Chimia sistemelor deschise biologice
1.Teoria sistemelor deschise Organismul uman este un sistem
deschis. Este foarte u or de n eles teoria sistemelor deschise avnd
ca exemplu organismul uman cu p r ile (organele) lui componente i
rela iile dintre acestea.
I. Prigogine a studiat sistemele organizate din punct de vedere
al rela iilor cu mediul, deosebe te trei categorii de sisteme: 1.
izolate nu realizeaz cu mediul nici schimburi de materie nici de
energie, 2. nchise realizeaz cu mediul doar schimburi de energie,
3. deschise realizeaz cu mediul att schimburi de energie ct i de
materie.
2.MetabolismMetabolismul este un proces complex, ce implic
schimburi de materii i energii, i care include dou procese
(simultane) opuse: catabolism / dezasimilaie - totalitatea
proceselor chimice de degradare a substanelor din organism; se
produce n special ruperea leg turilor dintre atomii de carbon, din
moleculele diferitelor substane; acest tip de reacii este nsoit de
eliberare de energie (reacie exoterm ). anabolism / asimilaie -
procesele chimice de biosintez a substanelor ce intr n alc tuirea
materiei vii. Reaciile anabolice se caracterizeaz prin consum de
energie i se numesc reacii endergonice (reacii endoterme).
Catabolismul i anabolismul se desf oar printr-o succesiune de
numeroase reacii chimice: hidroliza, hidrogenare, deshidratare,
decarboxilare, dezaminare, transaminare, esterificare, condensare,
polimerizare.
Metabolismul medicamentelor i xenobioticelor Metabolismul
substanelor medicamentoase i a altor xenobiotice include dou c i
principale de metabolism: Citocromul P450 Calea
flavinmonooxigenazelor Metabolismul azotului este reprezentat de:
Ciclul ureei Asimilarea azotului Nitrificarea Denitrificarea .
La om, metabolismul ncepe odat cu ingestia alimentelor i sfr e
te cu excre ia produ ilor neutilizabili.
Rata metabolica de bazaPentru a compara metabolismul diferitelor
persoane, oamenii de stiinta au impus un nou termen numit rata
metabolica de baza(Basal Metabolic Rate ). BMR reprezinta ritmul in
care este consumata energia in stare de repaos (de exemplu stand
intins sau dormind). Cu cat greutatea corporala este mai mare cu
atat mai crescuta va fi si BMR. Rata metabolica a unei femei care
sufera de obezitate este cu 25% mai mare decat cea a unei femei
slabe. BMR inregistraza valori mai mari in copilarie decat in faza
de adult. Dupa varsta de 20 de ani, scade cu aproximativ 2 procente
la fiecare zece ani. Dar care este valoarea medie a BMR pentru o
persoana? Privita strict, valoarea medie a BMR pentru o persoana
este 1,1 calorii la 1 kg greutate corporala, pe ora. Deci, daca o
persoana cantareste 64 kg, va consuma aproximativ 70 calorii pe ora
sau 1680 de calorii pe zi, nefacand nimic.
5 lucruri care trebuie stiute despre BMR
1. Cu cat este mai crescuta valoarea BMR,cu atat slabesti mai
usor.
2.
2. Valoarea BMR descreste in momentul in care se incepe o dieta
care contine mai putine calorii decat dieta obisnuita.
3. Valoarea BMR creste odata cu intensificarea efortului
fizic.
4.Exercitiile fizice reprezinta singura modalitate de crestere a
BMR.
5. Obezitatea nu este cauzata neaparat de o valoare a BMR
scazuta.
Conversia energiei in reactii biochimiceReactiile biochimice
cuprind toata gama de reactii chimice care au loc in organism. Tot
ceea ce mancam se transforma in glucoza, combustibilul care ne
mentine corpul in miscare. Totusi, fiecare aliment se metabolizeaza
diferit, intr-o perioada specifica de timp. Carbohidratii ies
foarte repede din cursa, in timp ce proteinele si fibrele au o
conversie lenta si sigura.
3.Analize clinice de fluide biologice
Analizele biochimice reprezinta un procedeu de cercetare prin
care este pusa in evidenta o substanta chimica aflata intr-un
lichid organic. Aceasta procedura este folosita curent n clinic
pentru decelarea unor tulbur ri ale metabolismului.
Sngele
Sngele este un tesut special sub form lichid care, prin
intermediul aparatului circulator, alc tuit din inim i vasele
sanguine, transport nutrienii i oxigenul la nivelul esuturilor
corpului, de unde preia bioxidul de carbon i produii de catabolism
tisular, transportndu-i la nivelul organelor de eliminare.
Plasma sanguin reprezint aproximativ 55% din snge i este format
dinaproximativ 90% ap , 1% substane anorganice (s ruri minerale
care conin ioni dintre care mai importani sunt cei de Na, Cl, K,
Mg, P i Ca) i aproximativ 9% substane organice (proteine, glucide,
lipide etc).n dreapta - snge proasp t recoltat. n stnga - snge
recoltat pe anticoagulant (EDTA) i l sat s sedimenteze. Se observ
separarea de plasm a elementelor celulare, care au sedimentat la
fundul eprubetei.Plasma este lichidul transparent i u or g lbui
aflat deasupra.
Grupe de sange Desi tot sangele uman pare la fel, atunci cand
este testat folosind substante speciale, diferentele devin
vizibile. Principalele grupe de celule rosii sunt A II, B III, AB
IV, si O I. Literele simbolizeaza doi antigeni (substante care pot
fi atacate de catre sistemul imunitar) denumite A si B.
Recoltarea de sange
Recoltarea sangelui se face fie pentru o analiza, fie pentru
pregatirea unei interventii chirurgicale (autotransfuzie), sau
pentru a face posibila donarea de sange (transfuzie).
UrinaCompozitie Urina este un lichid galben-pai sau de culoarea
chihlimbarului, limpede in momentul emisiei ei, cu un miros
specific si usor acida. Ea este constituita din apa, in care sunt
dizolvate substante minerale (sodiu, potasiu, calciu, magneziu sub
forma de cloruri, sulfati, fosfati) si organice (uree, creatinina,
acid uric, acizi aminati, enzime, hormoni, vitamine), si contine
globule rosii si globule albe in cantitate mica (mai putin de 5 000
pe mililitru). Volumul urinei excretate este cuprins in mod normal
intre 0,5 si 2 litri in 24 ore, dar variaza in functie de varsta
subiectului, de cantitatea de lichide absorbite, de alimentatie, de
activitatea fizica, de climat etc.
Recoltarea urineiAnaliza urinei se face nu numai in bolile
aparatului urinar, ci si in bolile altor organe. In functie de
analiza solicitata se recolteaza urina de dimineata sau urina din
24 de ore. Astfel, urina se recolteaza pentru: examenul sumar de
urina amilazurie reactia imunologica de sarcina depistaj droguri
urinare dozarea Deoxipiridolinei urinare efectuarea Sedimentului
Addis microplasme genitale
Lichidul cefalorahidian
Recoltarea lichidului cefalorahidianLichidul cefalorahidian,
care circula in jurul creierului si in jurul coloanei vertebrale,
este recoltat prin punctie lombara. In timpul acestei proceduri
doctorul specialist va introduce cu grija un ac in zona lombara si
va colecta astfel o mostra de lichid cefalorahidian. Mostra va fi
supusa unor investigatii medicale care vizeaza culoarea, numarul de
celule sangvine, proteine, glucoza si alte substante. Mostra mai
poate fi asezata intr-un mediu favorabil dezvoltarii bacteriilor
(procedeu numit cultura de lichid cefalorahidian) pentru a se
descoperi daca in lichidul cefalorahidian exista bacterii sau
ciuperci. In timpul recoltarii mostrei de lichid cefalorahidian se
analizeaza si presiunea acestuia.
Saliva
Recoltarea saliveiSaliva este un produs biologic incolor,
inodor, insipid care se recolteaz n scopul studiului de laborator.
Imediat dupa recoltare, saliva are un aspect spumos datorit con
inutului n bule gazoase, iar n timp precipit datorit con inutului n
carbona i. Saliva este apreciat ca avnd gustul zero, ceea ce indic
c individul nu i poate percepe gustul propriei salive, n schimb
pentru alt individ saliva are un anume gust. n anumite st ri
patologice aceste propriet i organoleptice se pot modifica
constituind simptome pentru anumite boli: n cetoza rumeg toarelor
saliva are miros de aceton . n cazul n care con ine eritrocite sau
hemoglobin , saliva cap t o culoare ro ie sau brun ; cnd con ine
puroi, culoarea salivei este verzuie.
Indic predispozi ia c tre infarct Prin analiza biomarkerilor din
saliv se poate depista predispozi ia c tre un atac de cord. Aceasta
este concluzia cercet torilor de la Universitatea din Texas, SUA,
care sus in c , prin aceast metod , se poate observa dac o persoan
tocmai a suferit infarct sau dac se va confrunta cu o astfel de
problem n viitorul apropiat. n plus, proteinele ce se g sesc n
saliv sunt un indiciu i pentru afec iuni precum diabetul, maladia
Alzheimer i boala Parkinson. De asemenea, osteoporoza, artrita,
calculii renali i cei biliari sunt boli asociate cu un exces de
aciditate n organism, iar m surarea pH-ului din saliv este o metod
simpl de a le depista.
