Образованию костной ткани способствует кислотности среды

Применение реакции нейтрализации в фармакотерапии

Образованию костной ткани способствует кислотности среды

Для проведения коррекции кислотно-основного состояния необходимо выявить, какое звено в его регулировке нарушено. Для этого необходимо определить значения рН биологических жидкостей и содержание буферных оснований.

В основе фармакологических действий лежит реакция нейтрализации.

Например, в качестве экстренной меры при ацидозе применяется внутривенное вливание раствора гидрокарбоната натрия 4,5%, а в острых случаях – 8,4%. Второе эффективное средство – трисамин 3,66%, который связывает избыточные протоны. Он эффективен только при внутривенном введении. Также в качестве средства, коррегирующего ацидоз, используют лактат натрия 11% раствор.

Для устранения явления алкалоза в некоторых случаях используют раствор аскорбиновой кислоты 5%. В гастроэнтерологии применяют средства, нормализующие секреторную функцию желудка.

При пониженной кислотности желудочного сока назначают разбавленную соляную кислоту, при повышенной кислотности – различные антацидные препараты: оксид магния, основной карбонат магния, карбонат кальция, гидрокарбонат натрия

38. Гетерогенные реакции в растворах электролитов. Константа растворимости. Конкуренция за катион или анион: изолированное и совмещенное гетерогенные равновесия в растворах электролитов. Общая константа совмещенного гетерогенного равновесия. Условия образования и растворения осадков

Многие биологические процессы связаны с растворением или образованием малорастворимых ионных соединений, преимущественно солей. Формирование неорганического вещества костной ткани, образование почечных камней, регуляция концентрации ионов кальция в плазме и многие другие процессы объясняются теорией гетерогенных равновесий в растворах электролитов.

*Произведение растворимости
Произведение растворимости (ПР, Ksp) — произведение концентраций ионов малорастворимого электролита в его насыщенном растворе при постоянных температуре и давлении. Произведение растворимости — величина постоянная.

При постоянной температуре в насыщенных водных растворах малорастворимых электролитов устанавливается равновесие между твердым веществом и ионами, образующими это вещество. Например, в случае для AgCl это равновесие можно записать в виде:
AgCl Ag++Cl-
Константа этого равновесия рассчитывается по уравнению:

Кs(AgCl)=[Ag+]•[Cl-]/[AgCl] *Конкуренция за катион или анион. 1) изолированное гетерогенное равновесие – образование в системе одного малорастворимого электролита: В растворе присутствуют в равных концентрациях ионы натрия Na+ и серебра Ag+. При введении хлорид-ионов Cl- образуется хлорид серебра.

В реальных системах встречается редко.

2) совмещенное гетерогенное равновесие – образование в системе нескольких мало растворимых электролитов, в первую очередь образуется менее растворимое соединение (с меньшим значением KS), затем более растворимое (с бóльшим значением KS).

Происходит дробное осаждение.

39.Реакции, лежащие в основе образования неорганического вещества костной ткани гидроксидфосфата кальция. Механизм функционирования кальций-фосфатного буфера.

Коллоидный CaHPO4 , окруженный белками и гидратной оболочкой , вместе с током крови направляется в сторону костной ткани , где в остеобластах происходит конечный этап образования костной ткани -минерализация . Способствующие факторы ph=8 , повышенная концентрация фосфат-ионов , образующихся при гидролизе сложных эфиров фосфорной кислоты , углеводов , аморфного фосфата кальция .

Формирование костной ткани – результат протекания процессов осаждения-минерализации и растворения – деминерализации.

Около 30% костной ткани составляют органические соединения, в основном коллагеновые волокна, 70 % – неорганические вещества (дентин содержит около 75% неорганического вещества и имеет очень большую плотность).

Основным минеральным компонентом костной и зубной ткани является основная соль- гидроксифосфат кальция Ca5(PO4)3OH (точнее Ca10(PO4)6(OH)2 – гидроксиапатит).

Образование костной ткани начинается с плазмы крови и включает несколько стадий: При физиологическом значении рН крови (7,4) в системе сосуществуют ионы (30%) и .(70%).

Однако, в первую очередь в присутствии ионов Ca2+ образуется менее растворимый CaHPO4 (конкуренция анионов за катион):

1-я садия: Ca2+ + ⇄CaHPO4 (СаНPO4) = 2,7×10–7

Ca(Н2PO4)2= 1×10–3

Коллоидный CaHPO4 , окруженный белками и гидратной оболочкой, вместе с током крови направляется в сторону костной ткани, где в остеобластах происходит конечный этап образования костной ткани – минерализация. Способствующие факторы: рН=8, повышенная концентрация фосфат- ионов, образующихся при гидролизе сложных эфиров фосфорной кислоты, углеводов, аморфного фосфата кальция.

2-ястадия : 3CaHPO4 + 2OH– + Ca2+⇄ Ca4Н(PO4)3 + 2H2O

Са3(РО4)2×СаНРО4

3-я стадия: Ca4H(PO4)3 + 2OH– + Ca2+⇄Ca5(PO4)3ОН + Н2О

Растворимость электролитов в ряду

CaHPO4®Ca4H(PO4)3®Ca5(PO4)3OH

постоянно понижается, что способствует образованию термодинамически устойчивой в условиях организма формы фосфата кальция:

Са3(РО4)2 = 2×10–29, Са5(РО4)3ОН = 1,6×10–58

В поверхностных слоях кости содержится небольшое количество аморфного Са3(РО4)2, который придает гибкость костной ткани и является лабильным резервом кальция и фосфатов в организме. По мере взросления и старения организма его содержание уменьшается.

Костная ткань выполняет роль своеобразного минерального депо. содержащего катионы практически всех металлов, присутствующих в организме.

Часть ионов Ca2+ в костной ткани замещена ионами Mg2+. Незначительная часть ионов OH– замещена ионами фтора.

Это приводит к уплотнению кристаллической решетки, а следовательно, к увеличению твердости и повышению устойчивости соединения к действию кислот ( фторид-ион – менее сильное основание Бренстеда по сравнению с гидроксид-ионом).

Явление замещения ионов в узлах кристаллической решетки другими ионами, имеющими сходные кристаллохимические характеристики, называется изоморфизмом.

Таким образом, помимо гидроксиапатита в состав костной ткани входят и другие неорганические минералы:

CaНPO4 2H2O- гидрофосфат кальция (брушит)

Ca5(PO4)3F- фторапатит (в составе зубной эмали)

Ca10(PO4)6СO3 – карбонапатит

Ca8H2 (PO4)6∙ 5H2O- октакальция фосфат

Mg10(PO4)6(OH)2

Ca3(PO4)2 – аморфный фосфат кальция

. Механизм функционирования кальций-фосфатного буфера.

В стоматологической практике как компонент биокерамики и в качестве имплантата костной ткани используют поликристаллический синтетический гидроксиаппатит, благодаря его уникальной биосовместимости чрезвычайно низкой растворимости .

Обмен ионами кальция в организме составляет до 800мг/сут . Концентрация ионов кальция в плазме крови постоянна и составляет 0,0025М, а фосфатов – 0,001М. Только половина кальция находится в ионизированном состоянии, другая половина связана с белками плазмы.

Поддержание концентрации ионов кальция на постоянном уровне обеспечивает костная ткань и плазма крови; эту систему можно рассматривать как кальциевый буфер.

Плазма крови представляет собой почти насыщенный раствор гидрофосфата кальция (CaHPO4), находящийся в динамическом равновесии с неорганическими составными частями костной ткани, поэтому костная ткань не растворяется. Полная перестройка костной ткани происходит каждые 10 лет.

При увеличении концентрации ионов Са2+ в плазме крови согласно принципу Ле- Шателье наблюдается сдвиг равновесия, приводящий к отложению кальция в костной ткани.

Наоборот, снижение концентрации ионов Са2+ в плазме крови приводит к смещению равновесия в сторону растворения минеральных компонентов костной ткани, ее обызвествлению.

Например, при рахите из-за недостаточности всасывания ионов Са2+ из желудочно-кишечного тракта, при беременности концентрация ионов Са2+ в плазме крови поддерживается постоянной за счет мобилизации (высвобождения) ионов Са2+ из неорганических компонентов костей.

Растворение костной ткани происходит в специальных клетках- остеокластах, чему способствуют: уменьшение рН, увеличение концентрации лактатов, цитратов, белков, комплексно связывающих ионы кальция, отсутствие в пище витамина Д, . являющегося проводником кальция в составе растворимого комплекса через стенки кишечника в плазму.

40.Явление изоморфизма: замещение в гидроксидфосфате кальция гидроксид-ионов на ионы фтора, ионов кальция на ионы стронция. Остеотропность металлов. Реакции, лежащие в основе образования конкрементов: уратов, оксалатов, карбонатов. Применение хлорида кальция и сульфата магния в качестве антидотов.

Изоморфизм-явление возникшее в результате замещения частиц одного компонента в узлах кристаллической решетки частицами другого компонента .

Оксалаты :CaC2O4+2HCL=CaCL2+H2C2O4 реагирует с сильными кислотами .

Кальциноз сосудов -отложение карбоната кальция на стенках сосудов . Ca+CO3=CaCO3

В организме человека помимо фосфатов , ионы Са могут образовываться и другие малорастворимые соединения -патологические кокременты . Локально повышение концентраций некоторых ионов может наблюдаться при различных нарушениях обмена веществ .

Мочекаменная болезнь .

1) Образование уратов кальция (солей мочевой кислоты ) при рн 7Ca+PO4=Ca3(PO4)2

Увеличение концентрации ионов лития приводит к уменьшению концентрации ионов натрия, что необходимо для поддержания значений ионной силы плазмы и осмотического давления. Уменьшение концентрации ионов на­трия приводит к частичному растворению уратов натрия (соответственно прин­ципу Ле Шателье).

Для формирования костной ткани необходимы строгая ориентация коллагеновых волокон, гормональная регуляция, ряд других факторов.

Клетки костной ткани вследствие локальных изменений рН, концентрации ионов кальция и фосфатов, активности ферментов могут легко ускорять процессы минерализации или деминерализации, проходящей уже в остеокластах.

Растворение костной ткани происходит из-за повышения кислотности среды. Вначале отдаются катионы кальция, а затем происходит полный распад. Костную ткань можно рассматривать как кальциевый буфер.

Регуляторами данного обмена кальцием и фосфатами в организме являются: витамин D(процесс всасывания ионов кальция и фосфатов из кишечника), гормоны паратирин, кальцитонин(подавляет активность остеокластов и ингибирует освобождение ионов Ca2+ из костной ткани), йодсодержащие гормоны щитовидной железы – тироксин (Т4) и трийодтиронин (Т3) обеспечивают оптимальный рост костной ткани, лактоферрин выполняет роль фактора роста кости и её здоровья. Благодаря им поддерживается постоянная концентрация этих ионов в сыворотке крови, межклеточной жидкости и тканях.

41. Комплексные соединения. Их строение на основе координационной теории А. Вернера. Комплексный ион, его заряд. Катионные, анионные, нейтральные комплексы. Номенклатура, примеры.

Комплексные соединения – устойчивые химические соединения сложного состава, в которых обязательно имеется хотя бы одна связь, возникшая по донорно-акцепторному механизму

По координационной теории Вернера в комплексном соединении различают внутреннюю и внешнюю сферы. Центральный атом с окружающими его лигандами образуют внутреннюю сферу комплекса.

Все остальное в комплексном соединении составляет внешнюю сферу и пишется за квадратными скобками.

Между центральным атомом и лигандами действуют силы притяжения (образуется ковалентная связь по обменному и (или) донорно-акцепторному механизму),

между лигандами – силы отталкивания.

Комплексообразователь – атом или ион, который является акцептором электронных пар, предоставляя свободные атомные орбитали, и занимает центральное положение в комплексном соединении

Число свободных атомных орбиталей, предоставляемых комплексообразователем, определяет его координационное число

Значение координационного числа комплексообразователя равно удвоенному заряду иона комплексообразователя

Катионные:

[Cu(NH3)4]2+

Анионные:

[Fe(CN)6]3-

Нейтральные: [Fe(CO)5]0



Источник: https://infopedia.su/1x4bf3.html

Образованию костной ткани способствует кислотности среды

Образованию костной ткани способствует кислотности среды
Только у нас: Введите до 31.03.2020 промокод бонус2020 в поле купон при оформлении заказа и получите скидку 25% на всё!

Регуляция образования костной ткани с помощью витаминов, гормонов и рН среды

Для формирования костной ткани необходимы строгая ориентация коллагеновых волокон, гормональная регуляция, ряд других факторов.

Клетки костной ткани вследствие локальных изменений рН, концентрации ионов кальция и фосфатов, активности ферментов могут легко ускорять процессы минерализации или деминерализации, проходящей уже в остеокластах.

Растворение костной ткани происходит из-за повышения кислотности среды. Вначале отдаются катионы кальция, а затем происходит полный распад. Костную ткань можно рассматривать как кальциевый буфер.

Регуляторами данного обмена кальцием и фосфатами в организме являются: витамин D(процесс всасывания ионов кальция и фосфатов из кишечника), гормоны паратирин, кальцитонин(подавляет активность остеокластов и ингибирует освобождение ионов Ca2+ из костной ткани), йодсодержащие гормоны щитовидной железы — тироксин (Т4) и трийодтиронин (Т3) обеспечивают оптимальный рост костной ткани, лактоферрин выполняет роль фактора роста кости и её здоровья. Благодаря им поддерживается постоянная концентрация этих ионов в сыворотке крови, межклеточной жидкости и тканях.

40. В какой последовательности будут осаждаться малорастворимые электролиты AgCI, AgBr, AgI, если к раствору, содержащему ионы CI — ,Br — , I — постепенно добавлять AgNO3 (Ks(AgCI)=1,8.10 -10 , (Ks(AgBr)=5,0.10 -13 , Ks(AgI)=8,3.10 -17 )? Ответ поясните

Если к раствору, содержащему смесь ионов, осаждаемых одним и тем же ионом осадителя, добавлять этот осадитель, то образование осадков малорастворимых электролитов происходит ступенчато: первым осаждается тот электролит, для достижения константы растворимости которого требуется наименьшая концентрация ионов осадителя. Соответсвенно, сначала осаждается иодид серебра, затем бромид и хлорид. Конкуренцию за общий катион выигрывает тот электролит, который лучше связывается ионом осадителя.

41. Константы растворимости Ks (Ag2SO4)=1,8 .10 -5 и Ks (CaSO4)=2,4. 10 -5

величины одного порядка. Одинаковы ли молярные растворимости этих солей? Ответ обосновать с помощью расчетных формул

42. Явление изоморфизма: замещение в гидроксиапатите гидроксид-ионов на ионы фтора, ионов кальция на ионы стронция. Остеотропность металлов. Реакции, лежащие в основе образования конкрементов: уратов, оксалатов, карбонатов. Применение хлорида кальция и сульфата магния в качестве антидотов

43. Объясните, почему радионуклид Sr 90 легко включается в состав костной ткани. Чем опасно замещение части ионов кальция на ионы Sr 90 для организма? Стронциевый и бериллиевый рахит

44. Химизм процесса формирования костной ткани в остеобластах и факторы этому способствующие.

45. В чем заключается механизм возникновения окислительно-восстановительного потенциала? Какие факторы влияют на величину окислительно-восстановительного потенциала? Уравнение Нернста-Петерса

46. Объясните связь величин ЭДС и ΔG. Укажите может ли данная реакция протекать самопроизвольно:

47. SnCl2 + FeCl3 SnCl4 + FeCl2 , если φ 0 (Sn 4+ /Sn 2+ ) = +0,15 B; φ 0 (Fe 3+ /Fe 2+ ) = +0,77 B. Ответ поясните с помощью расчетов.

48. . Укажите направление реакции

49. 2MnO2 + 3I2 + 8OH — ↔ 2MnO4 — + 6I — + 4H2O при стандартных условиях, если φ 0 (MnO4 — /MnО2) = +0,60 B; φ 0 (I2/2I — ) = +0,54 B. Ответ поясните с помощью расчетов.

50. Можно ли окислить раствор бромоводорода с помощью раствора перманганата калия и дихромата калия, если φ 0 (Br2/2Br — ) = +1,07 B; φ 0 (MnO4 — /Mn 2+ ) = +1,54 B; φ 0 (Cr2O7 2- /2Cr 3+ )=1,33 В? Ответ подтвердите расчетами

51. Какой из галогенид-ионов (хлорид, бромид, иодид) необходимо взять для осуществления реакции:

52. 2KHal + 2FeCl3 Hal2 + 2KCl + 2FeCl2еслиφ 0 (Fe 3+ /Fe 2+ ) = +0,77 B; φ 0 (Cl2/2Cl — ) = +1,36 B; φ 0 (I2/2I — ) = +0,54 B; φ 0 (Br2/2Br — ) = +1,07 B? Ответ подтвердите расчетом.

53. Сформулируйте правило Дюкло-Траубе? Приведите примеры, иллюстрирующие это правило, с использованием изотермы поверхностного натяжения.

54. Поверхностная энергия Гиббса и поверхностное натяжение. Дайте определение, покажите их взаимосвязь

55. Что такое ПАВ? Как зависит поверхностное натяжение от концентрации ПАВ в растворе и расположения их в поверхностном слое? Изобразите графически.

56. Адсорбция газов на твердых телах. Уравнение Ленгмюра, его анализ. Изотерма Ленгмюра

57. Сформулируйте основные положения теории адсорбции Ленгмюра. Факторы влияющие на адсорбцию газов на твердом адсорбенте.

58. Сформулируйте правила Панета-Фаянса, и его практическое применение

59. Особенности энергетического состояния молекул в поверхностном слое и объеме фазы. Свободная поверхностная энергия, зависимость величины свободной поверхностной энергии от удельной свободной поверхностной энергии (поверхностное натяжение) и площади по-верхностного раздела фаз.

61. Изменение поверхностной активности в гомологических рядах (правило Траубе). Изотерма адсорбции. Ориентация молекул в поверхностном слое и структура биомембран. Поверхностное натяжение биожидкостей в норме и патологии

62. Какие молекулы называются ПАВ, ПИВ, ПНВ. Поведение этих молекул в полярных и неполярных растворителях

63. Физико-химические основы процесса гемосорбции.

64. Формирование поверхностного слоя в гетерогенных системах жидкость-газ. СЭП и пути её изменения.

65. Золь бромида серебра получен в избытке бромида калия. Изобразите схематически строение мицеллы, укажите составляющие компоненты.

66. Золь сульфита бария получен в результате реакции:

Ba(NO3)2 + K2SO3 → BaSO3↓ + 2KNO3. Изобразите схематически строение мицеллы и укажите знак и заряд гранулы, если стабилизатором будет K2SO3. Укажите составляющие компоненты.

67. Золь хлорида серебра получен реакцией ионного обмена в избытке хлорида натрия. Изобразите схематически строение мицеллы и укажите знак и величину заряда гранулы. Укажите составляющие компоненты.

68. Золь иодида серебра получен в избытке нитрата серебра. Представьте схематически строение мицеллы, и объясните, от чего зависит знак и величина заряда гранулы. Укажите составляющие компоненты.

69. Золь сульфата бария получен реакцией двойного обмена в избытке сульфата калия. Изобразите схематически строение мицеллы, укажите потенциалопределяющие ионы. Укажите составляющие компоненты.

70. Золь берлинской лазури Fe4[Fe(CN)6]3 получен в избытке К4[Fe(CN)6]. Представьте схематически строение мицеллы, и объясните, от чего зависит знак и величина заряда гранулы. Укажите составляющие компоненты.

71. Перечислите и охарактеризуйте конденсационные методы получения золей.

72. Классификация дисперсных систем

73. Виды устойчивости дисперсных систем. Какими факторами обуславливаются эти виды устойчивости?

74. Виды диализа. Применение диализа в биологии и медицине.

75. Всегда ли при протекании химической реакции образуется мицелла? Назовите основные условия получения неорганического коллоидного раствора. Объясните на конкретном примере образование и строение любой мицеллы.

76. На какие стадии делится процесс коагуляции? Опишите признаки каждой стадии.

77. Механизм и кинетика электролитной коагуляции. Нейтрализационная и концентрационная коагуляция.

79. Какие молекулярно-кинетические свойства характерны для дисперсных систем? Сравните интенсивность этих свойств в коллоидных и истинных растворах

80. Устойчивость дисперсных систем. Седиментационная, агрегационная и конденсационная устойчивость лиозолей

81. Свойства растворов ВМС. Особенности растворения ВМС как следствие их структуры. Форма макромолекул. Механизм набухания и растворения ВМС. Зависимость величины набухания от различных факторов.

82. Устойчивость растворов биополимеров. Высаливание биополимеров из растворов. Коацервация и ее роль в биологических системах. Застудневание растворов ВМС. Свойства студней: сенерезис и тиксотропия

83. Понятие о мембранном равновесии Доннана

84. Свойства растворов ВМС (набухание, застудневание, вязкость, осмо-тическое давление). Факторы, влияющие на набухание и застуднева-ние. Биологическое значение набухания, студней.

85. Нарушение устойчивости растворов ВМС: высаливание, денатурация, коацервация. Значение этих явлений в биологии и медицине.

sdamzavas.net

Другие публикации:

Резорбция костной ткани после имплантации . Если от зубов уходит костная ткань . Антибиотик для костной ткани зубов . Норма костной ткани у женщин в процентах .

Только у нас: Введите до 31.03.2020 промокод бонус2020 в поле купон при оформлении заказа и получите скидку 25% на всё!

Источник: https://zdorovie-ok.ru/obrazovaniyu-kostnoj-tkani-sposobstvuet-kislotnosti-sredy/

Гетерогенные равновесия в живых системах

Образованию костной ткани способствует кислотности среды

В организме человека наиболее важные гетерогенные процессы с участием неорганических соединений протекают прежде всего при образовании костной ткани, а также различного вида камней при почечной и желчнокаменной болезнях.

Образование нерастворимых соединений начинается с плазмы крови. В плазме кроме компонентов Н2СО3 и НСО3-, Н2РО4 и НРО42-, обеспечивающих кислотно-основное равновесие, содержатся катионы Са2+, анионы молочной кислоты (лактаты), а также белки.

Эти компоненты участвуют в образовании малорастворимого гидрофосфата кальция СаНРО4 и в процессах комплексообразования.

Общая концентрация ионов кальция в плазме составляет 2,5·10-3 М, из них 40% связаны в комплекс с белками, 14% – в комплекс с лактатами и цитратами и 46% находятся в свободном ионизованном состоянии.

Концентрация свободных ионов Са2+ в плазме крови составляет 1,1·10-3 М, а ионов НРО42- (при рН = 7,4) -2,9·10-4, т. е. плазма крови является слегка пересыщенным раствором СаНРО4: с(Са2+) х с(НРО42-) = 1,1·10-8 ·2,9·10-4 ≈ 3,2·10-7 > Ks = 2,7·10-7.

Следовательно, в плазме крови может происходить образование малорастворимого СаНРО4, но процесс его кристаллизации ограничивается образованием ультрамикрокристаллов размером 10-9 – 10-7 м, которые стабилизируются кальциевыми и фосфатными ионами, а также белками, т.е. осадок находится в коллоидном состоянии. Коллоидный СаНРО4 находится в динамическом равновесии с неорганическими ионами плазмы крови.

Особенности образования костной ткани. В клетках костной ткани остеобластах, интенсивно омываемых кровью, происходит минерализация – конечный этап образования костной ткани. Основным минеральным компонентом костной ткани является гидроксифосфат кальция Са5(РО4)3ОН (Ks = 1,6·10-58), часто называемый гидроксиапатитом. Образование костной соли можно отразить общим уравнением:

Это уравнение не передает все промежуточные стадии осаждения различных фосфатов кальция, лежащие в основе формирования костной ткани в организме.

В то же время оно убедительно показывает, что щелочность среды (в остеобластах рН = 8,3) и повышенная концентрация фосфат-ионов, возникающая в остеобластах вследствие гидролиза сложных эфиров фосфорной кислоты и углеводов при участии щелочной фосфатазы, способствуют образованию гидроксифосфата кальция.

Кристаллизация Са5(РO4)3ОН происходит на органической матрице – белке коллагене, активные группы которого, взаимодействуя с ионами кальция и фосфатов, способствуют образованию правильно организованных ядер кристаллизации, вокруг которых кристаллизуется костная соль.

Таким образом, формирование костной ткани в остеобластах происходит в результате контролируемого коллагеном процесса кристаллизации гидроксиапатита из ионов кальция и фосфатов и при участии гетерополисахаридов – хондроитин-сульфатов, называемых также кислыми мукополисахаридами. Хондроитинсульфаты в комплексе с коллагеном связывают катионы кальция и фосфат-анионы, а при отделении от коллагена отдают ему эти ионы.

Наряду с кристаллическим гидроксиапатитом в поверхностных слоях кости образуется некоторое количество аморфного фосфата кальция (Са5(РО4)2), более растворимой соли (Кs = 2,0·10-29), которая постепенно превращается в гидроксиапатит. Поэтому с возрастом содержание аморфного фосфата кальция в костной ткани уменьшается. Считают, что аморфный фосфат кальция является лабильным резервом ионов кальция и фосфатов в организме.

Клетки костной ткани вследствие локальных изменений рН среды, концентрации ионов кальция и фосфатов, активности ферментов щелочной фосфатазы и пирофосфатазы, а также комплексообразующих свойств среды, содержащей лактаты, цитраты и белки, могут легко ускорять процессы либо минерализации, протекающей в остеобластах, либо деминерализации, осуществляемой в остеокластах.

Растворение костной ткани, прежде всего за счет аморфного Са3(РО4)2, происходит в области каймы остеокластов, чему способствует локальное повышение кислотности среды и концентрации лактатов, цитратов и белков, которые эффективно связывают ионы кальция в результате комплексообразования.

При небольшом повышении содержания протонов кость начинает растворяться, отдавая вначале катионы кальция:

Са5(РО4)3ОН + 2Н+ → Са4Н(РО4)3 + Са2+ + Н2О

а при большей кислотности среды происходит ее полный распад:

Са5(РО4)3ОН + 7Н+ → 3Н2РО4- + 5Са2+ + Н2О

Эти процессы могут легко протекать с зубами. В полости рта в результате жизнедеятельности микробов образуются достаточно сильные кислоты: пировиноградная, молочная, янтарная, – которые разрушают зубы не только вследствие повышения кислотности среды, но и в результате связывания катионов кальция в устойчивые комплексные соединения.

Структура костной ткани обеспечивает достаточно легкий обмен ионами между поверхностью скелета и окружающими тканевыми жидкостями, особенно если учесть, что поверхность костного скелета человека достигает 2000 км. Ежедневно из костей скелета уходит и возвращается в него 700-800 мг кальция.

Полная перестройка костной ткани человека происходит примерно каждые 10 лет. При увеличении концентрации свободных ионов Са2+ в плазме крови равновесие сдвигается, это приводит к отложению кальция в костной ткани. При снижении концентрации ионов Са2+ в плазме крови наблюдается растворение минеральных компонентов костной ткани.

Например, при рахите из-за недостаточности всасывания ионов Са2+ из желудочно-кишечного тракта или при беременности, когда формируется скелет плода, концентрация ионов Са2+ в плазме крови у больного или у беременной поддерживается не только за счет поступления ионов Са2+ с пищей, но и за счет костной ткани.

Таким образом, костную ткань можно рассматривать как кальциевый буфер.

Основными регуляторами кальций-фосфорного обмена в организме человека являются витамин D и гормоны паратирин и калъцитонин.

Витамин D регулирует процессы всасывания ионов кальция и фосфатов из кишечника, а паратирин и кальцитонин – процессы их депонирования в костной ткани и выведения через почки.

Благодаря взаимодействию регуляторов поддерживается постоянная концентрация этих ионов в сыворотке крови, межклеточной жидкости и тканях.

Костная ткань содержит в небольших количествах катионы практически всех металлов, встречающихся в нашем организме, выполняя функцию минерального депо.

В заметных количествах в костную ткань включаются все элементы группы ПА, из которых катионы бериллия и стронция приводят к биологическим изменениям.

Даже небольшое количество бериллия в окружающей среде вызывает бериллиоз (бериллиевый рахит), который сопровождается вытеснением ионов Са2+ ионами Ве2+ из костей и их размягчением вследствие меньшего радиуса иона Ве2+.

Ионы стронция также способны замещать ионы Са2+ в костях, но вследствие большего радиуса иона вызывают ломкость костей (стронциевый рахит). Это эндемическое заболевание характерно для регионов с повышенным содержанием стронция в почве. Особую опасность представляет радиоактивный изотоп стронций-90, который, оседая в костях, облучает костный мозг и нарушает костномозговое кроветворение.

Из анионов костная ткань содержит также карбонат и фторид. Последний входит в состав зубной эмали в виде фторид-фосфата кальция Са5(РО4)3F. Замена гидроксид-аниона на фторид-анион значительно повышает твердость и устойчивость зубной эмали к растворению. Другим физико-химическим фактором, защищающим зубы от разрушения, является повышенная концентрация ионов кальция в слюне.

Особенности процесса камнеобразования.

В организме человека ионы Са2+ могут образовывать разные малорастворимые соединения, которые называют камнями Камнеобразование – сложный физико-химический процесс, в основе которого лежит не только образование малорастворимых соединений, но и нарушение коллоидного равновесия в тканях организма.

Нарушение коллоидного равновесия вызывается уменьшением толщины защитного слоя из ионов стабилизатора и белковой защиты вокруг ультрамикрокристаллов соединения, что приводит к их слипанию с образованием более крупных кристаллов. Таким образом, формирование камней происходит из коллоидных частиц в результате процесса коагуляции.

Почечнокаменная болезнь связана с образованием в мочевых органах камней различного состава. При повышении концентрации мочевой кислоты образуются ее малорастворимые соли – ураты кальция. Их образованию способствует кислая среда мочи (рН < 5).

В щелочной моче (рН > 7) могут образовываться малорастворимые фосфаты кальция. Малорастворимые оксалаты кальция могут встречаться как в кислой, так и в щелочной моче. Размеры камней варьируют от очень мелких (песок) до величины крупного яйца.

Основным принципом лечения почечнокаменной болезни является растворение камней за счет извлечения из них ионов кальция комплексообразователями: этилендиаминтетрауксусной кислотой и ее солью трилоном Б, а также лимонной кислотой и ее солями.

В народной медицине для связывания катионов кальция и уменьшения отложения солей используют лимоны. Больным с уратными камнями назначают молочно-растительную диету, поскольку она ощелачивает мочу, что препятствует росту уратных камней. С целью их растворения назначают цитраты калия или натрия.

При фосфатных камнях рекомендуют кислые минеральные воды и трилон Б для их растворения. При наличии камней из оксалата кальция используют щелочные минеральные воды и трилон Б.

В начальной стадии почечнокаменной болезни полезны отвары и настои лекарственных растений, которые содержат вещества, играющие защитную роль, так как препятствуют слипанию ультрамикрокристаллов будущих камней.

Желчнокаменная болезнь связана с образованием холестериновых камней, билирубината кальция, а также карбоната кальция. Отложение карбоната кальция может происходить на стенках кровеносных сосудов, вызывая кальциноз.

Будущему врачу необходимо понимание закономерностей образования и растворения малорастворимых солей для профилактики и лечения различных заболеваний, вызываемых нарушениями минерального обмена в организме человека.

Источник: https://studopedia.info/7-25420.html

Гетерогенные равновесия в живых организмах

Образованию костной ткани способствует кислотности среды

⇐ Предыдущая26272829303132333435Следующая ⇒

В организме человека наиболее важные гетерогенные процессы с участием неорганических соединений протекают прежде всего при образовании костной ткани, а также различного вида камней при почечной и желчнокаменной болезнях.

Особенности образования костной ткани. В клетках костной ткани остеобластах, интенсивно омываемых кровью, происходит минерализация – конечный этап образования костной ткани. Основным минеральным компонентом костной ткани является гидроксифосфат кальция Ca5(PO4)3OH (Ks = 1,6 10-58), часто называемый гидрокиаппатитом. Образование костной ткани можно отобразить общим уравнением:

остеобласты (рН=8.3)

минерализация

5Ca2+ + 3HPO42- + 4OH- Ca5(PO4)3OH + 3H2O

деминерализация

остеокласты

Щелочность среды и повышенная концентрация фосфат – ионов, возникающая в остеобластах вследствие гидролиза сложных эфиров фосфорной кислоты и углеводов при участии щелочной фосфотазы, способствуют образованию гидроксифосфата кальция.

Формирование костной ткани в остеобластах происходит в результате контролируемого коллагеном процесса кристаллизации гидроксиаппатита из ионов кальция и фосфатов и при участии гетерополисахаридов – хондроитинсульфатов, называемых также кислыми мукополисахаридами.

Наряду с кристаллическим гидроксиаппатитом в поверхностных слоях кости образуется некоторое количество аморфного фосфата кальция Ca3(PO4)2, более растворимой соли (Ks =2,0 10-29), которая постепенно превращается в гидроксиаппатит. Поэтому с возрастом содержание аморфного фосфата кальция в костной ткани уменьшается. Считают, что аморфный фосфат кальция является лабильным резервом ионов кальция и фосфатов в организме.

Клетки костной ткани вследствие локальных изменений рН среды, концентрации ионов кальция и фосфатов, активности ферментов щелочной фосфатазы и пирофосфатазы, а также комплексообразующих свойств среды, содержащей лактаты, цитраты и белки, могут легко ускорять процессы либо минерализации, протекающей в остеобластах, либо деминерализации, осуществляемой в остеокластах. Растворение костной ткани, прежде всего за счет аморфного Ca3(PO4)2, происходит в области каймы остеокластов, чему способствует локальное повышение кислотности. При небольшом повышении содержания протонов кость начинает растворяться, отдавая вначале катионы кальция:

Ca5(PO4)3OH + 2H+ Ca4H(PO4)3 + Ca2+ +H2O

А при большей кислотности среды происходит ее полный распад:

Ca5(PO4)3OH + 7H+ 3H2PO4- + 5Ca2+ +H2O

Эти процессы могут легко протекать с зубами. В полости рта в результате жизнедеятельности микробов образуются достаточно сильные кислоты: пировиноградная, молочная, янтарная, – которые разрушают зубы не только вследствие повышения кислотности среды, но и в результате связывания катионов кальция в устойчивые комплексные соединения.

Особенности процесса камнеобразования. В организме человека ионы Ca2+ могут образовывать разные малорастворимые соединения, которые называются камнями.

Камнеобразование – сложный физико-химический процесс, в основе которого лежит не только образование малорастворимых соединений, но и нарушение коллоидного равновесия в тканях организма.

Формирование камней происходит из коллоидных частиц в результате процесса коагуляции.

Почечнокаменная болезнь связана с образованием в мочевых органах камней различного состава. При повышенной концентрации мочевой кислоты образуются ее малорастворимые соли – ураты кальция.

Их образованию способствует кислая среда мочи (рН7) могут образовываться малорастворимые фосфаты кальция. Малорастворимые оксалаты кальция могут встречаться как в кислой, так и в щелочной моче.

Размеры камней варьируют от очень мелких (песок) до величины крупного яйца.

Основным принципом лечения почечнокаменной болезни является растворение камней за счет извлечения из них ионов кальция комплексообразователями: этилендиаминтетрауксусной кислотой и ее солью трилоном Б, а также лимонной кислотой и ее солями.

Больным с уратными камнями назначают молочно-растительную диету, поскольку она ощелачивает мочу, что препятствует росту уратных камней. С целью их растворения назначают цитраты калия и натрия.

При фосфатных камнях рекомендуют кислые минеральные воды и трилон Б для их растворения. При наличии камней из оксалата кальция используют щелочные минеральные воды и трилон Б.

В начальной стадии болезни полезны отвары и настои лекарственных растений, которые содержат вещества, играющие защитную роль, так как препятствуют слипанию ультрамикрокристаллов будущих камней.

Желчнокаменная болезнь связана с образованием холестериновых камней, билирубината кальция, а также карбоната кальция. Отложение карбоната кальция может происходить на стенках кровеносных сосудов, вызывая кальциноз.

Сущность методов осадительного титрования заключается в количественном переводе определяемого вещества в осадок. О количестве вещества судят по затраченному объему титранта.

Конец титрования определяют визуально, с помощью различных индикаторов или потенциометрически.

Реакции осаждения относятся к обратимым ионо-обменным процессам и заканчиваются установлением гетерогенного равновесия: ионы в растворе – в осадке – малорастворимое вещество.

аА+ + вВ- Û АВ(осадок)¯

Данное равновесное состояние может быть описано константой равновесия, называемой произведением растворимости:

ПР = [ A]а . [B]в.

В присутствии посторонних электролитов на произведение растворимости влияет ионная сила раствора:

ПР = aаА . a вВ = ПРс.f аА.f вВ

где a- активная концентрация

f – коэффициент активности

Требования к реакциям:

1 Реакции должны протекать быстро, с количественным осаждением осадка, произведение растворимости (ПР) которого соответствует 99,9%, т.е. ПР » 10-8 – 10-10.

2 Необходимо четкое фиксирование точки эквивалентности.

3 Показатели титрования не должны искажаться явлениями адсорбции на осадке посторонними примесями.

4 Необходимо создание оптимального значения рН среды.

5 Для уменьшения адсорбции необходимо медленное титрование и энергичное перемешивание.

Задачи:

1. Навеска KCl (х.ч.) 0,1560г растворена и оттитрована раствором AgNO3 объемом 41,20 мл. Определить а)концентрацию раствора AgNO3; б)ТAgNO3. Ответ: 0,05078н

2. Для анализа образца физиологического раствора 100,0 мл его разбавили в колбе объемом 500 мл. На титрование 5,00 мл полученного раствора расходуется 7,7 мл раствора AgNO3 N = 0,02 . Cколько граммов NaCl в 1 л раствора? Ответ: 9,09 г.

3. Для анализа хлорида калия на степень чистоты 6,0360 г его растворили в мерной колбе объемом 500 мл. К 25 мл полученного раствора прибавлено 50,00 мл 0,0847 н раствора AgNO3 . На титрование избытка нитрата серебра расходуется 20,68 мл 0,01165н раствора тиоцианата аммония . Вычислить процентное содержание хлорида калия в образце пробы. Ответ: 98,32%

4. На титрование 20,00 мл 0,05н раствора NaCl израсходовали 19,4 мл раствора AgNO3. Определить нормальность и титр раствора AgNO3

5. Навеску 0,8118г смеси NaCl и NaNO3 растворили в мерной колбе емкостью 200 мл. На титрование 20,00 мл раствора израсходовали 18,35 мл раствора AgNO3 (T AgNO3/KCl = 0,003442). Вычислить процентное содержание NaCl в смеси. Ответ: 60,53%

6. Навеску 2,4080 г технического NaCl растворили в мерной колбе емкостью 500 мл. На титрование 25,00 мл растора израсходовали 20,35 мл 0,1н раствора AgNO3 (K = 0,9860). Вычислить процентное содержание хлора в исходной соли. Ответ: 59,8%

7. Навеску 1,7450г серебряного сплава растворили в HNO3 и растор разбавили водой до объема 200 мл. На титрование 10,00 мл раствора потребовалось 1,75 мл 0,05 н раствора NH4SCN (K = 0,9344). Вычислить процентное содержание Ag в сплаве. Ответ: 67,88%

8. Навеску 0,3838г технического KBr растворили и оттитровали 23,80 мл раствора AgNO3 (T AgNO3/Cl = 0,003546). Вычислить процентное содержание KBr в образце. Ответ: 93,25%

9. На титрование раствора, полученного из 0,2112г серебряного сплава, израсходовали 32,40 мл 0,05 н раствора KSCN (K = 1,0200). Вычислить процентное содержание Ag в сплаве. Ответ: 84,01%

10. К 25 мл раствора NaCl прибавили 50,00 мл 0,1100н AgNO3, разбавили водой до 100,0 мл , отобрали 50 мл и оттитровали их 5,23 мл 0,09800 KSCN. Сколько граммов NaCl содержалось в первоначальном растворе? Ответ: 0,2615 г

11. Сколько граммов BaCl2 содержится в 250,0 мл раствора, если после прибавления к 25,00 мл этого раствора 40,00 мл 0,1020н раствора AgNO3 на обратное титрование избытка AgNO3 израсходовано 15,00 мл 0,09800н NH4SCN? Ответ: 2,717г

12. Понизится или повысится растворимость АgВг при добавле­ОС в раствор: а) 0,1 М КВr;

б) 0,1 М KNO3?

13. Одинакова ли растворимость МgF2 и ВаСO3, если известно, что их произведения растворимости близки между собой?

14. Почему СаСО3 легко растворяется в разбавленной уксусной кислоте, а СаС2O4 не растворяется в ней, хотя ПР обеих солей близки?

15. На основании произведения растворимости рассчитать, сколько граммов ВаСrO4 содержится в 500 см3 насыщенного раство­ра этой соли.

16. Вычислить растворимость Мg(ОН)2 в г/дм3, если ПР = 6 ∙ 10-10.

17. Вычислить растворимость СаС2O4 в растворе (NH4)2С2O4 с молярной концентрацией 0,01М.

18. Во сколько раз «солевой эффект» 0,01 М раствора КNO3 повысит растворимость АgСNS?

19. Растворимость СаСО3 равна 0,0062 г/дм3. Pассчитать ПР.

20. В 2 дм3 насыщенного раствора содержится 0,124 г СаСО3. Рассчитать ПР.

21. Растворимость Аg3РO4 равна 1,96 ∙ 10-3 г/ дм3. Рассчитать ПР.

Лабораторная работа

⇐ Предыдущая26272829303132333435Следующая ⇒

Дата добавления: 2017-02-25; просмотров: 2416 | Нарушение авторских прав | Изречения для студентов

Источник: https://lektsii.org/15-26297.html

Лечение Костей
Добавить комментарий