Биологические жидкости это: Биологическая жидкость | Info-Farm.RU

ЖИДКОСТИ — Большая Медицинская Энциклопедия

ЖИДКОСТИ — тела, находящиеся в агрегатном состоянии, промежуточном между твердым и газообразным состояниями, сохраняющие отдельные черты и твердого тела, и газа и вместе с тем обладающие рядом только им присущих особенностей.

Ж. делят на простые (однокомпонентные атомарные Ж., жидкие чистые металлы, сжиженные инертные газы, неполярные Ж.— бензол, хлороформ) и сложные (напр., вода, являющаяся наиболее универсальным растворителем).

Подобно твердым телам Ж. сохраняют свой объем, имеют свободную поверхность, обладают определенной прочностью на разрыв при растяжении, характеризуются высокой плотностью и малой сжимаемостью, наличием сильного межмолекулярного взаимодействия, теплоемкостью и электропроводностью. Для жидкостей, за исключением жидких кристаллов (см.), характерны такие свойства, как изотропность (независимость физ. свойств от направления) и текучесть, т. е. способность легко изменять внешнюю форму под действием малых нагрузок (см. Реология).

Сильное межмолекулярное взаимодействие обусловливает существование на границе Ж. с любой другой средой поверхностного натяжения (см.). Под влиянием внутреннего давления поверхностный слой Ж. стремится к сокращению — Ж. при неизменном объеме принимает такую форму, при к-рой ее поверхность минимальна (сферическая форма капель).

Тепловое движение молекул в жидкостях состоит из сочетания колебательных движений и скачков молекул из одних временных положений равновесия (центров колебаний) в другие. Время нахождения молекулы в этом равновесном положении называют «временем оседлой жизни молекулы». В жидкой фазе вещества это время невелико, а в твердой фазе практически бесконечно. Для осуществления скачков каждой из молекул необходимо сообщить энергию активации, достаточную для разрыва ее связей с окружающими молекулами и перехода в окружение других молекул (см. Растворы, Сольватация). Благодаря таким скачкам происходит перемешивание молекул Ж.

В полярных Ж., помимо взаимного притяжения между молекулами, свойственного и неполярным молекулам, имеет место и взаимодействие между различными частями молекул, несущими электрический заряд, что приводит к неравноценности различных взаимных положений молекул. Положение, отвечающее взаимному отталкиванию обоих концов молекул, будет неустойчивым. Положение, отвечающее усилению взаимного притяжения между молекулами, является преимущественным и сохраняется дольше во времени: оно соответствует большей взаимной связанности молекул, образованию комплексов. Подобные комплексы из полярных молекул могут содержать две и больше молекул. Такие Ж. называются ассоциированными; их молекулы имеют дипольные моменты, отличные от нуля, и диэлектрическая проницаемость (см.) зависит от температуры (вода, спирты и др.). Неассоциированные Ж. имеют малые значения диэлектрической проницаемости, к-рая от температуры не зависит; дипольные моменты их молекул равны нулю (гексан, бензол и др.). Величина диэлектрической проницаемости у Ж. может быть от 2 (неполярные углеводороды) до 81 (вода).

Методами рентгеноструктурного анализа (см.) и нейтронографии установлено, что при комнатной температуре в жидкостях наблюдается нек-рая упорядоченность в расположении молекул (так наз. ближний порядок, который проявляется во взаимосвязи положения и ориентации близко расположенных групп, включающих две и больше молекул). Однако такая упорядоченность распространяется на область протяженностыо порядка нескольких межатомных расстояний, тогда как в кристаллах периодичность расположения частиц характерна для всего объема (так наз. дальний порядок). Отсутствием дальнего порядка во .взаимных положениях и ориентациях молекул объясняется однородность и изотропность, свойственные жидкостям.

Теплоемкость жидкостей близка к теплоемкости твердых тел и медленно изменяется с температурой. Измерение теплоемкости служит методом исследования фазовых превращений Ж. Коэффициенты тепло-проводности и вязкости (см.) убывают с ростом температуры, т. к. межмолекулярные взаимодействия препятствуют любому относительному движению между двумя смежными слоями. Электропроводность однокомпонентных Ж. обычно мала, за *исключением жидких металлов и электролитов (см.).

Биологические жидкости

Биологические жидкости включают кровь, лимфу, цереброспинальную и синовиальную Ж. , грудное молоко, пищеварительные соки, пот, мочу и др. В состав всех этих Ж. входит свободная вода. В разных органах и тканях содержание воды на единицу веса неодинаково: оно меньше всего в костях (20%), наиболее велико и постоянно в крови (81%). Вода является основной средой, в к-рой протекает обмен веществ организмов, а также транспорт различных веществ от одного органа к другому. Вода является основным субстратом различных метаболических процессов, осуществляет физ. терморегуляцию (см. Потоотделение) и другие процессы жизнедеятельности (см. Вода, Водно-солевой обмен, Минеральный обмен, Обмен веществ и энергии). Жизнь без воды невозможна: лишение воды может привести к смерти человека уже через несколько дней, в то время как при полном голодании и неограниченном поступлении воды возможно сохранение жизни человека даже в течение 40— 45 дней.

Одной из основных Ж. организме является кровь (см.), ей принадлежит важнейшая роль в поддержании гомеостаза (см.). С током крови доставляются к тканям питательные вещества и кислород, уносятся из тканей конечные продукты обмена веществ, в т. ч. и углекислый газ; кровь, являясь важнейшим фактором иммунитета (см.), выполняет защитную функцию.

По лимф, системе позвоночных животных и человека циркулирует лимфа — жидкость с хим. составом, близким к составу плазмы крови, цереброспинальной, синовиальной и другим жидкостям организма. В лимфе обычно нет эритроцитов, но всегда присутствуют лимфоциты (см. Лимфа). Своеобразной внутренней средой ц. н. с. является цереброспинальная жидкость, или ликвор, выполняющая барьерную функцию (см.). С ее помощью поддерживаются солевой состав и постоянный уровень осмотического давления мозга; она является питательной средой мозга и т. д.

В суставах и сухожильных влагалищах находится синовиальная жидкость (см.). Она выделяется внутренней оболочкой суставной полости и действует как смазка, по составу сходна с лимфой, но содержит небольшое количество слизи (см.).

Конечные, ненужные организму продукты обмена выводятся из него с помощью мочи (см.). Объем ее меняется в зависимости от состояния организма (см. Диурез).

В период лактации молочные железы вырабатывают грудное молоко (см.). Оно содержит белки, жиры, углеводы, витамины А, В, С, D, минеральные вещества (Ca, Mg, P и др.), бактерицидные вещества и антитела, способствующие возникновению пассивного иммунитета у ребенка, питающегося молоком. Ок. 87% общего количества этой Ж. составляет вода.

Пищеварительные соки (слюна, желудочный, поджелудочный и кишечный соки, желчь), вырабатываемые специальными железами пищеварительного тракта, необходимы для переработки пищи, в результате чего содержащиеся в ней питательные вещества всасываются и усваиваются организмом.

Библиография: Абас-Заде А. и Багдасарян С. Введение в физику жидкостей, Баку, 1961; Вилли К. и Детье В. Биология, пер. с англ., М., 1974, библиогр.; Киреев В. А. Краткий курс физической химии, с. 161 и др., М., 1970; Физиология человека, под ред. Е. Б. Бабского, М., 1972.

Ю. А. Жуков.

ВОДНО-СОЛЕВОЙ ОБМЕН — Большая Медицинская Энциклопедия

ВОДНО-СОЛЕВОЙ ОБМЕН — совокупность процессов поступления воды и солей (электролитов) в организм, распределения их во внутренней среде и выведения. Системы регуляции Водно-солевого обмена обеспечивают постоянство суммарной концентрации растворенных частиц, ионного состава и кислотно-щелочного равновесия, а также объема и качественного состава жидкостей организма.

Организм человека состоит в среднем на 65% из воды (от 60 до 70% от веса тела), к-рая находится в трех жидкостных фазах — внутриклеточной, внеклеточной и трансцеллюлярной. Наибольшее количество воды (40—45%) находится внутри клеток. Внеклеточная жидкость включает (в процентах от веса тела) плазму крови (5%), межклеточную жидкость (16%) и лимфу (2%). Трансцеллюлярная жидкость (1 — 3%) изолирована от сосудов слоем эпителия и по своему составу близка к внеклеточной. Это — спинномозговая и внутриглазная жидкости, а также жидкости брюшной полости, плевры, перикарда, суставных сумок и жел.-киш. тракта.

Водный и электролитный балансы у человека рассчитываются по суточному потреблению и выделению воды и электролитов из организма. Вода поступает в организм в виде питья — примерно 1,2 л и с пищей — примерно 1 л. Ок. 0,3 л воды образуется в процессе обмена веществ (из 100 г жиров, 100 г углеводов и 100 г белков образуется 107, 55 и 41 мл воды соответственно). Суточная потребность взрослого человека в электролитах составляет примерно: натрий — 215, калий — 75, кальций — 60, магний — 35, хлор — 215, фосфат — 105 мг-экв в день. Эти вещества всасываются в жел.-киш. тракте и поступают в кровь. Временно они могут депонироваться в печени. Избыток воды и электролитов выводится почками, легкими, кишечником и кожей. В среднем за сутки выделение воды с мочой составляет 1,0— 1,4 л, с калом — 0,2 л, кожей и с потом — 0,5 л, легкими — 0,4 л.

Вода, поступившая в организм, распределяется между различными жидкостными фазами в зависимости от концентрации в них осмотически активных веществ (см. Осмотическое давление, Осморегуляция). Направление движения воды зависит от осмотического градиента (см.) и определяется состоянием цитоплазматической мембраны. На распределение воды между клеткой и межклеточной жидкостью оказывает влияние не общее осмотическое давление внеклеточной жидкости, а ее эффективное осмотическое давление, к-рое определяется концентрацией в жидкости веществ, плохо проходящих через клеточную мембрану.

Осмотическое давление крови поддерживается на постоянном уровне — 7,6 атм. Поскольку осмотическое давление определяется концентрацией осмотически активных веществ (осмолярная концентрация), к-рую измеряют криометрическим методом (см. Криометрия), то осмолярную концентрацию выражают в мосм/л или дельта°; для сыворотки крови человека это ок. 300 мосм/л (или 0,553°). Осмолярная концентрация межклеточной, внутриклеточной и трансцеллюлярной жидкостей обычно такая же, как и плазмы крови; выделения ряда желез (напр., пот, слюна) гипотоничны. Моча млекопитающих и птиц, секрет солевых желез птиц и рептилий гипертоничны относительно плазмы крови.

У человека и животных одной из важнейших констант является pH крови, поддерживаемый на уровне ок. 7,36. В крови имеется ряд буферных систем — бикарбонатная, фосфатная, белки плазмы, а также гемоглобин, — поддерживающих pH крови на постоянном уровне. Но в основном pH плазмы крови зависит от парциального давления углекислого газа и концентрации HCO₃— (см. Кислотно-щелочное равновесие).

Отдельные органы и ткани животных и человека существенно различаются по содержанию воды и электролитов (табл. 1, 2).

Важнейшее значение для деятельности клеток всех органов и систем имеет поддержание ионной асимметрии между внутриклеточной и внеклеточной жидкостью. В крови и других внеклеточных жидкостях высока концентрация ионов натрия, хлора, бикарбоната; в клетках главными электролитами являются калий, магний, органические фосфаты (табл. 2).

Различия электролитного состава плазмы крови и межклеточной жидкости обусловлены низкой проницаемостью для белков капиллярной стенки. В соответствии с правилом Доннана (см. Мембранное равновесие) внутри сосуда, где находится белок, концентрация катионов выше, чем в межклеточной жидкости, где относительно выше концентрация анионов, способных к диффузии. Для ионов натрия и калия фактор Доннана составляет 0,95, для одновалентных анионов 1,05.

В различных физиол, процессах часто большее значение имеет не общее содержание, а концентрация ионизированного кальция, магния и др. Так, в сыворотке крови общая концентрация кальция составляет 2,477+-0,286 ммоль/л, а ионов кальция 1,136+-0,126 ммоль/л. Стабильная концентрация электролитов в крови обеспечивается регуляторными системами (см. ниже).

Биол, жидкости, выделяемые различными железами, отличаются по ионному составу от плазмы крови. Молоко изоосмотично по отношению к крови, но в нем ниже, чем в плазме, концентрация натрия и выше содержание кальция, калия, фосфатов. Пот имеет меньшую концентрацию ионов натрия, чем плазма крови; желчь весьма близка к плазме крови по содержанию ряда ионов (табл. 3).

Для измерения объема отдельных жидкостных фаз тела используют метод разведения, основанный на том, что в кровь вводится вещество, свободно распределяющееся только в одной или в нескольких жидкостных фазах. Определяют объем жидкостной фазы V по формуле:

V = (Qa — Ea)/Ca, где Qa — точное количество вещества а, вводимого в кровь; Ca — концентрация вещества в крови после полного уравновешивания; Еa — концентрация вещества в крови после выделения его почками.

Объем плазмы крови измеряют с помощью краски синий Эванса, Т-1824 или альбумина-¹³¹I, остающихся на протяжении опыта в пределах сосудистой стенки. Для измерения объема внеклеточной жидкости используют вещества, практически не проникающие в клетки: инулин, сахарозу, маннит, тиоцианат, тиосульфат. Общее количество воды в организме определяют по распределению «тяжелой воды» (D₂O), трития или антипирина, которые легко диффундируют через клеточные мембраны. Объем внутриклеточной жидкости недоступен для прямого измерения и вычисляется по разности объемов общей воды тела и внеклеточной жидкости. Количество интерстициальной жидкости соответствует разности между объемами внеклеточной жидкости и плазмы крови.

Объем внеклеточной жидкости в ткани или срезе органа определяют с помощью перечисленных выше тест-веществ. Для этого вещество вводят в организм или добавляют в инкубационную среду. После его равномерного распределения в жидкостной фазе вырезают кусочек ткани и измеряют концентрацию тест-вещества в исследуемой ткани и в среде инкубации или плазме крови. Содержание внеклеточной жидкости в среде рассчитывают по отношению концентрации вещества в ткани к его концентрации в среде.

Механизмы водно-солевого гомеостаза у разных животных развиты неодинаково. У животных, имеющих внеклеточную жидкость, существуют системы ионной регуляции и объема жидкости тела. У низших форм пойкилоосмотических животных регулируется лишь концентрация ионов калия, а у гомойосмотических развиты также механизмы осморегуляции (см.) и регуляции концентрации в крови каждого из ионов. Водносолевой гомеостаз является необходимой предпосылкой и следствием нормального функционирования различных органов и систем.

Физиологические механизмы регуляции

В организме человека и животных различают: свободную воду вне- и внутриклеточных жидкостей, являющуюся растворителем минеральных и органических веществ; связанную воду, удерживаемую гидрофильными коллоидами в виде воды набухания; конституционную (внутримолекулярную), входящую в состав молекул белков, жиров и углеводов и освобождающуюся при их окислении. В разных тканях соотношение конституционной, свободной и связанной воды неодинаково. В процессе эволюции выработались весьма совершенные физиол, механизмы регуляции В.-с. о., обеспечивающие постоянство объемов жидкостей внутренней среды организма (см.), их осмотических и ионных показателей как наиболее стойких констант гомеостаза (см.).

В обмене воды между кровью капилляров и тканями существенное значение имеет та доля осмотического давления крови (онкотическое давление), к-рая обусловлена белками плазмы. Эта доля невелика и составляет 0,03—0,04 атм от общего осмотического давления крови (7,6 атм). Однако онкотическое давление вследствие высокой гидрофильности белков (особенно альбуминов) способствует удержанию воды в крови и играет большую роль в лимфо- и мочеобразовании, а также в перераспределении ионов между различными водными пространствами организма. Понижение онкотического давления крови может приводить к возникновению отека (см.).

Существуют две функционально связанные системы, регулирующие водно-солевой гомеостаз,— антидиуретическая и антинатрийуретическая. Первая направлена на сохранение в организме воды, вторая обеспечивает постоянство содержания натрия. Эфферентным звеном каждой из этих систем являются главным образом почки, афферентная же часть включает в себя осморецепторы (см.) и волюморецепторы сосудистой системы, воспринимающие объем циркулирующей жидкости (см. Рецепторы). Осморецепторы гипоталамической области мозга тесно связаны с нейросекреторными супраоптическим и паравентрикулярным ядрами, регулирующими синтез антидиуретического гормона (см. Вазопрессин). При повышении осмотического давления крови (из-за потери воды или избыточного поступления соли) происходит возбуждение осморецепторов, повышается выход антидиуретического гормона, усиливается реабсорбция воды почечными канальцами и снижается диурез. Одновременно возбуждаются нервные механизмы, обусловливающие возникновение ощущения жажды (см.). При избыточном поступлении в организм воды образование и выделение антидиуретического гормона резко снижается, что приводит к уменьшению обратного всасывания воды в почках (диурез разведения, или водный диурез).

Регуляция выделения и реабсорбции воды и натрия в значительной мере зависит также от общего объема циркулирующей крови и степени возбуждения волюморецепторов, существование которых доказано для левого и правого предсердий, для устья легочных вен и некоторых артериальных стволов. Импульсы от волюморецепторов левого предсердия поступают в ядра гипоталамуса и влияют на секрецию антидиуретического гормона. Импульсы от волюморецепторов правого предсердия поступают в центры, регулирующие выделение надпочечниками альдостерона (см.) и, следовательно, натрийурез. Эти центры расположены в задней части гипоталамуса, передней части среднего мозга и связаны с эпифизом. П

Вода в организме человека, функции и процессы с ней

Вода – основа всей жизни на Земле, а вода в организме человека – основное составляющее. Зачем нужна вода человеку? Какое влияние она оказывает на функционирование внутренних органов, систем и желез внутренней секреции?

Нормы жизни

Острая нехватка воды приводит к обезвоживанию, вследствие чего может наступить смерть. Общее содержание воды в человеческом организме колеблется в пределах 50-80%. В организме месячного эмбриона человека количественное содержание воды превышает 95%. С возрастом количество воды уменьшается. Например, у новорожденного младенца этот объем равен 75-80%, а у пожилого человека это количество уменьшается почти вдвое – 57%.

Без пищи человек может прожить минимум несколько недель, а вот без воды вашему организму не протянуть и несколько дней.

Чистая вода нужна человеку как кислород. Этот компонент содержится во всех органах и тканях человеческого организма в той или иной пропорции. Большую ее часть приходится на мозг. Вода составляет более 90% от общего объема мозга. По сравнению с этим показателем:

• легкие – до 90%;
• костная ткань – до 80%;
• мышечная ткань – более 75%;
• кровь – 82%.

Важные процессы

Каково же значение воды для человека? Зачем ему постоянно требуется вода? Ей отводится множество функций. Вода – основной компонент, участвующий в процессе растворения веществ. Именно благодаря ей протекает большинство химических процессов, приводящих к превращению биомолекул. Также она способствует охлаждению органов. Это требуется, чтобы избежать их перегрева.

Она незаменима для поддержания кислотно-щелочного баланса. Жидкость с легкостью проникает через тонкие стенки клеток. Происходит непрерывный обмен водой молекул между собой.

Небольшое количество жидкости организм в состоянии выработать самостоятельно, однако этого не хватает для нормального функционирования. Большая ее часть поступает из внешней среды, вместе с пищей и питьем. Это требуется из-за того, что количество жидкости, вырабатываемое организмом гораздо меньше объема, выделяемого ежедневно из организма. Так жидкость выводится вместе с:

• мочой;
• потом;
• слюной;
• калом.

Моча очищает организм от токсинов и других веществ, которые накапливаются в нем в процессе жизнедеятельности. Количество жидкости, выделяемой другими системами, а также железами внутренней секреции, не кажется такой заметной по сравнению с тем, сколько ее выводится почками. Однако не стоит заблуждаться. Даже при обычной работе организма общий объем пота составляет до 1000 мл, а во время тренировок, физической нагрузке, посещении саун, бань, путешествий по жарким странам, эти параметры возрастают в несколько раз.

Гидролиз

Для того чтобы из пищи выделить необходимые питательные вещества требуется расщепление белков и углеводов. Это происходит благодаря гидролизу – процесс расщепления полимеров водой. Чтобы эта реакция произошла в организме, молекула Н2О разделяется на две части. Гидролиз способствует тому, чтобы из организма выводились отработанные биополимеры и те, компоненты, которые в данный момент не нужны для работы организма.

Поликонденсация

На месте раздробленных в процессе гидролиза частиц начинают образовываться новые. Молекулы, строясь постепенно, высвобождают одну молекулу воды. Иными словами, происходит реакция в корне противоположная гидролизу.

Поликонденсация принимает непосредственное участие в процессе синтеза биополимеров (образовании белков, ДНК, РНК и прочее).

Окислительные реакции

Как бы парадоксально это ни звучало, но вода способна выполнять роль горючего вещества. Жидкость окисляется за счет взаимодействия с активным кислородом. Окисление воды (горение), одна из основных реакций, постоянно протекающих в любом живом организме.

Основные функции

Для обеспечения организма необходимыми запасами жидкости, рекомендуется употреблять воду, содержащую необходимые минеральные вещества. Зачем нужна такая мера? На минерализированную воду возложены следующие функции:

• вывод отходов жизнедеятельности организма;
• смазка суставов;
• стабилизация температуры внутренней системы организма и всего тела;
• поддержание обменных процессов и прочее.

Она помогает клеткам организма усваивать необходимые питательные вещества. Пища, попадая в организм, начинает перевариваться только тогда, когда принимает водорастворимую форму. В этом состоянии она способна проникнуть в кровь сквозь стенки кишечника.

Участвуя в обменных процессах, она предотвращает проникновение свободных радикалов в кровеносную систему. Малейшая недостача воды чревата тем, что ваша кожа не получает необходимых ей веществ, теряет упругость, дряхлеет, а это непременно приведет к появлению морщинок. Увлажнение слизистых оболочек происходит только благодаря наличию жидкости.

Значение воды в функционировании организма трудно недооценить. Стабильная работа внутренней системы зависит от наличия этого вещества в организме. Оно не только участвует в процессе обмена веществ, но и помогает бороться с излишним весом. Достаточное поступление жидкости способствует снижению аппетита и ускорению переработки накопленных жиров. Вода очищает человеческий организм от жира, предотвращая то, что он скапливается внутри важных органов.

Терморегулирующая функция – одна из основных. Накопленный организмом излишек тепла вода вбирает в себя, выводя его через кожу и в процессе дыхания. Жара и тренировки способствуют более быстрому испарению влаги. Прохладная жидкость проходит через стенки желудка в кровь, способствует охлаждению нагревшегося организма, тем самым предохраняя его от перегрева.

Именно поэтому во время тренировки спортсменам рекомендуется небольшими порциями выпивать до 1 литра жидкости в час. Чистая вода помогает поддержать в норме функционирование организма.

Но тренировки и посещение жарких стран – не единственные угрозы для водного баланса организма. Даже работая в офисе современного мегаполиса, человек нуждается в дополнительном притоке жидкостей. Для чего это необходимо? Все дело в том, что воздух внутри помещений чаще всего перегрет обогревателями или чересчур охлажден кондиционерами.

Искусственное воздействие на воздух приводит к его сухости, что влечет за собой и обезвоженность организма. Кроме этого, употребление чая, кофе, алкоголя также приводит к чрезмерному выводу жидкости из организма.

При обезвоживании организма на 10%, человек не способен действовать и мыслить адекватно, а при приближении этого показателя к 20% возможен летальный исход. От общего объема воды, содержащегося в организме, в день происходит обмен 4-6 %.

Оптимальный водный баланс способствует повышению сопротивляемости организма к стрессовым ситуациям и другим негативным воздействиям внешней среды. Вода разжижает кровь, помогает бороться с переутомлением. В основу здорового развития организма заложено три основных составляющих.

1. Правильное питание.
2. Активное времяпрепровождение.
3. Потребление качественной воды.

Последний пункт особо важен. Ведь если вода ненадлежащего качества, все вредные вещества, содержащиеся в ней, могут проникнуть в организм, а при условиях дополнительного загрязнения со стороны внешней среды, это, несомненно, приведет к нарушению в его функционирования. Чистая вода – залог здоровья всего организма. Приблизительная суточная норма воды составляет минимум 8 стаканов.

Для людей, которые все еще задаются вопросом, зачем поддерживать водный баланс, стоит уяснить, что она участвует и в профилактике заболеваний. Вода очищает человеческий организм, вымывая из него ненужные и вредные элементы. Придерживаясь суточной дозы, человек значительно сокращает возможность развития онкологических заболеваний. Так, люди, выпивающие ежедневно более 1,5 литра жидкости реже подвергаются развитию рака толстой кишки, мочевого пузыря и даже молочных желез.

При неблагоприятной экологической обстановке внешней среды, чтобы избежать проблем со здоровьем необходимо поддерживать в норме водно-солевой баланс.

Распределение биологических жидкостей в организме

Две трети всей жидкости в организме находится внутри клеток.

.

Это так называемая внутриклеточная жидкость. Оставшаяся треть находится вне клеток. Внеклеточная жидкость (ВКЖ) распределена между содержимым кровеносных сосудов (жидкостью плазмы) и межклеточной средой вне сосудов (интерстициальной жидкостью). Более 85% сосудистой жидкости находится в венозной системе и только около 15% — в артериальной. При избыточном увеличении объёма интерстициальной жидкости развивается отёк. При нажатии пальцем на место отёка жидкость обычно уходит из точки приложения давления и в этом месте образуется «впадина». Этот симптом носит название «питтинг». Его наличие указывает на избыточный объём свободно перемещающейся между клетками интерстициальной жидкости. Если при надавливании на место отёка пальцем питтинг не наблюдается, значит, у интерстициальной жидкости нет возможности свободно перемещаться. Обычно такую картину наблюдают при обструкции лимфатических путей (так называемой лимфэдеме) или локальном фиброзе тканей, что иногда приводит к венозному застою.

Генерализованный отёк всегда возникает вследствие увеличения объёма ВКЖ. Внутрисосудистый объём жидкости при этом может быть снижен, нормален или увеличен. Но поскольку две трети объёма ВКЖ приходятся на интерстициальную жидкость, накопления жидкости в межклеточных пространствах достаточно для общего увеличения этого объёма при генерализованном отёке даже на фоне снижения объёма жидкости в кровеносных сосудах.

Закон Старлинга. Согласно этому закону, скорость движения жидкости через стенки капилляров пропорциональна проницаемости этих стенок для воды, разности гидростатического давления внутри и вне капилляров и транскапиллярной разнице онкотического давления. В нормальных условиях жидкость вследствие большой разницы гидростатического давления внутри и вне капилляра выходит из него в ткани на уровне артериального колена. Однако на уровне венозного колена происходит обратный вход жидкости из интерстиция внутрь капилляра, поскольку транскапиллярная разница онкотического давления (заставляющая двигаться жидкость внутрь капилляра) становится больше, чем разница гидростатического давления. Поскольку большую часть высокого онкотического давления плазмы крови определяет сывороточный альбумин, гипоальбуминемия чаще всего приводит к избыточному выходу жидкости из капилляров в интерстиций тканей. Такая ситуация должна была бы привести к отёкам, однако существует ряд механизмов, компенсирующих данный эффект гипоальбуминемии. Во-первых, вследствие выхода части воды из сосудов происходит разбавление интерстициальной жидкости, вследствие чего концентрация белков (а следовательно, и онкотическое давление) в ней снижается. Во-вторых, увеличение объёма интерстициальной жидкости увеличивает её гидростатическое давление. В-третьих, увеличивается скорость возврата интерстициальной жидкости в кровоток через лимфу. При циррозе печени, например, когда вследствие фиброза печёночной ткани происходит сильное увеличение гидростатического давления в капиллярах, объём лимфатического дренирования может вырасти в 20 раз и достичь 20 л/сут. И только после преодоления всех указанных компенсирующих механизмов происходит накопление жидкости в интерстиции и развивается отёк. Следующий фактор, который может привести к развитию отёков, — увеличение водной проницаемости стенок капилляров. Именно этот механизм лежит в основе развития отёков при реакциях гиперчувствительности и ангионевротических отёков. Увеличение проницаемости стенок капилляров, возможно, участвует и в развитии отёков при сахарном диабете и при идиопатической циклической эдеме.

Рассмотренные выше механизмы относятся к генерализованным отёкам (т.е. описывают ситуацию увеличения всего объёма интерстициальной жидкости в организме). Но отёки могут возникать и в определённых областях тела, имеющих предрасположенность к этому. Выше, например, описан механизм развития асцита при повышении давления в портальной системе. Если человек пребывает в основном в вертикальном положении, отёки чаще развиваются в нижних частях тела, но в периоды длительного пребывания в горизонтальном положении отёчная жидкость преимущественно накапливается в крестцовой области и вокруг глаз. Врач должен уметь различать локализованный и генерализованный отёки.

Несмотря на то, что генерализованный отёк сильнее всего может проявляться в определённых частях тела, он возникает вследствие тотального увеличения объёма интерстициальной жидкости во всём организме. Локальный же отёк вызывают местные нарушения, и его не считают феноменом системного уровня. Например, обструкция какой-либо вены, что часто наблюдают при тромбофлебите, сопровождается локальным отёком, затрагивающим только одну нижнюю конечность. Обструкция лимфатического русла вследствие роста опухоли также может вызвать накопление интерстициальной жидкости, то есть отёк тканей.

Поэтому при обследовании пациента с отёками лодыжек врач должен рассмотреть в качестве возможных причин и заболевания вен (например, варикозное расширение), и поражение лимфатических сосудов. К несчастью, поражение глубоких вен невозможно выявить при обычном врачебном обследовании. Для этого необходимы специальные (обычно неинвазивные) диагностические приёмы. Часто при двухстороннем поражении венозных сосудов врач скорее начнёт ошибочно искать у больного причины генерализованного отёка, например застойную сердечную недостаточность (ЗСН) или цирроз печени, чем убедится в том, что имеет дело с обычными локальными отёками. Другая причина локальных двухсторонних отёков ног, очень напоминающих проявления генерализованного, — обструкция тазовых лимфатических сосудов (например, из-за сдавления новообразованием). Возможными причинами локальных отёков могут быть также травмы, ожоги, целлюлит и т.д.

Биологическая роль воды, биологическое значение воды

Введение

Организм человека почти на 70% состоит из воды. Вода — прежде всего растворитель, в среде которого протекают все элементарные акты жизнедеятельности. К тому же вода — продукт и субстрат энергетического метаболизма в живой клетке. Образно говоря, вода — это арена, на которой разыгрывается действие жизни и участник основных биохимических превращений.

Известно что вода присутствует во всех частях нашего организма, хотя например в коре мозга её 85%, в коже 72%, в зубной эмали всего лишь3%. Это свидетельствует о том, что в наиболее интенсивно работающих органах содержится большее число воды.

Некоторая часть воды в организме может более или менее прочно связываться с растворёнными в ней веществами и с поверхностью биополимерных макромолекул с помощью как водородных связей, так и сил ион-дипольного взаимодействия. Это может приводить к заметному изменению конфигурации, эффективных размеров и весов тех или иных частиц, участвующих в реакции, и в некоторых случаях к существенной модификации их свойств. Например, оказывается, что натриевые каналы нервных клеток, имеющие диаметр около 0,5 нм, практически недоступны для прохождения по ним ионов калия, хотя диаметр самого иона K+ равен 0,26 нм. В действительности ион K+ гидратирован и, следовательно, для расчёта его эффективных размеров к диаметру K+ следует прибавить диаметр молекулы воды 0,28 нм. В итоге комплексный ион [K· h3O]+ диаметром почти 0,6 нм сквозь натриевый канал пройти не может, тогда как гидратированный ион [Na· h3O]+ диаметром около 0,47 нм свободно диффундирует через этот канал.

Другим примером изменения размеров биологического субстрата может быть молекула ДНК. В частности известно, что на каждый нуклеотид макромолекулы приходится около 50 молекул воды, связанных с ДНК. В общей сложности водная плёнка ДНК увеличивает эффективный диаметр цилиндрической макромолекулы ДНК с 2 нм в безводном состоянии до 2,9 нм в водном растворе, что чрезвычайно важно, например, при считывании с неё информации.

Строение воды

Вода — уникальное вещество и все её аномальные свойства: высокая температура кипения, значительная растворяющая и диссоциирующая способность, малая теплопроводность, высокая теплота испарения и другие обусловлены строением её молекулы и пространственной структурой.

У отдельно взятой молекулы воды есть качество, которое проявляется только в присутствии других молекул: способность образовывать водородные мостики между атомами кислорода двух оказавшихся рядом молекул, так, что атом водорода располагается на отрезке, соединяющем атомы кислорода. Свойство образовывать такие мостики обусловлено наличием особого межмолекулярного взаимодействия, в котором существенную роль играет атом водорода. Это взаимодействие называется водородной связью.

Каждая из присоединённых к данной молекул воды сама способна к присоединению дальнейших молекул. Этот процесс можно называть «полимеризацией». Если только одна из двух возможных связей участвует в присоединении следующей молекулы, а другая остаётся вакантной, то «полимеризация» приведёт к образованию либо зигзагообразной цепи, либо замкнутого кольца. Наименьшее кольцо, по-видимому, может состоять из четырёх молекул, но величина угла 90° делает водородные связи крайне напряжёнными. Практически ненапряжёнными должны быть пятизвенные кольца (угол 108° ), а шестизвенные (угол 120° ), также как и семизвенные — напряжённые.

Рассмотрение реальных структур гидратов показывает, что, действительно, наиболее устойчиво шестизвенное кольцо, находимое в структурах льдов. Плоские кольца являются привилегией клатратных гидратов, причём во всех известных структурах чаще всего встречаются плоские пятизвенные кольца из молекул воды. Они, как правило, чередуются во всех структурах клатратных гидратов с шестизвенными кольцами, очень редко с четырёхзвенными, а в одном случае — с плоским семизвенным.

В целом структура воды представляется как смесь всевозможных гидратных структур, которые могут в ней образоваться.

В прикладном аспекте это, например, имеет важное значение для понимания действия лекарственных веществ. Как было показано Л. Полингом структурированная клатратная форма воды в межсинаптических образованиях мозга обеспечивает, с одной стороны, передачу импульсов с нейрона на нейрон, а, с другой стороны при попадании в эти участки наркозного вещества такая передача нарушается, то есть наблюдается явление наркоза. Гидратация некоторых структур мозга является одной из основ реализации действия наркотических анальгетиков (морфина).

Биологическое значение воды

Вода как растворитель. Вода — превосходный растворитель для полярных веществ. К ним относятся ионные соединения, такие как соли, у которых заряженные частицы (ионы) диссоцииируют в воде, когда вещество растворяется, а также некоторые неионные соединения, например сахара и простые спирты, в молекуле которых присутствуют заряженные (полярные) группы (-OH).

Результаты многочисленных исследований строения растворов электролитов свидетельствуют, что при гидратации ионов в водных растворах основную роль играет ближняя гидратация — взаимодействие ионов с ближайшими к ним молекулами воды. Большой интерес представляет выяснение индивидуальных характеристик ближней гидратации различных ионов, как степени связывания молекул воды в гидратных оболочках, так и степени искажения в этих оболочках тетраэдрической льдоподобной структуры чистой воды — связи в молекуле изменяются на неполный угол. Величина угла зависит от иона.

Когда вещество растворяется, его молекулы или ионы получают возможность двигаться более свободно и, соответственно, его реакционная способность возрастает. По этой причине в клетке большая часть химических реакций протекает в водных растворах. Неполярные вещества, например липиды, не смешиваются с водой и потому могут разделять водные растворы на отдельные компартаменты, подобно тому, как их разделяют мембраны. Неполярные части молекул отталкиваются водой и в её присутствии притягиваются друг к другу, как это бывает, например, когда капельки масла сливаются в более крупные капли; иначе говоря, неполярные молекулы гидрофобны. Подобные гидрофобные взаимодействия играют важную роль в обеспечении стабильности мембран, а также многих белковых молекул, нуклеиновых кислот и других субклеточных структур.

Присущие воде свойства растворителя означают также, что вода служит средой для транспорта различных веществ. Эту роль она выполняет в крови, в лимфатической и экскреторных системах, в пищеварительном тракте и во флоэме и ксилеме растений.

Большая теплоёмкость. Удельной теплоёмкостью воды называют количество теплоты в джоулях, которое необходимо, чтобы поднять температуру 1 кг воды на 1° C. Вода обладает большой теплоёмкостью (4,184 Дж/г). Это значит, что существенное увеличение тепловой энергии вызывает лишь сравнительно небольшое повышение её температуры. Объясняется такое явление тем, что значительная часть этой энергии расходуется на разрыв водородных связей, ограничивающих подвижность молекул воды.

Большая теплоёмкость воды сводит к минимуму происходящие в ней температурные изменения. Благодаря этому биохимические процессы протекают в меньшем интервале температур, с более постоянной скоростью и опасность нарушения этих процессов от резких отклонений температуры грозит им не столь сильно. Вода служит для многих клеток и организмов средой обитания, для которой характерно довольно значительное постоянство условий.

Большая теплота испарения. Скрытая теплота испарения есть мера количества тепловой энергии, которую необходимо сообщить жидкости для её перехода в пар, то есть для преодоления сил молекулярного сцепления в жидкости. Испарение воды требует довольно значительных количеств энергии (2494 Дж/г). Это объясняется существованием водородных связей между молекулами воды. Именно в силу этого температура кипения воды — вещества со столь малыми молекулами — необычно высока.

Энергия, необходимая молекулам воды для испарения, черпается из их окружения. Таким образом, испарение сопровождается охлаждением. Это явление используется у животных при потоотделении, при тепловой одышке у млекопитающих или у некоторых рептилий (например, у крокодилов), которые на солнцепёке сидят с открытым ртом; возможно, оно играет заметную роль и в охлаждении транспирирующих листьев.

Большая теплота плавления. Скрытая теплота плавления есть мера тепловой энергии, необходимой для расплавления твёрдого вещества (льда). Воде для плавления (таяния) необходимо сравнительно большое количество энергии. Справедливо и обратное: при замерзании вода должна отдать большое количество тепловой энергии. Это уменьшает вероятность замерзания содержимого клеток и окружающей их жидкости. Кристаллы льда особенно губительны для живого, когда они образуются внутри клеток.

Плотность и поведение воды вблизи точки замерзания. Плотность воды (максимальна при +4° С) от +4 до 0° С понижается, поэтому лёд легче воды и в воде не тонет. Вода — единственное вещество, обладающее в жидком состоянии большей плотностью, чем в твёрдом, так как структура льда более рыхлая, чем структура жидкой воды.

Поскольку лёд плавает в воде, он образуется при замерзании сначала на её поверхности и лишь под конец в придонных слоях. Если бы замерзание прудов шло в обратном порядке, снизу вверх, то в областях с умеренным или холодным климатом жизнь в пресноводных водоёмах вообще не могла бы существовать. То обстоятельство, что слои воды, температура которых упала ниже 4° С, поднимаются вверх, обусловливает перемешивание воды в больших водоёмах. Вместе с водой циркулируют и находящиеся в ней питательные вещества, благодаря чему водоёмы заселяются живыми организмами на большую глубину.

После проведения ряда экспериментов было установлено, что связанная вода при температуре ниже точки замерзания не переходит в кристаллическую решётку льда. Это энергетически невыгодно, так как вода достаточно прочно связана с гидрофильными участками растворённых молекул. Это находит применение в криомедицине.

Большое поверхностное натяжение и когезия. Когезия — это сцепление молекул физического тела друг с другом под действием сил притяжения. На поверхности жидкости существует поверхностное натяжение — результат действующих между молекулами сил когезии, направленных внутрь. Благодаря поверхностному натяжению жидкость стремится принять такую форму, чтобы площадь её поверхности была минимальной (в идеале — форму шара). Из всех жидкостей самое большое поверхностное натяжение у воды (7,6 · 10-4 Н/м). Значительная когезия, характерная для молекул воды, играет важную роль в живых клетках, а также при движении воды по сосудам ксилемы в растениях. Многие мелкие организмы извлекают для себя пользу из поверхностного натяжения: оно позволяет им удерживаться на воде или скользить по её поверхности.

Вода как реагент. Биологическое значение воды определяется и тем, что она представляет собой один из необходимых метаболитов, то есть участвует в метаболических реакциях. Вода используется, например, в качестве источника водорода в процессе фотосинтеза, а также участвует в реакциях гидролиза.

Особенности талой воды

Уже небольшое нагревание (до 50-60° С) приводит к денатурации белков и прекращает функционирование живых систем. Между тем охлаждение до полного замерзания и даже до абсолютного нуля не приводит к денатурации и не нарушает конфигурацию системы биомолекул, так что жизненная функция после оттаивания сохраняется. Это положение очень важно для консервирования органов и тканей предназначенных для пересадки. Как указывалось выше, вода в твёрдом состоянии имеет другую упорядоченность молекул, чем в жидком и после замерзания и оттаивания приобретает несколько иные биологические свойства, что послужило причиной применения талой воды с лечебной целью. После оттаивания вода имеет более упорядоченную структуру, с зародышами клатратов льда что позволяет ей взаимодействовать с биологическими компонентами и растворёнными веществами, например с другой скоростью. При употреблении талой воды в оганизм попадают мелкие центры льдоподобной структуры, которые в дальнейшем могут разрастись и перевести воду во льдоподобное состояние и тем самым произвести оздоравливающее действие.

Информационная роль воды

При взаимодействии молекул воды со структурными компонентами клетки могут образовываться не только вышеописанные пяти-, шести- и т. д. компонентные структуры, но и трёхмерные образования могут образовываться додекаэдральные формы, которые могут обладать способностью к образованию цепочечных структур, связанных общими пятиугольными сторонами. Подобные цепочки могут существовать и в виде спиралей, что делает возможным реализацию механизма протонной проводимости по этому универсальному токопроводу. Следует также учесть данные С. В. Зенина (1997 г.), что молекулы воды в таких образованиях могут взаимодействовать между собой по принципу зарядовой комплементарности, то есть посредством дальнего кулоновского взаимодействия без образования водородных связей между гранями элементов, что позволяет рассматривать структурированное состояние воды в виде исходной информационной матрицы. Такая объёмная структура имеет возможность переориентироваться, в результате чего происходит явление «памяти воды», так как в новом состоянии отражено кодирующее действие введённых веществ или других возмущающих факторов. Известно, что такие структуры существуют непродолжительное время, но в случае нахождения внутри додекаэдра кислорода или радикалов происходит стабилизация таких структур.

В прикладном аспекте возможности «памяти воды» и передачи информации посредством структурированной воды объясняют действие гомеопатических средств и акупунктурных воздействий.

Как уже говорилось, все вещества при растворении в воде образуют гидратные оболочки и поэтому каждой частице растворённого вещества соответствует конкретная структура гидратной оболочки. Встряхивание такого раствора приводит к схлопыванию микропузырьков с диссоциацией молекул воды и образованию протонов, стабилизирующих такую воду, которая приобретает излучательные свойства и свойства памяти, присущие растворённому веществу. При дальнейшем разведении этого раствора и встряхивании образуются всё более длинные цепи — спирали и в 12-сотенном разведении уже нет самого вещества, но сохраняется память о нём. Введение этой воды в организм передаёт эту информацию в структурированные компоненты воды биологических жидкостей, которая передаётся структурным компонентам клеток. Таким образом, гомеопатический препарат действует прежде всего информационно. Добавление спирта в процессе приготовления гомеопатического средства удлиняет устойчивость во времени структурированной воды.

Не исключено, что спиралеобразные цепи структурированной воды являются возможными компонентами переноса информации из биологически активных точек (точек акупунктуры) на структурные компоненты клеток определённых органов.

Список литературы

1. Садовничая Л. П. с соавт. Биофизическая химия, К.: Вища школа, 1986. — 271 с.
2. Габуда С. П. Связанная вода. Факты и гипотезы, Новосибирск: Наука, 1982. — 159 с.
3. Сб. Структура и роль воды в живом организме, Л.: Изд. ЛГУ, 1966. — 208 с.
4. Бышевский А. Ш., Терсенов О. А. Биохимия для врача, Екатеринбург: изд. «Уральский рабочий», 1994. — 378 с.
5. Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология, т. 1.: Пер. с англ. — М.: Мир, 1993. — 368 с.
6. Чанг Р. Физическая химия с приложениями к биологическим системам М.: Мир, 1980. — 662 с.
7. Зенин С. В. Водная среда как информационная матрица биологических процессов. В кн. Тезисы докладов 1 Международного симпозиума, Пущино, 1997, с. 12-13.
8. Смит С. Электромагнитная биоинформация и вода. Вестник биофизической медицины, 1994 №1, с. 3-13.
9. Антонченко В. Я., Ильин В. В. Проблемные вопросы физики воды и гомеопатии. Вестник биофизической медицины, 1992 №1, с.11-13.

Внутренняя среда организма, подготовка к ЕГЭ по биологии

Внутренняя среда организма складывается из 3 тесно взаимосвязанных компонентов: кровь, лимфа и межклеточная жидкость (тканевая,
интерстициальная).

В капиллярах стенка состоит из одного слоя клеток, что делает возможным газообмен и обмен питательными веществами с окружающими капилляр тканями. Через стенку
сосуда газы, питательные вещества и вода из крови устремляются к клеткам. В клетках происходит тканевое дыхание, в межклеточную
жидкость выделяется углекислый газ, который затем поступает в кровь, соединяется с гемоглобином и, достигая альвеол в легких,
удаляется из организма.

У лимфатических сосудов есть особенность, которую вы всегда обнаружите на рисунке: они начинаются слепо, в отличие от кровеносных
сосудов. Лимфу в них образует вода, поступающая из межклеточной жидкости. Лимфа участвует в перераспределении жидкости в организме.

Состав и функции крови

Кровь — важнейшая составляющая внутренней среды организма. Напомню, что эта ткань относится к жидким соединительным
тканям и состоит из плазмы (на 55%) и форменных элементов (оставшиеся 45%). У взрослого человека объем крови составляет 4-6 литра.

Давайте систематизируем и углубим наши знания о крови. Кровь состоит из:

• Плазмы на 55%


В состав плазмы входят различные белки: альбумины, глобулины, фибриноген, ионы Ca²⁺, K⁺,
Mg²⁺, Na⁺, Cl^—, HPO₄^—, HCO₃^—.


Плазма выполняет ряд важных функций:

• Трофическую (питательную) — белки плазмы являются источником аминокислот
• Буферную — поддерживают кислотно-щелочное состояние (pH крови = 7,35-7,4)
• Транспортную — белки глобулины транспортируют питательные вещества — жиры, а также гормоны, витамины
• Защитную — в крови циркулируют антитела, белки крови (в частности фибриноген) обеспечивают гемостаз
  (свертывание крови)


Отметьте, что плазма крови без фибриногена называется сывороткой (она не свертывается, в отличие от плазмы).
Концентрация соли NaCl (хлорида натрия) в крови примерно постоянна и составляет 0,9%.




• Форменных элементов


К ним относятся:

• Эритроциты — от греч. ἐρυθρός — красный и κύτος — вместилище, клетка


Эритроциты — красные кровяные тельца, основная их
функция — дыхательная — перенос газов: кислорода от альвеол легких к тканям и углекислого газа от тканей к альвеолам.
В 1 мм³ крови находится около 4-5 млн.
Основной белок эритроцита — гемоглобин, состоящий из железосодержащего гема (Fe) и белка глобина.


Эритроциты имеют характерную двояковогнутую форму, лишены ядра (в отличие от эритроцитов других животных, например,
эритроциты лягушки содержат ядро). Их маленький диаметр и способность складываться помогает им проникать через самые
мельчайшие сосуды нашего тела — капилляры, диаметр которых меньше, чем диаметр эритроцита!


Эритроциты дифференцируются в красном костном мозге (в губчатом веществе костей), срок их жизни составляет 120 дней. К окончанию жизненного цикла их форма становится шарообразной. Такие старые шарообразные эритроциты
задерживаются в печени и селезенке, которая называется кладбищем эритроцитов. Здесь они разрушаются, а их остатки
фагоцитируются.


Из статьи о легких вы уже знаете, что гемоглобин образует соединения:

• C кислородом — оксигемоглобин
• C углекислым газом — карбгемоглобин
• C угарным газом — карбоксигемоглобин


Сродство гемоглобина к угарному газу в 300 раз выше, чем к кислороду, поэтому карбоксигемоглобин
очень устойчив.





Вообразите: при содержании во вдыхаемом воздухе 0,1% угарного газа 80% от общего количества гемоглобина
связываются с угарным газом, а не кислородом! Угарный газ образуется при пожарах в замкнутом пространстве,
отравиться им и потерять сознание можно очень быстро. Если немедленно не вынести человека на свежий воздух,
то летальный исход становится неизбежным.


Запомните, что у людей, живущих в горной местности, количество эритроцитов в крови несколько выше, чем у
обитателей равнины. Это связано с тем, что концентрация кислорода в горах ниже средней, вследствие чего
компенсаторно увеличивается содержание эритроцитов в крови, чтобы переносить больше кислорода.

• Лейкоциты — от др.-греч. λευκός — белый и κύτος — вместилище, тело


Лейкоциты — белые кровяные тельца, имеющие ядро и не содержащие гемоглобин. Дифференцируются в красном костном мозге,
лимфатических узлах. С кровью переносятся к тканям организма, где проходит основная часть их жизненного цикла: они выполняют защитную функцию, которая заключается в:

• Осуществлении фагоцитоза
• Обезвреживании ядов, токсинов
• Участие в клеточном и гуморальном иммунитете


Число лейкоцитов в 1 мм³ крови 4-9 тысяч. Лейкоциты разнообразны по форме и строению, среди них встречаются
нейтрофилы, лимфоциты, моноциты. Их деятельность направлена на защиту организма: они обеспечивают иммунитет.


Если лейкоциты
увеличены в анализе крови, то врач может заподозрить инфекционный процесс: во время него лейкоциты возрастают, чтобы
уничтожить бактерии и вирусы, попавшие в организм.


Около 25-40% от всех лейкоцитов составляют лимфоциты, в популяции которых можно обнаружить T- и B-лимфоциты. Они
выполняют важнейшие функции, благодаря которым формируется иммунитет.


T-лимфоциты созревают в специальном органе — тимусе (вилочковой железе). Они обеспечивают клеточный иммунитет, выявляют
и уничтожают мутантные (раковые) клетки, миллионы которых ежедневно образуются даже у здорового человека. Уничтожают в организме подобные клетки T-лимфоциты путем фагоцитоза.


Фагоцитоз — процесс, при котором клетки захватывают и переваривают твердые частицы (другие клетки). Создатель фагоцитарной
теории иммунитета И.И. Мечников провел опыт, который наглядно демонстрирует, что лейкоциты способны выходить из кровеносного
русла в ткани (при воспалении), фагоцитировать попавшие в рану чужеродные белки, бактерии.


Гуморальный (греч. humor — жидкость) иммунитет обеспечивается B-лимфоцитами. После контакта с антигеном (чужеродное вещество в организме) B-лимфоцит
превращается в плазмоцит — клетку, которая вырабатывает антитела. Антитела (иммуноглобулины) — белковые молекулы, препятствующие размножению микроорганизмов и нейтрализующие выделяемые ими токсины.


Часть плазмоцитов может оставаться в организме после устранения антигена многие годы, эта часть обеспечивает иммунную память, благодаря которой
в случае повторного попадания того же антигена — человек не заболеет, либо легко и быстро перенесет болезнь.

• Тромбоциты — от греч. θρόμβος — сгусток и κύτος — клетка


Устаревшее название тромбоцитов — кровяные пластинки. Тромбоциты — клеточные элементы крови, представляющие собой круглые безъядерные
образования. В 1 мм³ насчитывается 250-400 тысяч клеток.


Дифференцируются (образуются) тромбоциты в красном костном мозге. На их поверхности имеются рецепторы,
которые активируются при повреждении кровеносного русла. Они играют важную роль в процессе
гемостаза — свертывания крови, предотвращают кровопотерю.


Процесс гемостаза требует нашего особого внимания. Гемостаз (от греч. haima — кровь + stasis — стояние) -
процесс свертывания крови, являющийся важнейшим защитным механизмом от кровопотери. Активируется при
повреждении кровеносных сосудов.


Гемостаз зависит от множества факторов, среди которых важное место отводится ионам Ca²⁺. Гемостаз происходит
следующим образом: при повреждении сосуда из тромбоцитов высвобождаются тромбопластины, которые способствуют переходу протромбина в тромбин. В свою очередь, тромбин способствует переходу растворимого белка крови, фибриногена, в нерастворимый фибрин.


Истинный тромб образуется при переходе растворимого белка крови, фибриногена, в нерастворимый фибрин, нити которого
создают «сетку», где застревают эритроциты. В результате останавливается кровотечение из сосуда.

Группы крови и трансфузия (переливание)

Не могу утаить, что существует более 30 различных систем групп крови. Наиболее широко используемая (в том числе и в
медицине при переливании крови) — система AB0. Она основана на том факте, что на мембране эритроцитов располагаются различные
антигены, определенные генетически. На основании сходства этих антигенов людей делят на 4 группы.

Наибольшее значение в системе AB0 имеют агглютиногены A и B, расположенные на поверхности эритроцитов, и агглютинины α и β.
Если встречаются два одинаковых компонента, к примеру: агглютиноген A и агглютинины α, то начинается реакция агглютинации —
эритроциты начинают склеиваться.

Агглютинацию ни в коем случае нельзя допустить, она может сильно ухудшить состояние пациента
вплоть до летального исхода. При переливании крови строго соблюдается следующее правило: переливается только кровь,
относящаяся к одной и той же группе. Это наилучший вариант, однако, и здесь бывают неудачные переливания, заканчивающиеся
гибелью пациента, ведь ранее я уточнил, что система AB0 является лишь одной из 30 систем групп крови, а учесть их все
не представляется возможным.

Ниже вы найдете схему, где группы крови (по системе AB0) проверяют на совместимость. Реципиентом называют того, кому переливают кровь,
а донором — от кого переливают. Если вы видите сгустки эритроцитов, то это значит, что произошла агглютинация, и переливание крови от донора к реципиенту ни к чему хорошему не приведет.

В рамках заданий ЕГЭ (по опыту решений) переливанию подвергаются именно эритроциты, то есть агглютиногены. Для более полного понимания рассмотрим два случая.

1) При переливании крови от донора 0 к реципиенту A (II) агглютинации не происходит (кровь донора не содержит агглютиногенов).

2) При переливании крови от донора A к реципиенту 0 (I) агглютинация происходит (кровь донора содержит агглютиноген A).

Из-за того, что вместе оказываются агглютинин α и агглютиноген A между эритроцитами начинается агглютинация — они
склеиваются.

Резус-фактор (Rh-фактор) и резус-конфликт

Помимо агглютиногенов системы AB0 на поверхности эритроцитов могут присутствовать резус-антигены. «Могут» — потому что
у большинства людей они есть (85%), а у некоторых резус-антигены отсутствуют (15%). Если данные белки имеются, то
говорят, что у человека положительный резус-фактор, если белки отсутствуют — отрицательный резус-фактор.

Особую важность приобретает резус-фактор у матери и плода. Если женщина резус-отрицательна, а плод
резус-положителен, то при повторной беременности существует риск резус-конфликта: антитела матери начнут атаковать
эритроциты плода, которые разрушатся и плод погибент от гипоксии (нехватки кислорода).

Заметьте — при первой беременности нет угрозы резус-конфликта. Если женщина резус-положительна, то никакого резус-конфликта
не может быть априори, независимо от того резус-положительный или резус-отрицательный плод.

Опасность резус-конфликта вовсе не значит, что вы должны выбирать свою половинку руководствуясь наличием или отсутствием
резус-антигенов)) Они не должны вам препятствовать!) Доложу вам, что на сегодняшней день арсенал лекарственных препаратов
помогает устранить резус-конфликт и успешно рожать женщине во 2, 3, и т.д. раз. Главное, чтобы беременность протекала под наблюдением врача с самого раннего срока.

Лимфа, лимфатическая система

Лимфа, как и кровь, образует внутреннюю среду организма. В самом начале статьи была схема, на которой видно, как кровь,
тканевая жидкость и лимфа соотносятся друг с другом. В норме избыток жидкости выводится из тканей по лимфатическим сосудам.

Состав лимфы близок к плазме крови: в лимфе можно обнаружить антитела, фибриноген и ферменты. Лимфатические сосуды
впадают в лимфатические узлы, которые М.Р. Сапин, выдающийся анатом, называл «сторожевые посты». Здесь появляются
лимфоциты — важнейшее звено иммунитета, и происходит фагоцитоз бактерий.

Подытоживая полученные знания, давайте соберем вместе функции лимфатической системы:

• Защитная — в лимфатических узлах образуются лимфоциты, происходит фагоцитоз бактерий
• Транспортная — в лимфатические сосуды кишечника всасываются жиры
• Возврат белка в кровь из тканевой жидкости
• Перераспределение жидкости в организме

Куда же течет вся лимфа с жирами, лимфоцитами и белками? В конечном итоге лимфатическая система соединяется с кровеносной,
впадая в нее в области левого и правого венозных углов. Таким образом, лимфатическая и кровеносная системы теснейшим образом
связаны друг с другом.

Виды иммунитета

Мы уже отчасти касались темы иммунитета в нашей статье и отмечали особый вклад И.И. Мечникова в создании фагоцитарной теории
иммунитета.

Иммунитет — способ защиты организма и поддержания гомеостаза внутренней среды, предупреждающий размножение
в организме инфекционных агентов. Выделяют естественный и искусственный иммунитет.

Естественный иммунитет включает в себя врожденный (видовой) и приобретенный (индивидуальный).

Врожденный иммунитет заключается в невосприимчивости человека к болезням животных: человек не может заболеть многими
болезнями собак, и, наоборот, собаки невосприимчивы ко многим заболеваниям человека.

Приобретенный (индивидуальный) иммунитет бывает активный и пассивный.

• Активный

Вырабатывается человеком в ответ на внедрение инфекционного агента через 10-12 дней (образование антител)

• Пассивный

Состоит в переходе материнских антител в кровь плода, также антитела поступают вместе
с грудным молоком. Пассивным этот вид иммунитета называется потому, что сам организм антитела не вырабатывает, а использует уже готовые.

Искусственный иммунитет делится на активный и пассивный.

Активный искусственный создается с помощью прививок — вакцинации. При вакцинации в организм здорового человека вводят разрушенные или ослабленные инфекционные агенты (вакцину), с которыми лейкоциты легко справляются, в результате чего вырабатываются антитела. Это напоминает тренировку перед матчем: когда настоящий вирус/бактерия попадут
в организм, лейкоцитам будет все о них известно, и они быстро выработают антитела, за счет чего заболевание пройдет либо в легкой,
либо в бессимптомной форме.

Пассивный искусственный иммунитет подразумевает применение лечебной сыворотки, которая содержит готовые антитела к возбудителю
заболевания. Часто сыворотки применяются в экстренных случаях, когда заболевание протекает тяжело и медлить нельзя. Существует
противоботулиническая сыворотка (применятся при тяжелейшем заболевании — ботулизме), антирабическая сыворотка (против вируса
бешенства).

Лечебные сыворотки получают из крови животных, зараженных определенным вирусом или бактерией. Получение сыворотки заключается
в выделении из крови готовых антител к данному возбудителю. Применяются сыворотки не только в лечебных, но и в профилактических
целях.

Позвольте добавить краткую и важную историческую сводку. Первая прививка была сделана Эдвардом Дженнером в 1796 году. Он заметил, что
доярки, переболевшие коровьей оспой, невосприимчивы к натуральной. Получив согласие родителей ребенка, Дженнер заразил ребенка (!) коровьей оспой, тот перенес ее и через две недели был невосприимчив к натуральной оспе. Так Эдвард Дженнер начал эпоху вакцинации.

Луи Пастер также внес огромнейший вклад, создав и сделав первую прививку от бешенства в 1885 году. Мать привезла к нему в Париж сына,
которого покусала бешеная собака. Было очевидно, что без вмешательства мальчик умрет. Пастер взял на себя огромную ответственность (к слову,
не имея врачебной лицензии) и 14 дней вводил мальчику изобретенную вакцину. Мальчик вылечился, симптомы бешенства не развились. Примечательно,
что всю взрослую жизнь спасенный юноша посвятил Пастеру, работая сторожем в Пастеровском музее.

Заболевания

Анемия (от др.-греч. ἀν- — приставка со значением отрицания и αἷμα «кровь»), или малокровие — снижение концентрации гемоглобина в крови,
очень часто с одновременным уменьшением количества эритроцитов. Вам уже известна основная функция эритроцитов, и вы легко сможете догадаться,
что при анемии кислорода к тканям поступает меньше должного уровня — отсюда и развиваются симптомы анемии.

Пациенты могут жаловаться на непривычную одышку (учащение дыхания) при незначительных физических нагрузках, общую слабость, быструю утомляемость,
головную боль, сердцебиение, шум в ушах. При анализе крови анемию выявить легко, гораздо сложнее выявить причину, из-за которой анемия возникла.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2020

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение
(в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов
без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования,
обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

A Validation Study и Application

Метод ВЭЖХ был разработан и утвержден для одновременного обнаружения и количественного определения семи водорастворимых витаминов (C, B ₁ , B ₂ , B ₅ , B ₆ , B ₉ , B ₁₂ ) в биологических матрицах (плазме и моче). Разделение достигалось при 30 ° C на колонке с обращенной фазой C18-A с использованием комбинированного изократического и линейного градиентного элюирования с подвижной фазой, состоящей из 0,01% водной TFA и 100% метанола.Общее время работы составило 35 минут. Детектирование проводили с диодной матрицей, установленной на 280 нм. Каждый витамин определяли количественно при максимальной длине волны. Спектральное сравнение использовалось для идентификации пиков в реальных образцах (24 образца плазмы и мочи от воздерживающихся от алкоголя мужчин). Дневная и внутридневная точность составляла <4% и <7%, соответственно, для всех витаминов. Процент восстановления варьировался от 93% до 100%.

1. Введение

Водорастворимые витамины включают витамины группы B (B ₁ , B ₂ , B ₃ , B ₅ , B ₆ , B ₉ , B ₁₂ ) и аскорбиновая кислота (витамин С).Витамины — это питательные микроэлементы, которые необходимы для жизни, и многие из них играют важную роль в регуляции функционирования мозга (например, дефицит витамина B _{— 1} вызывает биохимические поражения мозга, вызывающие энцефалопатию Вернике, острое психоневрологическое состояние, часто наблюдаемое у хронических алкоголиков. [3]).

Стандартные методы анализа витаминов в биологических жидкостях часто основаны на трудоемких микробиологических анализах, которые могут не иметь специфичности [4]. Кроме того, экстракция витаминов включает предварительную обработку с помощью сложных химических реакций с последующими индивидуальными методами определения каждого витамина.В течение последних десятилетий возрастает интерес к одновременному определению витаминов. Таким образом, в последние годы были разработаны различные аналитические методы [5–9]. Ряд недавних исследований был посвящен валидации аналитических методологий для анализа поливитаминов, но подавляющее большинство из них применяло свои методы для анализа пищевых матриц, напитков, поливитаминовых премиксов и витаминных добавок [10, 11]. С другой стороны, лишь относительно небольшое количество экспериментальных исследований было сосредоточено на валидации аналитических методологий анализа поливитаминов в биологических образцах (кровь и моча) и дало ограниченные результаты с точки зрения длительных этапов подготовки образцов, надежности и воспроизводимости метода [8].Из-за отсутствия надежного и валидированного аналитического теста для поливитаминного анализа в биологических образцах при рутинной клинической оценке и в тех исследованиях, где необходим своевременный и надежный аналитический метод, целью этого исследования была разработка и проверка новой методологии ВЭЖХ для быстрое обнаружение и количественное определение семи водорастворимых витаминов (B ₁ , B ₂ , B ₅ , B ₆ , B ₉ , B ₁₂ , C) в биологических жидкостях (плазме и моче ).Затем утвержденный метод был применен для количественного определения водорастворимых витаминов в образцах плазмы и мочи, полученных от 24 воздерживающихся от алкоголя мужчин.

2. Материалы и методы

2.1. Стандарты и реагенты

Водорастворимые витамины, использованные в этом исследовании (B ₁ , B ₂ , B ₃ , B ₅ , B ₆ в виде пиридоксальфосфата [5′-PLP], B ₉ , B ₁₂ и C) и внутренний стандарт (теобромин) были приобретены у Sigma-Aldrich, Gillingham, UK, и имели наивысший доступный уровень чистоты (> 95%).Метанол, этанол (степень чистоты для ВЭЖХ) и н-гексан были получены от Fisher Scientific, Loughborough, UK. Трифторуксусная кислота (TFA) с чистотой химического протеина (> 99,5%) была приобретена у Thermo Scientific, Fisher Scientific, Лафборо, Великобритания. Сверхчистая вода для ВЭЖХ (система очистки воды Maxima, USF Elga, High Wycombe, UK) использовалась на протяжении всего протокола.

2.2. Хроматографические условия

Для анализа и количественного определения витаминов в биологических образцах использовалась хроматографическая система Agilent 1100 (Agilent Ltd., South Queensferry, UK).Программное обеспечение ChemStation контролировало всю хроматографическую систему.

Витамины разделяли на обращенно-фазовой хроматографической колонке MetaChem Polaris C18-A (5 мкм, м, 250 мм × 2,1 мм, внутренний диаметр, Varian medical system Ltd, Кроули, Великобритания), снабженной предварительной колонкой (колонка MetaGuard, C18- A, Varian medical system Ltd, Кроули, Великобритания) с использованием комбинированного изократического и линейного градиентного элюирования с подвижной фазой, состоящей из 0,01% водной TFA (pH 2,9, растворитель A) и 100% метанола (растворитель B).Профиль линейного градиента (A: B) начался с 95: 5 и оставался постоянным в течение первых 4 минут, затем линейно уменьшался до 2: 98 в течение следующих 6 минут, затем оставался постоянным в следующие 20 минут и, наконец, линейно увеличилась до 95: 5 за последние 5 минут разделения. Общее время работы составило 35 минут. Этот градиент использовался для температурных исследований; впоследствии время градиента было изменено, чтобы сократить время анализа. Скорость потока доводили до 0,2 мл / мин. Объем закачки составил 3 мкл л.Температура колонки поддерживалась постоянной на уровне 30 ° C. Детектирование осуществляли с помощью детектора на матрице фотодиодов, контролирующего элюент при 280 нм; однако количественный анализ проводили при максимальной длине волны для каждого витамина следующим образом: 230 нм для аскорбиновой кислоты, 270 нм для тиамина, 265 нм для рибофлавина, 256 нм для никотинамида, 266 нм для пантотеновой кислоты, 257 нм для пиридоксина, 280 нм для фолиевой кислоты. кислоты и 230 нм для цианокобаламина. Идентификация разрешенных пиков в реальных образцах проводилась путем сравнения их спектров со спектрами, полученными из водных стандартных растворов.

2.3. Стандарты приготовления

Водные исходные растворы водорастворимых витаминов (B ₁ , B ₃ , B ₅ , B ₆ в виде пиридоксальфосфата [5′-PLP], B ₉ , B ₁₂ , C) получали еженедельно взвешиванием 10 мг каждого витамина в мерном цилиндре в 100 мл сверхчистой воды (Maxima water, USF Elga, High Wycombe, UK), содержащей 0,01% трифторуксусной кислоты (TFA). Витамин B ₂ получали взвешиванием 5 мг и затем добавляли к раствору поливитаминов (конечная концентрация рибофлавина составляла 50 нг мкл л ^-1 ).После непродолжительного перемешивания раствор переливали в бутыль из янтарного стекла для хранения при + 4 ° C. Конечная концентрация каждого витамина составляла 100 нг мкл л ^-1 (за исключением витамина В ₂ , который составлял 50 нг мкл л ^-1 ). Раствор витамина B ₉ готовили путем взвешивания 5 мг порошкообразного витамина B ₉ в мерном цилиндре и растворения в 100 мл 1 М NaHCO ₃ . Все растворы хранили в холодильнике во флаконах из желтого стекла для защиты витаминов от окисления под действием света.Рабочие стандартные растворы готовили свежими ежедневно из исходных растворов. Конечная концентрация стандартов водорастворимых витаминов составляла от 0,25 до 25 нг мкл л ^-1 (шесть уровней концентрации). Теобромин (внутренний стандарт) использовали в концентрации 2 нг мкг л ^-1 .

2.4. Подготовка образца

Были проведены эксперименты для определения процедуры подготовки образца, которая позволила бы одновременно обнаруживать семь водорастворимых витаминов в биологических образцах.Аликвоты одной пробы плазмы с добавлением добавок (конечная концентрация каждого водорастворимого витамина: 20 нг мкл л ^-1 ) одновременно обрабатывали, следуя одной из этих трех процедур: депротеинизация с использованием 400 мкл л чистого ацетонитрила с последующей твердой фазой. добыча. Метод твердофазной экстракции был получен из [8]. Второй метод включал метод экстракции жидкость-жидкость [600 мкл л n -гексан + 150 мкл л этанол: метанол, 95: 5, об. / Об.] Без твердофазной экстракции.Третий метод включал депротеинизацию с помощью 600 мкл л этанол: метанол, 95: 5, об. / Об. С последующей процедурой твердофазной экстракции согласно [8]. Эксперименты проводили в трех экземплярах.

Первая методика была выполнена в соответствии с процедурой, описанной в [8], с незначительной модификацией использования 400 мкл л чистого ацетонитрила в соотношении 1: 1 (об. / Об.) К свежей или свежеоттаявшей плазме, предварительно обогащенной внутренним стандарт (теобромин, 2 нг мкл л ^-1 ).

Вторую методику проводили путем переноса в стеклянную пробирку для анализа 400 мкл л свежей или свежеоттаявшей плазмы, содержащей IS. Добавляли 600 микролитров чистого n -гексана и пробирки кратковременно перемешивали на вортексе. Добавление гексана использовалось для извлечения жирорастворимых компонентов матрицы, которые могут мешать анализу витаминов. Затем пробирки центрифугировали при 4000 об / мин в течение 5 минут при 4 ° C. После завершения центрифугирования в пробирки добавляли 150 мкл л этанола: метанола (95: 5, об. / Об.) И центрифугировали при 23000 об / мин в течение 15 минут при 4 ° C.Верхний слой (органическая фаза) отбрасывали. Нижний слой (водная фаза) собирали и помещали в новую микроцентрифужную пробирку с крышкой. Пробирки помещали в прибор SpeedVac (Thermo Scientific, Fisher Scientific, Лафборо, Великобритания) для сушки. Когда супернатант водной фазы полностью высох, образцы ресуспендировали в двух виалах для ВЭЖХ, содержащих 0,01% TFA в воде. Перед введением ВЭЖХ не проводили твердофазную экстракцию.

Третью методику проводили путем добавления 600 мкл л смеси этанол: метанол (95: 5, об. / Об.) К 400 мкл л свежей или свежеоттаявшей плазмы.Образцы кратковременно перемешивали на вортексе (30 секунд) и центрифугировали при 15000 об / мин в течение 15 минут при 4 ° C. Супернатант осторожно собирали и помещали в новую закрытую микроцентрифужную пробирку и помещали в прибор SpeedVac. После высыхания образцы ресуспендировали в смеси вода: метанол (50: 50, об. / Об.) Перед нанесением на твердофазный картридж. Твердофазную экстракцию проводили по методике, изложенной в [8].

Те же процедуры использовались и для образцов мочи без изменений.

2,5. Процедура твердофазной экстракции

Процедура твердофазной экстракции (ТФЭ) проводилась в соответствии с протоколом, описанным Chatzimichalakis и его коллегами [8] без каких-либо модификаций.

2.6. Разработка метода

2.6.1. Температурные исследования

Температурные исследования были проведены для оценки рабочей температуры, которая обеспечивает наилучшее разрешение пиков за минимальное время. Были выполнены пять инъекций ВЭЖХ из одного стандартного раствора водо- и липидорастворимых витаминов и внутреннего стандарта, и эксперимент был проведен в трех повторностях для каждой выбранной температуры (20, 25, 30 и 40 ° C).

2.6.2. Пригодность системы

Пригодность системы оценивали с помощью пяти повторных анализов стандартной водной смеси водорастворимых витаминов (20 нг мкл л ^-1 каждого витамина). Предел приемлемости составлял ± 5% для процентного коэффициента вариации (% CV) площади пика и времени удерживания водорастворимых витаминов.

2.6.3. Линейность (калибровочная кривая)

Три калибровочные кривые были построены в течение трех последовательных дней.Линейность была проверена путем прогона шести стандартных смесей водорастворимых витаминов при конечных концентрациях на колонке 0,5, 1, 2, 5, 10, 15 и 20 нг мкл л ^-1 . Внутренний стандарт, теобромин, поддерживали при постоянной концентрации 2 нг мкл л ^-1 .

2.6.4. Точность

Точность, определяемая как близость истинного значения и найденного значения, была оценена как% систематической ошибки для водорастворимых витаминов в соответствии со следующим уравнением:% точности = наблюдаемая концентрация номинальная концентрация × 100.(1)

2.6.5. Специфичность

Специфичность аналитического метода может быть определена как способность обнаруживать пик аналита в присутствии всех компонентов матрицы. В этом случае стандартный водный раствор водорастворимых витаминов и внутренний стандарт известной концентрации (20 нг мкл л ^-1 и 2 нг мкл л ^-1 , соответственно) добавляли в матрица моделируемой плазмы (состав получен из [12]). Образцы искусственной плазмы обрабатывались как образцы реальной плазмы.

2.6.6. Прецизионность

Прецизионность анализа определялась по повторяемости и промежуточной прецизионности в течение 3 дней подряд. Четыре различных концентрации водорастворимых витаминов (2, 5, 10 и 15 нг мкл L ^-1 ) были проанализированы в пяти независимых сериях в течение одного дня (точность внутри дня) и в течение 3 дней подряд (промежуточная точность). . Каждый образец вводили трижды.

2.6.7. Пределы обнаружения и количественного определения (чувствительность)

Предел обнаружения (LOD) и предел количественного определения (LOQ) были оценены по отношению сигнал / шум.LOD определяется как самая низкая концентрация, приводящая к площади пика, в три раза превышающей базовый шум. LOQ определяется как самая низкая концентрация, которая обеспечивает отношение сигнал / шум выше 10, с точностью (% CV) и точностью (% смещения) в пределах допустимого диапазона (10%).

2.6.8. Стабильность

Стабильность раствора водорастворимых витаминов была определена путем анализа стандартных водных растворов и имитированных образцов плазмы после кратковременного хранения при контролируемой комнатной температуре (20–25 ° C) и при + 4 ° C в течение 12 лет. и 24 ч.Долгосрочная стабильность была определена путем анализа образцов, хранящихся при + 4 ° C в течение 30 дней. Стабильность автосэмплера определялась путем анализа образцов после 24 часов хранения в автосэмплере (установленном на + 4 ° C ± 2 ° C).

2.6.9. Исследования извлечения

Процент извлечения (% извлечения) был рассчитан с использованием экспериментальных значений отклика и значений, представленных калибровочными кривыми для того же количества аналита. Тест Стьюдента 𝑡 – был проведен, чтобы оценить, значительно ли отличается скорость восстановления от 100% при <0.05.

2.7. Статистический анализ

Данные, собранные в этом исследовании, были проанализированы с использованием статистического пакета SPSS версии 17 с помощью одностороннего дисперсионного анализа

% PDF-1.3
%
2414 0 объект
>
endobj
xref
2414 114
0000000016 00000 н.
0000002636 00000 н.
0000002831 00000 н.
0000004773 00000 н.
0000005006 00000 н.
0000005093 00000 н.
0000005193 00000 п.
0000005294 00000 н.
0000005474 00000 п.
0000005537 00000 н.
0000005703 00000 п.
0000005766 00000 н.
0000005979 00000 п.
0000006042 00000 н.
0000006239 00000 п.
0000006302 00000 п.
0000006451 00000 п.
0000006514 00000 н.
0000006740 00000 н.
0000006803 00000 н.
0000007007 00000 н.
0000007069 00000 п.
0000007239 00000 н.
0000007301 00000 н.
0000007434 00000 н.
0000007496 00000 н.
0000007748 00000 н.
0000007810 00000 п.
0000007934 00000 п.
0000007995 00000 н.
0000008102 00000 п.
0000008163 00000 п.
0000008224 00000 н.
0000008285 00000 н.
0000008558 00000 п.
0000008737 00000 н.
0000008759 00000 н.
0000008911 00000 н.
0000008933 00000 н.
0000009089 00000 н.
0000009111 00000 п.
0000009268 00000 н.
0000009290 00000 н.
0000009445 00000 н.
0000009467 00000 н.
0000009775 00000 н.
0000010892 00000 п.
0000011047 00000 п.
0000011069 00000 п.
0000011362 00000 п.
0000012468 00000 п.
0000012623 00000 п.
0000012645 00000 п.
0000012802 00000 п.
0000012824 00000 п.
0000012849 00000 п.
0000012874 00000 п.
0000035756 00000 п.
0000035782 00000 п.
0000035808 00000 п.
0000194333 00000 н.
0000194488 00000 н.
0000194510 00000 н.
0000194665 00000 н.
0000194687 00000 н.
0000194843 00000 н.
0000194865 00000 н.
0000195021 00000 н.
0000195043 00000 н.
0000195200 00000 н.
0000195222 00000 н.
0000195380 00000 н.
0000195402 00000 н.
0000195558 00000 н.
0000195580 00000 н.
0000195735 00000 н.
0000195757 00000 н.
0000195913 00000 н.
0000195936 00000 н.
0000196365 00000 н.
0000196388 00000 н.
0000197185 00000 н.
0000197209 00000 н.
0000198587 00000 н.
0000198611 00000 н.
0000200534 00000 н.
0000200558 00000 н.
0000202091 00000 н.
0000202115 00000 н.
0000203741 00000 н.
0000203764 00000 н.
0000204363 00000 н.
0000204386 00000 н.
0000204902 00000 н.
0000204925 00000 н.
0000205650 00000 н.
0000205674 00000 н.
0000207001 00000 н.
0000207024 00000 н.
0000207868 00000 н.
0000207891 00000 н.
0000208682 00000 н.
0000208705 00000 н.
0000209935 00000 н.
0000209959 00000 н.
0000211881 00000 н.
0000211905 00000 н.
0000213628 00000 н.
0000213651 00000 п.
0000214741 00000 н.
0000214764 00000 н.
0000215696 00000 п.
0000002897 00000 н.
0000004749 00000 н.
трейлер
]
>>
startxref
0
%% EOF

2415 0 объект
>
endobj
2416 0 объект
>
endobj
2526 0 объект
>
ручей
HWmlSU ~ {{2
Ft5 ~ q ۄ; E ~ lywu Yp? B, AP c? H5Fh {oҮ [? Ӟy

Биологическая инженерия | LSU Majors

Вы хотите «инженер на всю жизнь» и применять инженерные принципы к живым организмам.
и системы, будь то растения, животные, люди или их окружающая среда.

О биологической инженерии

Биологическая инженерия — это разнообразная область, которая предоставляет возможности для студентов
заниматься широким кругом профессий в отраслях, включая фармацевтику,
здравоохранение, протезирование, пищевая промышленность, экологический консалтинг и точность
сельское хозяйство. В нашей степени перед студентами постоянно стоит задача адаптироваться к новым и динамичным
ситуации.Основные области включают биомедицинские, биоэкологические, биотехнологические или биомеханические.
Многие выпускники поступают в медицинский институт или аспирантуру, но другие будут работать в
консалтинг, государственные учреждения, биомедицинские фирмы или даже технические специалисты.

Примерный план курса

Это должно использоваться в качестве руководства для будущих студентов, чтобы понять, какие курсы
взяты с помощью этой программы.Общий каталог содержит наиболее точные и актуальные требования к ученым степеням для каждой программы LSU.

Требования программы

Когда вы станете студентом LSU, вам необходимо будет соответствовать приведенным ниже требованиям, чтобы продолжить
преследуя эту главную.

• 24 часа кредитов на курсах с уровнем 1000 или выше
• 2,0 кумулятивный средний балл
• оценка «C» или выше в MATH 1550

Национальный центр биотехнологической информации

• NCBI
• Перейти на главную
  содержание
• Перейти к
  навигация
• Ресурсы
  • Все ресурсы
  • Химические вещества и биотесты
    • Биосистемы
    • PubChem BioAssay
    • PubChem Compound
    • Поиск структуры PubChem
    • PubChem Substance
    • Все химические вещества и биологические анализы…
  • ДНК и РНК
    • BLAST (Базовый инструмент поиска локального сопоставления)
    • BLAST (Автономный)
    • Электронные утилиты
    • GenBank
    • GenBank: BankIt
    • GenBank: 904bl27asBank:
    • Genome Workbench
    • Вирус гриппа
    • База данных нуклеотидов
    • PopSet
    • Primer-BLAST
    • ProSplign
    • Эталонная последовательность (RefSeq)
    • SQ427 Архив
    • Считывание архива
    • Все ресурсы ДНК и РНК…
  • Данные и программное обеспечение
    • BLAST (Базовый инструмент поиска локального выравнивания)
    • BLAST (Автономный)
    • Cn3D
    • Служба поиска сохраненных доменов (поиск по компакт-дискам)
    • E-Utilities
    • GenBank: BankIt
    • GenBank: Sequin
    • GenBank: tbl2asn
    • Genome ProtMap
    • Genome Workbench
    • Primer-BLAST
    • ProSplign
    • PubChem Structure Search
    • Инструмент поиска выравнивания 904 904 904 Все ресурсы данных и программного обеспечения…
  • Домены и структуры
    • BioSystems
    • Cn3D
    • База данных консервативных доменов (CDD)
    • Служба поиска сохраненных доменов (поиск CD)
    • Структура (база данных молекулярного моделирования)
    • Инструмент поиска выравнивания векторов (VAST)
    • Ресурсы по всем доменам и структурам …
  • Гены и экспрессия
    • BioSystems
    • База данных генотипов и фенотипов (dbGaP)
    • E-Utilities
    • Ген
    • Ген экспрессия Omnibus 904 Наборы данных Expression Omnibus (GEO)
    • Профили Genome Expression Omnibus (GEO)
    • Genome Workbench
    • HomoloGene
    • Онлайн-менделевское наследование у человека (OMIM)
    • RefSeqGene
    • Все гены и ресурсы экспрессии…
  • Генетика и медицина
    • Книжная полка
    • База данных генотипов и фенотипов (dbGaP)
    • Реестр генетического тестирования
    • Вирус гриппа
    • Интернет-издание PM Mendelian Inheritance in Man (904IM)
    • Central Pub28 )
    • PubMed Clinical Queries
    • RefSeqGene
    • Все ресурсы по генетике и медицине …
  • Геномы и карты
    • База данных структурных вариаций генома (dbVar)
    • GenBank: tbl2asn

    4 Проект генома: tbl2asn

    4 Средство просмотра геномных данных (GDV)

    • Genome ProtMap
    • Genome Workbench
    • Вирус гриппа
    • База данных нуклеотидов
    • PopSet
    • ProSplign
    • Последовательность Считывание архивов и архивы трассировок (SRA274)

    904 …

  • Гомология
    • BLAST (Базовый инструмент поиска локального выравнивания)
    • BLAST (Автономный)
    • BLAST Link (BLink)
    • База данных сохраненных доменов (CDD)
    • Служба поиска сохраненных доменов (поиск CD)
    • Genome ProtMap
    • HomoloGene
    • Белковые кластеры
    • Все ресурсы по гомологии …
  • Литература
    • Книжная полка
    • Электронные утилиты
    • Журналы в базе данных NCBI 904 904 Справочник NCBI
    • Справочник по NCBI 904 Руководство
    • Новости и блог NCBI
    • PubMed
    • PubMed Central (PMC)
    • Клинические запросы PubMed
    • Все литературные ресурсы…
  • Белки
    • BioSystems
    • BLAST (Базовый инструмент поиска локального сопоставления)
    • BLAST (автономный)
    • BLAST Link (BLink)
    • База данных консервативных доменов (CDD)
    • Служба поиска консервативных доменов ( CD Search)
    • E-Utilities
    • ProSplign
    • Кластеры белков
    • База данных белков
    • Контрольная последовательность (RefSeq)
    • Все ресурсы по белкам …
  • Анализ последовательностей
    • Инструмент поиска по BLAST
    • BLAST (автономный)
    • BLAST Link (BLink)
    • Служба поиска консервативных доменов (поиск CD)
    • Genome ProtMap
    • Genome Workbench
    • Вирус гриппа
    • Primer-BLAST
    • Splign
    • ProSplign Все ресурсы анализа последовательностей…
  • Таксономия
    • Таксономия
    • Браузер таксономии
    • Общее дерево таксономии
    • Все ресурсы по таксономии …
  • Обучение и учебные пособия
    • NCBI Education Help
    • 4 NCBI Education Help
    • 4 NCBI Education Help
    • 4 NCBI Education Help
    • 4 NCBI Новости и блог NCBI
    • Все учебные материалы и учебные материалы …
  • Варианты
    • База данных геномных структурных вариаций (dbVar)
    • База данных генотипов и фенотипов (dbGaP)
    • База данных одиночных нуклеотидов Полиморфизм (904b)
    • Инструмент подачи SNP
    • Все ресурсы по вариациям…
• Как сделать
  • Все инструкции
  • Химические вещества и биотесты
  • ДНК и РНК
  • Данные и программное обеспечение
  • Домены и структуры
  • Гены и экспрессия
  • Карты и генетика
  • Гомология
  • Литература
  • Белки
  • Анализ последовательности
  • Таксономия
  • Обучение и учебные пособия
  • Варианты
• О ключах доступа NCBI

Выход из NCBIS00 Мой NCBIS Выход в NCBIS00 Примечания к редакции биологии A-Level (A2 / AS)

Введение

1- Вода — полярный растворитель.

• Вода считается «общим растворителем» или «универсальным растворителем» из-за полярности ее молекул.
  Для примера , когда хлорид натрия (NaCl) растворяется в воде, он производит положительные ионы натрия и отрицательные ионы хлора. Положительные атомы кислорода в воде притягивают отрицательные ионы хлора, а отрицательные атомы водорода притягивают положительные ионы натрия. Все полярные вещества (вещества, содержащие ионы) могут растворяться в полярных растворителях, например в воде.
• Все необходимые для живых организмов вещества (витамины, соли, аминокислоты, газы и глюкоза) переносятся внутри своего организма в виде растворенных веществ, растворенных в воде. Эти вещества принимают участие в метаболических реакциях внутри клеток.

2- Вода обладает способностью ионизировать молекулы, которые необходимы для жизни.

• Это означает, что вода обладает способностью разделять молекулы, необходимые для жизни, на положительные и отрицательные ионы (вода может делать это из-за полярности своих молекул).
  Например, , поджелудочная железа секретирует бикарбонат натрия (NaHCO _3). Это соединение ионизируется в воде на положительные ионы водорода и отрицательные ионы бикарбоната, что делает среду щелочной и, таким образом, пригодной для работы ферментов.

3- Вода имеет высокую удельную теплоемкость.

• Удельная теплоемкость — это количество тепла, необходимое для повышения температуры одного грамма вещества на 1 градус Цельсия.
• Вода имеет самую высокую удельную теплоемкость на Земле из-за водородных связей между ее молекулами.
• Из-за высокой удельной теплоемкости воде требуется большое количество энергии для повышения ее температуры, и она теряет большое количество энергии при понижении температуры. Это помогает живым организмам поддерживать постоянную температуру, необходимую для жизненно важных процессов, происходящих в их телах. Клетки содержат много воды, чтобы поддерживать постоянную температуру.
• Животные и растения теряют воду из-за процессов потоотделения и транспирации, чтобы снизить их температуру.
• Высокая удельная теплоемкость воды обеспечивает живым организмам температуру, подходящую для жизни на Земле.
• Вода составляет почти 70% площади поверхности Земли. Если бы воды не было в таком большом количестве, температура Земли резко снизилась бы, потому что вещества, образующие земную кору, имеют низкую удельную теплоемкость.
• Вода, из которой состоят океаны, поглощает большое количество солнечных лучей утром и разносит их в атмосферу ночью, чтобы поддерживать температуру Земли, подходящую для живых организмов.

4- Вода имеет низкую вязкость и высокое поверхностное натяжение.

• Поверхностное натяжение — это сцепление молекул на поверхности жидкости с целью занять минимально возможный объем. Вязкость — это сопротивление жидкости течению.
• Вода имеет низкую вязкость и высокое поверхностное натяжение из-за водородных связей между ее молекулами; эти условия подходят для жизни.

Эти свойства важны, потому что:

1- Они работают на сцепление клеточных веществ.

2- Замедляет потерю воды листьями растений через поры.

3- Некоторые насекомые могут ходить по воде из-за сцепления молекул на ее поверхности.

5- Плотность воды уменьшается ниже 4 ^◦ C.

• Вода расширяется, когда ее температура становится меньше 4 ^◦ C (вместо сжатия). Это уменьшает его плотность и заставляет плавать. В замерзших озерах мы находим лед на поверхности, а под ним — жидкую воду.
• Это свойство обусловлено водородными связями между молекулами воды.
• Это свойство важно, потому что оно позволяет живым организмам жить в океанах и морях. Без этого свойства все океаны и моря превратятся в лед, а не только поверхность. Замерзание поверхности работает как изолятор, предотвращая замерзание остальной воды.

6- Температура замерзания воды снижается, если в ней растворены вещества.

• Это свойство очень важно для живых организмов, так как предотвращает замерзание воды в клетках при температурах ниже 0 ° C.

7- Вода может превращаться в пар при температуре ниже точки кипения (100 ° C).

• Водяной пар, образующийся на поверхности океанов, переносится конвекционными потоками в холодные слои атмосферы. Это превращается в облака, которые обеспечивают живые организмы дождем и водой.

8- Подъем воды в капиллярных трубках.

• Вода может подниматься в капиллярных трубках без перекачивания и противодействия внешним силам, таким как сила тяжести.Это свойство помогает водному транспорту от корней деревьев ко всем его частям.

Сохранить

Сохранить

6 Обнаружение и измерение биологических агентов | Химический и биологический терроризм: исследования и разработки для улучшения гражданского медицинского реагирования

Стр.94

микробов не требует физического контакта с образцами и специальных знаний для использования, но он может обеспечить обнаружение за секунды с чувствительностью ~ 100 клеток.В этом отношении он полезен для определения загрязнения объектов и окружающей среды, где трудно получить образцы.

В настоящее время проводятся три значительных научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, направленных на масс-спектрометрию (МС) для идентификации биологических агентов. Министерство обороны близко к запуску переносного химико-биологического масс-спектрометра (CBMS) и уже проводит исследования в Национальной лаборатории Ок-Ридж (ORNL) для устройства второго поколения, которое будет легче, быстрее и чувствительнее (Уэйн Грайст, личный сообщение Ф. Дж. Мэннингу, 23 января 1998 г.).Хотя это очень дорого по сравнению с большинством портативных химических или биологических детекторов и зависит от быстрой и эффективной системы разделения, название подчеркивает важное преимущество этого подхода — возможность создания единого прибора, который будет обнаруживать как химические, так и биологические агенты, промышленные и встречающиеся в природе. а также военный. В отличие от многих современных тестовых систем и детекторов, такой детектор на основе МС может использоваться в целом ряде опасных ситуаций, а не в качестве подтверждения гипотезы о возможном агенте.Универсальность прибора ограничивается только размером существующей библиотеки масс-спектров.

DARPA спонсирует сотрудничество Университета Джона Хопкинса, Университета Мэриленда и USAMRIID по разработке портативной, полностью автоматической системы MS и библиотеки «сигнатур» биоагентов (Cotter, 1998; Fenselau, 1997, 1998; Bryden et al. , 1998). Программа по химическому и биологическому нераспространению Министерства энергетики США спонсирует аналогичные разработки в ORNL, где исследователи пытаются использовать аппаратное и программное обеспечение, разрабатываемое в настоящее время в связи с CBMS второго поколения, для создания портативной системы реального времени, способной идентификация переносимых по воздуху бактерий или летучих органических веществ, а также характерных белков вирусов биологической войны, токсинов и бактерий (McLuckey, 1998; McLuckey et al., 1998; Stephenson et al., 1998).

Хотя MS может идентифицировать инфекционных агентов, а недавние достижения позволили значительно уменьшить размер устройства, библиотеки уникальных сигнатур агентов еще не определены. Кроме того, неясно, могут ли эти сигнатуры различаться в естественной среде, содержащей сигнатуры большого количества других микробов, особенно в концентрациях, близких к уровням инфекционных доз.

Другие детекторы, разрабатываемые в Национальной лаборатории Сандиа, основаны на миниатюрных стандартных методах лабораторного разделения, таких как электрофорез в капиллярной зоне, эксклюзионная хроматография, обращенно-фазовая и аффинная электрохроматография в сочетании с флуоресценцией (Vitko and Kottenstette, 1998; Dulay et al., 1995; Ramsey et al.,

.