elektroliti u tjelesnim tečnostima

Medicinski Fakultet Katedra Za Medicinsku Hemiju

MEDICINSKI FAKULTET KATEDRA ZA MEDICINSKU HEMIJU

ELEKTROLITI TJELESNIH TEČNOSTI

Mentor: Studenti:

Doc.dr Zlatan Rimpapa Azra Čaušević

Adna Ćatić

Emir Čokić

Čabrić Arnes

Elektroliti tjelesnih tečnosti

Sarajevo 16.10.2012


U medicinskoj terminologiji pod elektrolitima podrazumijevaju se oni ioni koji ulaze u sastav tjelesnih tečnosti: Ekstracelularnih i intracelularnih.Kod čovjeka od 70 kg voda zauzima 60% tjelesne mase, što znači da je ima oko 42 litra. Od ove količine 28 litara otpada na intracelularnu tekućinu, a 14 litara na ekstracelulamu tekućinu. Postoji transcelularna voda kao poseban odjeljak ekstarcelularne tekućine, takozvana tekućina potencijalnih prostora (perikardijalna, pleuralna, sinovijalna, likvor, humor aquosus). Volumen transcelularne tekućine je oko 2 litra. Ekstaracelularna tečnost (ECT) se može podijeliti na dva odjeljka, a to su: intersticijska tekućina i plazma.

Intracelularna tekućina je smještena u oko 75 milijardi stanica. U njoj dominiraju anioni proteina i jako puno K+, nešto Na+ i CL-, vrlo male količine iona Ca2+, te određene količine drugih iona (Mg2+).

Za razliku od intracelularne tekućine, sastav ekstracelularne tekućine je nešto drugačiji. Razlikujemo anorganske i organske sastojke u ECT. Od anorganskih dominiraju joni- ima jako puno iona Na+ i Cl-, vrlo malo K+ i Ca2+, te određene količine drugih iona, Mg2+, HPO4. od organskih sastojaka to su prije svega proteini ( albumini, globulini), glukoza, masne kiseline, lipidi, produkti metabolizma ( urea, kreatini, bilirubin), gasovi O2 i CO2, itd.

Intersticijska tekućina i plazma međusobno komuniciraju preko kapilarne membrane tako da im je sastav dosta sličan, međutim u plazmi ima znatno više proteina. Budući da su proteini negativno naelektrizirani, oni privlače pozitivne ione, a odbijaju anione, tako da u plazmi ima više kationa, a u intersticijskoj tekućini aniona.

Plazma predstavlja tečni dio krvi koji se izdvaja u poseban odjeljak jer je smještena u cirkulatomom sistemu. Razlikujemo tečni dio krvni (plazma) i stanični dio (krvne stanice).

Volumen krvi je 5 litara, a od toga je volumen plazme 3 litra i volumen stanica 2 litra. Budući da 99% stanica u perifemoj krvi čine eritrociti, oni su nosioci tog staničnog dijela krvi.

Sarajevo 16.10.2012


Natrij Na+

Natrij je srebreno-bijeli metal.Elementarni burno regauje sa vodom oslobađajući vodik koji se zapali.Predstavlja jako bitan element koji ulazi u sastav zemljine kore i tla, dok se u atmosferi može naći samo u tragovima.

Slika 1. Elementarni Natrij

Natrijevi joni se najjednostavnije dokazuje sa svojim specifičnim reagensom, cinkovim uranil acetatom, HZn(UO2)3(CH3COO)9. Nastanak blijedožutog taloga ukazuje na prisutnost natrija:

Na+ + HZn(UO2)3(CH3COO)9× 9H2O NaZn(UO2)3×(CH3COO)9× 9H2O(s)+H+ (blijedožuti talog)

Boja plamena: Natrijeve soli plamen boje intenzivno žuto.

Sarajevo 16.10.2012


Kalijum–piroantimonat daje u neutralnoj ili slabo baznoj sredini bijeli talog natrijum-piroantimonata:

2NaCl + K2H2Sb2O7 Na2H2Sb2O7 + 2KCl

Natrij predstavlja bitnu komponentu životinjskih organizama, spada u grupu bioogenih elemenata.Ukupno u oragnizmu odraslog čovjeka se najviše nalazi u vidu svog kationa Na+

i ima ga u prosjeku oko 100 grama.Ovaj element jeste glavni kation ekstracelularne tečnosti, u krvnoj plazmi ga ima oko 142mmol/L što odgovara 3,3g/L.U ćelijama natrija ima mnogo manje, u prosjeku 14mmol/L, što je oko 10 puta manje nego u ekstracelularnoj tečnosti.Najveći dio natrija se nalazi u obliku natrijum-hlorida, dok manja količina vezana za fosfatne i sulfitne anione te proteine u krvi.Uloga natrija u organizmu je velika.Natrij u sastavu natrijum-hlorida je glavni nosilac osmotskog pritiska ekstracelularne tečnosti.Ulazi u sastav hidrogenkarbonatnog te hidrogenfosfatnog pufera, te igra značajnu ulogu u održanju membranskog potencijala kao i urazdraženju ćelijske membrane.Dnevna potreba odraslog čovjeka za natrijumom je od 4 do 5 g dnevno, pa se on u organizam unosi najvećim dijelom u sasavu kuhinjske soli.Najveći dio natrijuma se izlučuje urinom i to kao natrijum-hlorid i natrijum-fosfat.

IZVORI NATRIJA U ISHRANI:

Sarajevo 16.10.2012

kuhinjska sol, 1 čajna kašika 2358 mg

kiseli krastavac, 1 veliki 1731 mg

kiseli kupus, 1/2 šalice 780 mg

slani štapići, 33 g 486 mg

mladi kravlji sir, 1/2 šalice 459 mg

sardine, 100 g 429 mg

šunka, 33 g 341 mg

pureća prsa, 33 g 335 mg

sojin umak, 1 čajna kašika 304 mg

sir tvrdi, 33 g 304 mg

cornflakes, 1 šalica 298 mg

masline crne, 5 velikih komada 192 mg

čips, 33 g 183 mg


Pri nekim oboljenjima se smanjuje unos natrija (hiponatrijemija) i to prilikom proljeva i obilnih znojenja, kao i pri pojavi edema.Povećani unos natrijuma (hipernatremija) se praktikuje za vrijeme acidoza , febrilnih stanja i stresova.U medicinskoj praksi jedinjenja natrija imaju važnu primjenu.Natrijum-hlorid pošto se lako otapa u vodi, koristi se kao stavni dio infuzionih otopina i kao satavni dio zamjene krve plazme. Važnije otopine u čiji sastav ulazi NaCl su:

1.Fiziološka Otopina (0,9% otopina NaCl)2.Ringerova Otopina (0,86% otopina NaCl)3. Tyrodova Otopina (0,8% otopina NaCl)

Pored NaCl koriste se i druga jedinjenja natrija u medicinskoj praksi:

1.Soda Bikarbona NaHCO3 -ulazi u satav bikarbonatnog pufera2.Narijev Tetraborat Na2B4O7 x 10H2O- primjena kod stomatitisa i afti za ispiranje i premazivanje3.Natrijev Sulfat Na2SO4 x 10H2O- sastavni dio ljekovite vode

Sarajevo 16.10.2012


Slika 2. Fiziološka otopina

Hidrogenfosfat HPO42-

Disocijaciom Fosfatne kiseline H3PO4, nastaju 3 vrste aniona: primarni fosfat (H2PO4-), sekundarni fosfat (HPO4

2-), tercijarni fosfat (PO43-)

Disocijacija Fosfatne kiseline:

H3PO4 + H2O H2PO4 - + H+

H2PO4- + H2O HPO4 + H+

HPO42- + H2O PO43- + H+

Slika 3. Sekundarni Fosfat (HPO42-)

Sarajevo 16.10.2012


Sekundarni fosfat-ion se može dokazati na nekoliko načina:

1.Barijumove soli daju u neutralnoj sredini bijeli talog sekundarnog fosfata:

NaHPO4 + BaCl2 BaHPO4 + 2NaCl

2.Srebro- nitrat daje samo u neutralnoj sredini žuti talog srebro-fosfata, koji se rastvara u nitratnoj kiselini:

2Na2HPO4 + 3AgNO3 Ag3PO4 + 3NaNO3

Uloga fosfata u organizmu je veoma značajna.Prije svega fosfatni anion ulazi u sastav fosfatnog pufera.U intercelularnoj tečnosti fosfatni ion je glavni anion, i u obliku kalijum-fosfata je nosilac osmotskog pritiska u ćelijama.Fosfatni anion je u brojniku Gyorgy-eve formule, pa porast njegove koncentracije dovodi do povećanja razdražljivosti nervno-mišićnog sistema, te je po tom svojstvu sinergista kalijumu i hidrogenkarbonatnom ionu, a antagonista kalcijumu i magnezijumu.Koncentracija fosfata u intercelularnoj tečnosti kreće se oko 68mmol/L a ekstracelularnoj oko 1,1mmol/L.Fosfatni pufer je dominantni pufer nestimulisane pljuvačke .Pufer predstavlja kombinaciju primarnog i sekundarnog fosfata (H2PO4

- i HPO42-) čija koncentracija u nestimulisanoj

pljuvačci iznosi 7-8 mmola/L dok se za vrijeme salivacije ta vrijednost smanjuje na 2-3 mmol/L.Svojom koncentracijom u nestimulisanoj pljuvačci dovodi do snižavanja pH pljuvačke sve do 6,1 zbog čega ona postaje blago kisela.Porast koncentracije fosfata djeluje na absorboave glikoproteine tako da se zubna pelika razgrađuje i uklanja a zubi se čiste naslaga.Zbog ove funkcije fosfatni pufer je pravi čistač oralne sredine.Fosfatni pufer takođe predstavlja glavni pufer za titrabilni aciditet u mokraći.

Sarajevo 16.10.2012


Kalij

Kalij, kao K+ jon u ljudskom organizmu, koncentriran je unutar ćelija, pa je 95 % kalija na taj način pohranjeno u tijelu, za razliku od npr. natrija i kalcija koji se nalaze u vanćelijskom prostoru. Kalij u plazmi djeluje kao elektrolit, pomažući održavanju acido-bazne ravnoteže, osmotske koncentracije i viskoznosti plazme. U intracelularnoj tečnosti K+ jona ima oko 157 mmol/l, a u ekstracelularnoj tečnosti svega oko 5 mmol/l. Prema tome u ekstracelularnoj tečnosti ovih jona ima 30 puta više nego u intracelularnoj. Visoke intracelularne koncentracije jona kalija bitne su za brojne važne metaboličke procese u koje spada i biosinteza proteina na ribozomima.

Određeni broj enzima treba kalijeve jone za svoju maksimalnu aktivnost. Iako ga je malo u ekstracelularnoj tečnosti važan je jer utiče na mišičnu aktivnost, osobito srčanog mišića.

U ćelijskim membranama nalaze se kanali kroz koje selektivno prolaze kalijevi i natrijevi joni suprotno njihovom koncentracijskom gradijentu. Joni kalija ulaze dok joni natrija izlaze iz ćelije. Za ovaj proces potrebna je energija koja se dobije hidrolizom adenozintrifosfata (ATP). Čak se 40 % energije troši za održavanje ovog ćelijskog potencijala.

Ispitivanja na eritrocitima su pokazala da se hidrolizom jednog molekula ATP-a do ADP-a ispumpa u vanćelijski prostor 3 Na+, a u ćeliju upumpa 2 K+ jona. Više od stotinu natrij-kalij pumpi se nalazi po kvadratnom mikrometru površine membrane. Neki su kanali propusni samo za kalijeve jone. Kretanje natrijevih i kalijevih jona kroz membranu nervnih ćelija zasluženo je za prijenos nervnih impulsa.

Otrov crne mambe upotrebljen je za ispitivanje rasporeda kalijevih jona u ljudskom mozgu, jer on izrazito zatvara te kanale. Dobrovoljcima je ubrzgan radioaktivni oblik tog otrova, a onda se pratilo njegovo nakupljanje. Ispitivanja su pokazala da su najveće gustoće takvih kanala u hipokampusu, dijelu mozga koji je važan za učenje.

Nedostatak kalija u organizmu može biti uzrokovan izgladnjivanjem, poremećajem funkcije bubrega i dugotrajna upotreba diuretika. Diureticima se obično dodaje kalij kako bi se nadoknadio njegov gubitak.

Sarajevo 16.10.2012


Kalija ima dovoljno u hrani, pa ga nije potrebno posebno doodavati. Uobičajni dnevni unos kalija(K+) je od 1 do 6 grama na dan; prosječan je unos 3 grama za muškarce i 2,5 grama za žene.

Unos kalija mora biti redovit jer ga tijelo ne može pohraniti. U hrani biljnog porijekla kalij je uglavnom u obliku soli, s ugljičnom i organskim kiselinama, koje se već u želucu rastvaraju. U hrani životinjskog porijekla vezan je za proteine i izdvaja se u potpunosti nakon njihovog razlaganja. Osnovni depo kalija u organizmu su mišići.

Vegeterijanci unose mnogo više kalija od nevegeterijanaca jer ga sadrže sve biljke.

Osobito bogati kalijem, pored telećeg i pilećeg mesa, su grožđice i bademi, koji sadrže 860 mg na 100 grama, zatim datule, ribizle, kikiriki, banane. Znatne količine kalija sadrže: krompir, gljive, čokolada i voćni sokovi. Hrana u kojoj gotovo nema kalija se šečer, biljna ulja, maslac i margarin.

Iz organizma kalij se izbacuje uglavnom mokraćom. Izvjesna količina se izbacuje i u sastavu fecesa, gdje mu je koncentracija redovito veća nego u krvi.

Jaki napadi proljeva dovode do privremenog pomanjakanja kalija što izaziva osjećaj sabosti mišića. Nedostatak kalija može uzrokovati i slabost srčanog mišića, uzrokujući nepravilan puls, pa čak i srčani zastoj. Sa druge strane višak kalija u organizmu opterećuje centralni nervni sistem. Velike doze od nekoliko grama KCl će ga paralizirati, uzrokujući grčeve, proljev, zastoj rada bubrega pa čak i srčani udar.

Sarajevo 16.10.2012


Poremećaji u ukupnoj količini kalija u organizmu ispoljavaju se kao:

a) hipokalemija (koncentracija kalija u plazmi manja od 3,5 mmol/l)

b) hiperkalemija (koncentracija kalija: u plazmi veća od 4,6 mmol/l; u serumu veća od 5 mmol/l)

Dokazivanje jona kalija

1.Rezultat reakcije perkloratne kiseline i kalij klorida su bijeli kristalići kalijevog perklorata (KClO4), u obliku oktaedra.

HClO4 + KCl KClO4 + HCl

2. Natrijumkobalt-nitrit daje u neutralnom ili u slabo kiselom rastvoru kristalni žuti talog, što se može smatrati potvrdom prisustva jona kalija.

2KCl + Na3[Co(NO2)6] K2Na[Co(NO2)6]↓ + 2NaCl

Slika 4.Natrij-kalij pumpa

Sarajevo 16.10.2012


Hidrogenkarbonatni jon

Hidrogenkarbonatni jon u organizmu ima endogeno porijeklo. Naime, ugljik-dioksid nastaje u organizmu procesom dekarboksilacije, i to prije svega alfa-keto kiselina. On se pod dejstvom karboanhidraze ili karbonat-dehidrataze jedini sa vodom i daje ugljičnu kiselinu. U procesu disocijacije ugljična kiselina najvećim dijelom disocira na hidrogenkarbonatni jon i vodikov jon.

CO2 + H2O H2CO3

H2CO3 HCO3- + H+

Koncentracija hidrogenkarbonatnog jona u krvnoj plazmi iznosi 25 do 29 mmol/l, a odnos natrijum-hidrogenkarbonata i ugljik-dioksida je 20:1.

U intracelularnoj tečnosti koncetracija hidrogenkarbonatnog jona iznosi 10 mmol/l. Hidrogenkarbonati se luče preko bubrega. Količina hidrogenkarbnata u urinu zavisi od acidobaznog statusa u krvi. U fiziološkim uslovima u urinu čovjeka ili nema hidrogenkarbonata ili se susreću u minimalnim količinama. Ako u krvi vlada alkaloza, preko bubrega se luče znatne količine hidrogenkarbonata.

Uloge ovog jona u ljudskom organizmu su višestruke i značajne. Prije svega hidrogenkarbonatni jon ulazi u sastav hidrogenkarbonatnog pufera, gdje igra značajnu ulogu u održavanju acidobazne reakcije u krvi.

Osim toga, hidrogenkarbonatni jon se susreće u brojniku Gyorgy-eve formule, pa zajedno sa kalijum i fosfat-jonom povećava razdražljivost mišićno-nervnog sistema.

Sarajevo 16.10.2012


Hidrogenkarbonatni pufer

Puferi su otopine koje ima određenu pH vrijednost i sposobne su da se odupru njenoj promjeni, kad im se doda mala količina jake baze ili kiseline.

Hidrogenkarbonatni pufer je najznačajniji izvanstanični pufer. Sastoji se iz vodene otopine koja sadrži:

a) slabu kiselinu (H2CO3)b) hidrogenkarbonatnu sol (NaHCO3)

Kada se hidrogenkarbonatnom puferskom sistemu doda jaka kiselina, nastaje:

HCl H+ + Cl-

H+ + HCO3- H2CO3

Kada se hidrogenkarbonatnom puferskom sistemu doda jaka baza, nastaje:

NaOH + H2CO3 NaHCO3 + H2O

Sarajevo 16.10.2012


Kalcij Ca+²

Calcium (od „calx“ (lat.) – vapno)

Kalcij je srebrnasti, relativno meki metal. Po zastupljenosti u zemljinoj kori on je peti (4.1%). Spada u esencijalne elemente za živa bića. Posebno je značajan u fiziologiji ćelije. Dovoljno govori činjenica da je to najzastupljeniji metal u čovjeku.

U laboratorjskim uslovima kalcijev jon se dokazuje sa reagensom amonijevim karbonatom:

CaCl2 + (NH4)2CO3 CaCO3 + 2NH4Cl

Bijeli talog

Kada se karbonati preliju mineralnim kiselinama oni se razlažu:

CaCO3 +2HCL CaCl2 + H2O + CO2

Druga rekcija na kalcijev jon jeste sa amonijevim oksalatom:

(NH4)2C2O4 + CaCl2 CaC2O4 + 2NH4Cl

Bijeli talog

*Soli kalcijuma boje bezbojni dio plamena crvenom bojom!

Ukupni sadržaj kalcijuma u organizmu odraslog čovjeka iznosi oko 1% tjelesne mase. Najviše kacijuma oko 99% se nalazi u kostima. U ćeliji se nalazi u tragovima a u krvnoj plazmi se nalazi 2,5 mmol/L. Oko 45% se nalazi vezano sa proteinima i predstavlja nedifuzibilni kalcijum, ostatak se nalazi u molekulskom novou i vezan je za limunsku i druge oksi kiseline. U hranjivim supstancama se nalazi u obliku fosfata karbonata...u kostima se nalazi u obliku kalcijum fosfata, karbonata i fluorida.

Uloga kalcijuma je uorganizmu različita. Ulazi u sastav ćelijske membrane i regulira aktivnosti na njima i smanjuje njihovu permeabilnost . Kalcijum soli su mineralne strukture. Jonski kalcijum krvne plazme učstvuje kao značajan faktor u koagulaciji krvi. Kalcijev jon je aktivator trombina, koji prevodi protrombin u trombin a isto tako je aktivator trombina koji prevodi fibrinogen u fibrin. Zajedno sa drugim jonima učestvuje u u održavanj podražljivosti nervnog sistema. Hiperkalcemija dovodi do smanjenja razdražljivosti. U isto vrijeme on je aktivator simpatikusa i ubrzava rad srca. Smanjije bubrenje koloida. Održava acidobaznu ravnotežu kao veoma važan elektrolit.

Sarajevo 16.10.2012


Kalcijum ion Ca2+ se uglavnom skladišti u kostima i otpušta se u kontrolisanim uvjetima. Ca2+ se prenosi kroz krv kao disocirani ion, ili vezan za protein (serum albumin). Kontrolu nad kalcijem u organizmu radi paratiroidna žljezda.

Ugradnju Kalcija u tkiva posebno pomaže vitamin D kroz svoju aktivnu formu – Kalcitrol.

On pomaže absorbciju kalcijuma u organizam.

Uopšteno, resorbcija kalcija u digestivnom traktu je teška i puno zavisi od drugih sastojaka. U tankom crijevu, prisustvo oksalata otežava absorbciju, jer formira teško topive soli sa kalcijem.

Iz ovih razloga kalcij se u organizam, osim iz prirodnih izvora unosi kroz spojeve kao što su:

Kalcijev laktat – kalcijeva so mliječne kiseline koja se dobije spajanjem mliječne kiseline i kalcijevog karbonata

C6H10CaO6

Kalcijev citrat – Kalcijeva so limunske kiseline

Ca3(C6H5O7)2

Drugi značajni spojevi kalcija u medicini su:

1.Kalcijev karbonat CaCO3 kao antacid, a služi i kao dodatak pastama za zube

2.Kalcijev hlorid CaCl2 koji djeluje kao diuretik3.Klacijev sulfat CaSO4 za izradu gipsa u ortopediji

Sarajevo 16.10.2012


Hlor (Cl) i Hloridni ion (Cl−)

Hlor je nemetal sa atomskim brojem 17. To je zelenožut gas, oko 2.5 puta teži od vazduha, neprijatnog mirisa, otrovan. Pravi mnoga jedinjenja i soli. Jako je rasprostranjen u prirodi i u gotovo svim živim bićima. Ima ga u okeanima u svom obliku iona Cl- (2% mase svih okeana, u Mrtvom moru oko 21%). Spada u grupu halogenih elemenata i on je drugi po zastupljenosti u prirodi od svih halogena. Ima 7 elektrona u zadnjoj ljusci, pa je vrlo sklon stupanju u veze sa metalima kao što su natrij i kalcij pri čemu prelazi u svoj ionski oblik. (prima 1 elektron i postaje elektronegativan.

U laboratorijskim uslovima hloridni jon se dokazuje slijedećim reakcijama:

HCl + AgNO3 AgCl + HNO3

U organizam se unosi baš kao i natrijum putem NaCl koji se dodaje hrani.hloridi se dobro i brzo resorbuju iz crijevnog sadržaja tako da ga skoro pa i nema u fecesu. Poslije resorpcije hlor odlazi portalnim krvotokom u jetru a iz nje u sve organe. Osnovni depo hlorida je koža koja deponuje 30-60%. U mokraći se u prosjeku nalazi oko 15g hlorida dnevno.

Sam hlor nema toliko značaja za ljudski organizam koliko ima njegov ion. Hloridni ion se dobiva kada element hlor primi elektron da bi formirao anion. Soli koje nastaju na ovaj način se zovu hloridi i jako su značajne za funkcionisanje ljudskog organizma. Hloridni ion je esencijalan u ljudskom tijelu i nalazimo ga u svim tekućinama, a glavni zadaci su mu:

- održavanje acido-bazne ravnoteže- kontrola lučenja glicina i GABA-e u CNS-u- ključan je u povećanju kapaciteta krvi za ugljik-dioksid (učestvuje u funkciji

BAND 3 proteina nosača)- pomaže metaboličke procese- ključan je u održanju negativnog membranskog potencijala (nalazi se uglavnom

ekstracelularno)- zajedno sa natrijumom i hemoglobinom nosilac glavne puferskog kapaciteta krvi

Sarajevo 16.10.2012


Hloridni ion u organizmu je najčešći u krvnoj plazmi i intersticijalnim tečnostima.

Krv: 105ppm

Ekstracelularna tečnost: 114 mmol/L

Intracelularna tečnost: 3 mmol/L

Spojevi sa hlorom značajni za čovjeka su sadržani u dobro poznatoj Ringerovoj otopini koja se primjenjuje da bi se uskladila vrlo važna ravnoteža elektrolita u organizmu u stanjima šoka.

Sadržaj Ringerove otopine:

NaCl 0.86%

CaCl2 0.03%

KCl 0.03%

Po sastavu je približna krvnoj plazmi.

Sarajevo 16.10.2012


Slika 5. Ringerova Otopina

MAGNEZIJ

To je metal koji pripada skupini zemnoalkalijskih metala, zajedno s berilijem, kalcijem, stroncijem, barijem i radijem. Redni (atomski) broj mu je 12, a njegova atomska masa iznosi 24,305. Srebrnastog je sjaja, srednje tvrdoće, postojan je na sobnoj temperaturi, topiv u kiselinama. Koristi se kao reduktivno sredstvo zbog velikog afiniteta prema kisiku.

Kao elementarna tvar, magnezij se uglavnom dobije elektrolizom bezvodnog magnezij-hlorida. Velike količine magnezija u obliku Mg2+ iona nalaze se i u morskoj vodi.

Magnezij gori blještavom svjetlošću uz oslobađanje topline. Gorenjem nastaje bijela čvrsta tvar, magnezijev oksid.

Jednadžba kemijske reakcije je:

2Mg(s) + O2(g) --> 2MgO(s)

Najbogatiji izvori magnezija u hrani su zeleno lisnato povrće, kafa, čaj, kakao, soja i sojino brašno, bademi, kvasac, kikiriki i cjelovite žitarice.

Magnezij je esencijani element za gotovo sve organizme, osim nekih kukaca. Magnezij je vrlo zastupljen i u ljudskom tijelu. U njemu ima ukupno oko 25 grama magnezija što ga svrstava na četvrto mjesto po zastupljenosti. Od toga je više od 60% pohranjeno u kostima, oko 27%

Sarajevo 16.10.2012


nalazimo u mišićima, 6 do 7% u drugim stanicama tijela, a manje od 1% čini ekstracelularni magnezij.

Apsorpcija i eliminacija

Magnezij se apsorbira u tankom crijevu, i to u distalnom jejunumu i ileumu. Dva su mehanizma koja omogućuju unos u tijelo: aktivni prijenos nosačima karakterističan za unos manjih količina magnezija i difuzija kod većih količina unešenog nutrijenta. Od ukupnog magnezija unešenog peroralno, apsorbira se 40-60%, a apsorpcija je veća što je količina unešenog magnezija manja. Na primjer pri unosu 36 mg magnezija apsorbira se 65%, a pri unosu od 973 g samo 11%.

U vitaminskim pripravcima magnezija, magnezij se pojavljuje u različitim oblicima. Organski oblici magnezija kao što su npr. magnezijev citrat, magnezijev aspartat i magnezijev fumarat puno se bolje apsorbiraju u tijelu nego anorganski oblici kao što su magnezijev oksid i magnezijev hidroksid. Ti se anorganski oblici magnezija zato koriste u liječenju kao laksativi, ali je moguće hemijskim procesima povećati njihovu bioraspoloživost u skladu s organskim solima magnezija. Iz tijela se magnezij uglavnom izlučuje urinom, a manje količine stolicom.

Uloga i mehanizmi djelovanja

Najistaknutije uloge magnezija u ljudskom tijelu su sudjelovanje u mišićnoj kontrakciji, prijenos živčanih impulsa, mineralizacija kostiju te stvaranje i prijenos energije. Zatim, sudjelovanje u različitim enzimatskim sistemima (Krebsov ciklus, sinteza proteina, masti, metabolizam glukoze); regulacija izlučivanja PTH (paratireoidnog hormona) o čemu ovisi metabolizam kalcija u tijelu; sinteza DNA i RNA; te koagulacija krvi.

Kod kontrakcije glatkih mišića, kalcij uzrokuje otpuštanje acetil-kolina te započinjanje procesa, dok magnezij djeluje inhibicijski što je možda značajno napomenuti u liječenju astme i hipertenzije. Magnezij sprječava i nakupljanje kalcija u mehkim tkivima, npr. bubrezima ili krvnim žilama čime smanjuje mogućnost razvoja bubrežnih kamenaca i ateroskleroze. U procesima koagulacije krvi kalcij i magnezij su antagonisti, tj. magnezij inhibira proces.

Poznato je da je polovina ukupne količine magnezija smještena u kostima, i to veći dio (70%) u kristalnoj strukturi povezan s kalcijem i fosforom, a manji dio (30%) u amorfnoj formi na površini kosti. Taj magnezij predstavlja izmjenjivi magnezij koji omogućuje održavanje njegove serumske razine.

Interakcije

•Cink, ovisno o dozi, djeluje sinergistički i antagonistički. Doze veće od 25 mg smanjuju apsorpciju, a manje povećavaju.

Sarajevo 16.10.2012


•Željezo smanjuje apsorpciju.

•Kalcij i fosfor smanjuju apsorpciju.

•Vitamin B6 povisuje bioraspoloživost magnezija.

•Upotreba tiazidskih diuretika može dovesti do hipomagneziemije, dok upotreba diuretika koji štede kalij može dovesti do hipermagneziemije.

•Primjena magnezija kod bolesnika koji koriste glikozide digitalisa može dovesti do smanjenja koncentracije glikozida u plazmi.

•Interferira s neomicinom, cikloserinom, eritromicinom, sulfonamidima, tetraciklinima, penicilinima, florokinolonima, bifosfonatima, klorpromazinom.

Stoga, ukoliko se magnezij dodatno konzumira, preporuča se uzimati ga odvojeno od lijeka, s razmakom od barem 2 sata. Također se preporuča izbjegavati uzimanje s ostalim mineralima, osim ako nisu kemijski stabilizirani tako da međusobno ne interferiraju.

Deficit

U nedostatku magnezija razvija se hipokalijemija. Nedostatak magnezija očituje se i povećanom živčanom podražljivošću..Nedostatak magnezija ili poremećaj u homeostazi magnezija nastaje zbog neurednog načina života (stres, alkohol), unošenjem prerađene hrane osiromašene magnezijem, te zbog prisutnosti nekih bolesti u organizmu. To su bolesti probavnog sistema, stanja koja su popraćena povećanim izlučivanjem magnezija bubregom te endokrine i metaboličke bolesti.

Preporučene RDA doze

Potrebe za unosom magnezija variraju o dobi, zdravstvenom stanju organizma i posebnim potrebama organizma, pa je preporučena vrijednost 375 mg/dan.

Sarajevo 16.10.2012


SULFATNI ION

SULFATNI ION HIDROGENSULFATNI ION

Osim organski vezanog sumpora u tkivima i krvi mogu se naci male koncentracije i neorganskog sumpora u formi SO4

-2 jona, koji nastaju oksidacijom sumpora iz aminokiselina. Izlucuje se putem urina u obliku jona ili esterski vezan i na taj nacin sudjeluje u procesima detoksikacije u organizmu.

Medicinski aspekti

Pozitivna dejstva

U vodi sulfati imaju ulogu u održavanju acido-bazne ravnoteže. Pomaže jetri u lučenju zuči. Sa vitaminima B-kompleksa deluju na bazalni metabolizam. Sulfatni jon potiče izlučivanje gastrina i tako poboljšava vaskulariziranost želudčane sluznice te usporava pražnjenje želudca.Sulfatni ion u dvanaesniku stimulira izlučivanje holecistokinina što izaziva grčenje žučnoga mjehura i istodobno opuštanje Oddijevoga sfinktera. Upravo tako dolazi do stimuliranja izlučivanja hidrogenkarbonata i enzima gušterače.

Negativno dejstvoVisok nivo sulfata prouzrokuje dijareju i dehidrataciju. RDA: Sulfati su ograničeni na 250 mg/dan

Sarajevo 16.10.2012


Danas u medicinskoj praksi nalazimo primjenu jednog broja sulfata, soli sulfatne kiseline (H2SO4):ZnSO4-antiseptik,astringensAl2(SO4)3 x 18H2O - antiseptik,astringensKAl(SO4)2 X 12H2O - antiseptik,astringensMgSO4 x 7H2O-laksansmantikonvulzivNa2SO4 x 10 H2O-laksansBaSO4- kontrasno sredstvo

Natrijev sulfat Na2SO4 x 10H2OBijeli kristalni prah gorkog i neprijatnog okusa. Lahko se otapa u vodi. Ulazi u sastav soli (44%) ljekovite vode u Karlovim Varima. Djeluje laksativno i spada u grupu takozvanih salinskih purgativa. Njihovo djelovanje objašnjava se veoma sporom resorpcijom ovih soli.One se zadržavaju u lumenu crijeva pri čemu zadržavaju vodu kojom su hidratisane i na taj način omogućavaju izbacivanje ovako omekšanog sadržaja.Ujedno se povećava i volumen crijevnog sadržaja čime se pojačava peristaltika crijeva i olakšava defekacija.Osim mehaničkog djelovanja u alkalnom mediju crijeva dolazi i do djelomicne redukcije sulfatnog SO4 jona u S-2 i HS- jone koji draže nervne završetke u crijevima čime ubrzavaju peristaltiku crijeva.

Magnezijev sulfat MgSo4 x 7 H2OMagnezijev sulfat poznat je u narodu kao gorka so.Ima gorak i slan okus. U vodi se dobro otapa.Koristi se kao laksans. Dobija se u kolicini od 5 do 20 grama. Kolicina od 50 grama moze da izazove intoksikaciju. Dat parenteralno djeluje kao antikonvulziv kod tetanusnih grčeva i eklampsije.

Sarajevo 16.10.2012


ORGANSKE KISELINEKISELINE I NJIHOVI DERIVATI KARBOKSILNEKarboksilne kiseline su organski spojevi koji sadrže jednu ili više karboksilnih skupina –COOH.

:

Nomenklatura karboksilnih kiselina

Karboksilne kiseline dobijaju naziv tako da se imenu ugljikovodika sa istim brojem C atoma doda nastavak -ska i rijec kiselina.

HCOOH metanska kiselina-mravlja kiselina

CH3COOH etanska kiselina-acetatna(sircetna) kiselina

CH3CH2COOH propanska kiselina-propionska kiselina

CH3CH2CH2COOH butanska kiselina

CH3(CH2)3COOH pentanska kiselina

Dijele se prema broju karoksilnih grupa na :monokarboksilne (acetatna), dikarboksilne(malonska) i polikarboksilne (limunska).Prema tipu veze izmedu C atoma u radikalu dijele se na : zasicene (butanska) i nezasicene (2-butenska).Prema prirodi radikala karboksilne kiseline mogu biti alifatske i aromatske.Ako se pored -COOH nalazi i neka druga funkcionalna grupa takve kiseline nazivamo supstituirane. Prema vrsti te funkcionalne grupe dijelimo ih na: oksikarboksilne (mlijecna), aldeho i keto karboksilne kiseline (glikosalna i pirogrozdjana kiselina).

Sarajevo 16.10.2012


Mravlja kiselina HCOOH – u prirodi je u manjim količinama ima u mravima, pčelama, gusjenicama ili dlačicama koprive.Također je ima u znoju.To je najjača od monokarboksilnih kiselina. Dobiva se oksidacijom metanala. Mravlja kiselina je bezbojna tecnost, ostrog mirisa, mijesa se doro sa vodom..Pokazuje antisepticko djelovanje. Soli mravlje kiseline nazivaju se formijati (lat. Formica = mrav).

Octena (sircetna) kiselina CH3COOH – pojavljuje se kao sastojak hrane. Odavno je poznata kao sastojak vinskog octa, a nastaje oksidacijom etanola.To je bezbojna tecnost ostrog mirisa. Slaba je kiselina, a njene soli su acetati. Dobija se bakterijskom oksidacijom razblazenog etanola, pri cemu se prvo stvara acetaldehid, a iz njega sircetna kiselina: CH3CH2OH + O2-------> CH3COOH + H20

DIKARBOKSILNE KISELINE: oksalna, malonska i ćilibarna.Oksalna kiselina se nalazi u raznom vocu i povrcu: spinatu, kupusu, paradajzu. Oksalna kiselina u ljudskom organizmu nastaje oksidacijom mnogih organskih spojeva. Njene kalcijeve soli su tesko topive (kalcijum oksalat) i mogu biti uzrok stvaranja bubreznog i mokracnog kamenca.

Malonska kiselina Ime je dobila po tome sto je prvi put izolirana u kristalnom stanju iz zelene jabuke, a malum na grckom znaci jabuka. Kao sloodna dolazi u soku secerne repe, dok je rasprostranjenija u obliku estera i kalcijevih soli.Dietilester malonske kiseline ima vaznu primjenu u sintezi lijekova, barbiturata.

Ćilibarna kiselinaNalazi se u smoli ćilibara, u nezreloj vinovoj lozi, repi i algama. U organizmu se stvara kao međuprodukt nekih metaboličkih procesa. Nastaje kao produkt alkoholnog vrenja, a nalazi se u vinu i pivu.

SUPSTITUIRANE ALIFATSKE KARBOKSILNE KISELINE

1. Oksikarboksilne kiseline u svojoj molekuli imaju dvije funkcionalne grupe karboksilnu i hidroksilnu grupu -COOH i -OH. Prema broju tih grupa mogu se podijeliti na:monooksi-monokaroksilne kiseline( mliječna, beta-oksibutanska), monooksi- dikarboksilne kiseline (jabučna), dioksi-dikarbooksilne kiseline(vinska) i monooksi trikarboksilne kiseline(limunska).

Mliječna kiselina( alfa oksipropanska kiselina, monooksi-monokarboksilna kiselina)– Vrlo je rasprostranjena u prirodi. Ime je dobila po kiselom mlijeku u kojem se nalazi. Bakterije mliječnokiselog vrenja razgrađuju mliječni šećer u mliječnu kiselinu koja daje karakterističan okus kiselom mlijeku. Sadrži hiralni C atom, pa je optički aktivna. Dolazi u dva izomerna oblika D-mliječna kiselina (skreće ravan polarizovane svjetlosti u lijevo) i L mliječna kiselina koja skreće ravan polarizovane svjetlosti u desno.

Sarajevo 16.10.2012


Kod ljudi i životinja nastaje u mišićima kao D mliječna kiselina gdje se stvara mišićnom kontrakcijom iz glikogena. Ako se kontrakcija odvija uz nedovoljno snadijevanje kisikom nastaje L mliječna kiselina.

Uzrok nastanka zubnog karijesa je mliječna kiselina koja nastaje metaboličkom razgradnjom ugljičnih hidrata iz hrane, prije svega glukoze u fruktoze pod uticajem bakterija dentalnog plaka.Gradi soli koje se nazivaju laktati. Kalcijum laktat upotrebljava se kao koagulaciono, antialergijsko sredstvo i kao antidot kod trovanja solima Mn. Željezo laktat koristi se kod raznih oblika anemije.Oksidacijom daje pirogrožđanu kiselinu.

ALDEHIDO I KETOKARBOKSILNE KISELINE

Ove kiseline u svojoj molekuli pored karboksilne sadrže i aldehidnu odnosno keto grupu.

Pirogrožđana kiselina je važan intermedijer u metabolizmu ugljičnih hidrata. Njene soli su piruvati. Ima sposobnost da se enolizira i njen enolni oblik ima biološki značaj. Kao fosfatni ester, fosfo-enol-pirogrožđana kiselina služi za fosforiliranje i alkiliranje u biološkim sistemima.

empirijska formula C3H4O3, racionalna CH3- CO- COOH

KREBSOV CIKLUS

Sarajevo 16.10.2012


U glikolizi krajnji produkat je pirogrožđana kiselina nastala iz glukoze. U aerobnim uslovima, sljedeći korak u stvaranju ćelijske energije je oksidativna dekarboksilacija pirogrožđane kiseline i nastanak acetil koenzima A (skr. acetil KoA). Ova aktivirana acetil jedinica je zatim kompletno oksidovana do ugljen dioksida serijom reakcija koje čine Krebsov ciklus. Ovaj ciklus je takođe i zajednički metabolički put za stvaranje energije oksidacijom amino kiselina, ugljenih hidrata i masnih kiselina.

Oksidativna dekarboksilacija pirogrožđane kiseline i pretvaranje iste u acetil KoA se odvija u mitohondrijskom matriksu i upravo ovaj korak je karika koja povezuje glikolizu i Krebsov ciklus. Jednačina ove dekarboksilacione reakcije je:

Pirogrođžana kiselina + KoA + NAD+ → Acetil KoA + CO2 + NADHEnzim koji katalizuje ovu reakciju je zapravo visoko integrisani kompleks tri enzima piruvat-dehidrogenaze.

AMINOKISELINE

Aminokiseline su molekule koje sadrže amino grupu (-NH2) i karboksilnu grupu (-COOH). Njihova glavna biološka uloga je izgradnja bjelančevina, iako postoje i aminokiseline koje ne ulaze u sastav bjelančevina i nazivaju se neproteinske aminokiseline (npr. ß-alanin, ornitin i citrulin).

Aminokiseline su prirodni spojevi koji u prirodi rijetko dolaze u slobodnom stanju. Uglavnom su međusobno povezane čineći makromolekule peptida i proteina. U proteinima se nalazi samo dvadeset vrsta aminokiselina. Najvažnija hemijska reakcija aminokiselina je formiranje peptidne veze koja omogućava povezivanje dvije aminokiseline i stvaranje lanca aminokiselina (peptidi i proteini). Peptidna veza je veza između karboksilne grupe jedne aminokiseline i amino grupe druge aminokiseline, u kojoj se atom ugljika veže za atom dušika uz oslobađanje molekula vode.

U sastav čovjekovog organizma ulazi ukupno 20 aminokiselina. 10 od njih se mogu izgraditi u samom organizmu, dok je preostalih 10 neophodno unijeti kroz ishranu. Aminokiseline koje čovjekov organizam nije u stanju napraviti, a neophodne su za njegovo funkcioniranje se nazivaju esencijalne aminokiseline.

Asparaginska kiselina je alfa-aminokiselina . HOOCCH(NH2)CH2COOH.

Karboksilni anion asparaginske kisline se naziva aspartat. Asparaginska kiselina je jedna od 20 aminokiselina koje nalazim u hemijskom sastavu proteina. Asparaginski kiselina je neesencijalna aminokiselina. Kodoni za asparaginsku kiselinu su GAU i GAC. Aspartat je u tijelu čovjeka jedan od metabolita ciklusa ureje i sudjeluje u glukoneogenezi. Aspartat u središnjem živčanom sustavu djeluje kao neurotransmiter.

Sarajevo 16.10.2012


MASNE KISELINEMasna kiselina je karboksilna kiselina često s dugim nerazgranatim lancem, a mogu biti zasićene ili nezasićene. Velika većina prirodnih masnih kiselina ima parni broj ugljikovih atoma zato što se u biosintezu uključuje acetil koenzim A koji pridonosi s grupom od dva atoma ugljika.

Industrijskim načinom, masne se kiseline proizvode putem hidrolize estera koji se povezuju s mastima ili biološkim uljima (oboje su zapravo trigliceridi), uklanjanjem alkohola glicerola.

Zasićene masne kiseline

Zasićene masne kiseline se nazivaju tako jer ne sadrže dvostruke (kovalentne) veze ili druge funkcionalne grupe u molekularnom lancu. Sam pojam "zasićen" se odnosi na vodik koji se u maksimalnom mogućem broju vežu na ugljikove atome u lancu (osim kod karboksilne skupine -COOH). Najčešće zasićene masne kiseline u prirodi su:

Maslačna kiselina (butanska): CH3(CH2)2COOH ili C4:0

Kapronska kiselina (heksanska): CH3(CH2)4COOH ili C6:0

Kaprilna kiselina (oktanska): CH3(CH2)6COOH ili C8:0

Kaprinska kiselina (dekadska): CH3(CH2)8COOH ili C10:0

Laurinska kiselina (dodekadska): CH3(CH2)10COOH ili C12:0

Miristinska kiselina (tetradekadska): CH3(CH2)12COOH ili C14:0

Palmitinska kiselina (heksadekadska): CH3(CH2)14COOH ili C16:0

Stearinska kiselina (oktadekadska): CH3(CH2)16COOH ili C18:0

Nezasićene masne kiseline

Nezasićene masne kiseline su kiseline sličnog oblika, osim što postoji jedna ili više alkenskih funkcijskih skupina unutar lanca gdje svaki alken zamjenjuje jednostruku ugljičnu vezu " -CH2-CH2-" u dijelu lanca s dvostrukom vezom "-CH=CH-" (a to je da je jedan atom ugljika dvostruko povezan s drugim atomom). Takve dvostruke veze mogu biti formirane u cis ili trans konfiguraciji.

Primjeri nezasićenih masnih kiselina

Miristoleinska kiselina CH3(CH2)3CH=CH(CH2)7COOH omega-5

Sarajevo 16.10.2012


Palmitoleinska kiselina CH3(CH2)5CH=CH(CH2)7COOH omega-7

Oleinska kiselina CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH or cis-Δ9 omega-9

Linolna kiselina CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH omega-6

Linolenska kiselina CH3CH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH omega-3

Esencijalne masne kiseline

Esencijalne masne kiseline su vrsta masnoća potrebnih za pravilno funkcionisanje i razvoj, ali bi ih trebalo unositi hranom jer ih tijelo ne proizvodi samo. Postoje dvije esencijalne masne kiseline – linolna kiselina (omega-6 masna kiselina) i alfa-linolenska kiselina (omega-3 masna kiselina). Dobar izvor linolne kiseline su polinezasićena ulja, margarini, neki koštunjavi plodovi (npr. orasi) i neke sjemenke (npr. susam). Dobar izvor linolenske kiseline su kanolino ulje, laneno sjeme i orasi.

Linoleinska kiselina

Alfa-linoleinska kiselina

Sarajevo 16.10.2012


Literatura

M. Miholjčić et al. Biohemija, Svjetlost 1990.I. D. Gaon et al. Hemijski – Kemijski Praktikum, Univerzitetska knjiga

http://www.google.ba/imgres?imgurl=http://zeiss-campus.magnet.fsu.edu/articles/probes/images/aequoreafpintrofigure3.jpg&imgrefurl=http://zeiss-campus.magnet.fsu.edu/print/probes/jellyfishfps-print.html&h=357&w=450&sz=45&tbnid=t92EfCGI9XPmWM:&tbnh=90&tbnw=113&prev=/search%3Fq%3Dproteinat%26tbm%3Disch%26tbs%3Dlr:lang_1hr%26tbo%3Du&zoom=1&q=proteinat&usg=__J-tOsIOrl64exAQgJl1e1pu3eWE=&docid=pR_wFX0G1oj_hM&hl=hr&sa=X&ei=Wy54UPLTPML_4QSfr4GgBQ&sqi=2&ved=0CDIQ9QEwAg&dur=1429

http://www.google.ba/imgres?um=1&hl=bs&client=firefox-a&sa=N&rls=org.mozilla:en-US:official&tbm=isch&tbnid=b5NNAhxrMbgOQM:&imgrefurl=http://en.wikipedia.org/wiki/Na%252B/K%252B-ATPase&docid=iIrumLftTg-e8M&imgurl=http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/a5/Scheme_sodium-potassium_pump-en.svg/300px-Scheme_sodium-potassium_pump-en.svg.png&w=300&h=135&ei=f_l6UP6zI4nasgbBxICYAQ&zoom=1&iact=hc&vpx=228&vpy=196&dur=1136&hovh=108&hovw=240&tx=138&ty=81&sig=105706022871404877654&page=1&tbnh=108&tbnw=240&start=0&ndsp=17&ved=1t:429,r:0,s:0,i:65&biw=1360&bih=664

Sarajevo 16.10.2012







elektroliti u tjelesnim tečnostima

Documents