2013-СК-біохімія-05-Водно-мінеральний обмін

Біологічне значення. Вода виконує важливі функції.

Це розчинник мінеральних і органічних речовин, що є у складі їжі і продуктів обміну. Приймає участь у реакціях обміну: гідролізу, гідратації, окиснення, відновлення тощо.

Вода бере участь у терморегуляції організму. Біля 25% надлишку теплової енергії організму виділяється з водою (випаровування з поверхні шкіри). Близько 25% теплоти виділяється з парою видихуваного повітря. Це дає можливість організму підтримувати ~ сталу температуру, відповідні форми органів та повноцінний перебіг всіх реакцій, просторової (вторинної, третинної) та інших структур білків і багатьох сполук й утворень (мембрани).

11

Обмін води. Клітини й тканини використовують екзо- й ендогенну воду.

Екзогенна вода надходить разом з їжею і питтям. Вона складає 6/7 від усієї води.

Ендогенна вода (1/7 від загальної маси води) утворюється в тканинах як кінцевий продукт окиснення ліпідів, вуглеводів, білків і НК. Так, при повному окисненні 100 г жиру організм отримує 107,1 г води, 100 г вуглеводів – 55,6г, 100г білків – 41,3 г. Це важливо для тварин, які проживають на територіях степів та безводних пустель і при перебуванні їх у зимовій сплячці.

12

Всмоктування води.

Починається з ротової порожнини і стравоході. У шлунку (передшлунках), а основне – в тонкій кишці, частина – у товстому кишечнику. У курей (птахів) – у сліпій кишці. У ВРХ – протягом доби всмоктується ~ 100 л води, з якої 75% - це травні соки.

В результаті дифузії і осмосу (частково піноцитозу й активного транспортування) вода разом з перетравленими речовинами проникає вглиб епітелію слизових оболонок. По ендоплазматичній сітці переміщується від апікального до базального кінця клітин, потім – у міжклітинний простір, далі – у міжклітинну рідину, капіляри, венули, вени, брижі, ворітну вену і печінку, і, на кінець, – у велике коло кровообігу. Деяка кількість води надходить через лімфатичну

систему.	13

Проміжний обмін води

Після всмоктування вода транспортується в різні органи, тканини і клітини.

Це здійснюється переважно білками крові – альбумінами і глобулінами.

Солі натрію (особливо хлориди) сприяють накопиченню води у тканинах, спричиняючи набрякання колоїдів.

Солі кальцію, навпаки, зменшують зв’язування води білками і стимулюють видалення води із організму. Через це при запальних процесах хворим вводять хлорид кальцію внутрішньовенно, щоб нормалізувати процеси.

Водний баланс – співвідношення вжитої і виділеної організмом води. Додатній баланс води властивий для організмів, що ростуть, на старості – баланс води від’ємний.

Кінцевий обмін води – виділяється із сечею (до

50 %), видиханням повітря (~35 %), калом – 15%.

14

Регуляція обміну води –

нейрогуморальним шляхом, різними відділами центральної нервової системи (корою великих півкуль, проміжним і довгастим мозком, симпатичними і парасимпатичними гангліями). У регуляції бере участь багато залоз внутрішньої секреції.

Стимулюють виділення води гормони – тироксин, паратгормон, андрогени, естрогени.

Антидіуретиками є гормони – вазопресин, альдостерон, дезоксикортикостерон.

Вміст води регулюється наявністю в ній катіонів (Na+ - утримують, K+ і Ca2+ - видаляють)

15

Патологія водного обміну. При багатьох хворобах – порушення морфофункціонального стану і розлади нейрогуморальної регуляції. Причина – загальне і водне голодування, дисбаланс водного обміну (нирки, серце, ураження ЦНС і залоз внутрішньої секреції).

Виражається в гіперта гіпогідратації (дегідратація)

При деяких хворобах людей і тварин (правець,

ботулізм, сказ, хвороба Ауєскі) ускладнюється засвоєння води і виникає негативний водний баланс. Хвороби, як: холера, чума, цукровий і нецукровий діабет, гастрити, ентерити, призводять до сечовиснаження та надмірної втрати води тканинами організму. Стани дегідратації та гіпергідратації

 Інтрацелюлярна дегідратація  Екстрацелюлярна дегідратація

	Інтрацелюлярна гіпергідратація
	Екстрацелюлярна гіпергідратація	16

Вода і її властивості.

“Вода, що є середовищем життя, має незвичні властивості, які завдячуються її молекулярній структурі”. (Біохімія, Т.МакКі, Дж.Р. МакКі)

Іонізація води

Н-О-Н → Н+ + ОН Н+ + Н2О → Н3О+

Водневий зв'язок

Н-О-Н ..... Н-О-Н → Н3О+ + ОН

[Н3О+] чи [ОН ] в 1 л чистої води при 25° С є рівною 1 10-7

моль

Приклад

міжмолекулярного

водневого зв'язку у

димерному комплексі, отриманому самозбіркою

17

Добова потреба у воді дорослої людини в середньому складає 2,5 л.

Роль води зумовлена її унікальними властивостями.

Висока теплоємність води – основний чинник терморегуляції теплокровних тварин і людини.

Мінімальна теплоємність води відповідає t = 36,79 °C

Випаровування води з поверхні шкіри організмів запобігає перегріванню організмів

Велика значення для перебігу біологічних процесів мають такі властивості води

•(мала в'язкість,
•більша густина у рідкому, ніж у твердому стані,
•велика діелектрична проникність).	18

Періодична система хімічних елементів

4 основних елементи органічної матерії мікро-

елементи

макроелементи

Проникаючі всередину організму людини хім. елементи, яких ще не ідентифікували як

учасників	біологічних
процесів	19

Мінеральні речовини та їх обмін

Більше 70 хімічних елементів виявлено в організмі.

З них 47 міститься постійно у клітинах і тканинах. Це біогенні хімічні елементи. Вони утворюють неорганічний і органічний склад речовин.

Основою неорганічних речовин є вода і мінеральні сполуки (солі, основи, кислоти).

Вода складає ~66% загальної маси тіла тварини, а мінеральні і органічні сполуки, відповідно – 5,6% і 28,4 %.

20