Северный государственный медицинский университет Физиологические особенности обмена Mg, Fe и Cu. Методы исследования минерального обмена в клинике. Определение электролитов методом плазменной фотометрии. Исследование Mg в плазме крови, эритроцитах и моче. Методы определения Fe, Cu и церулоплазмина в сыворотке крови. Диагностическое значение методов. Выполнила студентка II курса, лечебного факультета, 6 группы Новрузова Минаханум Кейбуллаевна.
ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ ИОНА МАГНИЯ в ОРГАНИЗМЕ n n Миллиард лет назад, в начале формирования жизни на нашей планете, первые живые протоклетки зарождались в морской среде. Однако, в отличие от современных хлоридно-натриевых океанов, моря древней Земли были хлоридно-магниевыми. Поэтому именно магний стал важнейшим минералом, метаболитом и ко-фактором многих физиологических процессов. Магний продолжает оставаться активатором жизнедеятельности каждой клетки современной живой природы, и нас с вами в том числе. Как показали мировые исследования последних лет, магний – важнейший элемент жизнедеятельности. Именно магний назван «минералом жизни» .
ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ ИОНА МАГНИЯ в ОРГАНИЗМЕ n n n Магний поступает в организм с пищей, водой и солью. Особенно богата магнием растительная пища. Часть ионизированного магния отщепляется от магнезиальных солей пищи еще в желудке и всасывается в кровь. Основная часть труднорастворимых солей магния переходит в кишечник и только после соединения их с жирными и щелочными кислотами всасывается в кровь. Эти комплексные соединения магния поступают в печень. Пути их дальнейшего распространения по органам пока не изучены. Главное "депо" магния находится в костях и мышцах. В костях фосфорно - кислого магния содержится 1, 5%, в эмали зубов - 0, 75%. Концентрация магния в крови человека составляет 2, 3 -4, 0 мг%. Ежедневная потребность в магнии - 0, 6 мг. Нормально магний выделяется почками в виде фосфатов, но главным образом кишечником в количестве 0, 2 -0, 3 мг/ сутки.
Магний имеет широчайшую биологическую роль в нашем организме: n n n n Является ко-фактором более 300 ферментов Участвует в синтезе белка Ко-фактор цикло. АМФ, активирует синтез АТФ, обеспечивая энергией каждую клетку организма Участвует в регуляции иммунного ответа Регулирует нейронную передачу и нервномышечную проводимость Регулирует тонус гладкой, скелетной мускулатуры и сердца Участвует в кальциевом обмене и формировании костной ткани
n Нормальный уровень магния в организме человека признан основополагающей константой, контролирующей здоровье человека. На основе многочисленных контролируемых исследований доказано, что магний снижает риск развития сердечно-сосудистых заболеваний, гипертонической болезни, аритмических, тромбоэмболических осложнений, обладает антиагрегационным действием. Антагонизм с ионами кальция определяет, сосудорасширяющее действие магния, способность урежать пульс и тем самым также снижать потребление кислорода миокардом.
Магний – регулятор кальциевого обмена. n Ведь подобно калию и натрию, магний и кальций находятся рядом в таблице Менделеева, за счет взаимных реакций управляют мышечным сокращением и формированием костной ткани.
Итак, основные функциональные роли магния: n n n Ко-фактор ц. АМФ, обеспечение энергетических потребностей клетки, поэтому магний наиболее важен для энергозатратных систем – нервной, мышечной и сердечно-сосудистой; Магний регулирует кальциевый обмен и усвоение кальция в костной и хрящевой ткани; Магний управляет кальций-зависимым процессом мышечного тонусом скелетной мускулатуры и мышц внутренних органов; Магний управляет процессом сокращения мышечных волокон сосудов, сосудистым тонусом, регулирует микроциркуляцию, артериальное и венозное давление.
Избыток магния и его проявления: n n Большие дозы магнезиальных солей оказывают в основном слабительный эффект (особенно сульфат магния). При парентеральном введении сульфата магния наблюдаются симптомы: общее угнетение, вялость, сонливость, наркоз наступает при концентрации магния до 15 -18 мг% (вместо нормы - 4 мг%). Способность магнезиальных солей вызывать наркоз была впервые обнаружена Мельцером и Ауэром в 1905 году. При более детальном изучении этого явления было установлено, что 25% раствор Mg. SO 4, вводимый в интрадуральное пространство действует подобно кокаину, вызывая полную анестезию.
Недостаток магния и его проявления: n n При снижении концентрации магния в крови, ниже границы нормы (2, 3 -4, 0 мг), наблюдаются симптомы возбуждения нервной системы вплоть до судорог. Уменьшение магния в крови у грудных детей (особенно при искусственном вскармливании) может привести к тетании. Это объясняется тем, что хотя содержание магния в коровьем молоке в 4 раза больше, чем в женском, усваивается магний из коровьего молока намного труднее. У детей обеднение крови магнием отмечается и при рахите и в этом случае введение магния рахитичным детям способствует улучшению соотношения в организме Са: Р. Выключение магния из диеты, богатой кальцием обуславливает задержку кальция во всех тканях, в особенности - сердечной мышце и почках, что приводит к их обызвествлению.
n Какие продукты питания содержат магний? Содержание магния в основных продуктах питания сильно отличается. Довольно большое количество этого элемента содержится в доступных и недорогих п гречневой крупе (200 мг на 100 г продукта) и в пшённой крупе (83 мг). Много магния находится в таких продуктах питания как фасоль (103 мг), горох (88 мг), шпинат (82 мг), арбуз (224 мг), молоко сухое (119 мг), халва тахинная (153 мг), орехи фундук (172 мг). Вполне возможно обеспечить суточную потребность в магнии с помощью хлеба ржаного (46 мг) и хлеба пшеничного (33 мг), чёрной смородины (31 мг), кукурузы (36 мг), сыра (50 мг), моркови (38 мг), салата (40 мг), шоколада (67 мг). Содержание магния в мясе и мясных продуктах следующее: свинина 20 мг, телятина 24 мг, кроли колбаса любительская 17 мг, колбаса мг.
n n n Железо является жизненно необходимым элементом для организма. Оно входит не только в состав кровяного пигмента гемоглобина, но также и в состав протоплазмы всех клеток. Гемоглобин играет чрезвычайно важную роль в дыхательной функции крови. В состав гемоглобина входит атом двухвалентного железа, который, присоединяя кислород, превращает гемоглобин в оксигемоглобин. Это очень непрочное соединение, легко диссоцииорующее на гемоглобин и кислород . Железо, необходимое для синтеза гемоглобина, доставляется ферритином и железопротеидом, находящимся в селезенке, печени, костном мозге. Железо также входит в состав цитохромов ( сложные белки, относящиеся к классу хромопротеидов), участвующих в процессах тканевого дыхания.
n n Общее содержание железа в организме человека составляет около 4, 25 г. Из этого количества 57% находится в гемоглобине крови, 23% - в тканях и тканевых ферментах, а остальные 20% - депонированы в печени, селезенке, костном мозге и представляют собой "физиологический резерв" железа. Средний пищевой рацион человека должен содержать не менее 20 мг железа. Всасывание железа происходит преимущественно в 12 перстной кишке, но в условиях дефицита железа в организме может всасываться уже в желудке, из тонких кишок и даже из толстой кишки. Железо выделяется с мочой (около 0, 5 мг в сутки), а также потовыми железами ( пот содержит 1 -2 мг% железа). Женщины ежемесячно теряют с менструальной кровью 1040 мг% железа.
Избыток железа и его проявления: n n Железо, подобно большинству тяжелых металлов, оказывает резорбтивно-токсическое действие на организм только при введении его в кровь или под кожу. Отравление возможно при лечении препаратами железа. Явления отравления железом выражаются рвотой, диареей (иногда с кровью), падением АД, параличом ЦНС и воспалением почек. При лечении железом могут развиться запоры, так как железо связывает сервоводород, что ослабляет моторику кишечника.
Недостаток железа и его проявления: n При недостатке железа в организме развивается железодефицитная анемия (малокровие).
n n Основными источниками железа считаются говяжья и телячья печень, белая рыба, яйца, моллюски, патока, гречневая крупа, сушёные грибы, какао, зёрна ржи и пшеницы. Много железа в зелёных овощах и их листьях: луке, сельдерее, петрушке, ботве молодого редиса, репы, моркови и горчицы; салате, щавеле, крапиве, листьях одуванчика, цветной и белокочанной капусте, зелёном горошке, фасоли, горохе и чечевице, огурцах и сырых помидорах, хрене и чесноке.
n n n n n Общее содержание меди в организме человека составляет 100 -150 мг. В печени взрослых людей содержится в среднем 35 мг меди на 1 кг сухого веса. Поэтому печень можно рассматривать как "депо" меди в организме. В печени плода содержится в десятки раз больше меди, чем в печени взрослых. В хрусталике глаза медь составляет 0, 4 мг на 100 г свежего вещества. В крови - примерно 1 мг/ 1 литр. В эритроцитах - медь находится в соединении с белком стромы, а не в гемоглобине. Содержание меди в крови ритмически меняется в течение суток: максимум меди отмечается в полдень, минимум - в полночь. У больных базедовой болезнью количество меди в крови выше, чем у здоровых людей. Увеличение содержания меди в сыворотке крови наблюдается при инфекционных болезнях, при некоторых формах цирроза печени. Потребность в меди у взрослого человека составляет 2 мг в день ( около 0, 035 мг/ 1 кг веса). Потребность грудного младенца достигает 0, 1 мг/ 1 кг массы тела. Небольшое содержание меди в молоке (0, 12 -0, 5 мг/ 1 литр) недостаточно для грудного ребенка, поэтому важно раннее введение в рацион растительных соков, богатых медью. Всасывание меди происходит в верхних отделах кишечника, отсюда соединения меди поступаю в печень. Основным путем выведения меди является кишечник. С калом выводится в среднем 85% меди. С мочой здоровый человек за сутки выделяет 0, 009 -0, 008 мг меди.
Значение: n n Медь необходима для процессов гемоглобинообразвания и НЕ МОЖЕТ БЫТЬ ЗАМЕНЕНА НИКАКИМ ДРУГИМ ЭЛЕМЕНТОМ. Медь способствует переносу железа в костный мозг и превращению его в органически связанную форму. Медь стимулирует созревание ретикулоцитов и превращение их в эритроциты. Медь входит в состав окислительных ферментов, участвуя в тканевом дыхании. Медь также участвует в процессах роста и размножения. Участвует в процессах пигментации, так как входит в состав меланина.
Избыток меди и его проявления: n n n С глубокой древности известно, что медь является сильным ядом. Токсическим действием обладают любые растворимые соединения меди. Дозы 1 -2 г медного купороса вызывают тяжелые симптомы отравления со смертельным исходом. 10 мг/ сутки меди - является предельно допустимой дозой для человека. Неорганические соли меди ничтожной концентрации, проникая в организм, производят гемолиз (разрушение эритроцитов) и агглютинацию эритроцитов. При попадании соединений меди в желудок сразу появляется тошнота, рвота, диарея (понос). Быстро наступает гемолиз крови, выражающийся желтухой и появлением крови в моче. Поражение почек проявляется белком в моче и быстро развивающимися явлениями уремии. Вдыхание медной пыли или паров соединений меди вызывает заболевание "медную лихорадку", выражающуюся сильным ознобом, высокой температурой - до 39 град. С, затем проливным потом и судорогами в икроножных мышцах.
Недостаток меди и его проявления: n При недостатке меди в организме наблюдаются: задержка роста, анемия, дерматозы, депигментация волос, частичное облысение, потеря аппетита, сильное исхудание, понижение уровня гемоглобина, атрофия сердечной мышцы.
Исследование уровня магния в сыворотке крови, эритроцитах, моче. n Среди известных методов определения магния в биологических жидкостях можно выделить: химические (титриметрические и колориметрические); эмиссионный, в том числе пламенной, фотометрии; флюориметрические; атомно-абсорбционной фотометрии; спектрографические. Для определения содержания магния используется атомно-абсорбционный анализ. Одним из основных преимуществ его является высокая чувствительность и простота исполнения, однако для выполнения требуется специальная, дорогостоящая аппаратура. Спектрографический и люминесцентный методы исследования уровня магния (с применением 8 -оксихинолина, реактива «люмомагнезон ИРЕА» и других реагентов) труднодоступны для применения в широкой клинико-лабораторной практике. Возможность интерференции со стороны ионов кальция устраняется введением ЭДТА, а со стороны тяжелых металлов — добавлением в анализируемую пробу цианида калия.
Определение содержания магния в эритроцитах n Гепанизированную кровь центрифугируют в течение 30 мин при 3000 об/мин на центрифуге типа ОПН-3 (общеклинической). К 0, 5 мл (1 объем) эритроцитной массы добавляют 2, 5 мл (5 объемов) дистиллированной воды и (после гемолиза) — 1 мл (2 объема) раствора H 2 SO 4, 1 мл (2 объема) раствора вольфрамовокислого натрия. Содержимое пробирки тщательно перемешивают и через 15 мин фильтруют. Далее определение ведут по методу, описанному для исследования центрифугата (фильтрата) сыворотки (плазмы) крови.
Методы Определения Fe в сыворотке крови n Концентрация железа в крови — нестабильный параметр; отмечены колебания содержания железа в сыворотке крови даже в течение суток. Рядом исследователей продемонстрирован циркадный ритм содержания железа в крови с пиком между 8 -10 ч утра и низкими значениями после полудня. Интересно, что лица, работающие в ночную смену, имеют смещение максимума содержания железа на вторую половину дня, при этом биологический ритм оказывается инвертированным. Отмечены возрастные и половые различия в уровне железа в сыворотке крови.
n Определение содержания железа сыворотки крови дает представление об уровне транспортируемого железа в плазме крови, связанного с трансферрином. В сопоставлении с содержанием железа в сыворотке крови уровень трансферрина и насыщение его железом — более стабильные величины с менее выраженными различиями по полу и возрасту. Основные причины сниженного содержания трансферрина в сыворотке крови: торможение синтетических процессов в гепатоцитах (хронический гепатит, цирроз, хроническая нефропатия, голодание, неопластические процессы), а также значительная потеря белка при нефротическом синдроме или заболеваниях тонкой кишки. Концентрация трансферрина в крови может быть повышенной при железодефицитной анемии, беременности в последнем триместре, у женщин приеме пероральных контрацептивов. Ферритин. Определение ферритина в клинической практике позволяет улучшить диагностику нарушений метаболизма железа. Это наиболее чувствительный тест с целью выявления дефицита или избытка железа. Однако определение ферритина может давать ложноположительные или ложноотрицательные результаты при воспалениях, опухолях, патологии печени, когда содержание ферритина может быть увеличено, отражая дефицит депонированного железа. В ряде случаев у пациентов, находящихся на программном гемодиализе, отмечают парадоксально повышенный уровень ферритина при аккумуляции железа в клетках РЭС, при этом в костном мозге может быть одновременно дефицит железа.
n Доминирующий метод определения железа сыворотки крови — спектрометрия. Колориметрическое определение железа сыворотки крови предполагает проведение нескольких этапов: диссоциацию железа из комплекса с трансферрином, восстановление иона железа из Fe 3+ в Fe 2+, формирование комплекса железо-хелатированный хромоген. В ходе метода происходит диссоциация железа сыворотки крови и трансферрина в кислой среде, затем ионы железа восстанавливают до Fe 2+ аскорбиновой кислотой, после чего при взаимодействии с комплексоном ференом-S образуется комплекс синего цвета. Для предупреждения образования комплекса фе-рена-S с атомами меди их предварительно связывают тиомо-чевиной. Добавление детергента к реакционной смеси позволяет избежать депротеинизации. Окраска развивается в течение 5 мин при комнатной температуре. Образованный комплекс оказывается стабильным по меньшей мере в течение 90 мин. Метод обладает хорошей линейностью: он позволяет без разведения образца определить концентрацию железа в пробе свыше 1000 мкг/дл. Исследование может быть проведено при использовании как сыворотки, так и плазмы крови. Если в пробе высокая концентрация липидоя или билирубина, требуется постановка контрольной пробы или двухволновое фотометрирование пробы. Метод не только прост в ручном исполнении, но и служит лучшей основой для применения на многоканальных биохимических анализаторах.
Таким образом, современное исследование метаболизма железа включает определение железа, трансферрина и ферритина сыворотки крови. Нормальные значения основных параметров, характеризующих обмен железа. Параметр Мужчины Женщины мкг/дл 50 -160 40 -150 мкмоль/л 9 -29 7 -27 Трансферрин, мг/дл 200 -320 Ферритин, чг/мл 15 -200 мкг/дл 250 - 400 мкмоль/л 45 -72 Насыщение трансферрина, % 20 -55 Железо сыворотки крови: Общая железосвязывающая способность сыворотки крови
МЕТОД определения АКТИВНОСТИ ЦЕРУЛОПЛАЗМИНА в сыворотке крови (метод Ревина) n Принцип метода. Метод базируется на окислении п-фенилендиамина при участии церулоплазмина. По оптической плотности образующихся продуктов судят об активности церулоплазмина. Реактивы. 1. 0, 5 % водный раствор перекристаллизированного п-фенилендиаминдигидрохлорид: 500 мг в 100 мл дистиллированной воды. Хранить в холодильнике в склянке из темного стекла. 2. 0, 4 М ацетатного буфера, р. Н 5, 5. Получают из двух исходных растворов (“а” и “б”): а) 54, 44 г ацетата натрия растворяют в 1 л дистиллированной воды; б) 22, 6 мл ледяной уксусной кислоты доводят дистиллированной водой до 1 л. Описанные растворы смешивают в соотношении 9: 1. Буфер готовят в большом количестве, в объеме 1 л с добавлением к 900 мл раствора “а” 100 мл раствора “б”. Буферный раствор хранят в холодильнике. 3. 3 % раствор фтористого натрия. Вместо фтористого натрия можно использовать 0, 5 % водный раствор азида натрия (500 мг азида натрия в 100 мл дистиллированной воды).
n Ход определения. n Колориметрируют при длине волны 530 нм, на Спекорде, кювета 1 см против контроля. Расчет: Сцп мкмоль/л = Еоп х 6, 475 (коэффициент пересчета) Норма: 1, 85 – 3, 33 мкмоль/л. Источник. Горячковский А. М. Клиническая биохимия // Одесса: Астропринт, Ингредиенты Опытная проба, мл Контрольная проба, мл 0, 05 - 0, 5 Ацетатный буфер 4, 0 Р-р № 1 0, 5 Сыворотка крови (плазма) 0, 5 % р-р азида натрия встряхивают, ставят на 1 час в водяной бане при 37 о. С Азид натрия 0, 5 Перемешать, поставить в холодильник на 30 мин при + 40 С.
Спасибо
Скачать презентацию Северный государственный медицинский университет Физиологические особенности обмена Mg
novruzova_6_gr_mg_si_fe.ppt