почечные лоханки и мочеточники она поступает в моче­вой пузырь. Реабсорбции подвергаются кроме воды многие необходимые для организма органические (глюкоза, аминокислоты, витамины) и неорганичес­кие (ионы К+, Са2+, фосфаты) вещества.Регуляция мочеобразования осуществляется нейрогуморальным путем. Высшим подкорковым центром регуля­ции мочеобразования является гипоталамус. Импульсы от рецепто­ров почек по симпатическим нервам поступают в гипоталамус, где вырабатывается антидиуретический гормон (АДГ) или вазопрессин, усиливающий реабсорбцию воды из первичной мочи и являющийся основным компонентом гуморальной регуляции. Этот гормон по­ступает в гипофиз, там накапливается и затем выделяется в кровь. Повышение секреции АДГ сопровождается увеличением проницаемости извитых канальцев и собирательных трубок для воды. Усилен­ная реабсорбция воды при недостаточном ее поступлении в организм приводит к снижению диуреза; моча при этом характеризуется вы­сокой концентрацией находящихся в ней веществ. При избытке воды в организме осмотическое давление плазмы падает. Через осмо- и ионорецепторы гипоталамуса и почек происходит рефлек­торное снижение продукции АДГ и его поступления в кровь. Существенное значение в гуморальной регуляции мочеобразования принадлежит гормону коры надпочечников альдостерону(из группы минерало-кортикоидов), который увеличивает реабсорбцию ионов Nа* и сек­рецию ионов К+, уменьшая диурез.Нервная регуляция мочеобразования выражена слабее, чем гумо­ральная, и осуществляется как условнорефлекторным, так и безус-ловнорефлекторным путем. В основном она происходит благодаря рефлекторным изменениям просвета почечных сосудов под влиянием различных воздействий на организм. Это ведет к сдвигам почечного кровотока и, следовательно, процесса мочеобразования. Условнореф-лекторное повышение диуреза на индифферентный раздражитель, подкрепленное повышенным потребление воды, свидетельствует об участии коры больших полушарий в регуляции мочеобразования. Почки обладают высокой способностью к саморегуляции. Выключение высших корковых и подкорковых центров регуляции не приводит к прекращению мочеобразования.

    58. Общая характеристика эндокринной системы Гуморальная регуляция осуществляется двумя способами: 1) сис­темой желез внутренней секреции или эндокринными железами, а также системой эндокринных тка­ней других органов; 2) системой местной саморегуляции, т. е. действи­ем на соседние клетки и продуктов клеточного метаболизма. К эндокринным железам относят следующие железы: эпифиз, гипофиз, вилочковая железа, щитовидная железа, околощитовидные железы, поджелудочная железа, надпочечни­ки, половые железы. Гормоны выделяются также клетками некоторых органов (почки, сердце, плацента, пищеварительный факт).Общими свойствами желез внутренней секреции является отсутствие внешних протоковв отличие от желез внешней секреции. Сравнительно небольшие размеры и вес. Действие гормонов на клетки и ткани в весьма малых концентрациях.Избирательность действия гормонов. Специфичность вызываемых ими функциональных эффектов. Быстрое разрушение гормонов.Эндокринные железы должны постоянно вырабатывать гормоны, чтобы, несмотря на быстрое разрушение, поддерживать необходимую их концентрацию в крови. Сохранение нормального уровня каждого гормона и их соотношений в организме регулируется особыми нервными и гуморальными механизмами.Нарушения деятельности эндокринных желез могут проявляться в их чрезмерной активности — гиперфункции или ослаблении активности— гипофункции, что приводит к снижению работоспособности, различным патологиям в организме и даже смерти. 1Гормонами называют особые химические вещества, выделяемые специализированными эндокринными клетками и обладающими дистантным действием, с помощью которых осуществляется гуморальная регуляция функций различных органов и тканей организма. По химической структуре выделяют 3 группы гормонов: Стероидные гормоны — половые гормоны и кортикостероидные гормоны надпочечников; Производные аминокислот — гормоны мозгового вещества надпочечников (адреналин, норадреналин), щитовидной железы. Пептидные гормоны—гормоны гипофиза, поджелудочной железы, околощитовидных желез, а также гипоталамические нейрапептиды.Функции гормонов заключаются в изменении обмена веществ в тканях (метаболическое действие), активации генетического аппарата, регулирующего рост и формообразование различных органов тела, запуске различных функций (например, выделение из печени глюкозы в кровь при работе), модуляции текущей активности различных органов (например, изменения частоты сердцебиений при эмоциональных состояниях организма).

    Механизм влияния гормонов на клеточную активность зависит от их способности связываться с рецепторами клеток-мишеней. Почти для всех гормонов выявлены отчетливые суточные колеба­ния их содержания в крови. Большей частью происходит увеличение их концентрации в дневное время и уменьшение в ночное время. Однако в этой периодике имеются специфические особенности: максимальное содержание гормона роста в крови наблюдается поздним вечером, в начальные стадии сна, а гормонов надпочечни­ков глюкокортикоидов—в утренние часы

     

    59. Гипофиз.Деятельность желез внутренней секреции находится под контролем многочисленных прямых и обратных связей в организме. Основным регулятором их функций является гипоталамус, непосредственно связанный с главной эндокринной железой — гипофизом, влияния которого распространяются на другие периферические железы.Гипофиз состоит из трех долей: 1) передняя доля (аденогипофизе), 2) промежуточная доля и 3) задняя доля или нейрогипофиз. В аденогипофизе главную секреторную функцию выделяют 5 групп клеток, которые вырабатывают 5 специфических гормонов. Среди них выделяют тропные гормоны регулирующие функции периферических желез эффекторные гормоны, непосредственно действующие на клетки-мишени. К тропным гормонам относят следующие: кортикотропин или адренокортикотропный гормон(АКТГ),регулирующий функции коркового слоя надпочечников; тиреотропный гормон (ТТГ), активизирующий щитовидную железу; гонадотропныи гормон (ГТГ), влияющий на функции половых желез.Эффекторными гормонами являются соматотропн: гормон (СТГ) или соматотропин, определяющий рост тела, и пролактин, контролирующий деятельность молочных желез.Соматоропин представляет собой видоспецифичный белок, определяющий рост тела (главным образом увеличивающий рост в длину). Соматотрог обеспечивает синтез белка в клетках, накопление РНК, усиливает транспорт из крови аминокислот в клетки, способствует усвоению азота, создавая положительный азотистый баланс в организме, помогает утилизации жиров. Пролактин регулирует рост молочныхжелез, синтез и секрецию молока (выведение молока обеспечивает другой гормон—окситоцин), стимулирует инстинкт материнства, а также влияет на водно-солевой обмен в организме, эритропоэз, вызывает послеродовое ожирение и др. эффекты. Кортикотропин (адренокортикотропныйгормон — АКТГ) является крупным белком, при образовании которого выделяются в качестве побочных продуктов меланотропин (влияющий на образо-иние пигмента меланина) и важный пептид — эндорфин, обеспечивающий обезболивающие эффекты в организме. Способствуя усилению белкового, жирового и углеводного обменов в стрессовых ситуациях, он обеспечивает повышение сопротивляемости действию неблагоприятных факторов среды, т. е. является адаптивным гормоном.Тиреотропин увеличивает массу щитовидной железы, число активных клеток, способствует захвату йода, что в целом усиливает секрецию ее гормонов. Гонадотропные гормоны— фоллитропини мотропин (их иначе еще называют фолликуло-стимулируюший и лютеинизирующий гормоны) —стимулирует образование и секрецию половых гормонов, а также функции яичников и семенников. Задняя доля гипофиза секретирует гормон вазопрессин вызывает двоякий физиологический эффект в организме. Во-первых, он вызывает сужение кровеносных сосудов и повышение артериального давления. Во-вторых, этот гормон увеличивает обратное всасываание воды в почечных канальцах, что вызывает повышение концентрации и уменьшение объема мочи. Окситоцин стимулирует сокращения матки при родах, выделение молока молочными железами. Его секрецию усиливают импульсы от механорецепторов матки при ее растяжении, а также выделение женского полового гормона эстрогена.Промежуточная доля гипофиза почти не развита у человека, имеется лишь небольшая группа клеток, секретирующих меланотропный гормон, вызывающий образование меланина—пигмента кожи и волос. В основном эту функцию у человека обеспечивает коркотропин передней доли гипофиза.

     

    60. Гормоны щитовидной (тиреоидной) железы. В щитовидной железе имеются две группы клеток, образу­ющих два основных вида гормонов. Одна группа клеток вырабаты­вает трийодтиронин и тироксин, а другая — кальцитонин. Первые клетки захватывают из крови соединения йода, преобразуют их в атомарный йод и в комплексе с остатками аминокислоты тирозина синтезируют гормоны трийодтиронин и тетрайодиронин или тироксин (Т4), которые поступают в кровь и лимфу. Эти гормоны, активизируя генетический аппарат клеточную ядра и митохондрии клеток, стимулируют все виды обмена ве­ществ и энергетический обмен организма. Они усиливают поглощение кислорода, увеличивают основной обмен в организме и повышают температуру тела, влияют на белковый, жировой и углеводный обмен, обеспечивают рост и развитие организма, усиливают: активность симпатических воздействий на частоту сердечных сокращений, артериальное давление и потоотделение, повышают возбудимость ЦНС.В крови тироксин существует в связанной с белками неактивной форме. Лишь около 0.1 % его количества находится в свободной активной форме, которая и вызывает функциональные эффекты. Более выраженным физиологическим действием обладает трийодтинин, но его содержание в крови значительно ниже.Гормон кальцитонин (или тирокальцитонин) вместе с гормонами околощитовидных желез участвует в регуляции содержания кальция в организме. Он вызывает снижение концентрации кальция в крови и поглощение его костной тканью, что способствует образованию и росту костей. В регуляции секреции кальцитонина участвуют гормоны желудочно-кишечного тракта, в частности гастрин. При недостаточном поступлении в организм йода возникает резкое снижение активности щитовидной железы — гипотиреоз. В случае гипертиреоза (избыточного образования гормонов щитовидной железы) возникают токсические явления, вызывающие Базедову болезнь. Происходит разрастание щитовидной желез (зоб), повышается основной обмен, наблюдаются потеря веса, пучеглазие, повышение раздражительности. Гомоны надпочечников. Надпочечники располагаются над почками и состоят из различающихся по своим функциям частей— коры надпочечников (близкой по происхождению к половым железам) и мозгового вещества (формирующегося из симпатических клеток). В коре вырабатывается группа гормонов, называемых кортикоидам и или кортикостероидами. Кортикоиды являются жизненно необходимыми для организма гормонами, их отсутствие приводит к смерти. Гормоны минералкортикоиды у человека представлены основным гормоном - альдостероном, который имеет существенное значение в регуляции минерального обмена в организме. Он способствует поддержанию на постоянном уровне натрия и калия в крови, лимфе и межтканевой жидкости, увеличивая при необходимости об­ратное всасывание натрия в почках и выход калия в мочу. Глюкокортикоиды главным образом обеспечивают синтез глюкозы (глюконеогенез), образование запасов гликогена в печени и мышцах, увеличение концентрации глюкозы в крови (мобилиза­ция из печени). При этом они выполняют особую роль в белковом обмене. Они угнетают синтез белков в печени и мышцах (создают отрицательный азотистый баланс), увеличивают выход свободных аминокислот, их переаминирование и стимулируют образование из них ферментов, необходимых для новообразования глюкозы, вызывая при этом мобилизацию жиров из жировой ткани, глюкокортикоиды создают необходимые жировые и углеводные энергоресурсы для активной деятельности организма. Повышению работоспособ­ности способствует также повышение этими гормонами восприим­чивости тканей к адреналину и норадреналину, повышение иммунитета и снижение аллергических реакций, улучшение процессов пере­работки информации в сенсорных системах и ЦНС. Все указанные эффекты глюкокортикоидов (кортизола) обеспечивают повышение устойчивости организма к действию неблагоприятных факторов среды, стрессовым ситуациям, в связи с чем их называют адаптивны­ми гормонами.Избыточное содержание кортизола в организме приводит к гипергликемии, распаду белков, отекам, повышению артериального давления. При недостаточности кортизола развивается аддисонова болезнь, которая сопровождается бронзовой окраской кожи, ослаблением деятельности сердечной и скелетной мышц, повышенной утомляемостью, снижением устойчивости к инфекционным заболеваниям.Половые гормоны надпочечников — это преимущественно андрогены или мужские половые гормоны и эстрогена (женские половые гормоны), которые наиболее активны на ранних этапах онтогенеза (до полового созревания) и в пожилом возрасте (после снижения активности половых желез). Они ускоряют созревание мальчиков, формируют половое поведение женщин. Андрогены вызывают анаболические эффекты, повышая синтез белков в коже, мышечной и костной ткани, способствуют развитию вторичных половых признаков по мужскому типу (харак. оволосение у мальчиков и избыточное оволосение—вирилизация -девушек).

    Физиологическая сущность процессов выделения. Их значение в поддержании постоянства внутренней среды.


    I. Сущность процессов выделения. ОРГАНЫ ВЫДЕЛЕНИЯ И ИХ УЧАСТИЕ В ПОДДЕРЖАНИИ ГОМЕОСТАЗА.

    Выделение - это важный процесс гомеостаза, он обеспечивает освобождение организма от конечных продуктов обмена, которые уже не могут быть использованы далее организмом - это CO2 и H2О, чужеродные, токсические вещества и ряд других веществ.

    Органами выделения у человека являются почки, легкие, ЖКТ(слюнные и желудочные железы, поджелудочная железа и кишечные железы), железы кожи(потовые, сальные и молочные).

    Основное назначение органов выделения состоит в том, чтобы поддерживать постоянство состава и объема жидкостей внутренней среды организма, прежде всего крови, плазмы и лимфы.

    Первостепенное значение в выделении отводится почкам. Почки удаляют избыток воды, неорганических и органических веществ, конечные продукты обмена и чужеродные вещества.

    Функциональное значение органов выделительной системы.

    Дыхательная система – относится к органам выделения, поскольку через легкие выводятся из организма CO2 и Н2О и некоторые летучие вещества, например пары эфира и хлороформа при наркозе, пары алкоголя при опьянении.

    Слюнные и желудочные железы выделяют воду, соли, Ca, Mg и другие ионы, некоторые тяжелые металлы, ряд лекарственных веществ (морфий, хинин, салицилаты).

    Поджелудочная железа и кишечные железы экскретируют тяжелые металлы, лекарственные вещества.

    Важную экскреторную функцию выполняет печень, удаляя из крови гормоны (тироксин, фолликулин), продукты обмена гемоглобина, азотистого метаболизма и многие другие вещества.

    Кожа выполняет многообразные функции: защитную, терморегуляционную, дыхательную, обменную, является органом осязания (анализатор общей чувствительности).

    Функция кожи обеспечивается ее высокой эластичностью, высокой электросопротивляемостью, а также сравнительной проницаемостью для различных веществ. Кожа обеспечивает 2% общего газообмена организма. По интенсивности водного минерального и углекислого обмена кожа лишь немного уступает печени и мышцам. Она является жировым и водным депо организма, сосуды кожи - это емкое депо крови. Железы кожи вырабатывают пот, кожное сало. Кожа активно участвует в обмене витаминов, особенно важен синтез в коже витамина D под влиянием ультрафиолетовых лучей. Площадь кожного покрова взрослого человека достигает 1,5 - 2 м2. Эта поверхность является рецепторным полем осязания, болевой, температурной чувствительности. К железам кожи относятся потовые, сальные и молочные. Количество потовых желез около 2 - 2,5 млн, они представляют собой простые трубчатые железы. Потовые железы заложены в соединительно-тканевой подкожной клетчатке (больше на ладонях, подошвах, в подмышечных впадинах, на 1см2 приходится 400-500 потовых желез). Пот на 98% состоит из воды и 2 % органических и неорганических веществ (минеральные соли, мочевина, мочевая кислота). Количество пота в условиях температурного комфорта составляет 500 мл в сутки, при этом выводятся 2 г NaCl и 1 г N. За счет воды и солей, кожа участвует в поддержании постоянства осмотического давления. При испарении пота теплоотдача усиливается, что является одним из важных механизмов терморегуляции. В течение суток при обычном режиме человек выделяет около 0,5 - 0,7 л пота, однако в жарком климате потоотделение может достигнуть 4 л в сутки, при интенсивной физической нагрузке - до 10 л.

    При патологии потовые железы заменяют почки. Секреторными нервами потовых желез являются симпатические нервы.

    Особое место среди органов выделения занимают сальные и молочные железы.

    Сальные железы. К поту на поверхности кожи примешивается некоторое количество сала, отделяемого сальными железами кожи. Кожное сало смягчает кожу и смазывает волосы. В момент выделения кожное сало жидкое, но быстро густеет. Под влиянием кислот пота кожное сало разлагается, образуя жирные кислоты с характерным запахом. Сальные железы кожи расположены вблизи волос, отверстия их протоков открываются в волосяной мешок.

    Они относятся к голокринным железам, деятельность которых связана с разрушением железистых клеток. Сальные железы имеют вид ветвистых мешочков, покрытых оболочкой, стенки этих мешочков состоят из многослойного эпителия. По мере того как эпителий растет, его клетки перемещаются все ближе к просвету железы, подвергаются жировому перерождению и гибнут. Сальные железы иннервируются симпатическими нервами.

    Молочные железы. Выделяемые ими вещества являются конечными продуктами обмена веществ и имеют самостоятельное физиологическое значение например, молоко как продукт питания для новорожденных. В женском молоке содержатся бактерицидные вещества, антитела, способствующие возникновению пассивного иммунитета. Минеральные вещества: Сa, Mg, P, Fe, белки 1,5%, жиры 4,5%, углеводы, витамины А,В,С,Д.

    Основная функция почки заключается в регуляции объема, осмолярности, минерального состава и кислотно-основного состояния организма посредством экскреции воды и неорганических электролитов в количествах, необходимых для поддержания их баланса в организме и нормальной концентрации этих веществ во внеклеточной жидкости. К числу ионов, которые регулируются таким образом, относятся натрий, калий, хлор, кальций, магний, сульфат, фосфат и ион водорода. Почки участвуют в гомеостатическом регулировании некоторых органических питательных веществ.

    Важной функцией почки является экскреция конечных продуктов обмена, шлаков, которые так называются, поскольку не имеют функционального значения. К этим веществам относится мочевина (она образуется из белка), мочевая кислота( из нуклеиновых кислот), креатинин (из креатина мышц), конечные продукты распада гемоглобина( благодаря которым моча имеет определенный цвет), метаболиты различных гормонов и многое другое. Кроме того почки экскретируют с мочой многие чужеродные вещества - лекарства, пестициды, различные пищевые добавок и пр.

    Таким образом, почки участвуют в регуляции водного, электролитного и кислотно-щелочного равновесия в организме: они способствуют поддержанию постоянства ионного состава, осмотического давления и рН внутренней среды. Следовательно, главная задача почек заключается в избирательном удалении различных веществ с целью, поддержания относительного постоянства химического состава плазмы крови и внеклеточной жидкости.

    Кроме того, почки участвуют в метаболизме белков, липидов и углеводов, например во время длительного голодания почки синтезируют глюкозу из аминокислот и других предшественников и она (глюкоза) поступает в кровь. В почках образуется примерно 20% от того количества глюкозы, которое синтезирует печень в этой ситуации.

    Наконец почки вырабатывают несколько биологически активных веществ, выделяющихся в кровь (ренин, эритропоэтин, урокиназа, простогланы), которые могут выступать в роли ферментов, что позволяет рассматривать почки как инкреторный орган. Одно из них - ренин - косвенно участвует в поддержании артериального давления и объема циркулирующей крови. Второе вещество, называемое эритропоэтином, косвенно стимулирует образование эритроцитов.

    3. Почка: структурно-функциональные особенности; кровоснабжение почек.

    Функция почек 1. Выведение продуктов обмена веществ. 2. Регулирование объема и состава внутренней среды организма, внеклеточной.

    Презентация на тему: «Функция почек 1. Выведение продуктов метаболизма. 2. Регулирование объема и состава внутренней среды организма, внеклеточной». - Стенограмма презентации:

    1 Функция почек 1.Выведение продуктов обмена веществ. 2.Регулирование объема и состава внутренней среды организма, внеклеточной жидкости.

    2 Что определяет состав жидкостей организма? Было сказано, что состав жидкостей организма определяется не тем, что принимает рот, а тем, что удерживает почка ... Из-за перфузии почек кровью, это приводит к образованию мочи, которая представляет собой жидкость различной формы. сочинение.

    3 Что переносит кровь в почки? Что уносит кровь от почек? Почечная артерия переносит кровь к почкам. Почечная вена переносит кровь от почки.

    4 Откуда берется почечная артерия? Куда впадает почечная вена? Почечная артерия берет начало от аорты. Почечная вена впадает непосредственно в каудальную полую вену.

    5 Как выглядит почка? Он варьируется в зависимости от вида: его обычно описывают как бобовидную структуру. У лошади он часто описывается как в форме сердца, у крупного рогатого скота - дольчатый.

    6 Что такое почечный ворот и почему он важен? Это та область с выемкой на вогнутой стороне почки, через которую входит или выходит мочеточник, кровеносные сосуды, нервы или лимфатические сосуды.Что такое почечная лоханка? Это расширенное начало мочеточника в почке. Именно здесь происходит окончательный отток мочи из собирательных каналов.


    7 Как только моча попадает в почечную лоханку, она попадает в мочевой пузырь? Мочеточник переносит мочу из почечной лоханки в мочевой пузырь. Это здорово. Мочеточник входит в мочевой пузырь под косым углом (уретеровезикулярным углом) и, таким образом, образует функциональный клапан, предотвращающий обратный ток при наполнении мочевого пузыря.Какая нервная иннервация связана с почкой? Сочувствующий (когда-нибудь слышал термин напугать кого-то до смерти?) Вот почему. Борьба или иннервация бегства.

    8 Чем отличаются гладкие мышцы от скелетных? Мочеточник и мочевой пузырь - это гладкие мышцы, что означает, что они не находятся под произвольным контролем, тогда как, как и в случае с внешним сфинктером, это скелетные мышцы, и вы можете контролировать их движение. Вы должны пойти очень плохо, и вы сможете это удержать.Спасибо наружному сфинктеру скелетных мышц.

    9 Собаки с недержанием мочи. Некоторые собаки теряют контроль над мочевым пузырем. Ну, они не могут контролировать свой сфинктер, и у них наблюдается мочеиспускание. Иногда это возраст, а иногда - гормональный фон. Лечение фенилпропаналомином: «БУДЬТЕ ОСТОРОЖНЫ» Что он дает ?? Он помогает высвобождать норэпинефрин и адреналин, которые действуют на симпатическую систему, и закрывает протекающую дверь.Существует лекарство под названием хлорид бетанехола, которое вызывает сокращение мочевого пузыря. Почему бы вам НИКОГДА ... НИКОГДА ... НИКОГДА не использовать его одновременно с фенилпропаналомином?

    10 Что такое функциональная единица почки? Нефрон. Как только вы поймете нефрон, вы поймете функцию почек. Восходящая петля петли Генле и 1-я половина дистальных канальцев называются разжижающим сегментом. Поздний дистальный каналец позволяет реабсорбировать воду.

    11 Какие 3 процесса затрагивают нефрон? Клубочковая фильтрация Тубулярная реабсорбция Тубулярная секреция

    12 Как почки влияют на артериальное давление? Клетки нефрона (юкстагломерулярные клетки) секретируют ренин, который, в свою очередь, инициирует образование ангиотензина II.Ангиотония II вызовет сужение эфферентных артериол, что приведет к увеличению давления на почки (СКФ), даже если у вас низкое кровяное давление. Затем почки будут поглощать больше воды, увеличивая тем самым bv, а затем и bp. Кроме того, ang II также способствует абсорбции NA +.

    .

    Руководство по цинку, 2020 г.

    Цинк является одним из самых распространенных минералов в организме (после железа) и присутствует в каждой клетке. Примерно 20-40% потребляемого цинка усваивается организмом, в зависимости от биодоступности в фактическом источнике пищи (биодоступность цинка из зерновых и растительной пищи ниже, чем из продуктов животного происхождения). Группы продуктов, обеспечивающих наиболее биодоступный цинк, как правило, поставляются из красного мяса и птицы, причем устрицы содержат больше цинка на порцию, чем любой другой продукт.Другие источники пищи включают бобы, орехи, определенные виды морепродуктов (например, крабов и лобстеров), цельнозерновые, обогащенные хлопьями для завтрака и молочные продукты.

    Взрослый человек среднего роста имеет от 1,4 до 2,3 г цинка и требует в среднем 10-15 мг цинка в день. Поскольку организм не производит и не хранит цинк естественным образом, он считается важным питательным веществом, и вы должны получать его с пищей или добавками.

    Цинк играет важную роль в росте и развитии, иммунной функции, нейротрансмиссии, зрении, размножении и переносе ионов в кишечнике.Фактически, многие аспекты клеточного метаболизма зависят от цинка, и для того, чтобы цинк выполнял эти функции, требуется ряд специфических систем для транспортировки цинка через клеточную мембрану. Белки-переносчики цинка выполняют эту роль и поэтому незаменимы в физиологии цинка.

    Функции цинка

    На клеточном уровне функцию цинка можно разделить на три категории:

    1) Каталитический

    Более 100 различных ферментов зависят от цинка благодаря своей способности катализировать жизненно важные химические реакции

    2) Строительный

    Цинк играет важную роль в свертывании и структуре некоторых белков.Белки построены в виде рыхлых цепочек, которые складываются сами по себе, образуя более стабильные компактные структуры. Цинк часто может помочь в этом процессе, образуя структуры, похожие на пальцы, известные как «белки цинкового пальца». Это одна из самых распространенных групп белков, которые участвуют во многих клеточных процессах, например, играя важную роль в развитии клеток крови, как описано в статье «Белки цинкового пальца для здоровья и болезней».

    Другие примеры белков с цинковыми пальцами включают ядерные рецепторы, которые связываются и реагируют на стероиды и другие молекулы, такие как витамин D, витамин A, эстроген и гормоны щитовидной железы.

    Металлотионеины также являются примерами белков с цинк-связывающим мотивом. Это небольшие связывающие металлы белки, богатые цистеином, с высоким сродством к цинку. Они работают вместе с переносчиками цинка, регулируя концентрацию свободного цинка в цитозоле, как описано в ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ, БИОХИМИЧЕСКИЕ И МОЛЕКУЛЯРНЫЕ РОЛИ ПЕРЕНОСИТЕЛЕЙ ЦИНКА В ГОМЕОСТАЗЕ И МЕТАБОЛИЗМЕ ЦИНКА .

    Металлотионеины также участвуют в регуляции гомеостаза ионов металлов, детоксикации тяжелых металлов и защиты от окислительного стресса на клеточном уровне.

    Удаление цинка из цинксодержащих белков приводит к неправильной укладке белка и потере функции.

    3) Нормативный

    Действуя как факторы транскрипции и связываясь с ДНК, белки «цинковые пальцы» могут регулировать экспрессию генов.

    Также было обнаружено, что цинк играет роль в «апоптозе» (гибели клеток), модулируя активность сигнальных ферментов клеток, влияя на высвобождение гормонов и передачу нервных импульсов , , что обсуждается в статье Цинк в регуляции клеток: Природа и значение «цинковых сигналов» .

    Переход цинка в корпус

    Исследования, включающие прямое сравнение биодоступности различных форм цинка для людей, немногочисленны. Важным фактом является то, что форма цинка должна диссоциировать на ионы цинка, которые затем связываются с лигандами (белками), которые транспортируют цинк в клетки тонкой кишки. Существуют специфические транспортные белки, которые переносят цинк через клеточную мембрану в портальную систему кровообращения, где он транспортируется непосредственно в печень, прежде чем попадает в кровоток для доставки во все ткани.Гомеостаз цинка строго контролируется на уровне всего тела, тканей, клеток и субклеток с помощью ряда белков, из которых особенно важны переносчики цинка.

    Примерно 70% циркулирующего цинка связано с сывороточным альбумином (белком плазмы), и факторы или условия, влияющие на эту концентрацию сывороточного альбумина, могут, в свою очередь, влиять на уровни цинка в сыворотке. Цинк в сыворотке быстро обновляется, чтобы удовлетворить потребности тканей.

    Доступность цинка в сыворотке зависит от количества цинка, абсорбированного из вашего рациона, и считается, что достаточно постоянное диетическое питание необходимо для удовлетворения нормальных потребностей в цинке для поддержания и роста.

    Цинк теряется через кожу и почки (общая потеря 0,5-0,8 мг / день), больше цинка теряется, когда тело больше потеет, например, в жарком климате и во время физических упражнений. Примерно половина всего цинка, выводимого из организма, теряется в результате выделения эпителиальных клеток в желудочно-кишечном тракте (0,5–3 мг / день), и, хотя значительное количество выделяется как с желчными, так и с кишечными секрециями, большая часть секрета реабсорбируется. регулирование баланса цинка.Голодание и разрушение мышц также увеличивают потерю цинка с мочой.

    Белок усиливает усвоение цинка, однако диета, богатая фитатами (например, в злаках, зернах, кукурузе и рисе), может препятствовать усвоению цинка.

    Во время всасывания в кишечнике существует очень тонкий баланс между цинком и медью. Цинк снижает количество меди, поглощаемой вашим организмом, поскольку медь конкурирует с цинком за связывание с металлотионеином, связывающим белком, который переносит цинк в клетки кишечника.Соотношение цинк: медь, возможно, более важно, чем концентрация меди или цинка, и распространенной проблемой является чрезмерное содержание меди в воде из медных труб или медной посуды.

    Цинк также конкурирует с железом во время всасывания в кишечнике, причем исследования показывают связь со статусом цинка в организме и гомеостазом железа, демонстрируя важность баланса этих минералов.

    Факторы питания, влияющие на всасывание цинка

    Важно иметь представление о всасывании цинка и влиянии его рациона, когда вы думаете о том, как лучше всего улучшить свой статус питания цинком.

    Маргинальный дефицит цинка и низкий статус цинка были признаны, как сообщалось в исследованиях дефицита цинка, во многих группах населения не только в менее развитых, но и в промышленно развитых странах.

    Хотя в некоторых случаях причиной может быть недостаточное потребление цинка с пищей, ингибиторы его всасывания также оказывают влияние. Фитат, который присутствует в основных продуктах питания, таких как злаки, кукуруза и рис, в некоторых исследованиях цинка и отчетах показал, что он оказывает сильное негативное влияние на усвоение цинка после потребления.

    Железо также влияет на абсорбцию цинка, как и кадмий (все более распространенный в нашей окружающей среде). В то время как количество белка в нашей пище может улучшить усвоение цинка, отдельные белки могут иметь ингибирующий эффект, как показано в этой статье о диетических факторах, влияющих на усвоение цинка.

    Цинк Участие в:

    Нормальная функция иммунной системы

    Цинк играет центральную роль в иммунной системе и поддержке иммунной системы, влияя на клеточный и гуморальный иммунитет.Он играет роль в ответах, опосредованных клетками и антителами. Дефицит цинка, по-видимому, вызывает апоптоз, что приводит к потере предшественников В-клеток и Т-клеток в костном мозге. Цинк-зависимый фермент тимулин стимулирует развитие Т-клеток в тимусе, а выработка цитокинов мононуклеарными клетками также снижается из-за дефицита цинка. Соответствующий статус цинка необходим для естественной функции клеток-киллеров, и ионы цинка также проявляют прямую антимикробную активность, как подчеркивается в научной статье «Роль сигналов цинка в иммунной системе».

    Синтез ДНК и деление клеток

    Цинк необходим организму для производства белков и ДНК, генетического материала всех клеток.

    Цинк необходим для пролиферации и дифференцировки клеток, особенно для регуляции синтеза ДНК и митоза. Цинк является структурным компонентом ряда белков, включая ферменты клеточных сигнальных путей и факторы транскрипции.

    Цинк необходим для инсулиноподобного фактора роста (IGF), который индуцирует пролиферацию клеток, а снижение доступности цинка, по-видимому, влияет на передачу сигналов через мембраны и вторичные мессенджеры, которые координируют пролиферацию клеток.

    Защита ДНК, белков и липидов от окислительного повреждения

    Цинк участвует в антиоксидантной деятельности организма. Связываясь с тиоловыми группами в белках, он снижает их восприимчивость к окислению. Цинк также способствует улавливанию активных форм кислорода, индуцируя экспрессию металлотионеина и увеличивая активность каталазы, а также действует как антиоксидант за счет каталитического действия медь / цинк-супероксиддисмутазы.

    Вклад в нормальный синтез белка

    Цинк способствует нормальному синтезу белка, включая синтез кератина и коллагена.Одним из важных белков, зависящих от цинка, является густин, который отвечает за вкус и запах. Низкий уровень густина или его отсутствие приводит к ухудшению вкуса и запаха, как показано в этом исследовании синтеза белка цинка.

    Другими важными цинксодержащими ферментами являются карбоксопептидаза, которая помогает расщеплять белок. Дефицит цинка также нарушает синтез белка опсина, предшественника родопсина, который, если его уменьшить, приводит к ненормальной адаптации глаза к темноте. Цинк также необходим для фермента алкогольдегидрогеназы, ответственного за преобразование ретинола в сетчатку, необходимый для функции глаз.Цинк важен для синтеза гемоглобина, белка, ответственного за перенос кислорода в кровь.

    Обслуживание костей

    Цинк способствует образованию клеток, способствующих строительству костей, и предотвращает чрезмерное разрушение костей.

    Это важный кофактор ферментов, участвующих в синтезе различных клеток костного матрикса, и играет роль в отложении и резорбции кости. В дополнение к этому, он играет структурную роль в самом костном матриксе. Кристаллы гидроксиапатита, составляющие костный минерал, содержат цинк-фторидный комплекс, и цинк необходим для остеобластической активности (образования кости).Дефицит цинка снижает активность белков матрикса, коллагена 1 типа и щелочной фосфатазы, снижая накопление кальция и фосфора. Следовательно, дефицит цинка может стать фактором риска плохой кальцификации внеклеточного матрикса.

    Цинк также показал в обсервационном исследовании, что он связан с повышенным риском переломов.

    Некоторые исследования указывают на снижение уровня цинка в сыворотке или выведение цинка при заболеваниях костей, таких как остеопороз.

    Поддержание нормальной концентрации тестостерона в сыворотке

    В некоторых исследованиях цинка низкий статус цинка в пище был связан с низкими циркулирующими концентрациями некоторых гормонов, включая тестостерон.

    Уровень тестостерона в сыворотке крови повышается при пероральном приеме цинка. В одном исследовании добавок цинка было показано, что добавление 250 мг сульфата цинка в день в течение 6 недель увеличивает уровень тестостерона в сыворотке крови у людей, находящихся на гемодиализе.

    Свободный тестостерон превращается в ДГТ (дегидротестостерон) ферментом 5альфа-редуктазой в основном в предстательной железе, семенниках, надпочечниках и волосяных фолликулах. ДГТ повышен у бесплодных мужчин и, поскольку он имеет сродство с волосяными фолликулами, может привести к облысению по мужскому типу. Цинк, как сообщалось в этом исследовании цинка, ингибирует (до 98%) фермент 5-альфа-редуктазу.

    Класс факторов транскрипции «цинковые пальцы», называемый суперсемейством стероидных / тироидных рецепторов, отвечает за опосредование биологической реакции на широкий спектр гормональных и метаболических сигналов.

    Уход за нормальными волосами, ногтями и кожей

    Цинк поддерживает здоровье кожи волос и ногтей разными способами. Пятнистое выпадение волос - признак дефицита цинка. Это может быть связано с ролью цинка в сигнальном пути Hedgehog, критическом компоненте путей, которые регулируют морфогенез волосяных фолликулов, согласно этому исследованию пути передачи сигналов hedgehog.

    Энтеропатический акродерматит, аутосомно-рецессивное заболевание, вызванное нарушением всасывания цинка, характеризуется обширным дерматитом, задержкой роста, диареей, выпадением волос и паронхией.

    Дистрофия ногтей также описывалась как симптом дефицита цинка, как показано в этом отчете о связи между питанием и заболеванием ногтей.

    Коллаген в коже вырабатывается цинк-зависимыми ферментами - коллагеназами. Коллаген 1 типа вырабатывается в коже и представляет собой долгоживущий структурный белок, продуцируемый фибробластами. Коллаген составляет 70% сухой массы кожи и придает коже ее структуру и устойчивость к растяжению и растяжению. Общее количество коллагена в организме уменьшается на 1% в год в результате естественного старения, что приводит к снижению эластичности и старению кожи.Цинк необходим не только для ферментов, вырабатывающих коллаген, но и для образования поперечных связей, которые придают коллагену стабильность. Исследования коллагена и цинка показали, что скорость распада коллагена может быть снижена путем приема цинка.

    Клетки экспрессируют многие переносчики цинка, которые способствуют гомеостатическому контролю клеток и тканей. Недавние исследования цинка и кожи показывают связь с функцией цинка и транспортеров цинка в различных типах клеток кожи, при этом одна научная точка зрения утверждает, что

    «Одним из клинических проявлений тяжелого дефицита цинка у людей является акродерматит, характеризующийся эритематозными, пузырно-пузырчатыми и пустулезными высыпаниями, в основном вокруг отверстий тела и на конечностях.Как подробно описано в этом отчете о цинке и поддержании нормальной кожи .

    Вклад в метаболизм макронутриентов

    Цинк играет важную структурную, регулирующую или каталитическую роль во многих ферментах. Многие ферменты промежуточного метаболизма содержат цинк, и его дефицит влияет на метаболизм всех макроэлементов. Синтез белка, синтез ДНК и синтез РНК - все это требует цинка, и метаболизм липидов также нарушается, при этом дефицит цинка связан с сокращением циркулирующих липопротеинов высокой плотности.удалить

    Цинк необходим для поддержания нормальной концентрации витамина А в плазме, он необходим для нормальной мобилизации витамина А из печени. Дефицит цинка снижает синтез ретинол-связывающего белка (RBP) в печени, что приводит к более низким уровням RBP в плазме. Он влияет на абсорбцию, транспорт и использование витамина А. Цинк также необходим для фермента алкогольдегидрогеназы, ответственного за преобразование ретинола в сетчатку, необходимую для функции глаз.

    Вклад в нормальный углеводный обмен

    Цинк является важным компонентом большого количества ферментов, которые участвуют в синтезе и расщеплении углеводов, липидов, белков и нуклеиновых кислот, как описано в этой медицинской статье о роли цинка. Есть также медицинские исследования, показывающие связь с гомеостазом цинка и его ролью в диабете и нарушениях обмена веществ.

    Способствует нормальной когнитивной функции

    Цинк высококонцентрирован в коре головного мозга, шишковидной железе и гиппокампе, а дефицит цинка связан с нарушением формирования памяти и расстройствами настроения.Считается, как описано в Science Daily, что цинк может влиять на высвобождение молекул-посредников (нейротрансмиттеров), которые могут быть важны для формирования и хранения воспоминаний.

    В гиппокампе концентрация цинка может достигать 8% от общего содержания цинка в головном мозге. Цинк подавляет рецептор NMDA (N-метил-D-аспартат) через сайт связывания, расположенный на одной из его субъединиц, действуя как антагонист, что, как сообщается в этой научной статье, связано с потенциальными антидепрессивными свойствами цинка.

    Способствует нормальной фертильности и воспроизводству

    Цинк играет важную роль в обеспечении фертильности и зачатия. Это одно из наиболее важных соединений семенной жидкости, выделяемой предстательной железой. Цинк играет важную роль в нормальном развитии яичек, сперматогенезе и подвижности сперматозоидов, как показано в этой статье об уровнях цинка в семенной жидкости. Факторы транскрипции «цинковые пальцы» в суперсемействе стероидных / тироидных рецепторов ответственны за биологический ответ на широкий спектр гормональных и метаболических сигналов.Низкий уровень цинка в пище связан с низкой концентрацией в крови ряда гормонов, включая тестостерон.

    Цинк способствует нормальному метаболизму жирных кислот

    Как описано в этой статье о взаимодействиях между цинком и жирными кислотами, показано, что цинк необходим для превращения линолевой кислоты в гамма-линоленовую кислоту (GLA) и мобилизации дигомогамма-линоленовой кислоты для синтеза ряда простагландинов. 1 (противовоспалительные простагландины), показывающий, что они важны для метаболизма жирных кислот.

    Цинк способствует нормальному кислотно-щелочному обмену

    pH крови и внеклеточной жидкости жестко регулируется наличием буферных систем, которые вызывают изменения в результате производства кислоты в результате клеточного метаболизма или попадания кислот в рацион. Кислотный / основной метаболизм - это баланс между кислотой и щелочью, позволяющий поддерживать уровень pH жидкостей организма как можно ближе к нейтральному (pH7). Любые изменения в результате могут привести к снижению доставки кислорода к тканям, нарушению уровня электролитов и изменениям сократимости сердечной мышцы.

    В крови основной продукт окислительного метаболизма, CO2, реагирует с водой в присутствии карбоангидразы с образованием угольной кислоты (h3CO3), которая относительно нестабильна и имеет тенденцию к диссоциации и образованию H + и HCO3. Фермент, ответственный за это, - это цинк-зависимый фермент, известный как карбоангидраза, и исследования показали, что дефицит цинка в пище снижает активность карбоангидразы красных кровяных телец.

    Цинк способствует нормальному метаболизму витамина А

    Цинк участвует в абсорбции, транспортировке и использовании витамина А.Цинк необходим для поддержания нормальной концентрации витамина А в плазме, что делает его необходимым для нормальной мобилизации витамина А из печени. Поскольку цинк необходим для синтеза ретинол-связывающего белка (RBP), дефицит цинка влияет на мобилизацию витамина А из печени и его перенос в кровоток.

    Цинк способствует поддержанию нормального зрения

    Превращение ретинола в ретинальдейд (ретиналь) регулируется цинком через цинк-зависимый фермент ретинолдегидрогеназу, что делает его очень важным для здоровья глаз.Превращение ретинола в сетчатку является критическим этапом в зрительном цикле сетчатки глаза. Согласно этой статье о цинке и глазу, цинк, как полагают, влияет на плазматические мембраны фоторецепторов, регулирует реакцию свет-родопсин, модулирует синаптическую передачу и действует как антиоксидант.

    Примечание: Эти заявления ЕС о пользе для здоровья применимы, если продукт питания является хотя бы источником цинка в соответствии с Приложением к Регламенту (ЕС) № 1924/2006. Такие количества можно легко употреблять в рамках сбалансированной диеты.Целевая группа - это население в целом.

    Цинк и здоровье кишечника

    Пища расщепляется в пищеварительном тракте, а затем питательные вещества попадают в кровоток. Стенки кишечника эффективно действуют как барьер, позволяющий проходить определенным питательным веществам, блокируя прохождение вредных веществ. Небольшие щели в стенке кишечника пропускают питательные вещества и воду, и они известны как плотные соединения. В некоторых случаях эти плотные соединения могут ослабевать, позволяя более вредным веществам, таким как бактерии и другие токсины, проникать в кровоток.Это известно как «дырявый кишечник», и считается, что оно вызывает обширное воспаление и часто вызывает иммунный ответ.

    Сообщается, что цинк поддерживает иммунную систему и играет важную роль во многих метаболических процессах.

    В 2001 году в исследовании цинка и повышенной проницаемости кишечника сообщалось, что при введении пациентам с болезнью Крона цинк может оказывать положительное влияние на слизистую оболочку кишечника.

    Недавнее исследование кишечной проницаемости показало, что цинк способен ограничивать проницаемость кишечника, изменяя плотные соединения.

    Это сообщаемое влияние цинка на барьерную функцию стенок кишечника привело к рассмотрению того, какое влияние дефицит цинка и его добавки могут иметь в отношении различных желудочно-кишечных проблем и здоровья кишечника, как это обсуждалось в этом обзоре о цинке и желудочно-кишечных состояниях.

    Что произойдет, если у вас дефицит цинка?

    Поскольку цинк является таким важным питательным веществом и активно участвует во многих жизненно важных функциях в организме, дефицит цинка может проявляться и проявляться в различных состояниях.Дефицит цинка чаще всего возникает из-за недостаточного питания, но также может быть результатом недостаточного всасывания (что наблюдается при заболеваниях тонкого кишечника) и повышенной потери (например, при приеме диуретиков, печеночной недостаточности).

    Фактически, к группе риска дефицита цинка могут относиться:

    • Строгие вегетарианцы и веганы
    • Люди с проблемами пищеварения, такими как болезнь Крона
    • Беременные и кормящие женщины
    • Люди с хронической болезнью почек
    • Люди, злоупотребляющие алкоголем

    Симптомы легкой недостаточности цинка включают:

    • Пониженный иммунитет
    • Потеря аппетита
    • Похудание
    • Уменьшение вкуса или запаха
    • Кожные проблемы, угри, псориаз, атопический дерматит
    • Плохое зрение, куриная слепота
    • Белые пятна на ногтях
    • Депрессия, апатия

    Симптомы серьезной недостаточности цинка включают:

    • Повышенная восприимчивость к инфекциям
    • Выпадение волос
    • Диарея
    • Задержка полового созревания
    • Импотенция
    • Гипогонадизм у мужчин
    • Поражения кожи и глаз
    • Плохое заживление ран
    • Поведенческие изменения

    Почему мне следует принимать добавки с цинком?

    Как уже говорилось, цинк является важным микронутриентом, который имеет решающее значение практически для всех аспектов вашего здоровья.Многие продукты животного и растительного происхождения от природы богаты цинком, но в тех случаях, когда вы хотите убедиться, что получаете достаточное количество этого необходимого питательного вещества, чтобы удовлетворить ваши потребности в питании, подходящей альтернативой является прием добавок. Сейчас оценки показывают, что примерно 2 миллиарда человек во всем мире испытывают дефицит цинка из-за недостаточного питания.

    Поскольку цинк поддерживает широкий спектр физиологических процессов организма, его адекватное потребление имеет решающее значение.

    Одним из таких физиологических процессов является поддержка функции иммунных клеток, помогающая стимулировать определенные иммунные клетки.Одно исследование, посвященное лепешкам с цинком и их влиянию на простуду, показало, что ежедневный прием цинка может сократить продолжительность простуды. Было также показано, что цинк способствует развитию иммунного ответа у пожилых людей, при этом одно исследование, посвященное пожилым людям и цинку, показало, что суточная доза 45 мг может снизить уровень инфицирования у пожилых людей на целых 66%.

    Цинк необходим для правильного заживления, и исследования показали, что недостаток цинка может замедлить процесс заживления ран.Согласно этому отчету об инновационных применениях цинка в дерматологии, угри связаны с низким уровнем цинка.

    Различные формы добавок цинка

    Есть много форм соединений цинка. Процентное содержание цинка в соединениях, поставляемых Metabolics, приведено ниже:

    На этикетке продуктов

    Metabolics указано количество элементарного цинка, содержащегося в одной порции.

    Metabolics Triple Zinc - это комбинация пиколината цинка, цитрата цинка и сульфата цинка, обеспечивающая дозу элементарного цинка 26.5 мг

    Metabolics Zinc Formula - комбинация баланса бисглицината цинка и цитрата меди

    Существует не так много существенных доказательств большей эффективности одной формы цинка по сравнению с другой, поскольку абсорбция цинка в организме зависит от многих переменных. Одно исследование показало, что в некоторых случаях пиколинат цинка может лучше усваиваться, но, поскольку это было исследование, в котором рассматривались результаты 15 подопытных, потребовалось бы гораздо больше исследований, чтобы вынести окончательный вердикт.

    Следует отметить, что существует множество переменных, которые влияют на биодоступность и абсорбцию цинка, включая предыдущее потребление цинка.Другие переменные, которые необходимо учитывать при разработке стратегии питания, могут включать:

    • Существующий цинковый статус человека. Чем ниже цинковый статус человека, тем больше цинка усваивается.
    • Люди, которые много потеют, теряют больше цинка; например, спортсмены, работающие в жарком климате, женщины в менопаузе, испытывающие ночную потливость.
    • Дозировка цинка, поскольку потребление цинка в дозах увеличивается, процентное поглощение уменьшается, вероятно, из-за насыщения транспортных механизмов.
    • Поглощение цинка у пожилых людей снижается.
    • Всасывание цинка увеличивается с потреблением белка с пищей.
    • Тип белка в пище влияет на биодоступность цинка. Животный белок усиливает всасывание.
    • Фитаты в зерновых культурах и сои ингибируют абсорбцию цинка (за исключением бисглицината цинка, содержащегося в формуле цинка Metabolics, как показано в исследовании «Биодоступность_zinc_glycinate_in_comparison_with_zinc_sulphate_in_the_presence_of_dietary_with_ra_metal_dietary_natate_in_dietary_de_ra_dale_in_delimal_in_de_dietary_de_ra_metal_in_delimal_in_delimal_dietary_de_ra_dale_de_dietary_delim_in_de_dietary_delim_in_delimal_in_delimal_in_delimal_dietary_dial_delimal_in_mode_dietary}
    • Цезин в молоке и кальций ингибируют абсорбцию, связываясь с ионами цинка.
    • Железо подавляет всасывание цинка. Токсичные для кадмия уровни кадмия могут ингибировать абсорбцию цинка
    • Хотя медь (в больших количествах) ингибирует абсорбцию цинка, исследования с использованием 15 мг цинка в сочетании с 2 мг меди показали, что ингибирования абсорбции цинка обнаружено не было. Metabolics Zinc Formula содержит только 2 мг меди.

    Дозировка

    Различные добавки цинка содержат разное количество элементарного цинка.

    Правительственные диетические рекомендации по потреблению цинка на 2016 г. можно найти здесь.

    Нормативное значение NRV (эталонное значение питательных веществ) для цинка составляет 10 мг в день, при этом меньше требуется для младенцев, детей и подростков и больше для беременных и кормящих людей.

    Ежедневный прием 15–30 мг элементарного цинка может улучшить иммунитет, улучшить состояние глаз, кожи и другие аспекты вашего здоровья, если вы испытываете проблемы со здоровьем в этих областях и у вас дефицит цинка.

    Избыточное потребление цинка может вызвать негативные побочные эффекты, поэтому лучше не превышать верхний допустимый предел в 40 мг в день, если он не находится под наблюдением врача.

    Если вы испытываете какие-либо отрицательные побочные эффекты после приема добавок цинка, уменьшите дозировку и обратитесь к врачу, если симптомы не исчезнут.

    Цинк также может мешать усвоению меди и снижать эффективность некоторых антибиотиков. При необходимости всегда консультируйтесь со своим врачом.

    Заключение

    Цинк - важный минерал, поддерживающий многие области вашего здоровья. Metabolics предлагает ряд добавок цинка для удовлетворения ваших потребностей в питании.Типы добавок цинка, которые вы принимаете, могут оставаться личными предпочтениями или основываться на некоторой предоставленной информации.

    Как правило, цинк не следует принимать натощак (так как это может вызвать тошноту), его следует принимать с пищей из животных белков, отдельно от злаков и принимать в консервативных дозах для увеличения абсорбции.

    Поскольку длительное употребление цинка может вызвать дефицит меди, рекомендуется принимать Metabolics Zinc Formula, если у вас низкий уровень меди, поскольку он содержит бисглицинат меди и цинка.Эта форма цинка - единственная форма, абсорбция которой меньше зависит от присутствия фитатов в рационе и уравновешивается небольшим количеством меди.

    .

    Метаболические маркеры гликирования, окисления и нитрования белков в моче на ранних стадиях снижения метаболизма, сосудов и почек и хроническая болезнь почек. Родственные модифицированные аминокислоты, образованные в результате протеолиза, выводятся с мочой. Мы количественно определили уровни этих метаболитов и аминокислот с разветвленной цепью (BCAA) в моче у здоровых субъектов и оценили изменения в начальной стадии снижения метаболического, сосудистого и почечного здоровья, а также изучили их диагностическую ценность для неинвазивного скрининга здоровья.Мы набрали 200 человек с ранним ухудшением здоровья и здоровыми людьми. Метаболиты аминокислот в моче определяли методом жидкостной хроматографии-тандемной масс-спектрометрии при анализе стабильных изотопных разведений. Машинное обучение применялось для оптимизации и проверки алгоритмов, позволяющих различать исследовательские группы с точки зрения потенциальной диагностической полезности. Изменения анализируемых веществ в моче были следующими: нарушение метаболического здоровья - повышение N ε -карбоксиметиллизин, глюкозепан, глутаминовый полуальдегид и пирралин; нарушение здоровья сосудов - повышение уровня глюкозепана; и нарушение здоровья почек - увеличение количества BCAA и снижение N ε - ( γ -глутамил) лизина.Алгоритмы, объединяющие возраст испытуемых, ИМТ и BCAA, различали здоровые контрольные группы и группы исследования с нарушенным метаболическим, сосудистым и почечным здоровьем с точностью 84%, 72% и 90% соответственно. В двухэтапном анализе алгоритмы, объединяющие возраст испытуемого, ИМТ и N ε -фруктозил-лизин и валин, различали здоровые контрольные группы и нарушения здоровья (любого типа) с точностью 78%, а затем - между типами здоровья. обесценение с точностью 69% -78% ( см. случайный выбор 33%). Судя по отношениям правдоподобия, это предоставило небольшие, умеренные и убедительные доказательства ранних стадий сердечно-сосудистых, метаболических и почечных заболеваний с диагностическими отношениями шансов 6-7, 26-28 и 34-79 соответственно. Мы пришли к выводу, что измерение гликированных, окисленных, сшитых и разветвленных аминокислот в моче обеспечивает основу для неинвазивного обследования состояния здоровья на ранней стадии ухудшения состояния метаболизма, сосудов и почек.

    1. Введение

    Сахарный диабет, сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ) и хроническая болезнь почек (ХБП) являются основными неинфекционными хроническими заболеваниями у взрослых, связанными с преждевременной смертью и потерей продуктивной жизни в западных странах.На сахарный диабет 2 типа (СД2), связанный с развитием инсулинорезистентности и дисгликемии при предиабете, приходится ок. 90% случаев диабета [1]. Спонтанные и потенциально повреждающие модификации белков с помощью активных форм кислорода (АФК) участвуют в патогенезе развития этого заболевания [2–4]. Гликирование белков глюкозой с образованием аддуктов фруктозамина, особенно по оценке гликированного гемоглобина A1C, является основным клиническим показателем гликемического контроля при диабете, а на более низких уровнях считается диагностическим маркером предиабета [5].Совсем недавно были предложены продвинутые конечные продукты гликирования (AGE), образующиеся в результате разложения белков, гликированных глюкозой, и в результате прямой реакции белков с реактивными дикарбонильными соединениями, такими как метилглиоксаль, в качестве обоих медиаторов ухудшения здоровья, ведущего к T2DM, CVD. и ХБП [6–8]. Примерами последнего являются ассоциация AGE, производного от фруктозамина, глюкозепана, с развитием T2DM [6] и ассоциация повышенного образования AGE, производного от метилглиоксаля, гидроимидазолона MG-h2, с инсулинорезистентностью, риском сердечно-сосудистых заболеваний и развитием ХБП. [9–11].Окисленные и гликированные белки нацелены на клеточный протеолиз, в результате которого образуются связанные окисленные и гликированные метаболиты аминокислот, также называемые аддуктами, не содержащими окисления белков и гликирования. Они высвобождаются из клеток и выводятся с мочой [12]. Окисленные и гликированные аминокислоты также всасываются из кишечного тракта после переваривания окисленных и гликированных белков принятой пищи [13]. Пирралин, AGE, образующийся только при высоких температурах кулинарной обработки пищи, абсорбируется и является маркером пищевых AGE [9].Измерение потока окисленных и гликированных аминокислот с мочой позволяет оценить общее воздействие этих аддуктов на организм, за исключением N ε -фруктозил-лизина (FL), который может подвергаться ферментативному метаболизму [14].

    Необратимое поперечное сшивание белков увеличивается с возрастом и может механистически вносить свой вклад в связанный с возрастом повышенный риск СД2, ССЗ и ХБП [1, 15]. Дитирозин является главной окислительной сшивкой, в частности, за счет ферментативного образования двойной оксидазой (DUOX) [16], глюкозепан является основной сшивкой белка, происходящего от гликирования [17], и N ε - ( γ -глутамил) лизин (GEEK) - это сшивка, образующаяся в белках, катализируемая трансглютаминазами [18].Дитирозин и GEEK также могут абсорбироваться из переваренных белков пищи [19, 20]. Следовые потоки окисленных, гликированных и сшитых аминокислот в моче отражают поток образования гликированных, окисленных и поперечно-сшитых белков, также с пищей. Мы предположили, что изменения на ранних стадиях в потоках окисленных, гликированных, сшитых и разветвленных аминокислот в моче могут служить биомаркерами, поддерживающими раннюю диагностику нарушения обмена веществ, сосудов и почек.Аминокислоты с разветвленной цепью (BCAA) были связаны ранее с развитием T2DM и CKD [21, 22].

    В этом исследовании мы определили потоки окисленных, гликозилированных, сшитых и разветвленных аминокислот в моче у здоровых людей и субъектов с ранним снижением метаболического, сосудистого и почечного здоровья, изучая потенциальную диагностическую полезность по данным: ориентированные на машинное обучение подходы. Мы основывали свой сбор и анализ образцов на мочи, как на типе образцов, предпочтительном для клинических метаболомных применений из-за преимуществ легкодоступности образцов, простоты сдачи и сбора образцов и менее сложной матрицы образцов по сравнению с другими жидкостями организма, такими как сыворотка или плазма.Были определены следующие окисленные, гликированные и сшитые аминокислоты: FL - основной аддукт гликирования белка на ранней стадии, образованный глюкозой; MG-h2 и N ε -карбоксиметил-лизин (CML) - основные AGE; пирралин - маркер воздействия и абсорбции AGE с пищей [23, 24]; сшивки белков - глюкозепан, пентозидин, дитирозин и GEEK; полуальдегид глутаминовой кислоты (GSA) - «протеиновый карбонильный» маркер окислительного повреждения; и 3-нитротирозин - маркер нитрования белков [25].Классы анализа модификации белков и связанные с ними процессы, о которых сообщается, сведены в Таблицу 1.


    Класс метаболитов Метаболиты в моче Комментарий

    Гликация Ранний аддукт -стадийного гликирования [25]. Образуется из глюкозы неферментативно и сообщается о воздействии повышенной концентрации глюкозы. Восстанавливается внутриклеточно фруктозамин-3-фосфокиназой [14].Свободный аддукт всасывается после переваривания пищевых белков [69].
    Основной количественный производный аргинина AGE, образованный из метилглиоксаля. Связан с повышенным воздействием глюкозы натощак и после приема пищи, инсулинорезистентностью и сердечно-сосудистыми заболеваниями [9, 10, 47, 70]. Свободный аддукт всасывается после переваривания пищевых белков [9].
    Основной количественный AGE, полученный из лизина, особенно в продуктах питания. Образуется в результате окислительной деградации FL из других источников.Свободный аддукт всасывается после переваривания пищевых белков [71].
    Основная количественная сшивка, образующаяся при гликировании белка [17].
    Низкий уровень сшивки гликирования на основе пентозного сахара и интенсивный флуорофор. Считается, что отражает активность пентозофосфатного пути [72].
    AGE, полученный из глюкозы, образуется при высоких температурах кулинарной обработки; происходящие только с пищей [23, 24].

    Окисление Окислительная сшивка образуется спонтанно при окислительном стрессе и ферментативно двойной оксидазой (DUOX) [16, 25].
    Главный «карбонил протеина», образованный окислительным дегуанидилированием аргинина и окислительным раскрытием кольца пролина [73].

    Нитрование Основной продукт протеолиза белков, эндогенно нитрированных пероксинитритом и нитрилхлоридом [25, 74].

    Сшивка, связанная с трансглутаминазой, Сшивка основного белка образуется ферментативно.

    Аминокислоты с разветвленной цепью (BCAA) Незаменимые аминокислоты, ранее связанные с развитием T2DM и CKD [21, 22].

    Молекулярные структуры, демонстрирующие ионизацию в физиологических условиях.

    2. Материалы и методы
    2.1. Тематические исследовательские группы и выборка

    В этом исследовании были исследованы в общей сложности 200 участников исследования из когорты BIOCLAIMS, набранных и исследованных в Медицинском университете и Университете Карла Франценса в Граце, Австрия, в период с мая 2011 года по ноябрь 2014 года.Эта когорта была задумана, испытуемые были набраны, и образцы были собраны в рамках исследовательского проекта EU FP7 BIOCLAIMS. Основная гипотеза этого проекта заключалась в том, что поддержание хорошего здоровья можно улучшить с помощью биомаркеров хорошего здоровья или «биомаркеров здоровья» [26, 27]. Мы выдвинули гипотезу, что диапазон потоков повреждения белков гликированием, окислением, нитрованием и сшиванием, обнаруженный у субъектов с хорошим здоровьем, по отдельности или их комбинации, может служить биомаркерами здоровья, и это можно проверить, изучив изменения потоков связанных аналитов. при раннем ухудшении здоровья, что представляет собой вызов гомеостазу здоровья.Мы выбрали раннее ухудшение состояния метаболизма, сосудов и почек в качестве примеров серьезного воздействия на здоровье в результате дальнейшего прогрессирования диабета 2 типа, сердечно-сосудистых заболеваний и почечной недостаточности. Измерение содержания гликированных, окисленных, нитрованных и сшитых аминокислот в моче является суррогатным показателем этого. Таким образом, изменения в этих аналитах можно использовать для диагностики ранней стадии ухудшения здоровья. Испытуемые были отнесены к одной из четырех групп.

    2.1.1. Группа 1: здоровые контрольные ()

    Критерии включения для этих субъектов были следующими: ИМТ 18.5-29,9 кг / м 2 , медиальный процентиль интимы сонной артерии слева и справа, гомеостатическая модель оценки инсулинорезистентности (HOMA-IR), мкл -1 мМ,

    .

    Важность ионного продукта для воды для понимания физиологии кислотно-щелочного баланса у людей

    Человеческая плазма представляет собой водный раствор, который должен соответствовать химическим правилам, таким как принцип электрической нейтральности и постоянство ионного продукта для воды. Эти правила определяют кислотно-щелочной баланс в организме человека. Согласно принципу электронейтральности, плазма должна быть электрически нейтральной, а сумма ее катионов равна сумме ее анионов. Кроме того, ионный продукт для воды должен быть постоянным.Следовательно, концентрация ионов водорода в плазме зависит от ионного состава плазмы. Изменения в концентрации ионов в плазме, которые изменяют относительную пропорцию анионов и катионов, предсказуемо приводят к изменению концентрации ионов водорода в плазме за счет адаптивных регулировок ионизации воды, которые обеспечивают электронейтральность плазмы при сохранении постоянного ионного продукта для воды. Накопление анионов плазмы вне пропорции катионов вызывает электрический дисбаланс, компенсируемый падением гидроксид-ионов, что приводит к увеличению количества ионов водорода (ацидоз).Напротив, дефицит хлорида по сравнению с натрием вызывает алкалоз плазмы за счет увеличения количества гидроксид-ионов. Регулировка концентрации бикарбоната в плазме с учетом этих изменений является важным компенсаторным механизмом, который защищает pH плазмы от серьезных отклонений.

    1. Введение

    Несмотря на то, что был внесен неоценимый вклад в понимание кислотно-щелочного баланса у людей, физиологические механизмы, которые оправдывают колебания pH плазмы в различных условиях, неясны, и поэтому терапия кислотно-основных расстройств имеет оставался неуловимым.

    Постоянство ионного продукта для воды является важной недостающей частью информации, которая может способствовать выяснению патофизиологии кислотно-щелочного баланса у людей.

    Плазма и моча - водные растворы. Таким образом, они должны соответствовать химическим правилам, применимым к водным растворам, включая принцип электронейтральности и постоянство ионного продукта для воды. Состояние ионизации плазменной воды варьируется в зависимости от ионного состава плазмы для соблюдения этих химических правил.

    2. Принцип электрической нейтральности

    Электролиты - это молекулы, которые диссоциируют в воде, образуя катионы (положительно заряженные ионы) и анионы (отрицательно заряженные ионы). У людей катионы плазмы включают ион водорода (H + ), натрий, калий, кальций, магний и аммоний. Ион натрия количественно вносит основной положительный заряд в плазму с концентрацией примерно 140 ммоль / л (мМ) (0,140 М), в то время как нормальная концентрация ионов водорода в плазме равна 0.00000004 моль / л (М) или 40 нМ (нМ). Плазменные анионы включают гидроксид-ион (OH - , также называемый гидроксил-ионом), хлорид, бикарбонат, альбумин, фосфат, лактат, β -гидроксибутират, ацетоацетат, сульфат, урат и другие органические анионы, такие как пируват и пропионат. Самый распространенный анион в плазме крови человека - это хлорид с концентрацией примерно 100 мМ. Уровень бикарбоната в плазме составляет примерно 25 мМ, и поэтому он также вносит значительный вклад в отрицательный заряд плазмы в количественном отношении.

    Для сохранения нормального ионного состава плазмы почки вырабатывают мочу с различной концентрацией ионов в зависимости от потребностей организма. Катионы мочи включают ионы натрия, калия, кальция, магния, аммония и водорода. Анионы мочи включают хлорид, бикарбонат, фосфат, сульфат, цитрат, оксалат и ионы гидроксида.

    Согласно принципу электронейтральности, сумма всех положительно заряженных ионов (катионов) должна быть равна сумме всех отрицательно заряженных ионов (анионов) в водных растворах.Следовательно, плазма и моча электрически нейтральны, и сумма их анионов (отрицательный электрический заряд) равна сумме их катионов (положительный электрический заряд) [1–4].

    3. Постоянство ионного продукта для воды

    Ионный продукт для воды является важным элементом для понимания физиологии кислотно-щелочного баланса и оценки кислотно-основных нарушений. В воде некоторые молекулы воды принимают ион водорода от второй молекулы воды, образуя ион гидроксония (H 3 O + , также называемый ионом гидроксония или ионом оксония) и ион гидроксида (OH -).После образования оба иона снова вступают в реакцию с образованием воды в соответствии со следующей равновесной реакцией:

    Для удобства ион гидроксония обычно идентифицируется как ион водорода, и равновесная реакция может быть переписана как

    Можно применить закон действия масс, определяющий константу равновесия для обратимой ионизации воды: Концентрация каждого фрагмента выражается в молях на литр (М).

    Степень ионизации воды очень низкая, а количество молекул воды, диссоциированных на ионы, ничтожно.В любой момент времени количество ионов гидроксония и гидроксид-ионов, присутствующих в воде, чрезвычайно мало, и, следовательно, концентрация недиссоциированных молекул воды практически не изменяется при этой незначительной ионизации и может считаться постоянной. Продукт представляет собой константу, называемую ионным продуктом для воды.

    Следовательно, ионный продукт для воды

    В чистой воде концентрация воды составляет 55,5 M, а значение константы равновесия, определенное измерениями электропроводности, равно M при температуре 25 ° C (298 K).

    Подставляя эти значения в выражение константы равновесия, И поэтому, Постоянный ионный продукт для воды равен 25 ° C.

    В чистой воде концентрация ионов водорода равна концентрации гидроксид-ионов. При 25 ° C обе концентрации равны 10 −7 M. Водные растворы определяются как кислые, если имеется избыток ионов водорода над ионами гидроксида, или щелочные, когда имеется избыток ионов гидроксида над ионами водорода, но ионный продукт для воды всегда постоянен в любом водном растворе, независимо от присутствия растворенных веществ.Если растворенные вещества изменяют концентрацию ионов водорода или гидроксид-ионов, сопутствующее изменение такой же величины должно происходить в другом ионе, чтобы поддерживать постоянным ионный продукт для воды. Следовательно, концентрация ионов водорода повышается всякий раз, когда концентрация гидроксид-ионов падает, и наоборот, концентрация ионов водорода уменьшается, когда уровень гидроксид-ионов увеличивается, чтобы поддерживать постоянство анионного продукта для воды в водных растворах [1–4] .

    Следовательно, водные растворы, такие как плазма и моча, электрически нейтральны и поддерживают постоянным ионный продукт для воды. Вариации концентрации электролитов в этих растворах приводят к изменениям в состоянии ионизации молекул воды, которые изменяют концентрацию ионов водорода, чтобы сохранить электрическую нейтральность при сохранении постоянного ионного продукта для воды [1–4].

    4. Определение pH

    Концентрация ионов водорода может быть выражена через pH, определяемый как отрицательный логарифм концентрации ионов водорода: Нормальный pH плазмы - 7.4 (7.35–7.45) [5].

    5. Определение p K a

    Кислоты можно определить как вещества, которые увеличивают концентрацию ионов водорода при добавлении в водный раствор, а основания - это соединения, которые уменьшают концентрацию ионов водорода (и поэтому увеличивают концентрацию гидроксильных анионов) при растворении в воде или водных растворах. Например, соляная кислота (HCl) диссоциирует и хлорируется при растворении в воде, тогда как аммиак становится протонированным при растворении в воде с образованием иона аммония

    .

    Смотрите также