4. Вопросы по теме для самостоятельного изучения их студентами.
4.1. Современные методы определения рН в живой клетке и в биологических жидкостях.
4.2. Роль гидролиза в жизни природы и в процессах жизнедеятельности живых организмов. Предотвращение гидролиза в практике приготовления лекарств и при выборе условий хранения.
5. Практические навыки, которыми должен овладеть студент по теме занятия.Студент должен владеть навыками:
вычислениеактивности ионов и ионную силу растворов, рН сильных и слабых электролитов, константы и степени гидролиза для объяснения нарушения работы различных систем организма на стадии диагностики заболевания;
выявленияпричин и следствия гидролиза для решения вопросов хранения и о допустимости одновременного назначения пациенту различных лекарственных препаратов;
умения работатьс учебной, научной и справочной литературой, а также с сетью Интернет для постоянного усовершенствования своих знаний, с целью анализировать сложившуюся ситуацию и принимать решения в пределах своей профессиональной компетенции и полномочий.
Тема: Буферные системы, классификация и механизм действия
Актуальность темы. Постоянство рН величин биологических жидкостей (крови, ротовой жидкости и др.) является основой нормального функционирования организма. Механизм поддержания величин рН жидкостей на определенном уровне реализуется за счет работы именно 2-х систем: физиологических (почки, печень, легкие) и физико-химических (буферные растворы). При этом, благодаря работе буферных систем сдвиг рН компенсируется мгновенно, в отличие от физиологических, т.к. с помощью последних кислоты и основания выводятся из организма очень медленно.
Однако способность буферных растворов противодействовать изменению рН при добавлении к ним кислот или щелочей является ограниченной. Количественной мерой буферного действия является буферная ёмкость и в случае выхода за пределы емкости буферных систем организма происходит денатурация белковых молекул и потеря их биологических свойств. Поэтому определение буферной ёмкости имеет огромное диагностическое значение.
Для стоматологов наибольший интерес представляет ротовая жидкость (или смешанная слюна), так как она является средой, в которой постоянно находятся органы и ткани полости рта.
Слюна (saliva) или чистая слюна – секрет слюнных крупных (околоушных, подчелюстных и подъязычных) и малых слюнных желез (наибольшее количество их находятся в подслизистом слое губ, твердого и мягко нёба), выделяющийся в полость рта (см. рисунок 5.1).
По характеру секреты желез могут быть серозные, слизистые и смешанные. Серозный секрет содержит электролиты, энзимы, иммуноглобулины; мукозный – в основном мукопротеины и немного гликопротеинов.
Вне приема пищи слюна у человека выделяется для увлажнения полости рта в среднем со скоростью 0,24 мл/мин. При жевании— со скоростью 3—3,5 мл/мин в зависимости от вида пищи; при введении в рот лимонной кислоты (0,5 ммоль) — 7,4 мл/мин. За сутки выделяется 0,5—2,0 л слюны, около трети ее образуется околоушными железами. Центры слюноотделения располагается в продолговатом мозге.
Состав и свойства слюны
В полости рта образуется смешанная слюна или ротовая жидкость, которая, кроме секретов слюнных желез включает микрофлору и продукты их жизнедеятельности, содержимое пародонтальных карманов, десневую жидкость, десквамированный (слущенный) эпителий, распавшиеся мигрирующие в полость рта лейкоциты, остатки пищевых продуктов и др.
Ротовая жидкость или смешанная слюна представляет собой вязкую, слегка опалесцирующую мутноватую жидкость с относительной плотностью 1,001-1,017.
Ротовая
жидкость на
99,0—99,4
% состоит из
и 1,0-0,6% растворенных в ней органических
и минеральных веществ (см. приложение
12)
и меняется в зависимости от свойств,
принимаемой пищи, возраста и ряда др.
факторов (источника, метода сбора и вида
стимулятора парасимпатической или
симпатической нервной системой).
рН слюны
Гидрокарбонатная буферная система обеспечивает 80% буферных свойств слюны и концентрация ее в слюне возрастает прямо пропорционально увеличению скорости секреции. Благодаря слюноотделению происходит вымывание ионов Н+ из зон, где они усиленно образуются. Это способствует уменьшению рН в полости рта, особенно после приема пищи.
Буферная емкость нестимулированной слюны составляет 4,45-4,65 ммоль/л НСl, а стимулированной — 5,09-5,29 ммоль/л НСl. Следовательно, стимулированная слюна (собранная во время еды) обладает более высокой буферной емкостью, чем слюна, выделяемая в промежутках между приемами пищи. Установлено, что приём в течение длительного времени углеводной пищи и отсутствие зубов снижает буферную ёмкость слюны, а приём высокобелковый повышает. Высокая буферная ёмкость слюны является фактором, повышающим резистентность к кариесу.
Дёсневая жидкость образуется в значительно меньшем объеме, чем слюна, и также оказывает влияние на рН ротовой полости. Благодаря высокому содержанию аммония, катионных белков, мочевины, десневая жидкость имеет щелочную реакцию (рН = 7,9-8,3).
Цель темы: Приобретение системных знаний по кислотно-основным буферным растворам. Освоение методов приготовления и расчета рН растворов с буферными свойствами, а также экспериментального определения буферной ёмкости. Овладения навыками прогнозирования свойств буферных растворов на основе их параметров и химического состава.
Исходный уровень. Студент должен знать из довузовского курса химии: «Теорию электролитической диссоциации Аррениуса (ТЭД)» и из курса биологии: «Химическая организация клетки».
Основные учебно-целевые вопросы:
Буферные системы (определение).
1.1. Классификация (кислотные, основные, амфотерные) и основные компоненты буферных растворов.
1.2.Уравнения Гендерсона-Гассельбаха (вывод формул). Влияние разведения и концентрирование на величину рН буферов.
1.3. Механизм действия ацетатного и аммонийного буферных систем.
1.4. Буферная ёмкость и факторы, определяющие данную характеристику, методы определения.
2.Буферные системы крови и ротовой жидкости, механизм их действия.
Буферная ёмкость системы организма.
Кислотно-основное состояние (КОС) крови и ротовой жидкости (понятие о щелочном резерве, ацидозе и алкалозе).
Учебная карта темы.
1. Практическая часть:
1.1. Примеры решение ситуационных задач.
1.2. Вопросы и ситуационные задачи для закрепления материала.
1.3. Контрольные вопросы.
2. Экспериментальная часть (лабораторная работа).
3. Контроль усвоения темы (тесты текущего уровня).