Microsoft PowerPoint - Homeostaza makroelemenata [Compatibility Mode]

Транскрипт

1 dr Danijela Kirovski, vanredni profesor Katedra za fiziologiju i biohemiju Fakultet veterinarske medicine

2 KOLIKO IMA ELEMENATA U ORGANIZMU? Preko 20 elemenata (neorganskih materija) Ugljenik, kiseonik, vodonik, azot, sumpor, fosfor, natrijum, kalcijum, jod, hlor, brom, fluor, gvožđe, bakar, mangan, kobalt, selen, zink, molibden, bor, silicijum U zavisnosti od količinske zastupljenosti u organizmu: a. MAKROELEMENTI (više od 100 mg/kg TM) (natrijum, kalijum, kalcijum, magnezijum, hloridi, fosfati, sulfati) a. MIKROELEMENTI (manje od 100 mg/kg TM) (gvožđe, bakar, mangan, jod, fluor, selen, zink, kobalt i dr)

3

4 RASPOREĐENOST MAKROELEMENATA (meq/l) KATJONI K+(5) Na+ (142) Ca+ (5) Mg+ (2) ECT Ćel.memb u mirovanju Na+ (15) Ca+ (2) Mg+ (27) ICT K+ (150)

5 RASPOREĐENOST MAKROELEMENATA (meq/l) ANJONI ECT HCO3- (27) Cl- (103) SO4- (1) HPO4- (2) Proteinat- (16) Ćel.memb u mirovanju Cl- (1) HCO3- (10) SO4- (20) Org kise (5) HPO4- (100) ICT Proteinati- (63)

6 SASTAV EKSTRACELULARNE TEČNOSTI katjoni (meq/l) Na K + 5 Ca 2+ 5 Mg 2+ 2 anjoni (meq/l) HCO 3-27 Cl HPO 4-2 SO 4-1 Organ.kis 5 Proteinati 16 SASTAV INTRACELULARNE TEČNOSTI katjoni (meq/l) anjoni (meq/l) Razlika između plazme i intersticijalne tečnosti je u sadržaju proteina Na + 15 K Ca 2+ 2 Mg HCO 3-10 Cl - 1 HPO SO 4-20 Proteinati 63

7 KRETANJE JONA IZMEĐU ODELJAKA Fiziologija ćelijske membrane

8 Fiziologija ćelijske membrane Dvosloj lipida i proteini (funkcija membrane!) Ekstracelularna tečnost Glikolipidi FL Chol TRANSMEMBRANSKI PROTEIN PERIFERNI PROTEIN Citoplazma

9 Proteini ćelijske membrane PERIFERNI PROTEIN Identifikacija ćelije, enzimi TRANSMEMBRANSKI PROTEINI Kanali, pumpe, nosači, receptori

10 TRANSMEMBRANSKI PROTEINI Kanali Pasivan kanal Aktivan kanal Kanali za jone (K, Na, Ca..)...vodu Kroz njih joni prolaze difuzijom sa mesta veće na mesto manje koncentracije

11 TRANSMEMBRANSKI PROTEINI Pasivan kanal Kanali 1. Kalijumov kanal 2. Natrijumov kanal

12 TRANSMEMBRANSKI PROTEINI Aktivan kanal 1. Ligand zavistan Kanali 3. Voltažno zavistan 2. Strečing kanal DIFUZIJA

13 TRANSMEMBRANSKI PROTEINI Pumpe Na/K pumpa Niska conc ATP Visoka conc PUMPA Ca pumpa, H pumpa AKTIVAN TRANSPORT

14 TRANSMEMBRANSKI PROTEINI Nosači Uniport, sinport, antiport Na/Ca, Na/glukoza, Na/ak Visoka konc GLUT Niska konc NOSAČ OLAKŠANA DIFUZIJA SEKUNDARNI AKTIVAN TRANSPORT

15 ISTI JON MOŽE DA SE TRANSPORTUJE NA RAZLIČITE NAČINE

16 TRANSMEMBRANSKI PROTEINI Receptori (proteinski) Sekundarni glasnici: camp Inozitol trifosfat (IP 3 ) guanilat cyclase Diacilglicerol (DAG) K+ Channel Fosfolipaza C cgmp cgmp PIP 2 IP3 Ca 2+ DAG PKC PKG Odvaja arahidosnku kiselinu Aktivira enzima ili otvara Ca kanale

17 Tipovi transporta kroz ćelijsku membranu 1.DIFUZIJA (prosta i kroz kanale) 2. OLAKŠANA DIFUZIJA (nosaći) 3. AKTIVAN TRANSPORT (pumpe) 4. SEKUNDARNI AKTIVAN TRANSPORT 5. CITOZE

18 Fiziologija ćelije ekcitabilnog tkiva Membranski potencijal mirovanja MPM (Kalijumov potencijal) Natrijumovi joni Hloridi KATJONI MPM Neuroni (od -60 do -70 mv) debeli -90 mv ANJONI Kalijumovi joni Organski joni Membrana u mirovanju

19 Ekcitabilna tkiva Membranski potencijal mirovanja MPM K+ (Kalijumov potencijal) Na+ ECT Ćel.memb u mirovanju ICT K+ K+ 1. Pasivni kalijumovi kanali 2. Na/K pumpa 3. Donanov efekat - 70 mv A-

20 Ekcitabilna tkiva HIPOPOLIRASANOST I HIPERPOLARISANOST MEMBRANE HIPOPOLARISANOST smanjena polarisanost membrane (smanjena razlika između spoljašnje i unutrašnje strane membrane) Zbog povećane propustljivosti Na i/ili Ca Na/Ca Hipopolarizacija MPM Neuroni (od -60 do -70 mv) debeli -90 mv

21 Ekcitabilna tkiva HIPOPOLIRASANOST I HIPERPOLARISANOST MEMBRANE HIPERPOLARISANOST povećana polarisanost membrane (povećana razlika između spoljašnje i unutrašnje strane membrane) Zbog povećane propustljivosti Ka i/ili Cl Na/Ca Cl K Hiperplarizacija MPM Neuroni (od -60 do -70 mv) debeli -90 mv

22 1. MPM Kada se ekcituju desi se Ap = impuls = biostruja 2. Stimulus koji dovodi do HIPOPOLARIZACIJE (otvara kanale za Na/Ca i ulaz Na/Ca) 3. Ulaskom Na jona dostiže se PRAG i otvaraju se voltažno zavisni kanali za Na(-55 mv) 4. Ulaze Na joni - DEPOLARIZACIJA 5. Zatvaraju se Na/Ca kanali a otvaraju voltažno zavisni K kanali (+15 mv) 6. Kalijum izlazi iz ćelije - REPOLARIZACIJA 7. Kalijum i dalje izlazi i preko MPM - HIPERPOLARIZACIJA 8. Zatvaraju se kanali za K 9. MPM

23

24 Uloga natrijuma u organizmu 1. NEUROMIŠIĆNA RAZDRAŽLJIVOST (depolarizacija membrane)

25 Uloga natrijuma u organizmu 2. ODRŽAVA (Na-hlorid) OSMOTSKI PRITISAK KRVI krvi i tako reguliše zapreminu krvi i krvni pritisak

26 Uloga natrijuma u organimu 3. Održava elektrohemijsku reakciju u plazmi (bikarbonatni i fosfatni pufer)

27 Uloga natrijuma u organizmu 4. ENZIMSKO RAZLAGANJE (glikogena) i TRANSPORT AK

28 NATRIJUM Koliko ga ima? Ekstracelularno: mmol/l (krvna plazma) Intracelularno: 15 mmol/l Depoi su: skeletni sistem i potkožno vezivno tkivo

29 NATRIJUM Kako se transportuje? 1. Kroz ćelijsku membranu Kanali, pumpe, nosači Enterociti: proksimalni deo tankog creva (sekundarni aktivni tansport) 2. Ultrafiltracija kroz kapilare

30 NATRIJUM Održavanje balansa UNOS Na ELIMINACIJA Na Hrana Mokraća (biljna-nedovoljno) Znoj SO-brikete Feces Mleko BILANS NATRIJUMA

31 HOMEOSTATSKI MEHANIZMI ZA ODRŽAVANJE BILANSA NATRIJUMA ALDOSTERON

32 NADBUBREŽNE ŽLEZDE-ALDOSTERON Reapsorpcija Na iz mokraće, pljuvačke, znoja, želudačnog soka 1. Vezivanje aldosterona za receptor u citoplazmi Aldosteron 2. Hormon receptor kompleks inicira transripciju 3. Sintetišu se novi proteinski kanali i pumpe K + K + K + Na + Na + Na + K + voda Na Sintetiše proteine koj modifikuju postojeće proteine Rezultat je povećanje reapsorpcije Na i sekrecije K

33

34 Uloga kalijuma u organizmu 1. NEUROMIŠIĆNA RAZDRAŽLJIVOST Membranski potencijal mirovanja MPM (Kalijumov potencijal) K+ Na+ ECT ICT Ćel.memb u mirovanju - 70 mv A- K+ K+ 1. Pasivni kalijumovi kanali 2. Na/K pumpa 3. Donanov efekat

35 Uloga kalijuma u organizmu 2. ODRŽAVA OSMOTSKI PRITISAK U ĆELIJI

36 Uloga kalijuma u organizmu 3. Održava elektrohemijsku reakciju u ćeliji (bikarbonatni i fosfatni pufer)

37 KALIJUM Uloga kalijuma u organizmu 4. AKTIVACIJA ENZIMA

38 KALIJUM Koliko ga ima? Ekstracelularno: u krvnoj plazmi je 2 mmol/l Intracelularno: K je glavni ICK (90% je IC)

39 Hrana (dovoljno) KALIJUM Održavanje balansa UNOS K ELIMINACIJA K Mokraća Feces BILANS KALIJUMA

40 HOMEOSTATSKI MEHANIZMI ZA ODRŽAVANJE BILANSA KALIJUMA ALDOSTERON

41 NADBUBREŽNE ŽLEZDE-ALDOSTERON Reapsorpcija Na iz mokraće, pljuvačke, znoja, želudačnog soka 1. Vezivanje aldosterona za receptor u citoplazmi Aldosteron 2. Hormon receptor kompleks inicira transripciju 3. Sintetišu se novi proteinski kanali i pumpe K + K + K + Na + Na + Na + K + voda Na Sintetiše proteine koj modifikuju postojeće proteine Rezultat je povećanje reapsorpcije Na i sekrecije K

42

43 Uloga kalcijuma u organiumu 1. NEUROMIŠIĆNA RAZDRAŽLJIVOST Ca reguliše ulaz Na u mišićne ćelije

44 Uloga kalcijuma u organiumu 2. ULOGA U MIŠIĆNOJ KONTRAKCIJI Oslobađanje iz cisterni, vezivanje za troponin, aktivacija...

45 Uloga kalcijuma u organizmu 3. ULOGA U KOAGULACIJI KRVI

46 Uloga kalcijuma u organizmu 4. ULOGA U MEHANIČKOJ ČVRSTINI KOSTI Kalcijum daje čvrstinu a kolagen elastičnost

47 Uloga kalcijuma u organizmu 5. ULOGA U PRENOSU SIGNALA (sekundarni glasnik) Ca ++ calmodulin HR kompleks povećava Ca: Otvaranjem kanala Preko IP3 Ca se vezuje za kalmodulin koji reguliše rad enzima signal IP3 ATP Ca ++ Ca ++ Ca ++ -release channel Ca ++ -ATPase ADP + P i endoplasmic reticulum cytosol ATP Ca ++ ADP + P i Ca ++ -ATPase signalactivated channel outside of cell Ca ++

48 KALCIJUM Koliko ga ima? Ekstracelularno: 2 3,5 mmol/l (plazma)..7 mmol/l UKUPNI KALCIJUM je slobodni (jonski) + vezani (za albumine) Jonski 50 % i slobodno prolazi kroz kapilarni zid... Intracelularno: (smešten u ER cisterne)

49 KALCIJUM Kako se transportuje? 1. Kroz ćelijsku membranu (transcelularno), paracelularno Enterociti: celo tanko crevo a duodenum uz vitamin D

50 KALCIJUM Održavanje balansa UNOS Ca ELIMINACIJA Ca Hrana (neorganska) Feces Mokraća Znoj Mleko BILANS KALCIJUMA

51 HOMEOSTATSKI MEHANIZMI ZA ODRŽAVANJE BILANSA KALCIJUMA VITAMIN D, PARATHORMON TIREOKALCITONIN

52

53 Uloga magnezijuma u organizmu 1. AKTIVACIJA MIŠIĆNE KONTRAKCIJE Prenos impulsa (holinesteraza) Kontrakcija mišića

54 Uloga magnezijuma u organizmu 4. AKTIVATOR ENZIMA (ATP-ADP i drugi)

55 MAGNEZIJUM Gde ga ima? Ekstracelularno: 2 mmol/l UKUPNI MAGNEZIJUM je slobodni (jonski) + vezani (za albumine) Jonski 70 % i slobodno prolazi kroz kapilarni zid... Intracelularno Sa K je glavni IC katjon Depoi su: skeletni sistem (62%), druga tkiva (37%) ECT (1%)

56 MAGNEZIJUM Kako se transportuje? CREVO...resorpcija zavisi od forme i interakcije Enterociti: paracelularno, transelularno

57 MAGNEZIJUM Održavanje balansa UNOS Mg ELIMINACIJA Mg Hrana Mokraća Feces Mleko BILANS MAGNEZIJUMA

58 HOMEOSTATSKI MEHANIZMI ZA ODRŽAVANJE BILANSA MAGNEZIJUMA Tireoidea, paratireoidea, nadbubrežne žlezde

59 HLORIDI HLORIDI: glavni EC anjon VEZAN ZA Na (unos, resorpcija, uloga) ODRŽAVA (Na-hlorid) OSMOTSKI PRITISAK KRVI krvi i tako reguliše zapreminu krvi i krvni pritisak AKTIVATOR ENZIMA, SINTEZA HCL IZLUČUJE SE MOKRAĆOM

60 BIKARBONATI BIKARBONATI: IC i EC UNOS HRANOM, ENDOGENA SINTEZA Održava elektrohemijsku reakciju u plazmi (bikarbonatni i fosfatni pufer) TRANSPORT UGLJEN DIOKSIDA DAJU ALKALNU REAKCIJU: PLJUVAČKE GOVEDA PANKREASNOM SOKU CREVNOM SOKU

61 75 % U KOSTIMA FOSFATI KONCENTRACIJA U PLAZMI 2 do 3 mmol/l Održava elektrohemijsku reakciju u plazmi (bikarbonatni i fosfatni pufer) VEZAN ZA Ca ČVRSTINA KOSTI U SASTAVU JEDINJENJA BOGATIH ENERGIJOM

62 SUMPOR U KOŽI i tvorevinama ulazi u sastav keratina Unosi se kao TIOAMINOKISELINE U jetri sinteza INSULINA

63