Назвать элемент лимитирующий нормальный синтез гемоглобина эритроцитов
Содержание статьи
Признаки жизни
Методические указания к аудиторному занятию на 1-2 неделе.
Тема. Биология: основные понятия. Неорганические вещества клетки.
Цель занятия. Усвоить представления о живой материи и основы организации атомного уровня организации живого.
Знать: определения основных понятий биологии. Понятие о живом организме, основные разделы науки. Роль биологии в подготовке провизора. Уровни организации жизни. Роль микро- и макроэлементов живых организмов.
Уметь: пользоваться микроскопом при использовании постоянных препаратов.
Оснащение занятия: таблицы, схемы, муляжи, микроскопы, постоянные препараты, методические указания по теме занятия.
Контрольные вопросы для определения исходного уровня знаний
1. Дать определения жизни. Принципиальные отличия живого и неживого.
2. Роль биологии в подготовке провизора.
3. Основные разделы курса биологии и биологические науки.
4. Дать определения 7 признакам жизни с примерами.
Питание. Дыхание. Выделение. Раздражимость. Подвижность. Рост. Размножение (для вида в целом).
5. Дать определения 10 уровням организации живого (элементарный — атомный; молекулярный; субклеточный — уровень органоидов; клеточный; тканевой; органный; системно-органный — уровень систем органов; организменный; популяционно-видовой; биогеоценотический). Привести примеры по каждому уровню.
6. Основные химические элементы клетки (макроэлементы, микро-элементы, ультрамикроэлементы).
7. Роль воды в организме.
Тестовый контроль усвоения материала. Выбрать только одну букву, соответствующую правильному (правильному и полному) ответу или верно законченному высказыванию. Ответ «все верно» означает, что все вышеназванные варианты ответов верны.
1. Биология — наука о
а — словах б — живых системах в — химических элементах г — все верно д — все неверно
2. Получение живым организмом окислителя называют термином:
а — питание б — раздражимость в — выделение г — дыхание д — все неверно
3. Пример выделения, как фундаментального свойства живого
а — мочеобразование поросенка б — дефекация кролика в — выдыхаемый углекислый газ человека г — все верно д — все неверно
4. Какое фундаментальное свойство живого может отсутствовать у живой рабочей пчелы?
а — дыхание б — выделение в — движение г — размножение д — все неверно
5. Какое фундаментальное свойство живого отсутствует в коралловом ожерелье?
а — дыхание б — выделение в — размножение г — все верно д — все неверно
6. На каком уровне организации живого преимущественно рассматриваются органоиды клетки?
а — атомном б — субклеточном в — органном г — организменном д — все неверно
7. Пример проблемы, рассматриваемой на системно-органном уровне организации живого
а — работа митохондрий б — охота стаи волков в — обеспечение иммунитета к инфекционным болезням у людей г — все верно д — все неверно
8. Пример организменного уровня организации живого
а — клетка печени носорога б — стафилококк в — эритроцит человека г — все верно д — все неверно
9. Пример популяционно-видового уровня организации живого
а — тромбоциты человека б — клетки печени бегемота в — шея жирафа г — все верно д — все неверно
10. Выбрать макроэлементы клетки
а — Se б — C в — Ni г — I д — все неверно
11. Выбрать микроэлементы клетки
а — I б — C в — N г — O д — все неверно
12. Выбрать ультрамикроэлементы клетки
а — P б — H в — N г — Se д — все неверно
13. Назвать элемент, входящий в состав гормонов щитовидной железы
а — Fe б — I в — F г — P д — Se
14. Назвать элемент, лимитирующий нормальный метаболизм зубной эмали
а — Fe б — I в — F г — P — Se
15. Назвать элемент, лимитирующий нормальный синтез гемоглобина эритроцитов
а — Fe б — I в — F г — P д — Se
Основная литература:
1. Чебышев Н. В. и др., Биология (Учебник). -М.:ВУНМЦ 2000.
2. Конспект лекции № 1.
Методические указания к лабораторному занятию на 1-2 неделе.
Тема. Введение в биологию. Правила работы с микроскопом. Клетка при световой микроскопии.
Работа № 1. Правила работы с микроскопом. Постоянные препараты.
Изучить инструкцию по работе с конкретной моделью микроскопа.
Рассмотреть клеточную структуру в трех-четырех из предложенных постоянных препаратов,
Схематично зарисовать 2 клетки из разных препаратов в тетради для лабораторных работ.
Сделать обозначения.
Конспект лекции № 1.
Биология — наука (слово) о жизни.
Жизнь — сложная открытая саморегулирующаяся, самовоспроизводящаяся система, постоянно обменивающаяся с окружающей средой веществом и энергией.
Разделами биологии можно считать все науки, которые имеют отношение к живым организмам. Это: физиология, ботаника, патология, микробиология, биохимия, молекулярная биология, фармакология, фармакотерапия…
Рост значения биологии в подготовке провизоров сопряжен с ростом требований к их теоретической общемедицинской подготовке. Расширение номенклатуры готовых лекарственных форм и препаратов — аналогов по действию требует большее число провизоров — консультантов, которые понимают механизмы этого действия. Они должны грамотно предлагать препараты клиентам и давать советы врачам.
Принципиальные отличия живого от неживого давно пытаются понять. Одно из важных отличий связывают с отношением живых и неживых систем ко второму закону термодинамики. Только живые системы и системы, созданные разумными существами, могут не подчиняться важнейшему аспекту этого универсального закона физики. Второй закон термодинамики — закон увеличения хаоса. Все неорганические системы стремятся к минимальному содержанию энергии и к максимуму энтропии, как меры неупорядоченности (степени хаоса). Во вселенной все известные неживые системы теряют энергию и упрощаются. Наоборот, живые системы усложняются и увеличивают энергию системы, что снижает энтропию. Так, например, из желудя вырастает дуб, а одна клетка — зигота становится человеком, состоящим из сотни триллионов клеток. Когда организм теряет жизнь, второй закон термодинамики начинает действовать в полном объеме. Разлагающиеся трупы теряют энергию и упрощаются вплоть до органических молекул.
1.Питание — получение материала для строительства тела.
Пища состоит из белков, липидов, углеводов, витаминов, минеральных веществ, которые используются, для построения человеческого тела.
2. Дыхание — получение окислителя.
Люди и большинство других живых существ используют для этого кислород.
3. Выделение — удаление отработанных продуктов метаболизма.
Выведение из организма конечных продуктов белкового обмена (мочевина, мочевая кислота) при работе почек.
4. Раздражимость — способность реагировать на изменения в среде обитания.
Рефлекторное одергивание руки при контакте с горячим предметом (утюгом, угольком).
5. Подвижность — движение организма в среде обитания и целенаправленное перемещение веществ по организму.
Транспорт глюкозы из листьев в стебель и корни растений.
6. Рост — увеличение размеров и самообновление живой системы.
Масса ребенка в течение первых 15 лет жизни увеличиваются от 3,5 до 80 кг: а рост от 50 до 180 см. Обновление кожи и других органов у взрослых людей не прекращается до смерти.
7. Размножение — способность воспроизводить себе подобные живые системы (характерно для вида в целом, а не для каждой особи).
В пчелиной семье трутни и матка производят на свет новых пчел, а рабочие пчелы, хотя и живые организмы, не участвуют в размножении.
Уровни организации живого.
1. Атомный (элементарный) уровень — это уровень, на котором рассматривают роль отдельных химических элементов в живом организме (Fe, F, I, Se, Na …).
2. Молекулярный уровень. На этом уровне рассматривают молекулярные компоненты живых организмов (белки, липиды, углеводы, ДНК, РНК…).
3. Субклеточный уровень (органоидов). На этом уровне рассматривают органоиды клетки (миофибриллы, митохондрии, ядра, лизосомы…).
4. Клеточный уровень. На этом уровне рассматривают строение и функции отдельных клеток (бактерий, гепатоцитов, лейкоцитов…).
Клеточная теория (Шванн, Шлейден)- одно из важных биологических обобщений. Согласно этой теории все организмы имеют клеточное строение. Клетки, имеющие ядро — эукариоты (лейкоцит человека, амеба дизентерийная). Клетки не имеющие ядра — прокариоты (стафилококки, кишечные палочки).
5. Тканевый уровень. На этом уровне рассматривают ткани организмов (эпителиальную, соединительную, нервную, мышечную).
6. Органный уровень. На этом уровне рассматривают отдельные органы (печень, кожа, почки, сердце…).
7. Системноорганный уровень. На этом уровне рассматривают системы органов (выделительную, пищеварительную, дыхательную…).
8. Организменный уровень. На этом уровне рассматривают целые организмы (человек, морская свинка, лягушка, гельминт, бактерия…)
9. Популяционно-видовой уровень. На этом уровне рассматривают группы особей одного вида (штамм стафилококков, колонию грызунов, человечество…).
10. Биогеоценотический уровень. На этом уровне рассматривают взаимодействие разных видов животных в среде обитания (биогеоценозах леса, озера, луга, тундры, пустыни…).
Относительно простых живых организмов (бактерии, некоторые водоросли, простейшие) организменный и клеточный уровни совпадают, а тканевый, органный, системно-органный отсутствуют.
Атомный или элементарный уровень организации живого. Основные химические элементы живого и примеры их роли в живых системах.
1.Макроэлементы: О, C, H, N, P, S, Na, K, Ca, Fe, Mg и др.
2. Микроэлементы: Cu, I, F, Co, Mo, Mn, Ni, Zn и др.
3. Ультрамикроэлементы:U, Au, Be, Hg, Cz, Se, Li и др.
Деление химических элементов на группы достаточно условно. Их значение для живого организма непропорционально их количеству. У одних элементов могут быть множественные функции, а роль других не слишком ясна.
Углерод, кислород, азот, водород — это базовые химические элементы органических молекул и воды, а кислород еще и главный окислитель для большинства живых организмов.
Фосфор можно отнести к базовым элементам. Фосфор — компонент ДНК, РНК, АТФ. Без фосфора нет ДНК, а без ДНК нет жизни.
Сера — компонент некоторых аминокислот, а без аминокислот нет белков.
Натрий и калий обеспечивают электрические процессы в мембранах живых клеток.
Кальций — активный участник сокращения мышц.
Железо — компонент гемоглобина крови.
Магний входит в состав хлорофилла, без которого растения не усваивают солнечную энергию.
Медь входит в состав окислительных ферментов.
Йод компонент гормонов щитовидной железы.
Фтор обеспечивает нормальную функцию эмали зубов.
Кобальт входит в состав витамина B12.
Физиологическая роль ультрамикроэлементов часто не ясна. В ряде случаев они обладают полезными свойствами, а иногда их обнаружение в организме связывают со случайным попаданием, что может быть вредным для организма. Так, наличие в организме человека селена связывают с усилением защиты клеточных мембран от свободнорадикального перекисного окисления, а обнаружение избытка лития связывали с проявлением у людей психических расстройств.
Основная литература.
1. Чебышев Н.В. и др., Биология (Учебник). -М.:ВУНМЦ 2000. С. 9-16.
2. Конспект лекции № 1.
Методические указания для самоподготовки к занятию на 1-2 неделе.
Тема. Биология: основные понятия. Элементарный (атомный уровень жизни).
Цель самоподготовки. Расширить и закрепить представления по вопросам темы.
Вопросы для самостоятельного изучения задания.
Альтернативные классификации уровней организации жизни.
Субатомный уровень материи (уровень элементарных частиц).
Гипотетические уровни жизни.
Атомный (элементарный) уровень жизни. Критерии классификации химических элементов живых систем.
Блок дополнительной информации.
Деление живого на уровни является попыткой понять сложнейший из известных людям феноменов — феномен жизни. Как правило, выделяют 10 или 12 уровней жизни. Изложенные в конспекте лекции №1, представления о 10 уровнях жизни, часто расширяются до 12 за счет разделения «популяционно-видового» и «биогеоценотического» уровней на отдельные: «популяционный», «видовой», «биоценотический» и «глобально-экологический».
В ряде случаев вспоминают о наличии 13-го (или нулевого) уровня жизни. Это уровень элементарных частиц и квантовой физики. Биологи пытаются объяснить события, происходящие с живыми системами на основе взаимодействия между электронами, протонами, фотонами, нейтронами, позитронами, нейтрино, кварками. При объяснении перекисного свободнорадикального окисления липидов клеточных мембран (гепатиты, инфаркты) используют термины: «синглетный» кислород, «спин» электронов. Действие гомеопатических средств объясняют сложными корпускулярно-волновыми взаимодействиями. Квантовая физика не входит в наш курс биологии, но помнить о ее существовании полезно.
С другой стороны ограниченная информационная емкость молекул ДНК и РНК приходит в противоречие с большим объемом информации необходимым для формирования живых систем. Это и высокий процент людей перенесших клиническую смерть с «выходом» из тела позволяет задуматься о наличии неизвестной организующей субстанции (или поля) — души организма (14-уровень жизни?).
Еще в середине ХХ века считали, что в состав живого вещества входит только 22 элемента из сотни, встречающейся в земной коре. Сейчас ясно, что в организме могут быть обнаружены почти все элементы, но это может быть в результате их случайного попадания — загрязнения. Но тот элемент, который раннее считали загрязнением завтра может оказаться важным для функций организма.
Деление химических элементов на три группы (1- макроэлементы; 2- микроэлементы; 3- ультрамикроэлементы) основано на их содержании в организме. Некоторых макроэлементов в организме может быть по несколько килограммов (см. домашнее задание). Концентрация каждого микроэлемента не превышает 0,001% от массы клетки. Концентрация ультрамикроэлементов не превышает 0,000001% от массы.
Источник
Какую роль в организме играет гемоглобин и что значит, если он повышен или понижен?
Цифры напротив символа Hb, или гемоглобина, в бланке с результатами общего анализа крови могут раскрыть врачу причины низкого давления, головокружения, судорог ног пациента, а также оповестить о надвигающихся серьезных угрозах. Своевременное выявление отклонений и приведение концентрации гемоглобина в норму позволит избежать серьезных проблем со здоровьем. Речь идет о снижении рисков инфарктов и инсультов у людей в возрасте, патологий развития детей, ухудшения состояния матери и плода во время беременности.
Что такое гемоглобин и каковы его функции
Гемоглобин (Hb) — сложный железосодержащий белок, содержащийся в эритроцитах (красных кровяных тельцах) крови и частично присутствующий в свободном виде в плазме. Именно он осуществляет перенос кислорода от легких к клеткам и углекислого газа — в обратном направлении. Если говорить образно, то эритроцит — это своеобразное грузовое судно, курсирующее по кровяному руслу, а молекулы гемоглобина — контейнеры, в которых транспортируется кислород и углекислый газ. В норме один эритроцит вмещает порядка 400 млн молекул гемоглобина.
Участие в газообмене — важнейшая, но не единственная функция «кровяных шаров» (от греч. haima — «кровь» + лат. globus — «шар»). Благодаря своим уникальным химическим свойствам гемоглобин является ключевым элементом буферной системы крови, поддерживающим кислотно-щелочной баланс в организме. Hb связывает и выводит на клеточном уровне кислые соединения (препятствует ацидозу — закислению тканей и крови). А в легких, куда он поступает в форме карбгемоглобина (HbCO2), за счет синтеза углекислоты предотвращает противоположный процесс — защелачивание крови, или алкалоз[1].
Производная Hb — метгемоглобин (HbOH) — обладает еще одним полезным свойством: прочно связывать синильную кислоту и другие токсичные вещества. Таким образом, железосодержащий белок принимает удар на себя и снижает степень отравления организма[2].
Итак, гемоглобин крайне важный элемент жизнедеятельности и патологическое уменьшение его концентрации (анемия или малокровие) может спровоцировать в лучшем случае ломкость ногтей и волос, сухость и шелушение кожи, мышечные судороги, тошноту и рвоту, головокружение. Острая же форма анемии вызывает кислородное голодание клеток, приводящее к обморокам, галлюцинациям и фатальным последствиям — гипоксии мозга, атрофии нервных клеток, параличу дыхательной системы.
Как должно быть в норме
Уровень гемоглобина в нашей крови может несколько увеличиваться и уменьшаться по естественным причинам. Обновление гемоглобина связано с жизненным циклом эритроцита, к которому он прикреплен. Так, примерно каждые 120 дней часть молекул гемоглобина вместе с эритроцитами отправляется в печень — на расщепление и после вновь синтезируется, присоединяясь к свободному эритроциту[3].
Количество гемоглобина зависит от возраста и пола, меняется в процессе вынашивания и рождения ребенка[4].
На гемоглобин также оказывают влияние специфические условия труда или проживания (например, повышенные показатели бывают у пилотов и жителей гористой местности), приверженность вегетарианству и донорство (эти факторы, напротив, снижают гемоглобин)[5].
Согласно рекомендациям ВОЗ[6], нормой гемоглобина считается:
- для детей от полугода до 5 лет — 110 г/л и выше;
- для детей 5-11 лет — 115 г/л и больше;
- для детей 12-14 лет, а также девушек и женщин (15 лет и старше) — 120 г/л и выше;
- для мужчин (15 лет и старше) — 130-160 г/л.
Беременным женщинам, обеспечивающим минералами (в том числе железом) себя и малыша, важно следить, чтобы уровень гемоглобина не падал ниже 110 г/л. Отметим, что, по данным ВОЗ, железодефицитная анемия (ЖДА) диагностируется у 38,2% беременных на планете[7]. Дефицит молекул гемоглобина может возникнуть после 20-й недели «интересного положения»: из-за увеличения объема циркулирующей крови, растущих потребностей плода, уменьшения поступления и всасывания железа вследствие токсикоза и расстройств ЖКТ. В это время женщину может мучить слабость, головокружение, одышка даже при непродолжительной ходьбе, судороги нижних конечностей. Опасное следствие острых форм ЖДА — преждевременные роды, задержки в развитии плода.
Кстати, необычные вкусовые запросы беременных (вплоть до анекдотичных, таких как салат из жареной клубники и селедки) порой тоже связаны с потребностью в железе для синтеза гемоглобина. Роды, сопровождающиеся потерей крови, ведут к дополнительному понижению гемоглобина. В целом от зачатия до появления ребенка на свет организм женщины утрачивает порядка 700 мг железа, еще 200 мг — за период лактации[8]. На восстановление запасов требуется не менее трех лет.
Виды анализов на гемоглобин
Подсчет числа молекул гемоглобина производится при общем анализе крови. Помимо количества белка (строка Hb), в бланке анализа могут указать MCH/MCHC, что соответствует среднему содержанию/концентрации гемоглобина в эритроците. Это уточнение позволяет подсчитать полезный железопротеин и исключить из расчета аномальные, нестабильные формы гемоглобина, не способные переносить кислород.
Для измерения гемоглобина во внелабораторных условиях — в машинах скорой помощи или при проведении профилактических выездных осмотров — применяются специальные гемоглобинометры. Это портативные приборы, в которые помещается кровь с реагентом для фотометрического автоматического определения количества гемоглобина.
Для массового тестирования на анемию в странах третьего мира ВОЗ разработала малозатратный колорометрический метод исследования. При колориметрии каплю крови наносят на специальную хроматографическую бумагу и сопоставляют ее со шкалой цветов, соответствующих разным показателям гемоглобина с шагом 20 г/л[9].
Уровень гликированного гемоглобина определяется и при биохимическом анализе венозной крови. Цель исследования в данном случае — определение глюкозы в крови, которая образует прочное соединение с гемоглобином и лишает его возможности транспортировать кислород. Показатель важен для диагностики сахарного диабета и оценки эффективности его лечения.
Чем опасен повышенный гемоглобин в крови
Высокий гемоглобин может быть вызван объективной нехваткой кислорода, стимулирующей организм на увеличенное производство этого белка крови. Подобная патология часто фиксируется у экипажей воздушных судов и часто летающих пассажиров, жителей высокогорья, альпинистов, горнолыжников. В силу большей потребности в кислороде повышенный уровень гемоглобина свойственен профессиональным спортсменам, преимущественно лыжникам, легкоатлетам, борцам, тяжелоатлетам. Это физиологический механизм компенсации, не вызывающий никаких медицинских опасений (кавказское долголетие — яркий тому пример).
Повысить гемоглобин может и пагубная привычка: во время курения человек вдыхает меньше кислорода, чем требуется, и организм реагирует на это выработкой дополнительного гемоглобина.
К сожалению, повышенный гемоглобин может указывать и на патологии системы кроветворения: эритроцитоз, рак крови, обезвоживание организма, порок сердца и легочно-сердечную недостаточность, а также на непроходимость кишечника[10].
Увеличенное количество гликированного гемоглобина отмечается при сахарном диабете: часть молекул Hb «перетягивает» на себя глюкозу, и для нормального дыхания требуются добавочные кислородные «контейнеры»[11].
Повышенный свободный гемоглобин в плазме фиксируется и при ожоговых поражениях вследствие разрушения эритроцитов с высвобождением из них гемоглобина[12].
Опасность высокого гемоглобина (+20 г/л от нормы и более) заключается в сгущении и увеличении вязкости крови, приводящему к образованию тромбов. Тромбы, в свою очередь, могут вызвать инсульт, инфаркт, кровотечение в ЖКТ или венозный тромбоз[13].
Гемоглобин ниже нормы: что это значит и к чему приводит
Железо — один из самых распространенных и легко добываемых химических элементов на Земле. При этом, как ни парадоксально, от дефицита железа в организме страдает больше людей, чем от какого-либо другого нарушения здоровья[14]. В группе риска население из низких социальных слоев, не получающее достаточного количества железа из продуктов питания, женщины репродуктивного возраста и дети, то есть люди, у которых «приход» элемента меньше «расхода».
Причиной низкого уровня гемоглобина (минус 20 г/л от нормы и более) зачастую являются скудное или несбалансированное питание — недостаточное поступление железа и меди, витаминов A, С и группы B или употребление железосодержащей пищи совместно с цинком, магнием, хромом или кальцием, которые не позволяют Fe усваиваться[15].
Низкие показатели могут наблюдаться у вегетарианцев, т.к. негемовое железо из растительной пищи усваивается намного хуже, чем гемовое, источником которого служат продукты животного происхождения[16].
Смежная причина — наличие кишечных паразитов, которые перехватывают поступающие микроэлементы и витамины. Усвоению железа могут также мешать проблемы с желудочно-кишечным трактом.
Заметное снижение уровня гемоглобина сопровождает кровопотери, вызванные ранениями, оперативным вмешательством, менструацией, кровотечениями, возникающими во время родов и абортов, а также при донации крови и ее компонентов.
На уровень гемоглобина влияют и скрытые кровопотери при патологии ЖКТ (язвы желудка и ДКП), варикозе, миомах и кистах органов женской половой системы, кровоточивость десен.
Причины снижения гемоглобина, возникающие во время беременности и лактации, а также осложнения, к которым они могут привести, мы рассмотрели выше. Длительный железодефицит у мужчин, детей и небеременных женщин имеют сходную симптоматику: ухудшение состояния кожи, ногтей и волос, головокружение, обмороки, онемение рук и ног, беспричинная слабость.
Кислородное голодание вследствие недостатка гемоглобина может привести к ухудшению памяти, замедлению нервных реакций, в запущенной форме — к атрофии клеток мозга и других органов и систем организма.
Усиленное кровообращение (более частый прогон гемоглобина от легких к тканям и обратно) чревато проблемами с сердцем и сосудами: кардиомиопатией и развитием сердечной недостаточности.
Низкий гемоглобин негативно отражается на буферной функции: это значит, что закисление крови подрывает иммунную защиту организма, снижает сопротивляемость простудным и инфекционным заболеваниям.
Наиболее уязвимы перед анемией дети и подростки. Острый дефицит жизненно важного минерала может сказаться на их умственном и физическом развитии[17].
Гемоглобин — незаменимый участник жизнедеятельности, на который возложены важнейшие функции: перенос кислорода и углекислого газа, сохранение кислотно-щелочного баланса, противостояние ядам. Еще одна функция — сигнальная — помогает по отклонению уровня гемоглобина от нормы выявить риски развития патологий и принять контрмеры. Таким образом, контроль и оперативная коррекция уровня гемоглобина — не прихоть врачей, а действенный способ сохранить здоровье.
Источник