Биологическая роль фосфора и азота в организме
Любой организм, начиная от мелких бактерий и заканчивая млекопитающими, состоит из химических соединений. В нашем теле можно найти практически всю таблицу Менделеева, что говорит о важности многих химических элементов. Здесь мы поговорим о значении фосфора и азота.
Биологическая роль фосфора и его соединений
Все элементы играют важную роль в поддержании гомеостаза организма. То же касается и фосфора, которому отведена далеко не последняя роль. Какова биологическая роль фосфора и где он встречается чаще всего?
В природе фосфор находится только в виде соединений. Суточная норма элемента составляет 1600 мг для обычного среднестатистического человека. Фосфор входит в состав таких молекул, как АТФ (аденозинтрифосфат), нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК), фосфолипиды мембраны.
Биологическая роль фосфора в организме связана с поддержанием строения кости. Гидроксиапатит, в состав которого входит остаток фосфорной кислоты, является важной неорганической составляющей костной ткани. Также это вещество содержит ионы кальция, которые поддерживают прочность скелета.
Фосфолипиды мембраны – это основа всего наружного комплекса. Билипидный слой диктует такие свойства ЦПМ, как пластичность, самозамыкаемость, транспорт веществ. Фосфолипиды отвечают за некоторые типы пассивного транспорта через мембрану. Также в толще ЦПМ находятся интегральные и полуинтегральные белки.
Нуклеиновые кислоты – это основа генетической информации. Эти молекулы состоят из простейших мономеров нуклеотидов, в состав которых входят фосфорные остатки. Они играют важнейшую роль в образовании фосфодиэфирных связей молекул ДНК и РНК, без которых первичная структура была бы невозможна.
Биологическая роль фосфора сопряжена с запасанием энергии в клетке. С этим связан синтез АТФ, молекула которой содержит три остатка фосфорной кислоты. Они соединяются между собой посредством макроэргических связей, в которых и запасается энергия. АТФ синтезируется в митохондриях у животных, а также в хлоропластах растений, что делает данные органеллы энергетическими станциями клетки. Если отщепляется один остаток фосфорной кислоты, молекула называется АДФ (аденозиндифосфат), а если отщепляются два остатка, то АТФ превращается в АМФ (аденозинмонофосфат).
Биологическая роль фосфора сопряжена с работой нервной и мышечной систем. Этот химический элемент является важной составляющей некоторых ферментов, которые необходимы для протекания реакций в клетке.
Недостаток и избыток фосфора
Содержание фосфора в организме должно быть постоянным и держаться в определенном диапазоне. Если происходит увеличение концентрации элемента, развиваются некоторые заболевания. Среди них заболевания почек, аддисонова болезнь, сахарный диабет, акромегалия.
Уменьшение количества фосфора приводит к развитию высокой активности паращитовидных желез, а также ряда других заболеваний.
Биологическая роль фосфора заключается и в поддержании постоянной среды крови. Буферная система должна содержать остатки фосфорной кислоты, поэтому концентрация элемента должна поддерживаться независимо от обстоятельств. Доказано, что при недостатке фосфора организм забирает его из клеток мягких тканей. При этом его концентрация в крови всегда постоянна или изменяется в узком диапазоне. И лишь при потере 40% всего фосфора в организме, кровь теряет только 10% от своей общей массы.
Азот и его функции в организме
Основная роль азота – построение белков и аминокислот. Эти молекулы должны содержать аминогруппу, в состав которой и входит этот химический элемент. Белки выполняют огромное количество функций. Например, они входят в состав мембран клетки и органелл, помогают транспортировать молекулы других веществ, выполняют сигнальную функцию, катализируют в виде ферментов все биохимические реакции.
Аминокислоты являются мономерами белков. В свободном состоянии они также могут выполнять некоторые функции. Также аминокислоты являются предшественниками таких гормонов, как адреналин, норадреналин, трийодтиронин и тироксин.
Азот оказывает большое влияние на работу сердечнососудистой системы. Он поддерживает эластичность сосудов, артериальное давление. Оксид азота NO является одним из нейромедиаторов в аксонах клеток нервной системы.
Заключение
Биологическая роль азота и фосфора заключается в поддержании многих жизненно необходимых процессов организма. Эти элементы образуют важные органические молекулы, такие как белки, нуклеиновые кислоты или некоторые группы липидов. Если азот регулирует гемодинамику, то фосфор отвечает за синтез энергии и является структурным элементом костной ткани.
fb.ru
«Веселящий газ»: область применения и влияние на организм человека
Закись азота — это бесцветный газ со слабым запахом и сладковатым вкусом, тяжелее воздуха (относительная плотность 1,527). Растворим в воде (1:2). При 0°C и давлении 30 атмосфер, а также при обычной температуре и давлении 40 атмосфер сгущается в бесцветную жидкость. Из одного килограмма жидкой закиси азота образуется 500 литров газа. Закись азота не воспламеняется, но поддерживает горение. Смеси с эфиром, циклопропаном, хлорэтилом в определенных концентрациях взрывоопасны.
Закись азота получают нагреванием сухого нитрата аммония. Разложение начинается при 170°C и сопровождается выделением тепла. Поэтому очень опасно производить его в кустарных условиях, так как при температурах более 300°C нитрат аммония разлагается со взрывом. Также возможно его получение и другими химическими реакциями (например нагревание сульфаминовой кислоты с 73%‑й азотной кислотой).
Гемиоксид азота назван «веселящим газом» английским химиком Хэмфри Дэви, который, изучая на себе действие закиси азота (1799), обнаружил в начальной фазе возбуждение, сопровождающееся смехом и беспорядочными телодвижениями, в последующем ‑ потерю сознания.
Малые концентрации закиси азота вызывают чувство опьянения и легкую сонливость. При вдыхании чистого газа быстро развиваются наркотическое состояние и асфиксия. В смеси с кислородом при правильном дозировании вызывает наркоз без предварительного возбуждения и побочных явлений. Закись азота не вызывает раздражения дыхательных путей. В организме она почти не изменяется, с гемоглобином не связывается; находится в растворенном состоянии в плазме. После прекращения вдыхания выделяется (полностью через 10‑15 мин) через дыхательные пути в неизмененном виде. В медицине применяют в смеси с кислородом как средство для ингаляционного наркоза при хирургических операциях, родах, иногда при инфаркте миокарда.
Форма выпуска: в металлических баллонах вместимостью 10 литров под давлением 50 атмосфер в сгущенном (жидком) состоянии. Баллоны окрашены в серый цвет и имеют надпись «Для медицинского применения». Хранение: при комнатной температуре в закрытом помещении, вдали от огня.
Закись азота применяется и в автомобильной сфере, где азот или вещество на его основе впрыскивается во впускной коллектор двигателя автомобиля. Таким образом, технические характеристики автомобиля значительно улучшаются, а двигатель работает интенсивнее и становится мощнее, хотя и кратковременно. При подготовке аквалангистов к погружению также используется закись азота.
В пищевой промышленности это вещество зарегистрировано как пищевая добавка Е 942. Также оно используется в производстве продукции в аэрозольных упаковках (например, взбитые сливки) как пропеллент (создает избыточное давление, обеспечивающее вытеснение из упаковки продукта).
Техническая закись азота отличается от медицинской небольшим количеством содержания диоксида серы для предотвращения злоупотребления этим химическим соединением.
После введения в России с 1 июня 2012 года запрета на безрецептурную продажу комбинированных лекарственных препаратов, содержащих кодеин или его соли, психоактивное вещество закись азота стало популярным у токсикоманов.
Они употребляют его ингаляционно, в основном с использованием воздушных шариков, заполненных закисью азота.
Быстрое достижение состояния эйфории превратило «веселящий газ» в популярное средство на разного рода молодежных вечеринках. «Веселящий газ» распространяется в основном в ночных клубах с лета 2012 года.
По словам главного нарколога Минздрава РФ Евгения Брюна, медики пока не знают, какие последствия могут быть от употребления этого вещества, и как возникает зависимость от него.
Глава Роспотребнадзора, главный государственный санитарный врач России Геннадий Онищенко сообщил, что допустимо применение закиси азота в медицинских условиях. «Это один из самых щадящих анестетиков. Но когда он в огромных масштабах вне стен медучреждений применяется абсолютно без повода, как это повлияет, не знает никто».
Предположительно, использование «веселящего газа» может производить необратимые воздействия на мозг и нервную систему. Даже при небольшой концентрации он дезорганизует мыслительную деятельность, затрудняет работу мышц, ухудшает зрение и слух.
Его использование возможно только под контролем специалистов, прошедших соответствующее обучение. Без надлежащего контроля и в чистом виде (без «разбавления» кислородом) применение веселящего газа смертельно опасно. Если объем кислорода в смеси с закисью азота будет меньше 20%, то может наступить остановка дыхания, человек погибнет.
Признаки употребления закиси азота:
При краткосрочном применении ‑ глупое поведение, беспричинный безудержный смех, головокружение, частые головные боли, частые падения в обморок и частые потери сознания.
При долгосрочном применении ‑ кратковременная амнезия, эмоциональая неустойчивость, нарушение мыслительных процессов, ухудшение слуха и осязания, шаткая походка, невнятность речи, постепенная атрофия мозга.
Материал подготовлен на основе информации РИА Новости и открытых источников
ria.ru
Повышенное содержание азота в крови. Остаточный азот в крови, анализ, норма
Азотемии
Происхождение и типы азотемий
Фракции остаточного азота
Мочевина (ММ 60 Д) синтезируется в гепатоцитах из аммиака и карбамоилфосфата в орнитиновом цикле , с кровью разносится по всему организму, легко проникает через мембраны клеток и равномерно распределяется во внеклеточном и внутриклеточном пространствах. В почках мочевина полностью фильтруется, 40‑50 % ее реабсорбируется в почечных канальцах и активно секретируется тубулярными клетками. Азот мочевины составляет около 90 % всего выводимого азота. При потреблении с пищей 80‑100 г белка образуется и выводится с мочой 25‑30 г мочевины в сутки.
Креатин синтезируется из глицина, аргинина и метионина в ходе последовательных реакций в почках и печени. Отсюда креатин с током крови доставляется в мышцы, фосфорилируется с образованием креатинфосфата. Далее в ходе спонтанного гидролиза (1‑2 %) либо после перенесения фосфорной группы от креатинфосфата на адениловую кислоту из креатина образуется креатинин, который выводится с мочой. В норме количество креатинина в моче соответствует мышечной массе тела и не зависит от суточного количества мочи. В клинической практике определяют содержание креатина и креатинина в сыворотке крови и моче.
Полипептиды поступают в кровь частично из кишечника (при переваривании белков), частично из тканей в результате распада тканевых белков.
Мочевая кислота (ММ 168 кД) образуется главным образом в печени при распаде пуриновых нуклеотидов (аденина и гуанина), поступающих с пищей, эндогенных и синтезированных de novo. Около 80‑85 % ее выделяется почками, остальное количество — через кишечник. Почечная экскреция мочевой кислоты зависит от профильтрованного количества, которое почти полностью реабсорбируется в проксимальном канальце, а также секреции и реабсорбции в дистальном канальце, в итоге выводится около 10 % профильтрованной мочевой кислоты. В плазме крови мочевая кислота находится в виде урата натрия в концентрации, близкой к насыщению. Поэтому при превышении в крови нормальных значений существует возможность кристаллизации уратов.
Индикан представляет собой калиевую или натриевую соль индоксилсерной кислоты, образующейся в печени при
При биохимическом исследовании крови специалистами оцениваются десятки показателей. Среди них остаточный азот. Под этим термином скрывается суммарное количество всех азотосодержащих соединений в крови после извлечения из нее белковых соединений. В состав веществ с содержанием азота входят такие как мочевина, мочевая кислота, аммиак, креатин, аминокислоты, креатинин и др. Показатель остаточного азота является индикатором общего здоровья и имеет ценность для диагностики многих заболеваний.
Зачем нужен анализ
Проведение анализа крови на остаточный азот — это важная диагностическая процедура. В основном ее применяют для диагностики заболеваний почек, однако анализ также информативен при опухолевых заболеваниях. Патология, при которой наблюдаются повышенные показатели этого элемента в крови, называется азотемия. Это состояние может иметь как ретенционную, так и продукционную природу.
Также для диагностики имеет значение и пониженное содержание остаточного азота. Данная патология называется гипоазотемия. Такое нарушение характерно для ряда заболеваний печени и почек.
Показаниями к проведению анализа могут быть:
- Подозрения на заболевание почек.
- Подозрения на патологии печени.
- Тяжелые инфекционные заболевания.
- Оценка функции надпочечников.
- Сердечная недостаточность.
Анализ на остаточный азот крови проводится в рамках биохимического исследования крови. Для диагностики заболеваний важно оценивать все показатели исследования в совокупности. Только в этом случае можно поставить точный диагноз.
Нормы
У здорового человека норма азота в крови составляет от 14,5 до 27 ммоль/л. Однако это лишь среднее значение и повышение вплоть до 37 ммоль/л не может рассчитываться как патологическое состояние. Стоит отметить, что норма одинакова как для женщин, так и для мужчин. В клинической практике имеют значение только сильно отклоненные от норм значения.
Повышенный азот в крови бывает двух видов и наблюдается при следующих патологиях:
Ретенционная форма азотемии
- Пиелонефрит.
- Громилуронефрит.
- Поликизтоз.
- Туберкулез почек.
- Гидронефроз.
- Нефропатия.
- Мочекаменная болезнь.
- Новообразования в почках.
- Сердечная недостаточность.
- Патологии надпочечников.
Все эти заболевания приводят к нарушению мочевыводящих функций почек. При таких нарушениях азот мочевины крови не фильтруется почками в мочу, что и вызывает его повышенное содержание в анализах. Лечение основано на устранении основного заболевания.
Продукционная форма азотемии
- Токсические отравления.
- Глубокие ожоги.
- Болезни крови.
- Истощение организма.
При данной форме азотемии функции почек чаще всего остаются неизменны. Однако нередко встречается смешанный тип азотемии, при котором наблюдаются симптомы и причины обоих форм. Чаще всего такой тип характерен при токсических отравлениях, когда в результате попадания яда в организм в почках начинается некроз клеток.
Для дополнительной диагностики врачи могут назначить анализ АМК.
Помимо этого врачи оценивают каждый азотсодержащий элемент в отдельности. Выявив повышающий фактор, доктор, может поставить верный диагноз и назначить адекватное ле
edema-club.ru