Поступают минеральные вещества в организм в свободном или связанном виде. Ионы всасываются уже в желудке, основная часть минеральных веществ – в кишечнике путем активного транспорта при участии белков – переносчиков. Из желудочно-кишечного тракта поступают в кровь и лимфу, где связываются со специфическими транспортными белками. Выделяются минеральные вещества главным образом в виде солей и ионов.
С мочой: натрий, калий, кальций, магний, хлор, кобальт, йод, бром, фтор.
С калом: железо, кальций, медь, цинк, марганец, молибден, и тяжелые металлы.
Характеристика отдельных элементов
Натрий – основной (“большой”) катион внеклеточной жидкости. Составляет 0,08 % от массы тела, 135-150 мМ/л плазмы. Играет главную роль в поддержании осмотического давления. При отсутствии или ограничении в поступлении натрия в организм его выделение с мочой почти полностью прекращается. Всасывается в верхнем отделе тонкого кишечника при участии белков-переносчиков и требует затраты АТФ. Суточная потребность варьирует в зависимости от водно-солевого обеспечения организма. Депонируется в коже и мышцах. Кишечная потеря натрия происходит при диареях.
§ участвует в возникновении и поддержании электрохимического потенциала на плазматических мембранах клеток;
§ регулирует состояние водно-солевого обмена;
§ участвует в регуляции работы ферментов;
§ компонент K+-Na+ насоса.
Калий – составляет 0,25% от массы тела. Во внеклеточном пространстве содержится только 2% от общего количества (в плазме 3,5-5,5 мМ/л), а остальное - в клетках (150 мМ/л), где связан с углеводными соединениями. Всасывается на протяжении всего желудочно-кишечного тракта. Часть калия откладывается в печени и коже, а остальная поступает в общий кровоток. Обмен очень быстро протекает в мышцах, кишечнике, почках и печени. В эритроцитах и нервных клетках более медленный обмен калия. Играет ведущую роль в возникновении и проведении нервного импульса. Необходим для синтеза белков (на 1 г белка – 20 мг ионов калия), АТФ, гликогена, принимает участие в формировании потенциала покоя. Выделяется в основном с мочой и меньше с калом.
Кальций – внеклеточный катион. Составляет 1,9 % от массы тела, 2,1-2,65 мМ/л плазмы. Содержание повышается в период роста или беременности. Функционирует как составная часть опорных тканей или мембран, участвует в проведении нервного импульса и инициации мышечного сокращения, является одним из факторов гемокоагуляции. Обеспечивает целостность мембран (влияет на проницаемость), т. к. способствует плотной упаковке мембранных белков. Кальций ограничено участвует в поддержании осмотического равновесия. Вместе с инсулином активирует проникновение глюкозы в клетки. Всасывается в верхнем отделе кишечника. Степень его усвоения зависит от рН среды (соли кальция в кислой среде нерастворимы). Жиры и фосфаты препятствуют всасыванию кальция. Для полного усвоения из кишечника необходимо наличие активной формы витамина D3. Схема регуляции баланса кальция показана на рис. 17.11.
Витамин D3 увеличивает синтез кальций-связывающего белка в энтероцитах, увеличивает содержание в энтероцитах кишки фосфолипидов, что повышает ее проницаемость для кальция, стимулирует рост и дифференцировку энтероцитов (что увеличивает всасывание, как кальция, так и фосфора).
Синтез витамина D3 происходит в коже под действием ультрафиолетового излучения. Сначала образуется провитамин D3, под действием тепла в коже происходит его изомеризация в витамин D3, поступает в печень, там происходит его гидроксилирование, затем поступает в почки, где происходит еще одно гидроксилирование и образуется активная форма. В почках этот процесс регулирует паратгормон, женские и мужские половые гормоны, гормон роста – стимуляторы образования витамина D3.
Большая часть кальция содержится в костной ткани (99%) в составе микрокристаллов карбонатапатита 3Са2(РО4)2 · СаСО3 и гидроксилапатита 3Са2(РО4)2 · СаОН.
Общий кальций крови включает три фракции: белоксвязанный, ионизированный и неионозированный (который находится в составе цитрата, фосфата и сульфата).
Неорганический фосфор - содержится преимущественно в костной ткани. Составляет 1% от массы тела. В плазме крови при физиологических рН фосфор на 80 % представлен двухвалентным и на 20 % одновалентным анионом фосфорной кислоты. Фосфор входит в состав коферментов, нуклеиновых кислот, фосфопротеинов, фосфолипидов. Вместе с кальцием фосфор образует апатиты – основу костной ткани.
Магний – составляет 0,05% от массы тела. В клетках его содержится в 10 раз больше, чем во внеклеточной жидкости. Многого магния в мышечной и костной ткани, также в нервной и печеночной. Образует комплексы с АТФ, цитратом, рядом белков.
§ входит в состав почти 300 ферментов;
§ комплексы магния с фосфолипидами снижают текучесть клеточных мембран;
§ участвует в поддержании нормальной температуры тела;
§ участвует в работе нервно-мышечного аппарата.
Хлор – важнейший анион внеклеточного пространства. Составляет 0,06% от массы тела. Большая часть его содержится в желудочном соке. Участвует в поддержании осмотического равновесия. Активирует амилазу и пептидазы. Всасывается в верхних отделах кишечника, выделяется в основном с мочой. Концентрация хлора и натрия обычно изменяются параллельно.
Медь входит в состав многих ферментов и биологически активных металлопротеинов. Участвует в синтезе коллагена и эластина. Является компонентом цитохрома с электронтранспортной цепи.
Сера – составляет 0,08%. Поступает в организм в связанном виде в составе АК и сульфат-ионов. Входит в состав желчных кислот и гормонов. В составе глутатиона участвует в биотрансформации ядов.
Железо входит в состав железосодержащих белков и гема гемоглобина, цитохромов, пероксидаз.
Цинк – является кофактором ряда ферментов.
Кобальт входит в состав витамина В12.
Таблица 17.2.
Нарушения минерального обмена
| Тип | Основные причины | Проявления | Коррекция |
| Гипернатрийемия (более 150 мМ/л) | § солевая перегрузка, § несахарный диабет, § поражения почек, § обезвоживание. | Увеличение нервно-мышечной возбудимости, судороги, гипертензия, отеки. | 0,9%-ный р-р NaCl, 5%-ный р-р глюкозы, гемодиализ. |
| Гипонатрийемия | § гипоальдестеронизм, § диуретики-блокаторы карбоангидразы, § сульфаниламиды, § разведение крови, § ранняя хроническая инфекция, § сердечная недостаточность III степени, § цирроз печени, § травмы, § кишечная непроходимость. | Снижение нервно-мышечной возбудимости, миастения, тахикардия, гипотония. | 1-2%-ный р-р NaCl, плазма, белковые препараты. |
| Гиперкалийемия (более 5,5-8 мМ/л) | § KBr, KCl (р-ры, содержащие калий, вводят только капельно!), § почечная недостаточность, § выход калия из поврежденных клеток (травма, ожог, операция), § гистамин, § ацетилхолин, § метаболический ацидоз и шок, § струйное переливание крови (вследствие концентрационного градиента из эритроцитов в кровь), § дегидратация, § адреналовая недостаточность. | Мышечные параличи, брадикардия, аритмия, расширение QRS и Т на ЭКГ, ацидоз, остановка сердца в фазу диастолы. | Р-р глюкозы с инсулином. |
| Гипокалийемия (менее 3,5-6 мМ/л) | § глюкокортикоиды, § диуретики и салуретики, § диарея, § гиперальдостеронизм, § стресс, § алкалоз или ацидоз с нарушением функции почек, § синдром и болезнь Иценко-Кушинга. | Снижение нервно-мышечной возбудимости (из-за гиперполяризации), миастения, атония кишечника, аритмии, удлинение интервалов PQ, QT, уплощение и инверсия Т на ЭКГ (нарушения процессов реполяризации), снижение секреции соляной кислоты, алкалоз. | Патогенетически, р-р KCl. |
| Гиперкальцийемия, гипофосфатемия | § гиперпродукция паратгормона, § гипервитаминоз D, § гипотиреоз. | Жажда, полиурия, диспепсия, гипотония мышц, гиперрефлексия, гипертензия, остеопороз. | Na2 ЭДТА |
| Гипокальцийемия и гиперфосфатемия | § дефицит паратгормона, § гиповитаминоз D, § поражения почечных клубочков. | Повышение нервно-мышечной возбудимости, тетанические судороги, гипокоагуляция, гипотензия, рахит, катаракта. | Заместительная гормонотерапия, CaCl2, глюконат и лактат кальция, витамин D. |
| Гипермагнийемия | § уремия, § диабетический ацидоз. | Угнетение ЦНС, нарушение дыхания, брадикардия, гипотония. | Бикарбонат и лактат натрия. |
| Гипомагнийемия | § ахолия, § панкреатиты, алкоголизм, § диарея. | Повышение нервно-мышечной возбудимости, гиперрефлексия, тремор, тетания, тахикардия, гипертония. | Соли магния, патогенетически. |
Изменение нервно-мышечной возбудимости при нарушении минерального обмена определяется формулой, в числителе которой - сумма ионов Na+, K+, бикарбоната и фосфата, а в знаменателе – Ca++, Mg++ и H+. Рост числителя и уменьшение знаменателя повышает нервно-мышечную возбудимость.
50. – Нарушения кислотно-основного состояния (КОС). Роль легких, почек, печени, ЖКТ в регуляции КОС в норме и патологии. Основные формы и проявления нарушений (КОС).
Кислотно-основное состояние (КОС) – соотношение между активными массами водорода и гидроксильных ионов.
