Гонський Я.І., Максимчук Т.П. Біохімія людини

Подождите немного. Документ загружается.

503

Кільцеподібна плазміда;

стрілка вказує місце

розщеплення

Рестрикційна ендонуклеаза, під

дією якої утворюються тупі кінці

Лінійна плазміда

Термінальна

трансфераза

Лінійна плазміда з полі (Т)-хвостом

Відпал липких кінців

хвіст полі (Т)

хвіст полі (А)

Плазмідна ДНК

ДНК-лігаза

кДНК з полі-

(А)-хвостом

Комплементарна взаємодія

між хвостами призводить до

нековалентного зв’язування

молекул ДНК

Плазмідна ДНК

Рекомбінантна ДНК

кДНК

Плазмідний вектор, що

збільшується, містить ген,

призначений для перене-

сення до клітин E. coli

5’

3’

5’

3’

дТТФ

ФФ

Ðèñ. 14.4. Ïðèºäíàííÿ êÄÍÊ, ùî ì³ñòèòü ïîë³-(À)-õâîñòè, äî ïëàçì³äè ç ïîë³-(Ò)-

õâîñòàìè, ðîçùåïëåíî¿ ðåñòðèêö³éíîþ åíäîíóêëåàçîþ (çà Ëåí³íäæåðîì, 1985, ò. 3,

ñ. 985).

5’

504

³ ¿õ åêñïðåñ³ÿ ç óòâîðåííÿì á³ëêîâèõ ïðîäóêò³â êë³òèíàìè êèøêîâî¿ ïà-

ëè÷êè ³ äð³æäæ³â, ÿê³ ìîæíà âèðîùóâàòè ó âåëèêèõ ê³ëüêîñòÿõ, äàþòü

çìîãó ðåàë³çóâàòè ïðîìèñëîâå âèðîáíèöòâî áàãàòüîõ á³ëê³â, ÿê³ ³íøèìè

ñïîñîáàìè îäåðæàòè äóæå âàæêî.

Ìåòîäàìè ãåííî¿ ³íæåíåð³¿ â êë³òèíè Å. coli ïðîêëîíîâàíî áàãàòî

ð³çíèõ ãåí³â, çîêðåìà ç ð³çíèõ åóêàð³îòè÷íèõ îðãàí³çì³â. Òåïåð ³ñíóþòü

ìîæëèâîñò³ âèä³ëèòè é îäåðæàòè ó çíà÷í³é ê³ëüêîñò³ áóäü-ÿêèé ãåí, âèâ÷è-

òè éîãî íóêëåîòèäíó ïîñë³äîâí³ñòü, à òàêîæ ïîñë³äîâí³ñòü ÐÍÊ ³ á³ëêà,

ÿêèé êîäóºòüñÿ öèì ãåíîì. Áóëè êëîíîâàí³ ãåíè ðÿäó á³ëê³â, ÿê³ çàñòîñî-

âóþòüñÿ â ìåäèöèí³. Çîêðåìà, ãåí ³íñóë³íó ëþäñüêîãî áóëî ïðîêëîíîâà-

íî â êèøêîâó ïàëè÷êó, âíàñë³äîê ÷îãî âîíà íàáóëà çäàòíîñò³ ñèíòåçóâà-

òè ³íñóë³í ëþäèíè. Â³í ç óñï³õîì âæå çàñòîñîâóºòüñÿ äëÿ ë³êóâàííÿ öóê-

ðîâîãî ä³àáåòó. Àíàëîã³÷íèì ñïîñîáîì áóëî îäåðæàíî ã³ïîô³çàðíèé ãîðìîí

ðîñòó (ñîìàòîòðîï³í), ÿêèé çàñòîñîâóþòü äëÿ ë³êóâàííÿ êàðëèêîâîñò³.

Ñîìàòîòðîï³í, îäåðæàíèé â³ä òâàðèí, íå ïðîÿâëÿº ñâîº¿ ä³¿ íà ëþäèíó,

áî ìàº ³íøó àì³íîêèñëîòíó ïîñë³äîâí³ñòü. Ìåòîäàìè ãåííî¿ ³íæåíåð³¿

áóëî îäåðæàíî âàêöèíó ïðîòè ÿùóðó âåëèêî¿ ðîãàòî¿ õóäîáè. Öÿ â³ðóñíà

õâîðîáà íåð³äêî ïðèçâîäèòü ³ äî ñìåðò³ ëþäåé.

Çä³éñíåíî êëîíóâàííÿ ãåí³â ³íòåðôåðîí³â. ²íòåðôåðîíè – öå á³ëêè,

ùî ñåêðåòóþòüñÿ äåÿêèìè êë³òèíàìè ëþäèíè òà ³íøèõ õðåáåòíèõ çà óìîâ

çàðàæåííÿ ¿õ â³ðóñàìè. Äîâåäåíî, ùî êîæíèé âèä õðåáåòíèõ ìîæå ïðî-

äóêóâàòè ï³ä ÷àñ â³ðóñíî¿ ³íôåêö³¿ òðè ð³çí³ ³íòåðôåðîíè: îäèí ñèíòå-

çóºòüñÿ ô³áðîáëàñòàìè ñïîëó÷íî¿ òêàíèíè, äðóãèé – ëåéêîöèòàìè,

òðåò³é – Ò-ë³ìôîöèòàìè. Çà ïðèðîäîþ âñ³ âîíè â³äíîñÿòüñÿ äî ãë³êîïðî-

òå¿í³â. Çâ'ÿçóþ÷èñü ç ìåìáðàíàìè çäîðîâèõ êë³òèí, ³íòåðôåðîíè ñòèìó-

ëþþòü óòâîðåííÿ ñïåöèô³÷íèõ ôåðìåíò³â, ÿê³ çäàòí³ ðóéíóâàòè â³ðóñí³

ìÐÍÊ òà ³íàêòèâóâàòè ôàêòîð ³í³ö³àö³¿ á³ëêîâîãî ñèíòåçó â ðèáîñîìàõ,

çàïîá³ãàþ÷è åêñïðåñ³¿ â³ðóñíèõ ãåí³â ó êë³òèí³-ãîñïîäàð³. Îäåðæàí³ ãåí-

íîþ ³íæåíåð³ºþ ³íòåðôåðîíè çàñòîñîâóþòüñÿ â ë³êóâàíí³ ãðèïó, ãåðïåñó,

â³òðÿíî¿ â³ñïè.

505

ÒÅÑÒÎÂ² ÇÀÂÄÀÍÍß ÄËß ÑÀÌÎÊÎÍÒÐÎËÞ Ç ÐÎÇÄ²ËÓ

“ÌÎËÅÊÓËßÐÍ² ÌÅÕÀÍ²ÇÌÈ ÑÏÀÄÊÎÂÈÕ ÐÎÇËÀÄ²Â”

1. Ó õâîðèõ íà ï³ãìåíòíó êñåðîäåðìó øê³ðà íàäçâè÷àéíî ÷óòëèâà äî ñî-

íÿ÷íîãî ñâ³òëà, ìîæå ðîçâèâàòèñü ðàê øê³ðè. Ïðè÷èíîþ º ñïàäêîâà íåäîñòàòí³ñòü

ôåðìåíòó ÓÔ-åíäîíóêëåàçè. Âíàñë³äîê öüîãî ïîðóøóºòüñÿ ïðîöåñ:

À. Òðàíñêðèïö³¿

Â. Çâîðîòíüî¿ òðàíñêðèïö³¿

Ñ. Ðåïë³êàö³¿ ÄÍÊ

D. Ðåïàðàö³¿ ÄÍÊ

Å. Òðàíñëÿö³¿

2. ²ç í³òðàò³â, í³òðèò³â ³ í³òðîçàì³í³â â îðãàí³çì³ óòâîðþºòüñÿ àçîòèñòà

êèñëîòà, ÿêà çóìîâëþº îêèñíå äåçàì³íóâàííÿ àçîòèñòèõ îñíîâ íóêëåîòèä³â.

2.1. Öå ìîæå ïðèâåñòè äî òî÷êîâî¿ ìóòàö³¿ - çàì³íè öèòîçèíó íà:

À. Òèì³í

Â. Óðàöèë

Ñ. Àäåí³í

D. Ãóàí³í

Å. ²íîçèí

2.2. Ïðè ïîâòîðíèõ ðåïë³êàö³ÿõ ÄÍÊ ç ö³ºþ ìóòàö³ºþ ó äî÷³ðí³õ ÄÍÊ

ïàðà Ö-Ã-çàì³íèòüñÿ íà ïàðó:

À. À-Ó

Â. Ò-À

Ñ. À-Ö

D. Ã-À

Å. Ã-Ò

2.3. Âèäàëåííÿ ç ëàíöþãà ÄÍÊ çì³íåíî¿ îñíîâè äîñÿãàºòüñÿ óçãîäæåíîþ

ä³ºþ âñ³õ íàñòóïíèõ ôåðìåíò³â, çà âèêëþ÷åííÿì:

À. ÄÍÊ-ïîë³ìåðàçè

Â. ÐÍÊ-çàëåæíî¿ ÄÍÊ-ïîë³ìåðàçè

Ñ. Åíäîíóêëåàçè

D. ÄÍÊ-ãë³êîçèäàçè

Å. ÄÍÊ-ë³ãàçè

2.4. ßêùî çàì³íà öèòîçèíó â³äáóëàñÿ ó òðèïëåò³ ÀÖÖ êîäóþ÷îãî ëàíöþãà

ÄÍÊ, òî öå ïðèçâåäå äî:

À. Çàì³íè ó ïîë³ïåïòèäíîìó ëàíöþç³ òðåîí³íó íà ³çîëåéöèí

Â. Çàì³íè òðèïòîôàíó íà öèñòå¿í

Ñ. Çàì³íè öèñòå¿íó íà òèðîçèí

D. Ïðèïèíåííÿ ñèíòåçó ïîë³ïåïòèäíîãî ëàíöþãà

Å. Çàì³íè àì³íîêèñëîòè íå áóäå

3. Íàñë³äêàìè ãåíåòè÷íèõ ïîðóøåíü ìîæóòü áóòè òàê³, êð³ì:

À. Íåñóì³ñí³ñòü ç æèòòÿì - ïë³ä ãèíå íà ðàíí³õ åòàïàõ ðîçâèòêó

Â. Ñìåðòü â ðàííüîìó äèòÿ÷îìó â³ö³

Ñ. Ñïàäêîâ³ çàõâîðþâàííÿ ïðîÿâëÿþòüñÿ ò³ëüêè ó âèïàäêó ä³¿ ïðîâîêàö³é-

íèõ çîâí³øí³õ ÷èííèê³â.

D. Â³äñóòí³ñòü ôóíêö³îíàëüíèõ ³ êë³í³÷íèõ ïðîÿâ³â

Å. Çá³ëüøåííÿ òðèâàëîñò³ æèòòÿ.

506

4. Ïðè îáñòåæåíí³ õâîðîãî áóâ âñòàíîâëåíèé ä³àãíîç àëêàïòîíóð³¿. Äåô³-

öèòîì ÿêîãî ôåðìåíòó çóìîâëåíà öÿ ïàòîëîã³ÿ:

À. Îêñèäàçè ãîìîãåíòèçèíîâî¿ êèñëîòè

Â. Ôåí³ëã³äðîêñèëàçè

Ñ. Òèðîçèíàçè

D. Òèðîêñèíã³äðîêñèëàçè

Å. Ìîíîàì³íîîêñèäàçè

5. Ó äèòèíè 6 ì³ñÿö³â âñòàíîâëåíî óïîâ³ëüíåííÿ ìîòîðíîãî òà ïñèõ³÷íîãî

ðîçâèòêó, ïðîñâ³òëåííÿ øê³ðíèõ ïîêðèâ³â, âîëîññÿ, ðàéäóæíî¿ îáîëîíêè î÷åé.

ßêå ñïàäêîâå çàõâîðþâàííÿ âèÿâëåíî â äèòèíè?

À. Ôåí³ëêåòîíóð³ÿ

Â. Àëüá³í³çì

Ñ. Õâîðîáà Äàóíà

D. Àëêàïòîíóð³ÿ

Å. Ãàëàêòîçåì³ÿ

6. Äëÿ ñïàäêîâîãî çàõâîðþâàííÿ Â³ëüñîíà-Êîíîâàëîâà õàðàêòåðíèì º âñå

êð³ì:

À. Íàãðîìàäæåííÿ ì³ä³ â öåíòðàëüí³é íåðâîâ³é ñèñòåì³

Â. Çíèæåííÿ ì³ä³ â á³îëîã³÷íèõ ð³äèíàõ

Ñ. Ïîðàæåííÿ ïå÷³íêè

D. Ïîçèòèâíèé áàëàíñ ì³ä³ â îðãàí³çì³

Å. Ïîðàæåííÿ øê³ðíèõ ïîêðèâ³â.

7. Ó äèòèíè 6 ì³ñÿ÷íîãî â³êó âñòàíîâëåíî çàòðèìêó ïñèõ³÷íîãî ðîçâèòêó

íà òë³ ïñèõîìîòîðíî¿ äðàòëèâîñò³. Â ñå÷³ âèÿâëåíî ôåí³ëï³ðóâàò, ôåí³ëëàêòàò, â

êðîâ³ ï³äâèùåíà êîíöåíòðàö³ÿ ñåðîòîí³íó. Öå ìîæå áóòè ñïðè÷èíåíî:

À. Ñïàäêîâîþ íåäîñêîíàë³ñòþ ôåí³ëàëàí³íã³äðîêñèëàçè

Â. Ñïàäêîâîþ íåñòà÷åþ òèðîçèíàçè.

Ñ. Äåôåêòîì äåêàðáîêñèëàçè ï³ðîâèíîãðàäíî¿ êèñëîòè

D. Ï³äâèùåíèì ïðîäóêóâàííÿì ôåí³ëàëàí³íó ³ ìîëî÷íî¿ êèñëîòè

Å. Ïîðóøåííÿì òðàíñïîðòó òðèïòîôàíó.

8. Â êðîâ³ ³ ñå÷³ õâîðîãî âèÿâëåíî çíèæåííÿ êîíöåíòðàö³¿ ñå÷îâî¿ êèñëîòè

³ íàêîïè÷åííÿ êñàíòèíó òà ã³ïîêñàíòèíó. ßêå çàõâîðþâàííÿ ìîæå ñóïðîâîäæó-

âàòèñü òàêèìè ïîðóøåííÿìè:

À. Ïîäàãðà

Â. Õâîðîáà Ëåøà-Í³õàíà

Ñ. Êñàíòèíóð³ÿ

D. Íåïîâíîö³ííå õàð÷óâàííÿ

Å. Ã³ïîïîë³â³òàì³íîç

9. Íåäîñòàòí³ñòü â ïëàçì³ êðîâ³ α

-àíòèòðèïñèíó ïðîÿâëÿºòüñÿ âñ³ìà îçíà-

êàìè, êð³ì:

À. Ï³äâèùåííÿ òðèïñèíó â ïëàçì³ êðîâ³

Â. Ï³äâèùåííÿ òðàâëåííÿ á³ëê³â ó êèøå÷íèêó

Ñ. Ïîñèëåííÿ ðîçùåïëåííÿ ñòðóêòóð ñïîëó÷íî¿ òêàíèíè

D. Ðóéíóâàííÿ ì³æàëüâåîëÿðíèõ ïåðåãîðîäîê â ëåãåíÿõ

Å. Ñïðèÿº åìô³çåì³ ëåãåíü

507

ÐÎÇÄ²Ë 15. ÎÁÌ²Í ÂÎÄÈ ²

Ì²ÍÅÐÀËÜÍÈÕ ÐÅ×ÎÂÈÍ

1. Á²ÎËÎÃ²×ÍÀ ÐÎËÜ ÂÎÄÈ

Âîäà – íàéïîøèðåí³øà ñïîëóêà â æèâèõ îðãàí³çìàõ. Âîíà ñòàíî-

âèòü áëèçüêî 75 % á³îìàñè Çåìë³. Â îðãàí³çì³ ëþäèíè âì³ñò âîäè çàëå-

æèòü â³ä â³êó. Òàê, ó ÷îòèðèì³ñÿ÷íèõ åìáð³îí³â ì³ñòèòüñÿ 94 % âîäè, ó

íîâîíàðîäæåíèõ – 70-75 %, ó äîðîñëî¿ ëþäèíè – áëèçüêî 65 %, à ó

ñòàðå÷îìó â³ö³ ¿¿ âì³ñò çíèæóºòüñÿ äî 45 %. Ó ð³çíèõ îðãàíàõ ³ òêàíèíàõ

äîðîñëî¿ ëþäèíè âì³ñò âîäè íåð³âíîì³ðíèé ³ ñòàíîâèòü 70-85 %. Âèíÿò-

êîì º ê³ñòêîâà ³ æèðîâà òêàíèíè, ÿê³ ì³ñòÿòü ìåíøå 30 % âîäè, òà á³î-

ëîã³÷í³ ð³äèíè (ïëàçìà êðîâ³, ë³ìôà, ë³êâîð, òðàâí³ ñîêè, ñå÷à, ñëüîçè

òîùî) – á³ëüøå 90 %. Îòæå, âîäà º îñíîâíèì ñåðåäîâèùåì äëÿ ïåðåá³ãó

æèòòºâî âàæëèâèõ ô³çèêî-õ³ì³÷íèõ ³ á³îõ³ì³÷íèõ ïðîöåñ³â.

Âàæëèâ³ é ð³çíîìàí³òí³ ôóíêö³¿ âîäè â æèâèõ îðãàí³çìàõ çóìîâ-

ëåí³ äèïîëüíîþ ïðèðîäîþ ìîëåêóë âîäè. Ó ð³äêîìó ñòàí³ âîäà ñêëà-

äàºòüñÿ ³ç ñêóï÷åíü (êëàñòåð³â) ìîëåêóë, çâ’ÿçàíèõ îäíà ç îäíîþ âîä-

íåâèìè çâ'ÿçêàìè. Ïîîäèíîêèé âîäíåâèé çâ'ÿçîê – öå äîñèòü ñëàáêèé

çâ'ÿçîê, àëå çàâäÿêè ñâî¿é ÷èñëåííîñò³ âîíè âèçíà÷àþòü óí³êàëüí³ ô³çè÷í³

é õ³ì³÷í³ âëàñòèâîñò³ âîäè, ÿê³, ó ñâîþ ÷åðãó, âèêîðèñòàí³ æèâèìè îðãàí-

³çìàìè äëÿ ðåàë³çàö³¿ äåÿêèõ ïðîöåñ³â æèòòºä³ÿëüíîñò³. Òàê, âèñîêà

òåïëîòà âèïàðîâóâàííÿ âîäè (0,54 êêàë/ã) çàáåçïå÷óº îäèí ³ç ìåõàí³çì³â

òåðìîðåãóëÿö³¿ – òåïëîâ³ääà÷ó øëÿõîì âèïàðîâóâàííÿ ïîòó. À âèñîêà

òåïëîºìí³ñòü âîäè äîçâîëÿº îðãàí³çìó ï³äòðèìóâàòè â³äíîñíî ïîñò³éíó

òåìïåðàòóðó ò³ëà ïðè çíà÷íèõ êîëèâàííÿõ òåìïåðàòóðè ïîâ³òðÿ.

Âèñîêà ä³åëåêòðè÷íà ñòàëà ïîëÿðíèõ ìîëåêóë âîäè ³ ñèëüíî âèðàæå-

íà çäàòí³ñòü ¿õ óòâîðþâàòè âîäíåâ³ çâ'ÿçêè ðîáëÿòü âîäó óí³âåðñàëüíèì

ðîç÷èííèêîì. Íàâêîëî ðîç÷èíåíèõ ÷àñòèíîê ³îí³â ³ ìîëåêóë óòâîðþºòüñÿ

ã³äðàòíà îáîëîíêà. Ã³äðàòàö³ÿ á³îìîëåêóë çàáåçïå÷óº ðàçîì ç ³íøèìè ôàê-

òîðàìè ¿õ ïðîñòîðîâó ñòðóêòóðó. Á³ëêè, ôîñôîë³ï³äè, íóêëå¿íîâ³ êèñëîòè

óòâîðþþòü ó âîäíèõ ðîç÷èíàõ ñòðóêòóðè, â ÿêèõ ã³äðîôîáí³ íåïîëÿðí³

ãðóïè ³çîëüîâàí³ â³ä âîäíî¿ ôàçè, à íà ïîâåðõí³ çíàõîäÿòüñÿ ã³äðîô³ëüí³

ãðóïè, ùî âçàºìîä³þòü ³ç ìîëåêóëàìè âîäè. Ç öèì ³ ïîâ'ÿçàíà ïðîñòîðîâà

îðãàí³çàö³ÿ íàäìîëåêóëÿðíèõ ñòðóêòóð, çîêðåìà ë³ïîïðîòå¿íîâèõ ì³öåë,

ìåìáðàí, êë³òèííèõ îðãàíåë. Òàêèì ÷èíîì, âîäà çàáåçïå÷óº ñòðóêòóðó

á³ëê³â, íóêëå¿íîâèõ êèñëîò, ë³ïîïðîòå¿í³â òà íàäìîëåêóëÿðíèõ ì³öåë (ìåì-

áðàí ³ îðãàíåë). Ïðè çíà÷íîìó â³äõèëåíí³ âì³ñòó âîäè ó òêàíèíàõ â³ä íîð-

ìè ïîðóøóºòüñÿ ôóíêö³îíóâàííÿ îðãàíåë, çîêðåìà ïðîöåñ îêèñíþâàëüíîãî

508

ôîñôîðèëþâàííÿ â ì³òîõîíäð³ÿõ, ñèíòåç á³ëê³â íà ðèáîñîìàõ. Çàâäÿêè

ã³äðàòàö³¿ ³îí³â ³ ìîëåêóë ÷àñòèíà âîäè â îðãàí³çì³ çíàõîäèòüñÿ ó çâ'ÿçàíî-

ìó ñòàí³. Ã³äðàòíà (³ìîá³ëüíà) âîäà íå ïðîÿâëÿº âëàñòèâîñòåé ðîç÷èííèêà.

Âîäà ÿê ðîç÷èííèê çàáåçïå÷óº òðàíñïîðò ðå÷îâèí â îðãàí³çì³, äè-

ñîö³àö³þ ³, òèì ñàìèì, àêòèâàö³þ ðÿäó á³îìîëåêóë, º ñåðåäîâèùåì äëÿ

ïåðåá³ãó á³ëüøîñò³ ôåðìåíòàòèâíèõ ðåàêö³é. Êð³ì òîãî, âîäà áåçïîñå-

ðåäíüî ñëóæèòü ñóáñòðàòîì â ðåàêö³ÿõ ã³äðîë³çó ³ ã³äðàòàö³¿, óòâîðþºòü-

ñÿ â ïðîöåñ³ òêàíèííîãî äèõàííÿ ïðè îêèñíåíí³ âóãëåâîä³â, æèð³â ÷è

àì³íîêèñëîò. Öþ âîäó íàçèâàþòü åíäîãåííîþ àáî ìåòàáîë³÷íîþ. Ïðè

ïîâíîìó îêèñíåíí³ äî ê³íöåâèõ ïðîäóêò³â 100 ã âóãëåâîä³â âèâ³ëüíÿºòüñÿ

55,6 ìë âîäè, 100 ã á³ëê³â – 41,3 ìë, à 100 ã æèð³â – 107,1 ìë. Çà äîáó â

îðãàí³çì³ ëþäèíè óòâîðþºòüñÿ 300-400 ìë åíäîãåííî¿ âîäè.

Âîäà, ùî íàäõîäèòü â îðãàí³çì ç ïðîäóêòàìè õàð÷óâàííÿ (ç ïåðøèìè

³ äðóãèìè ñòðàâàìè, íàïîÿìè), ñêëàäàº òàê çâàíó åêçîãåííó âîäó. Ïîòðå-

áà â åêçîãåíí³é âîä³ äëÿ äîðîñëî¿ ëþäèíè ñòàíîâèòü â ñåðåäíüîìó 40 ã/êã

ìàñè ò³ëà. Ä³òÿì ¿¿ ïîòð³áíî â 3 ðàçè á³ëüøå. Âñìîêòóâàííÿ åêçîãåííî¿

âîäè â³äáóâàºòüñÿ â òîíêîìó êèøå÷íèêó. Çâ³äñè âîíà ïîòðàïëÿº ÷åðåç

âîð³òíó âåíó â ïå÷³íêó. ×àñòèíà ¿¿ òóò çàòðèìóºòüñÿ, à ðåøòà êðîâ'þ

ðîçíîñèòüñÿ äî ð³çíèõ îðãàí³â ³ òêàíèí. ×àñòèíà âîäè íàäõîäèòü ó êè-

øå÷íèê ³ç òðàâíèìè ñîêàìè, çíà÷íà ê³ëüê³ñòü ¿¿ çâîðîòíî àáñîðáóºòüñÿ â

òîâñòèõ êèøêàõ. Ì³æ êðîâ'þ, îðãàíàìè ³ òêàíèíàìè ³ñíóº ïîñò³éíèé

äèíàì³÷íèé îáì³í âîäîþ. Âì³ñò âîäè â òêàíèíàõ çíàõîäèòüñÿ ó ïðÿì³é

çàëåæíîñò³ â³ä ð³âíÿ ³íòåíñèâíîñò³ îáì³íó ðå÷îâèí. Çàëåæíî â³ä ð³çíèö³

ì³æ ê³ëüê³ñòþ âîäè, ùî íàäõîäèòü, ³ ê³ëüê³ñòþ âèä³ëåíî¿ âîäè, ðîçð³çíÿ-

þòü ïîçèòèâíèé, íåãàòèâíèé ³ íóëüîâèé áàëàíñ âîäè.

1.1. Ðîçïîä³ë âîäè òà åëåêòðîë³ò³â â îðãàí³çì³

Áëèçüêî 2/3 âîäè â îðãàí³çì³ ëþäèíè çíàõîäèòüñÿ âñåðåäèí³ êë³òèí,

à 1/3 – ïîçàêë³òèííà âîäà, ÿêà, â ñâîþ ÷åðãó, ïîä³ëÿºòüñÿ íà ì³æêë³òèí-

íó (³íòåðñòèö³àëüíó) ð³äèíó (25 % âñ³º¿ âîäó) òà âîäè ïëàçìè êðîâ³ ³

ñïåö³àë³çîâàíèõ ïîçàêë³òèííèõ ð³äèí (ðèñ. 15.1, 15.2). Âîäà â³ëüíî ïðî-

Ðèñ. 15.1. Ðîçïîä³ë âîäè â îðãàí³çì³.

Клітина

Внутрішньоклітинна

рідина

Міжклітинна

рідина

Плазма

Лімфа

509

õîäèòü ÷åðåç êë³òèíí³

ìåìáðàíè ³ ðîçïîä³ë ¿¿

ì³æ êë³òèíàìè òà ì³æ-

êë³òèííèì ïðîñòîðîì

âèçíà÷àºòüñÿ îñìîòè÷-

íèìè òà ã³äðîñòàòè÷íè-

ìè ñèëàìè.

Çà åëåêòðîë³òíèì

ñêëàäîì, âíóòð³øíüî- ³

ïîçàêë³òèíí³ ð³äèíè

îðãàí³çìó çíà÷íî â³ä-

ð³çíÿþòüñÿ (òàáë. 15.1).

Ãîëîâíèì êàò³îíîì

ïëàçìè êðîâ³ ³ ì³æêë³-

òèííî¿ ð³äèíè º Na

à âíóòð³øíüîêë³òèííà

êîíöåíòðàö³ÿ éîãî

ïðèáëèçíî ó 15 ðàç ìåíøà. Êîíöåíòðàö³ÿ Ê

âñåðåäèí³ êë³òèíè â 30-40

ðàç³â á³ëüøà, í³æ ó ïîçàêë³òèíí³é ð³äèí³. Ð³âåíü Mg

ïðèáëèçíî ó 15 ðàç

âèùèé ó âíóòð³øíüîêë³òèíí³é ð³äèí³. Êîíöåíòðàö³ÿ ³îí³â Ñà

â öèòî-

ïëàçì³ êë³òèí ó ñòàí³ ñïîêîþ äîð³âíþº ò³ëüêè 10

-7

ìîëü/ë, òîáòî íà äåê³ëü-

êà ïîðÿäê³â ìåíøà, í³æ ó ïîçàêë³òèíí³é ð³äèí³. Äëÿ òîãî, ùîá ï³äòðèìóâà-

òè ö³ ãðàä³ºíòè êîíöåíòðàö³¿ ³îí³â, çàòðà÷àºòüñÿ âåëèêà ê³ëüê³ñòü åíåðã³¿.

Ó ïëàçìàòè÷í³é ìåìáðàí³ á³ëüøîñò³ êë³òèí çíàõîäÿòüñÿ òðàíñïîðòí³

ÀÒÔàçè, ÿê³ çà ðàõóíîê åíåðã³¿ ã³äðîë³çó ÀÒÔ ïåðåíîñÿòü êàò³îíè ïðîòè

ãðàä³ºíòà êîíöåíòðàö³¿. Ñåðåä àí³îí³â ó ïîçàêë³òèíí³é ð³äèí³ ïåðåâàæà-

þòü õëîðèäè ³ ã³äðîêàðáîíàòè, à âñåðåäèí³ êë³òèíè – ôîñôàòè ³ á³ëêè.

Åëåêòðîíåéòðàëüí³ñòü ñåðåäîâèù çàáåçïå÷óºòüñÿ ð³âí³ñòþ ñóìàðíèõ

ê³ëüêîñòåé êàò³îí³â ³ àí³îí³â.

Ïðèì³òêà. 1. Âêàçàí³ ñåðåäí³ çíà÷åííÿ. 2. Äëÿ âíóòð³øíüîêë³òèííî¿ ð³äèíè âçÿò³

âåëè÷èíè, õàðàêòåðí³ äëÿ ñêåëåòíèõ ì'ÿç³â.

Електроліти

Плазма крові,

ммоль/л

Міжклітинна рідина,

ммоль/л

Внутрішньоклітинна

рідина, ммоль/л

Натрій 130-150 144 10

Калій 4-5 4 160

Кальцій 2,2-2,7 1,3

≤10

-4

Магній 0,7-1,5 0,8 13

Хлорид 95-105 110 3

Гідрокарбонати 24-30 25-30 11

Фосфати 1,2-2,2 1 50

Сульфати 0,5 0,5 10

Органічні аніони 5 5

Білок, г/л 60-85 5 200

Òàáëèöÿ 15.1.

Åëåêòðîë³òíèé ñêëàä ð³äèí îðãàí³çìó ëþäèíè

Внутрішньоклітинна

вода

Кишки

Нирки

Легені

Шкіра

Позаклітинна

вода

3 л 10,5 л 28 л

Вода

плазми

Інтерстиціальна

вода

Ðèñ. 15.2. Ðîçïîä³ë âîäè â îðãàí³çì³ ëþäèíè âàãîþ 70 êã.

510

Åëåêòðîë³òíèé (³îííèé) ñêëàä, ðÍ ³ îñìîòè÷íèé òèñê º îñíîâíèìè

ïàðàìåòðàìè ð³äèí îðãàí³çìó, ÿê³ ï³äòðèìóþòüñÿ ïîñò³éíèìè çà äîïî-

ìîãîþ ðåãóëÿòîðíèõ ìåõàí³çì³â, à ïðè ¿õ â³äõèëåíí³ çà ìåæ³ ô³ç³îëîã³÷-

íî¿ íîðìè ðîçâèâàþòüñÿ ïàòîëîã³÷í³ çì³íè â îðãàí³çì³.

1.2. Îñìîòè÷íèé òèñê ³ ðåãóëÿö³ÿ ðîçïîä³ëó âîäè â îðãàí³çì³

Îñìîòè÷íèé òèñê çàëåæèòü â³ä çàãàëüíîãî ÷èñëà ÷àñòèíîê (³îí³â ³

ìîëåêóë) â ðîç÷èí³ ³ íå çàëåæèòü â³ä ¿õ ðîçì³ðó, ìîëåêóëÿðíî¿ ìàñè é

çàðÿäó. Âèðàæàþòü îñìîòè÷íèé òèñê ÿê îñìîëÿðí³ñòü (÷èñëî ììîëü íà

1 ë ðîç÷èíó) àáî ÿê îñìîëÿëüí³ñòü (÷èñëî ììîëü íà 1 êã ðîç÷èííèêà).

Îñìîòè÷íèé òèñê á³îëîã³÷íèõ ð³äèí, âèðàæåíèé ÷åðåç îñìîëÿðí³ñòü,

âèì³ðþþòü îñìîìåòðîì òà çà ð³çíèöåþ òåìïåðàòóð çàìåðçàííÿ á³îëîã³÷-

íî¿ ð³äèíè ³ ÷èñòî¿ âîäè. Àëå ìàéæå â óñ³õ âèïàäêàõ çàì³ñòü âèì³ðþâàí-

íÿ âèêîðèñòîâóþòü ìåòîä ðîçðàõóíêó îñìîòè÷íîãî òèñêó (îñìîëÿðíîñò³)

íà îñíîâ³ äàíèõ ïðî êîíöåíòðàö³þ îñìîòè÷íî àêòèâíèõ ÷àñòèíîê ó á³îëî-

ã³÷íèõ ð³äèíàõ.

Îñìîòè÷íèé òèñê ïëàçìè êðîâ³ çóìîâëþºòüñÿ, ãîëîâíèì ÷èíîì, êîí-

öåíòðàö³ºþ ³îí³â Na

i Cl

, âêëàä ÿêèõ ó çàãàëüíó âåëè÷èíó ñêëàäàº

áëèçüêî 92 %. Òîìó äëÿ ðîçðàõóíê³â âåëè÷èíè çàãàëüíî¿ îñìîëÿðíîñò³

ïëàçìè êðîâ³ âèêîðèñòîâóþòü òàêó ôîðìóëó:

2 ×[Na

, ììîëü/ë] + [ñå÷îâèíà, ììîëü/ë] + [ãëþêîçà, ììîëü/ë]

Âèêëþ÷åííÿ ³ç ðîçðàõóíêó êàò³îí³â Ê

³ Ñà

êîìïåíñóºòüñÿ íåïîâ-

íîþ äèñîö³àö³ºþ õëîðèäó íàòð³þ. Ó ô³ç³îëîã³÷íèõ óìîâàõ îñìîëÿðí³ñòü

ïëàçìè êðîâ³ ñòàíîâèòü áëèçüêî 292 ììîëü/ë (292 ìîñì/ë, àáî 5700

ìì ðò. ñò., 762 êÏà). Ïðè íîðìàëüíîìó âì³ñò³ ñå÷îâèíè ³ ãëþêîçè ¿õ âêëàä

ó âåëè÷èíó îñìîëÿðíîñò³ ïëàçìè êðîâ³ äóæå ìàëèé, àëå ó âàæêèõ âèïàä-

êàõ óðåì³¿ ÷è ã³ïåðãë³êåì³¿, êîëè êîíöåíòðàö³ÿ ¿õ ó ïëàçì³ çðîñòàº ó 15 ³

á³ëüøå ðàç³â, îñìîòè÷íèé òèñê ïëàçìè êðîâ³ ³ñòîòíî ï³äâèùóºòüñÿ.

Âêëàä á³ëê³â ïëàçìè ó ñòâîðåííÿ îñìîòè÷íîãî òèñêó çîâñ³ì íåçíà÷-

íèé (áëèçüêî 30 ìì ðò. ñò., òîáòî 0,5 %), àëå öþ ÷àñòèíêó âèä³ëÿþòü

îêðåìî ÿê êîëî¿äíî-îñìîòè÷íèé, àáî îíêîòè÷íèé, òèñê. Çàâäÿêè ïðî-

íèêíîñò³ ñò³íîê êàï³ëÿð³â äëÿ åëåêòðîë³ò³â, êîíöåíòðàö³¿ ¿õ ó ïëàçì³ êðîâ³

³ ì³æêë³òèíí³é (³íòåðñòèö³àëüí³é) ð³äèí³ áëèçüê³, à òîìó çàãàëüíà îñìî-

ëÿðí³ñòü öèõ ð³äèí ìàéæå îäíàêîâà. Àëå ³íòåðñòèö³àëüíà ð³äèíà ìàéæå

íå ì³ñòèòü á³ëê³â, à ïðîíèêíåííÿ á³ëê³â ïëàçìè ÷åðåç ñò³íêó êàï³ëÿðà

îáìåæåíå. Çàâäÿêè öèì ôàêòîðàì, âèð³øàëüíå çíà÷åííÿ äëÿ ðîçïîä³ëó

âîäè ì³æ ïëàçìîþ êðîâ³ é ³íòåðñòèö³àëüíîþ ð³äèíîþ ìàº ð³âåíü á³ëê³â

ïëàçìè, à íå åëåêòðîë³ò³â. Åôåêòèâíèé îñìîòè÷íèé òèñê á³ëê³â ïëàçìè

ïðîòèä³º êàï³ëÿðíîìó ã³äðîñòàòè÷íîìó òèñêó ³, òàêèì ÷èíîì, ñïðèÿº óò-

ðèìàííþ âîäè â ñóäèííîìó ðóñë³ (ðèñ. 15.3). 75-80 % îíêîòè÷íîãî òèñêó

á³ëê³â ïëàçìè ïðèïàäàº íà àëüáóì³íè, à ãëîáóë³íè ÷åðåç á³ëüøó ìîëåêó-

ëÿðíó ìàñó ìàþòü çíà÷íî ìåíøå çíà÷åííÿ. Çìåíøåííÿ âì³ñòó àëüáóì³-

511

íó ó ïëàçì³ âíàñë³äîê çíèæåíîãî ñèíòåçó ÷è âèâåäåííÿ ³ç ñå÷åþ âèêëè-

êàº âèõ³ä ð³äèí ³ç ñóäèí â ì³æêë³òèííèé ïðîñò³ð, çìåíøåííÿ îá'ºìó

ïëàçìè ³ ðîçâèòîê íàáðÿêó.

Ðîçïîä³ë âîäè ì³æ êë³òèíàìè ³ ïîçàêë³òèííèì ïðîñòîðîì çàëåæèòü

â³ä ð³çíèö³ îñìîòè÷íîãî òèñêó âíóòð³øíüî- ³ ïîçàêë³òèííî¿ ð³äèíè. Îñ-

ìîòè÷íèé òèñê âíóòð³øíüîêë³òèííî¿ ð³äèíè ñòâîðþºòüñÿ, ãîëîâíèì

÷èíîì, ³îíàìè Ê

, Mg

, ôîñôàòàìè, íåãàòèâíî çàðÿäæåíèìè ïðè ô³ç³î-

ëîã³÷íîìó çíà÷åíí³ ðÍ á³ëêàìè (òàáë. 15.1) ³ çíàõîäèòüñÿ ó äèíàì³÷í³é

ð³âíîâàç³ ç îñìîòè÷íèì òèñêîì ïîçàêë³òèííî¿ ð³äèíè. Êë³òèíí³ ìåìáðà-

íè ëåãêî ïðîíèêí³ øëÿõîì äèôóç³¿ äëÿ âîäè, à êàò³îíè, àí³îíè ³ íèçüêî-

ìîëåêóëÿðí³ îðãàí³÷í³ ðå÷îâèíè (ãëþêîçà, ñå÷îâèíà, àì³íîêèñëîòè) ïå-

ðåíîñÿòüñÿ øëÿõîì àêòèâíîãî ÷è ïàñèâíîãî òðàíñïîðòó ³ øâèäê³ñòü ¿õ

ïåðåíåñåííþ çíà÷íî ìåíøà â³ä øâèäêîñò³ äèôóç³¿ âîäè. Òîìó ïîðó-

øåííÿ íîðìàëüíî¿ êîíöåíòðàö³¿ ó ïëàçì³ êðîâ³ îñìîòè÷íî àêòèâíèõ

ðå÷îâèí, çäåá³ëüøîãî ³îí³â íàòð³þ, çóìîâëþº çì³íè ã³äðàòàö³¿ êë³òèí.

Îñîáëèâî ÷óòëèâ³ äî äåã³äðàòàö³¿ ÷è íàäì³ðíî¿ ã³äðàòàö³¿ êë³òèíè ãîëîâ-

íîãî ìîçêó. Ïîðóøåííÿ ã³äðàòàö³¿ êë³òèí çóìîâëþþòüñÿ øâèäêèìè

çì³íàìè êîíöåíòðàö³¿ â ïëàçì³ êðîâ³ ðîç÷èíåíèõ ðå÷îâèí, à ïðè ïî-

â³ëüíèõ çì³íàõ êîíöåíòðàö³¿ âñòèãàº çä³éñíèòèñü ïåðåðîçïîä³ë ðîç÷è-

íåíèõ ðå÷îâèí ³ îñìîòè÷íèé òèñê ³ç îáîõ ñòîð³í êë³òèííî¿ ìåìáðàíè

âèð³âíþºòüñÿ áåç çíà÷íèõ ïåðåì³ùåíü âîäè. Ãîìåîñòàòè÷í³ ìåõàí³çìè

îðãàí³çìó äîñèòü åôåêòèâíî ðåãóëþþòü îáì³í âîäè é åëåêòðîë³ò³â,

ï³äòðèìóþ÷è â ìåæàõ ô³ç³îëîã³÷íî¿ íîðìè îñìîòè÷íèé òèñê ïîçàêë³-

òèííî¿, à ÷åðåç íå¿ ³ âíóòð³øíüîêë³òèííî¿ ð³äèí.

Ðèñ. 15.3. Îáì³í âîäè ì³æ êðîâ’þ ³ òêàíèíàìè íà ð³âí³ êàï³ëÿðíî¿ ñò³íêè:

– ã³äðîñòàòè÷íèé òèñê; Ð

– îíêîòè÷íèé òèñê â ìì ðò. ñò.

Артеріальна

гілка капіляра

Лімфатичні судини

=30 мм

=25 мм

=15 мм

=25 мм

фільтраційна

сила

резорбційна

сила

(30-8)-(25-10)=7 мм рт.

ст.

(25-10)-(15-8)=8 мм рт.

ст.

=8 мм

=10 мм

тканини

фільтрація

резорбція

Венозна

гілка капіляра

512

1.3. Ðåãóëÿö³ÿ âîäíî-ñîëüîâîãî îáì³íó

Âîäà ³ ñîë³ íàäõîäÿòü â îðãàí³çì ³ç ¿æåþ ³ íàïîÿìè. Íåçâàæàþ÷è íà

çíà÷í³ ùîäåíí³ êîëèâàííÿ íàäõîäæåííÿ, â íîðì³ îá'ºì ð³äèíè ³ êîíöåíò-

ðàö³ÿ åëåêòðîë³ò³â (Na

, Ê

, Ñl

, Ñà

, Mg

) óòðèìóþòüñÿ ó ñòàëèõ ìå-

æàõ. Ï³äòðèìêà âîäíî-ñîëüîâîãî ãîìåîñòàçó çàëåæèòü â³ä ð³âíîâàãè ì³æ

íàäõîäæåííÿì ³ âèä³ëåííÿì. Ó çâè÷àéíèõ óìîâàõ çäîðîâà äîðîñëà ëþäè-

íà âòðà÷àº çà äîáó áëèçüêî 1,5 ë âîäè ³ç ñå÷åþ, 100-200 ìë – ³ç ôåêàë³ÿ-

ìè, 250-500 ìë – ÷åðåç ëåãåí³, 300-500 ìë – ç ïîòîì. Âèâåäåííÿ ïåðåâè-

ùóº íàäõîäæåííÿ íà âåëè÷èíó åíäîãåííîãî óòâîðåííÿ âîäè ( 0,3-0,4 ë). ²ç

çâè÷àéíèì ðàö³îíîì ïîòðàïëÿº 100-200 ììîëü íàòð³þ ³ õëîðèäó, 80-120

ììîëü êàë³þ ³ ñò³ëüêè æ âèä³ëÿºòüñÿ, ãîëîâíèì ÷èíîì, ³ç ñå÷åþ (òàáë. 15.2).

Îñíîâíó ðîëü ó çàáåçïå÷åíí³ áàëàíñó âîäè é åëåêòðîë³ò³â â³ä³ãðàº

ðåãóëÿö³ÿ âèâåäåííÿ ¿õ ÷åðåç íèðêè, ÿêó çä³éñíþþòü ãîðìîíè âàçîïðåñèí,

àëüäîñòåðîí ³ íàòð³éóðåòè÷íèé ãîðìîí ïåðåäñåðäü. Âàçîïðåñèí (³íàêøå

àíòèä³óðåòè÷íèé ãîðìîí) âèä³ëÿºòüñÿ ïðè ï³äâèùåíí³ îñìîòè÷íîãî òèñêó

ïîçàêë³òèííî¿ ð³äèíè ³ çá³ëüøóº øâèäê³ñòü ðåàáñîðáö³¿ âîäè ó äèñòàëüíèõ

çâèâèñòèõ êàíàëüöÿõ íåôðîíó. Âèä³ëÿºòüñÿ âèñîêîêîíöåíòðîâàíà ñå÷à.

Êð³ì òîãî, ãðàä³ºíò îñìîòè÷íîãî òèñêó íà ìåìáðàí³ êë³òèí ã³ïîòàëàì³÷íîãî

öåíòðó çóìîâëþº â³ä÷óòòÿ ñïðàãè ³ çá³ëüøåííÿ ñïîæèâàííÿ âîäè. Ó ðå-

çóëüòàò³ â³äíîâëþºòüñÿ íîðìàëüíà îñìîëÿðí³ñòü ïîçàêë³òèííî¿ ð³äèíè.

Ïðè çíèæåí³é îñìîëÿðíîñò³ ïîçàêë³òèííî¿ ð³äèíè àëüäîñòåðîí ñòè-

ìóëþº ðåàáñîðáö³þ ³îí³â íàòð³þ åï³òåë³àëüíèìè êë³òèíàìè äèñòàëüíèõ

â³ää³ë³â íåôðîíó â îáì³í íà ³îíè êàë³þ ÷è âîäíþ. Àëüäîñòåðîí òàêîæ

âèêëèêàº çàòðèìêó Na

³ âòðàòó Ê

ó ñëèííèõ ³ ïîòîâèõ çàëîçàõ, ñëè-

çîâ³é îáîëîíö³ äèñòàëüíèõ â³ää³ë³â òîâñòî¿ êèøêè. Ñèíòåç ³ ñåêðåö³ÿ àëü-

Джерела води Вода, мл/добу Nа

, мекв/добу К

, мекв/добу

Надходження

Питво 1300 – –

Їжа 850 150 100

Метаболічна вода 350 – –

Всього: 2500 – –

Виділення

Сеча 1500 130-260 30-100

Видихування повітря 250-500 – –

Піт 300-500 4 5

Фекалії 100-200 1,5 4

Всього 2500 – –

Кругообіг у харчотравній системі

Слина 500-1500 600 60

Шлунковий сік 1500-3000 – –

Панкреатичний сік 300-1500 – –

Жовч 250-1100 – –

Кишковий сік 250-3000 – –

Òàáëèöÿ 15.2.

Äîáîâèé êðóãîîá³ã âîäè ³ åëåêòðîë³ò³â ó ò³ë³ ëþäèíè