6. Loeng
6.4 Vesi
6.4.1. Vee funktsioonid
Vesi on
toitaine , mis on
organismile vajalik nii biokeemilistest reaktsioonidest otseselt
osavõtva reagendina kui keskkonnana.
Mida
veerikkam on
organism, seda kiiremini toimuvad ainevahetusprotsessid.
Vesi kindlustab rakusisese
rõhu e. turgori abil rakkude püsiva vormi ja kuju. Veevahetust
reguleerib osmootne rõhk, mis oleneb peamiselt mineraalainetest, aga
ka valkudest.
Mida noorem on organism, seda rohkem ta sisaldab vett
Organismi vanus
Veesisaldus , %
3-kuune embrüo
90-93
Vastsündinu
77-80
Lapsed
65
täiskasvanu
60
Veel on
termoregulatoorne
funktsioon:Keemiline termoregulatsioon:
vee suur soojusmahtuvus (temp.
tõstmiseks kulub palju energiat) võimaldab säilitada
kehatemperatuuri.
Vee
hea soojusjuhtivus võimaldab kiiret rakusisese
temperatuuri ühtlustumist.
Füüsikaline termoregulatsioon: higi teke,
eritumine ja aurustumine.
Higi aurustumiseks naha pinnalt kulub 0,5-0,6
kcal /ml. Maksimaalne
higieritus võib olla kuni 12 liitrit ööpäevas.
pH
regulatsioon Rakuväliste vedelike pH piirid
pH piirid
Sülg
5,5-8,0
Maomahl (täiskasvanu)
1,2-2,7
(
rinnalaps )
4,9-5,3
Uriin
4,8-8,0
Peensoole nõre
7,6-8,4
Veri 7,36-7,44
Rinnapiim 7,3-7,4
Sapp
7,4-8,5
6.4.2.Veetarve
Mida noorem on organism, seda suurem on tema veetarve. Täiskasvanud
inimene vajab vett keskmiselt ööpäevas 40ml/kg.
Seega 70 kg kehakaalu korral vajab täiskasvanu 2,8 liitrit, 50 kg
korral 2 liiteit.
Imikute veetarve on 160-180 ml/kg ja 4-6 a. lastel 100 ml/kg
kehakaalu kohta.
Ilma veeta võib inimene elada 3-7 päeva. 6-8 % veekaotus põhjustab
vere hulga vähenemise ja viskoossuse tõusu
südame töö kiireneb
hingamine kiireneb
limaskestad kuivavad
Veekaotus üle 10 % urineerimine
lakkab
tekivad
kuulmis -, nägemis- ja psüühikahäired
Veekaotus 20-22 % kehakaalust põhjustab surma.
Vesi saadakse peamiselt toiduga ja
joogiga . Lisaks sellele moodustub
vesi ka toitainete oksüdatsioonil, see on
metaboolne vesi e.
endogeenne vesi. Rasvade metabolismis tekib vett 1,07 g/g, süsivesikutest 0,55 g/g.
Seedenõredega eritub ~6 liitrit
seedetrakti , enamik sellest
imendub tagasi, seega imendub üle 7 liitri vett ööpäevas, roojaga väljub
ainult ~0,15 l.
Uriiniga eritub 1-1,7 liitrit vett
Higiga 0,3-0,5
Hingeõhuga 0,3-0,4
Organismi
veetarvet reguleerib janu. Janu tekib , kui
organism ei saa piisavalt vett
organism on kaotanud palju vett
organismis on liiga palju mineraalsooli
Suhkrutõve korral jääb glükoos uriini ja haarab palju vett
kaasa, uriini hulk suureneb, veetarve suureneb.
Pideval vee liigjoomisel koormatakse üle
neerud ja süda, kaotatakse
mineraalaineid ja vesi koguneb kudedesse.
Positiivne veebilanss võib kujuneda ka neerude või südamehaiguste
korral – vesi koguneb kudedesse ja avaldub tursetena. Ka kestev
valgudefitsiit võib põhjustada vee kogunemise kõhuõõnde ja
jalgadesse, vee jaotus kudede ja
vereplasma vahel on häiritud.
6.4.3. Vee
eritumise regulatsioon.
Kudede veehulk sõltub rakkudes ja rakuvälises
vedelikus olevast K+
ja Na+ sisaldusest. Vee eritumist reguleerivad hormoonid:
Vasopressiin e.antidiureetiline
hormoon Mineralokortikoidid (
aldosteroon )
Vereplasma
valgud Rohke mineraalaineteta vesi tekitab nn. veemürgituse (eriti vähese
toidu või nälja korral): rakuväline vedelik lahjeneb, vesi tungib
osmoosi tõttu rakku- mehhaanilised
vigastused, eriti närvisüsteemis.
OSMOOTSE RÕHU TÕUS
ANTIDIUREETILINE HORMOON
SUURENEB VEE REABSORPTSIOON PRIMAARSEST URIINIST
KONTSENTREERITUM URIIN
OSMOOTNE RÕHK VÄHENEB
PIDURDUB HORMOONI SÜNTEES
NaCl TASE VERES MADAL
ALDOSTEROON
NaCl REABSORPTSIOONI TÕUS
OSMOOTSE RÕHU TÕUS
Hüpertooniliste lahuste joomine (
merevesi ): rakuvälise vedeliku
osmootne rõhk tõuseb, vesi tungib rakust välja
rakud veetustuvad, rakuvälise vedeliku maht suureneb. Kannatavad
närvirakud. Merevett joonud merehädalised hullusid ja surid.
Mineraalvesi: kaubanduses müüakse ravitoimeta karboniseeritud vett,
kvaliteetset joogivett. Eelistatakse väikese Na –sisalduse ja
suurema K-sisaldusega vett.
Spetsiaalseid raviomadustega mineraalveeallikate
veed on müügil
apteekides 7. MineraalainedIoonidena esinevad
bioelemendid 7.1 Kaalium ja naatrium K ja Na jaotuvad erinevalt rakkude ja rakuväliste vedelike
(vereplasma, lümf,
rakkudevaheline vedelik) vahel
Na + paikneb peamiselt rakuvälises vedelikus 8-20 korda
rohkem kui rakus
K+ rakus 30 – 50 rakuvälises vedelikus
K+/Na+ tagab
Membraanipotentsiaali
Osmootse rõhu
Normaalse veevahetuse
Membraanitranspordi ja imendumise
Mitmete ensüümide aktiivsuse
Na puudus esineb harva
10 % soola on toiduainete looduslik sisaldus
50 % lisatakse tööstuses
40% lisab tarbija
Na puudus võib esineda taimetoitluse korral, taimedes on Na vähem,
K rohkem. Na on rohkem maitseainetes: till,
petersell , seller,
küüslauk
Kloor
7.2. Kaltsium , magneesium
Kaltsium
- Moodustab ~2% kehakaalust
- 99% Ca on luudes . Luukude uueneb pidevalt, see on vajalik nii luude kasvuks kui selleks, et siluda koormuspragusid
- vereplasmas on Ca konst ., 2,3-2,7 mmol/l (9,2-10,8 mg%)
- vajadus 800-1200 mg päevas, s.o. 20-30 mmol Toiduga saadud kaltsiumist imendub keskmiselt 20-30%
Päevas eritub 25 mmol (1g) Ca, sellest uriiniga 1/5, 5 mmol,
ülejäänu 20 mmol eritub väljaheidetega
Ca bilanssi reguleerib 3 hormooni:
1) Parathormoon (PTH)
- peptiid , vabaneb kui Ca on veres vähe
- soodustab Ca2+ vabanemist luudest
- suurendab Ca2+ imendumist peensoolest, sest stimuleerib D3 moodustumist neerudes
- suurendab Ca2+ tagasi imendumist neerudes
2) kaltsitoniin (CT)
- sünteesitakse hüperkaltsineemia korral, hoiab Ca luudes
3) vitamiin D3
- vitamiin D hormonaalne vorm (kaltsitriool)
- moodustub neerudes siis, kui PTH tõuseb, soodustab Ca imendumist
- suurendab Ca siduva valgu sünteesi ja seega membraani läbitavust Ca-le
Ca imendumine on puudulik neeruhaiguste korral või vitamiin D
vähesuse korral.
Ca imendumist takistavad
- kiudained (sisaldavad fütiini, mis seob Ca)
- oksalaadid
- tsitraadid
- toidu suur rasvasisaldus ja lipiidide ainevahetuse häired (kui rasva väljutatakse seedekanali kaudu, seotakse Ca rasvhapetega ja väljutatakse ka)
Ca imendumist soodustab laktoos
Ca eritumist uriiniga soodustavad
Osteoporoosi soodustab nii liiga vähene kui ka liiga suur kehaline
koormus.
Magneesium
70 % Mg on luude koostises
Mg on oluline ens. akt-ks: fosforüülimine (CaMg –ATP-aas),
vajalik lihaste kontraktsiooniks.
Fosfor , esineb fosfaatioonina ( peamiselt koos Ca ja Mg-ga)
või fosforhappe estritena Vajadus ~550 mg,
Vereplasmas 0,8-1,4 mmol/l, 2,5-4,3 mg%
Laialt levinud, puudust esineb harva
7.3 Asendamatud mikrobioelemendid
Vajadus väga vähesel hulgal, peamiselt ensüümide aktiivsuse
tagamiseks.
Varud pole pikaaegseks puuduseks piisavad.
Ensüümide ja hormoonide tööd häirib nii puudus kui ka liig.
Raud
Raua metabolism on kinnine , s.t. toimub pidevalt varude uuesti
kasutamine.
Rauda on mikroelementidest kehas kõige rohkem:
Naistel kokku 45 mmol, 2,5 grammi = 2500 mg
Meestel 60
Sellest
- 60-70 % on seotud hemoglobiiniga (Hb)
- 16-29 % on rauavarudes ( valgud ferritiin , hemosideriin)
- funktsionaalne Fe on müoglobiini, katalaasi, peroksüdaasi jt. porfüriinensüümide koostises
Imendub ~10 %, vajadus ~1mg
Vajadus toidus: naistel 15 mg
rasedatel 20-25mg
meestel 10
10 mg rauda saab normaalsest toidust, 15 hea dieediga , 20-25 ei saa
kuidagi.
Raua imendumist soodustavad
- Cys ja Met
- Cu, Ca, Co
- Alkohol
- Liha või kala soodustavad ka taimse raua imendumist
Imendunud raud seostub vereseerumis transferriniga, mis transpordib
selle, kuhu vaja
Raua imendumist takistavad
- Tanniin (tee)
- Kohv
- Kiudainerikas toit
Erütrotsüütides on rauavaru seotud ferritiini koostises,
rauavaeguse korral ferritiini hulk väheneb. Ferritiini
kontsentratsioon . erütrotsüütides avaldab omakorda mõju raua
imendumisele.
Fe eritub peamiselt sapi ja väljaheidetega, osa väljaheidete rauast
pärineb peensoolelimaskesta rakkudest, keha kaotab rauda ka irdunud
naharakkudega, juustega. Normaalselt on rauakadu päevas 0.018 mmol,
s.o. 1 mg päevas. Loode kasutab 9 kuu vältel ~0,06 mmol päevas.
s.o. 3,6 mg.
Aneemia põhjused:
- Verekaotus
- Puudulik Fe imendumine
- Vale toitumine erütrotsüütide arv või nende Hb sisaldus on vähenenud
- Kobalamiini puudus erütrotsüütide arvu langus
- Foolhappe puudus erütrotsüütide arvu langus
- Cu defitsiit põhjustab aneemia ka piisava hulga raua olemasolul , raua kasutuselevõtuks on vaja Cu-seoselist ensüümi tseruloplasmiini Fe2Fe3
- Organismis on Fe varu mitmeks aastaks, aneemia võib kujuneda alles pikaaegse rauavaeguse korral
Tsink
Organismis kokku 1,4-2,4 grammi
Oluline kasvufaktor, rinnapiimas rohkem kui lehmapiimas
Ensüümide akt.:
- Alkoholi dehüdrogenaas
- palju spermatosoididespaljunemine
- NH av. valgu süntees
- vitam av.
- vereloome
Vajadus 7-15 mg ööpäevas
Imendub loomsest toidust paremini kui taimsest (fütiinhape, seob ka
Ca, Mg, Fe )
Vask
Cu osaleb:
- Hb sünteesis
- hingamisahela ens.
- fosfolipiidide sünteesis
- vabade radikaalide toime reguleerija, antioksüdant
Allikad:
maks, liha
täisteravili
joogivesi
Mn:
- ens, kofaktor : rasvhapete ja kolesterooli sünt.
kilpnäärme hormoonide akt.
- soodustab tiamiini. insuliini, biotiini, vit. C toimet
- superoksiidi dismutaas on Mn seoseline vabade radikalide sidumine
- vereloome, luukude
allikad: täisteratooted, eriti kaer ; munakollane
Co:
- kobalamiin
- vereloome, erütrotsüüdid
- saadakse peamiselt loomsest toidust
I:
- kilpnäärme hormoon kasv, areng, ka vaimne
- leidub merekalades, seentes , õunaseemnetes
Mo:
- puriinaluste metabolism
- rauavarude kasutamine
V:
- luude, kõhre, hammaste areng
- erütrotsüütide moodust.
- Maks, taimsed ja loomsed lipiidid
F:
- Pidurdab suus suhkrust hapete teket, suuremas kontsentratsioonis mürgine
Cr:
- Insuliini toimet mõjutava faktori koostises (faktor: Cr, PP, Gly, Glu, Cys, glutatioon)
- Maks, munakollane, täistera, õllepärm
Se:
- Glutatiooni peroksüdaasi kofaktor reguleerib vabade radikalide hulka
- Toimib koos vit E-ga
- Prostaglandiinide süntees kudede elastsus
- Sisaldavad krevetid, krabid , lõhelised, õllepärm, piimatooted
Ni-- vereloome
B -- sv. metabolism, vereloome
Si – kõhredes, kõõlustes, veresooneseintes
Sn – Hb sünt.
As – Hb sünt.
8. Vitamiinid (7. loeng)
- Põhiteesid
- Varu ajaline kestus
- Koensüümsed vitamiinid
- Vitamiinide defitsiidi põhjused
- retinool
- antioksüdantsed vitamiinid
9. Hapniku kasutamine organismis
4,5 miljardit aastat tagasi puudus Maa atmosfääris hapnik. Hapnik
ilmus atmosfääri ~2 miljardit aastat tagasi kui seal olid juba
mõnda aega, ~ miljard aastat elanud fotosünteesivad organismid,
sini- ja rohevetikad . Esimesed aeroobsed organismid ilmusid alles 1,5
miljardit aastat tagasi ja surusid pikkamööda anaeroobse elu välja.
Aeroobsete organismide eeliseks on toitainete täielikum ära
kasutamine, kuid peale selle võis nende hukkumise põhjuseks olla ka
hapniku toksilisus .
Molekulaarne hapnik ei loe eriti aktiivne oksüdeerija, seetõttu ei
ole ta ka mürgine. Hapnik on organismis peamiseks elektronide
aktseptoriks. Hapnikul on kaks paardumata elektroni ja ta võib 2
elektroni juurde liita aga see ei toimu lihtsa ühekordse
üleminekuna, vaid terve rea vaheastmete kaudu, kus tekivad väga
tugevad oksüdeerijad, sealhulgas radikaalid: R*
tugevad oksüdeerijad on :
- superoksiidradikaal (- anioonradikaal)
- vesinikperoksiid
- hüdroksiidradikaal – tugevaim teada olevaist oksüdeerijatest
Vabade radikaalide eluiga on väga lühike, sekundi murdosast mõne
sekundini. Seega nad toimivad peamiselt oma tekkekohal, pikema
elueaga radikaalid võivad difundeeruda ka kaugemale.
Organismis ei ole eriti palju reaktsioone, milles üheks reagendiks
oleks hapnik. Enamik oksüdatsioonireaktsioone toimub kaudselt ,
vesiniku eemaldamise kaudu. Molekulaarne hapnik toimib organismis
oksüdeerijana neljal viisil:
- 80-90 % kogu hapnikust kasutatakse hingamisahelas tsütokroomioksüdaasi poolt
SH2 + ½ O2 ------> S + H2O
- teine hapniku kasutamise viis on nn. peroksüdaasne tee, mis toimub peamiselt taimedes. Loomorganismides toimub see spetsiaalsetes raku organellides , peroksüsoomides. Siin toimub substraadilt eralduva vesiniku sidumine hapnikuga vesinikperoksiidiks. Selline protsess toimub aminohapete ainevahetuses (aminohapete oksüdaasid, polüaminuooksüdaas, ksantiini oksüdaas, aldehüüdide oksüdaas)
SH2 + O2 ------> S + H2O2
- Enamik ülejäänud hapnikust kasutatakse oksügenaassel teel: kus hapnik seostub vahetult substraadiga või jaotub substraadi ja vee vahel:
- a) AH2 + S + O2 ------> A + SO + H2O
- b) S + O2 -------->SO2
Ensüümid: mono - või dioksügenaasid (türosinaas), protsessid
toimuvad maksarakkudes ja neerupealsetes
Vajalikud : sapphapete sünteesiks
Steroidhormoonide sünteesiks
Mürkide ja ravimite detoksikatsiooniks
- Neljas hapniku kasutamise moodus on lipiidide peroksiidne oksüdatsioon, mis toimub rakumembraanides ( mitakondrite membraanid , endoplasmaatiline retiikulum, lüsosoomimembraanid). Produktideks on hüdroperoksiidid, alkoholid, aldehüüdid, ketoonid , epoksiidid. Selle protsessi füsioloogiline roll on tõenäoselt membraanide uuenemine ja läbilaskvuse tagamine
Osavõtvad radikaalid on väga aktiivsed ja võivad lipiidid
täielikult lagundada rakk hukkub.
Fagotsüteerivates rakkudes kasutatakse mikroobide hävitamiseks
vesinikperoksiidi kõrval ka superoksiidiradikaale.
Eriti tundlikud peroksiidsele oksüdatsioonile on plasmaatilised
membraanid. Muutub valgu struktuur, membraanide läbitavus,
ainevahetuse kiirus.
Lisaks eeltoodutele võivad biosüsteemides tekkida veel järgmised
vabad radikaalid:
Nitrikoksiid NO•
Tiüül RS•
Peroksüül ROO• , HOO•
Alkoksüül RO•
Üldisemalt võib käsitleda kõiki osakesi või faktoreid, mis
soodustavad vabaradikaalilisi protsesse kui pro-oksüdante.
Praeguseks ajaks on lisaks eeltoodud radikaalidele tunnustatud
järgmised pro-oksüdandid (PRO)
- H2O2
- MOMI : Fe2+, Cu2+ (MOMI=muutuva oksüdatsiooniastmega metalliioonid)
- Superoksiidi genereerivad ravimid : adriamütsiin, bleomütsiin, mitomütsiin
- GSH tioolrühma blokaatorid: paratsetamool , aminopüriin, kloroform, klorometaan, Hg
- Raskemetallid: Pb, Hg, Cd, V, Sn (ens. SOD ja GSHPx inhib.)
- Füüsikalised faktorid : mikrolained , UV, radioaktiivne kiirgus, ultraheli
- ??? Co3+, Ni2+ ,Ti3+
Prooksüdandid on ka
Etanool ja suitsus olevad ühendid suitsetaja vajab ~2 korda rohkem vitamiine C, E aga ka B-rühma (mao mikrofloora rikkis).
PRO teke organismis on vajalik, kuid nende liig viib biomolekulide
kahjustuseni rakukahjustused
koekahjustused. Seejuures ühed PRO-d on vajalikud teiste tekkeks:
O2•‾ on vajalik Fe3+ redutseerimiseks Fe2+, see omakorda on vajalik
hüdroksiidradikaali tekkeks jne. Raua vabanemisel organismis
(traumad, jt kahjustused) on väga oluline osa biomolekulide
kahjustumises. Organismil endal on mehhanismid , mis välistavad vaba
raua sattumise biovedelikesse. NB! Ettevaatust ka vit C koos rauaga.
Oomega-3 rasvhapped vähendavad vähiriski (rinna, jämesoole,
eesnäärme, pankrease ) – neist tekib kergemini peroksiide (ka
vähirakkudes) ja peroksiidid hävitavad vähiraku. Ateroskleroosi
võib suure hulga PUFA kasutamine isegi kiirendada.
Kaitseks aktiivsete hapnikuradikaalide vastu on rakus antioksüdandid:
Otsesed antioksüdandid on:
Ensüümid: SOD (superoksiidi dismutsaas) O2•‾
kõrvaldaja
SOD aktivaatotiteks on Zn2+ ja Cu2+
Superoksiidi dismutaasid on metalloensüümid, mis lõhustavad
supoeoksiidaniooni:
2 O2•‾ + 2H
O2 + H2O2
Tekkinud vesinikperoksiid laguneb katalaasi toimel
Katalaas on vesinikperoksiidi kõrvaldaja
GSHPx (glutatiooni peroksüdaas) on vesinikperoksiidi ja
LOOH kõrvaldaja
Vitamiiinid: C – radikaaliliste ahelprotsesside
pidurdaja vesilahuses
Vit E - “ “ rasvades
Vit. A – ergastatud hapniku kõrvaldaja
Beeta- karoteen – “ ja LOO• kõrvaldaja
Lükopeen – “
Koensüüm Q – vabade radikaalide kõrvaldaja ( NB!
Hingamisahelas)
Muu:
Glutatioon (GSH)
Kusihape – Fe2+ siduja, O2•‾
kõrvaldaja
Tsitraat – raua ja vase-ioonide siduja
Lazaroidid – sünt steroidid raua sidumiseks
SOD jäljendajad - , O2•‾ kõrvaldajad (Ensüümi ei saa ravimina kasutada, sest ta on rakumembraanile
läbimatu, selle asemele on sünteesitud vaske sisaldavaid metallorgaanilisi komleksühendeid.)
NB! Vitamiinide kasutamine lisaainetena: tokoferoolid ja karoteen
rasvades, askorbaadid koos nitritetega lihatoodetes, askorbaat
pidurdab nitrosoamiinide teket
Vitamiin P – bioflavanoidid, taimsed fenoolid kui kaitse mikroorg.,
seenhaiguste vastu.
Vitamiin E söötmine sigadele või veistele (~20 korda üle normi)
parandab nende liha kvaliteeti: värvust ja lipiidide stabiilsust.
- E takistab Mb ja/või oksü-Mb oksüdeerumist metmüoglobiiniks värvuse stabiilsus suureneb
- E vähendab lipiidide peroksüdatsiooni
- E vähendab mitokondriaalse fosfalipaas A2 aktiivsust väheneb vabade rasvhapete teke suureneb membraanide stabiilsus suureneb liha veesiduvusvõime
8. loeng
Jutt söögikordadest, seedetrakti biorütmidest
Tabel erinevate tegevuste energiakulu kohta
Kõik kommentaarid