Реакции лежащие в основе образования костной ткани

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

Реакции лежащие в основе образования костной ткани

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 Sr90 легко включается в состав костной ткани. Чем опасно замещение части ионов кальция на ионы Sr90 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 φ0(Sn4+/Sn2+) = +0,15 B; φ0(Fe3+/Fe2+) = +0,77 B. Ответ поясните с помощью расчетов.

48. . Укажите направление реакции

49. 2MnO2 + 3I2 + 8OH- ↔ 2MnO4- + 6I- + 4H2O при стандартных условиях, если φ0(MnO4-/MnО2) = +0,60 B; φ0(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 φ0(Br2/2Br-) = +1,07 B; φ0(MnO4-/Mn2+) = +1,54 B; φ0(Cr2O72-/2Cr3+)=1,33 В? Ответ подтвердите расчетами

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

52. 2KHal + 2FeCl3 Hal2 + 2KCl + 2FeCl2еслиφ0(Fe3+/Fe2+) = +0,77 B; φ0(Cl2/2Cl-) = +1,36 B; φ0(I2/2I-) = +0,54 B; φ0(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.

60.

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.

78.

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.

Зав. кафедрой общей

и биологической химии К.С.Эльбекьян

Источник: https://sdamzavas.net/3-27278.html

Применение реакции нейтрализации в фармакотерапии

Реакции лежащие в основе образования костной ткани

Дляпроведения коррекции кислотно-основногосостояния необходимо выявить, какоезвено в его регулировке нарушено. Дляэтого необходимо определить значениярН биологических жидкостей и содержаниебуферных оснований.

Воснове фармакологических действийлежит реакция нейтрализации.

Например,в качестве экстренной меры при ацидозеприменяется внутривенное вливаниераствора гидрокарбоната натрия 4,5%, а вострых случаях – 8,4%. Второе эффективноесредство – трисамин 3,66%, который связываетизбыточные протоны. Он эффективен толькопри внутривенном введении. Также вкачестве средства, коррегирующегоацидоз, используют лактат натрия 11%раствор.

Дляустранения явления алкалоза в некоторыхслучаях используют раствор аскорбиновойкислоты 5%. В гастроэнтерологии применяютсредства, нормализующие секреторнуюфункцию желудка. При пониженнойкислотности желудочного сока назначаютразбавленную соляную кислоту, приповышенной кислотности – различныеантацидные препараты: оксид магния,основной карбонат магния, карбонаткальция, гидрокарбонат натрия

38.Гетерогенные реакции в растворахэлектролитов. Константа растворимости.Конкуренция за катион или анион:изолированное и совмещенное гетерогенныеравновесия в растворах электролитов.Общая константа совмещенного гетерогенногоравновесия. Условия образования ирастворения осадков

Многиебиологические процессы связаны срастворением или образованиеммалорастворимых ионных соединений,преимущественно солей. Формированиенеорганического вещества костной ткани,образование почечных камней, регуляцияконцентрации ионов кальция в плазме имногие другие процессы объясняютсятеорией гетерогенных равновесий врастворах электролитов.

  *ПроизведениерастворимостиПроизведениерастворимости (ПР, Ksp) — произведениеконцентраций ионов малорастворимогоэлектролита в его насыщенном растворепри постоянных температуре и давлении.Произведение растворимости — величинапостоянная.

Припостоянной температуре в насыщенныхводных растворах малорастворимыхэлектролитов устанавливается равновесиемежду твердым веществом и ионами,образующими это вещество. Например, вслучае для AgCl это равновесие можнозаписать в виде:AgClAg++Cl-Константаэтого равновесия рассчитывается поуравнению: Кs(AgCl)=[Ag+]•[Cl-]/[AgCl]*Конкуренцияза катион или анион.

1)изолированное гетерогенное равновесие– образование в системе одногомалорастворимого электролита: В раствореприсутствуют в равных концентрацияхионы натрия Na+ и серебра Ag+. При введениихлорид-ионов Cl- образуется хлоридсеребра. В реальных системах встречаетсяредко.

 2)совмещенное гетерогенное равновесие– образование в системе несколькихмало растворимых электролитов, в первуюочередь образуется менее растворимоесоединение (с меньшим значением KS), затемболее растворимое (с бóльшим значениемKS). Происходит дробное осаждение.

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

КоллоидныйCaHPO4, окруженный белками и гидратной оболочкой, вместе с током крови направляется всторону костной ткани , где в остеобластахпроисходит конечный этап образованиякостной ткани -минерализация .Способствующие факторы ph=8, повышенная концентрация фосфат-ионов, образующихся при гидролизе сложныхэфиров фосфорной кислоты , углеводов ,аморфного фосфата кальция .

Формированиекостной ткани – результат протеканияпроцессов осаждения-минерализациии растворения – деминерализации.

Около 30%костной ткани составляют органическиесоединения, в основном коллагеновыеволокна, 70 % – неорганические вещества(дентинсодержит около 75% неорганическоговещества и имеет очень большую плотность).

Основным минеральным компонентомкостной и зубной ткани является основнаясоль- гидроксифосфат кальция Ca5(PO4)3OH (точнее Ca10(PO4)6(OH)2- гидроксиапатит).

Образованиекостной ткани начинается с плазмы кровии включает несколько стадий: Прифизиологическом значении рН крови (7,4)в системе сосуществуют ионы (30%) и.(70%).

Однако,в первую очередь в присутствии ионовCa2+образуется менее растворимый CaHPO4(конкуренцияанионов за катион):

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

Ca(Н2PO4)2=1×10–3

КоллоидныйCaHPO4,окруженный белками и гидратной оболочкой, вместе с током крови направляется всторону костной ткани, где в остеобластах происходитконечный этап образования костной ткани- минерализация. Способствующие факторы:рН=8, повышенная концентрация фосфат-ионов, образующихся при гидролизесложных эфиров фосфорной кислоты,углеводов, аморфного фосфата кальция.

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

Са3(РО4)2×СаНРО4

3-ястадия: Ca4H(PO4)3+ 2OH+ Ca2+Ca5(PO4)3ОН+ Н2О

Растворимостьэлектролитов в ряду

CaHPO4®Ca4H(PO4)3®Ca5(PO4)3OH

постояннопонижается, что способствует образованиютермодинамически устойчивой в условияхорганизма формы фосфата кальция:

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

Вповерхностных слоях кости содержится небольшое количество аморфного Са3(РО4)2,который придает гибкость костной ткании является лабильным резервом кальцияи фосфатов в организме. По мере взросленияи старения организма его содержаниеуменьшается.

Костнаяткань выполняет роль своеобразногоминерального депо. содержащего катионыпрактически всех металлов, присутствующихв организме.

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

Это приводит куплотнению кристаллической решетки, аследовательно, к увеличению твердостии повышению устойчивости соединения кдействию кислот ( фторид-ион – менеесильное основание Бренстеда по сравнениюс гидроксид-ионом).

Явление замещения ионов в узлах кристаллическойрешетки другими ионами, имеющими сходныекристаллохимические характеристики,называется изоморфизмом.

Такимобразом, помимо гидроксиапатита в составкостной ткани входят и другие неорганическиеминералы:

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

.Механизмфункционирования кальций-фосфатногобуфера.

Встоматологической практике как компонентбиокерамики и в качестве имплантатакостной ткани используют поликристаллическийсинтетический гидроксиаппатит, благодаряего уникальной биосовместимостичрезвычайно низкой растворимости .

Обменионами кальция в организме составляетдо 800мг/сут . Концентрация ионов кальцияв плазме крови постоянна и составляет0,0025М, а фосфатов – 0,001М. Только половинакальция находится в ионизированномсостоянии, другая половина связана сбелками плазмы.

Поддержание концентрацииионов кальция на постоянном уровнеобеспечивает костная ткань и плазмакрови; эту систему можно рассматриватькак кальциевый буфер.

Плазмакрови представляет собой почти насыщенныйраствор гидрофосфата кальция (CaHPO4),находящийся в динамическом равновесиис неорганическими составными частямикостной ткани, поэтому костная тканьне растворяется. Полная перестройкакостной ткани происходит каждые 10 лет.

Приувеличении концентрации ионов Са2+ в плазме крови согласно принципу Ле-Шателье наблюдается сдвиг равновесия,приводящий к отложению кальция в костнойткани.

Наоборот, снижение концентрацииионов Са2+ в плазме крови приводит к смещениюравновесия в сторону растворенияминеральных компонентов костной ткани,ее обызвествлению.

Например, при рахитеиз-занедостаточности всасывания ионов Са2+ из желудочно-кишечного тракта, прибеременности концентрация ионов Са2+ в плазме крови поддерживается постояннойза счет мобилизации (высвобождения)ионов Са2+ из неорганических компонентов костей.

Растворение костной ткани происходитв специальных клетках- остеокластах,чему способствуют: уменьшение рН,увеличение концентрации лактатов,цитратов, белков, комплексно связывающихионы кальция, отсутствие в пище витаминаД, . являющегося проводником кальция всоставе растворимого комплекса черезстенки кишечника в плазму.

40.Явлениеизоморфизма: замещение в гидроксидфосфатекальция гидроксид-ионов на ионы фтора,ионов кальция на ионы стронция.Остеотропность металлов. Реакции,лежащие в основе образования конкрементов:уратов, оксалатов, карбонатов. Применениехлорида кальция и сульфата магния вкачестве антидотов.

Изоморфизм-явлениевозникшее в результате замещения частицодного компонента в узлах кристаллическойрешетки частицами другого компонента.

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

Кальцинозсосудов -отложение карбоната кальцияна стенках сосудов . Ca+CO3=CaCO3

Ворганизме человека помимо фосфатов ,ионы Са могут образовываться и другиемалорастворимые соединения -патологическиекокременты . Локально повышениеконцентраций некоторых ионов можетнаблюдаться при различных нарушенияхобмена веществ .

Мочекаменнаяболезнь .

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

Увеличениеконцентрации ионов лития приводит куменьшению концентрации ионов натрия,что необходимо для поддержания значенийионной силы плазмы и осмотическогодавления. Уменьшение концентрации ионовна­трия приводит к частичномурастворению уратов натрия (соответственноприн­ципу Ле Шателье).

Дляформирования костной ткани необходимыстрогая ориентация коллагеновых волокон,гормональная регуляция, ряд другихфакторов.

Клетки костной ткани вследствиелокальных изменений рН, концентрацииионов кальция и фосфатов, активностиферментов могут легко ускорять процессыминерализации или деминерализации,проходящей уже в остеокластах.

Растворениекостной ткани происходит из-за повышениякислотности среды. Вначале отдаютсякатионы кальция, а затем происходитполный распад. Костную ткань можнорассматривать как кальциевый буфер.

Регуляторамиданного обмена кальцием и фосфатами ворганизме являются: витамин D(процессвсасывания ионов кальция и фосфатов изкишечника), гормоны паратирин, кальцитонин(подавляет активностьостеокластов и ингибирует освобождениеионов Ca2+ из костной ткани), йодсодержащиегормоны щитовидной железы – тироксин(Т4) и трийодтиронин (Т3) обеспечиваютоптимальный рост костной ткани,лактоферрин выполняет роль факторароста кости и её здоровья. Благодаря имподдерживается постоянная концентрацияэтих ионов в сыворотке крови, межклеточнойжидкости и тканях.

Источник: https://studfile.net/preview/5874028/page:13/

Лечение Костей
Добавить комментарий