Внутриклеточная жидкость, содержание ионов

Рис. 24-19. Сравнение электролитного состава плазмы крови, внутриклеточной жидкости и желудочного сока. Левые столбики в каждой из пар характеризуют катионный состав, а правые-анионный. Темно-серые участки соответствуют сумме минорных компонентов (т. е. катионов, содержащихся в незначительных количествах). Обратите внимание на большую разницу в содержании ионов На и между плазмой крови и внутриклеточной жидкостью. Градиенты этих ионов поддерживаются Ыа ,

Состав внеклеточной жидкости близок к составу морской воды в пред-кембрийскую эпоху, когда появились животные с замкнутой системой кровообращения. С тех пор соленость моря продолжала возрастать, тогда как состав внеклеточной жидкости остался постоянным. Основным катионом во внеклеточной жидкости является ион Ка , а из анионов преобладают СГ и НСОВнутри клеток преобладают катион и анион НРО Для соблюдения физико-химического закона электронейтральности, которому подчиняется любой живой организм в целом, некоторый недостаток неорганических анионов компенсируется анионами органических кислот (молочной, лимонной и др.) и кислых белков, несущих отрицательный заряд при физиологических значениях pH. Если вне клетки органические анионы компенсируют незначительную нехватку отрицательного заряда, то внутри клетки они должны компенсировать около 25 % положительных зарядов, создаваемых неорганическими катионами. Поскольку клеточные мембраны легко проницаемы для воды, то они могут разрушаться при незначительных различиях в давлении жидкости внутри и снаружи клеточной мембраны. Поэтому осмотическое давление внутри клетки должно быть равно таковому во внеклеточной жидкости, т. е. живая клетка подчиняется закону изоосмоляльности. Повышенное содержание катионов по отношению к концентрации анионов во внеклеточных жидкостях в сравнении с внутриклеточными средами приводит к тому, что наружная поверхность мембран клеток оказывается заряжена положительно относительно ее внутренней поверхности, и это имеет огромное биологическое значение (см. главу 15). В биологических жидкостях концентрацию осмотически активных частиц (независимо от их заряда, размера и массы) выражают в единицах осмоляльности — миллиосмомолях на 1 кг воды. Так как главные катионы и анионы внутриклеточных жидкостей многозарядные, то (при одинаковых осмоляльностях) концентрация электролитов, выраженная в миллиэквивалентах на 1 л, будет значительно выше внутри клетки, чем во внеклеточных жидкостях, где в основном содержатся однозарядные ионы. [c.180]

Уже беглый взгляд на библиографический обзор показывает, что число терапевтических применений ионообменных смол непрерывно растет, хотя в основном внимание концентрируется пока только на нескольких направлениях. Несомненно, что самое большое применение ионообменные смолы находят для регулировки содержания электролитов в жидкости человеческого организма, которая составляет почти 60% от веса тела. Эта жидкость на 3 состоит из внеклеточной и на 7з из внутриклеточной жидкости. Внеклеточная жидкость, к которой относится и плазма крови, содержит натрия около 140 мэкв л, тогда как общее содержание ионов металлов основного характера составляет 160 мэкв л. Осмотическое давление внеклеточной жидкости регулируется содержанием натриевых солей оно почти постоянно в здоровом организме, отсюда следует, что изменение содержания натрия в теле человека вызовет изменения в объеме внеклеточной жидкости. Недостаток натрия вызывает уменьшение этого объема, а избыток — его увеличение. Сильное увеличение содержания натрия, которое происходит в результате уменьшения его выведения из организма при почечных и сердечных заболеваниях, приводит к большому увеличению объема внеклеточной жидкости, что проявляется в отеках и водянке. В таких случаях применение ионообменных смол является целесообразным. [c.169]

Наиболее интенсивно изучается активный перенос ионов N3+ и К+ через плазматическую мембрану [302]. Сущность этого явления состоит в том, что внутриклеточная жидкость имеет высокое содержание ионов К+ и низкое содержание ионов 1Ыа+, во внеклеточной среде, наоборот, выше содержание ионов Ма+. Для поддержания указанных градиентов концентраций моновалентных катионов и, особенно, для их восстановления после деполяризации мембраны обязательно должно происходить удаление из клетки ионов Ыа+ и активное всасывание в клетку ионов К" ". Эта система транспорта, сосредоточенная в плазматической мембране, называется натриевым насосом . Энергия, необходимая для активного транспорта ионов Ыа+ против градиента концентрации, обеспечивается расщеплением АТФ (до АДФ и неорганического фосфата). Подобный распад АТФ катализируется ферментом—(Ка+-1-К )-активированной АТФ-азой. [c.380]

Катионы 5-металлов 3-го и 4-го периодов, а также некоторые неорганические анионы являются основными компонентами, определяющими физико-химические свойства биологических жидкостей. Электролитный состав жидкостей организма характеризуется главным образом содержанием На, К, Mg, Са, 8, С, Р, С1 и некоторых других элементов в виде соответствующих ионов и различается для внутриклеточной и внеклеточной жидкостей (рис. 4.1). [c.179]

Содержание основных ионов (в мнллнмолях на 1 кг НгО) в плазме кровн человека и внутриклеточной жидкости скелетной мышцы [c.361]

При pH 7,0 АТР и ADP существуют в виде анионов, несущих несколько зарядов, АТР" и ADP , поскольку все их фосфатные группы при этом значении pH почти полностью ионизованы. Однако во внутриклеточной жидкости, для которой характерно высокое содержание ионов Mg , АТР и ADP, присутствуют главным образом в виде комплексов с магнием, MgATP и MgADP (рис. 14-4). Во многих ферментативных реакциях, в которых АТР участвует в качестве донора фосфатной группы, активной формой АТР является именно его комплекс с магнием, MgATP . Концентрация АТР в клетках поддерживается на относительно постоянном уровне, поскольку скорость его образования приблизительно уравновешивается скоростью его распада. Таким образом, концевые фосфатные группы молекул АТР претерпевают непрерывное обновление в процессе метаболизма. Они по- [c.415]

Токсическое действие морской воды. Почки человека-великолепное устройство, регулирующее удаление ионов Ыа из крови путем образования мочи, в которой содержание ионов Ка достигает 340 мМ. Однако в морской воде концентрация N3 вдвое выше той, которую способны создать почки здорового человека. Если человек пьет только морскую воду, то происходит накопление КаС1 во внеклеточной жидкости (т.е. в жидкости, окружающей клетки тела), но не во внутриклеточной жидкости. Длительное потребление морской воды приводит к смерти вследствие повреждения клеток мозга. Почему потребление морской воды на протяжении длительного времени вызывает повреждение клеток [c.778]

Во внутриклеточной жидкости, для которой характерно высокое содержание ионов Мд " ", аденозинтрифосфат (АТФ) и аденозиндифосфат (АДФ) присутствуют в основном в виде комплексов МдАТФ и МдАДФ [c.244]

Натрий. В организме взрослого человека содержание катионов Ма" составляет около 100 г. Из этого количества 44 % находится во внеклеточной жидкости и 9 % — во внутриклеточной жидкости, остальное приходится на костную ткань, являющуюся местом депонирования ионов натрия в организме. Благодаря обменным процессам скелет является донором или акцептором ионов натрия, что способствует поддержанию постоянства их концентрации в жидкостях организма. Катионы натрия являются основными однозарядными катионами плазмы крови, лимфы, спинномозговой жидкости и любой межтканевой жидкости. Основная роль катионов натрия заключается в участии в работе ионного насоса , или (Ка" , К Унасоса, по поддержанию определенного состава и осмотического давления биожидкостей, особенности функционирования кото- [c.180]

Натрий. Содержание натрия в организме человека массой 70 кг составляет около 60 г (2610 ммоль)—0,08% (см. табл. 5.3). Из этого количества 44 % натрия находится во внеклеточной жидкости и 9 % — во внутриклеточной. Остальное количество натрия находится в костной ткани, являющейся, местом дейонирования иона Ма" " в организме. Около 40 % натрия, содержащегося в костной ткани, участвует в обменных [c.235]

Магний. В организме взрослого человека содержится около 19 г магния (59 % в костной ткани, дентите и эмали зубов). Ежесуточное потребление магния 0,7 г. Содержание магния в некоторых продуктах питания приведено в табл. 4.4. Ион М +, так же как и К+, является внутриклеточным катионом. В биологических жидкостях и тканях организма магний находится как в виде гидратированного иона, так и в связанном с белками состоянии. Вследствие меньшего, чем у иона Са , ионного радиуса и большей энергии ионизации ион магния в сравнении с ионом Са + образует более прочные связи с органическими лигандами и поэтому является более распространенным активатором ферментов. Магний стабилизирует ДНК, катализирует транскрипцию РНК, участвует в образовании активных форм АТФ и АМФ в виде комплексов MgATф2 , М АМФ , которые выполняют роль донора фосфатной группы во многих ферментативных реакциях. В отличие от большего по размеру иона кальция (координационные числа 6,7,8) ион магния образует шестикоординационные соединения регулярной структуры, которые играют огромную роль в жизнедеятельности растительных и животных организмов. Так, ион магния является ком-плексообразователем в пигменте зеленых растений — хлорофилле, строение и биохимические функции которого рассмотрены в главах 5 и 13. [c.184]

Концентрация кальция в крови (10 мг%, или 2,5 мМ) меняется не более чем на 3% и поддерживается в основном с помощью паратгормона, витамина Е) и тирокальцитонина, которые обеспечивают адсорбцию этого катиона кишечником, выведение из организма или отложение в костях. Основная масса кальция сосредоточена в костном скелете, который служит как бы буфером для ионов, циркулирующих в кровотоке. По крайней мере половина кальция в крови связана с белками плазмы, главным образом с альбумином. Общее содержание Са + в клетках тканей может достигать 10 ммоль/кг, т. е. уровня, превышающего его концентрацию во внеклеточной жидкости. Большая его часть связана внутри клеток с растворимыми лигандами (нуклеотидами, неорганическим фосфатом, цитратом, белками, например кальмодулином) и клеточными мембранами или аккумулирована во внутриклеточных депо. [c.8]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология