of 25 /25
METABOLISMUL ELECTROLITIC: DETERMINAREA DIN LICHIDELE BIOLOGICE LA PISICA

Metabolismul electrolitic

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Metabolismul electrolitic

METABOLISMUL ELECTROLITIC: DETERMINAREA DIN LICHIDELE

BIOLOGICE LA PISICA

Page 2: Metabolismul electrolitic

Electrolitii

Electrolitii sunt saruri care conduc electricitatea si care se gasesc in tesuturi si fluxul sanguin. Exemple:

1. clorura, 2. calciu,3. magneziu,4. sodiu si potasiu.

Page 3: Metabolismul electrolitic

Substanta care se disociaza in ioni prin dizolvare in apa sau topire, permitand trecerea curentului electric prin solutie.

In medicina, nivelul electrolitilor serici, inseamna concentratia ionilor (sodiu, potasiu, clor, bicarbonate etc.) in fluxul sangvin.

Concentratiile diferitilor electrolitilor sunt modificate in diverse boli, in care se pierd electroliti sau nu pot fi eliminate si se acumuleaza in organism.

Page 4: Metabolismul electrolitic

Potasiu (K)

K este cel mai abundent cation intracelular, dar numai aproximativ 2% din K total a corpului este extracelular.

Deoarece cele mai multe K intracelular se află în interiorul celulelor musculare, K total a corpului este aproximativ proporțional cu masa corporală.

Page 5: Metabolismul electrolitic

Potasiu si sistemul nervos

Organismul foloseşte proprietăţile electrolitice ale K pentru a efectua semnale electrice de-a lungul nervului şi a celulelor musculare.

În starea de repaus, interiorul unei celule nervoase este încărcată negativ, iar ioni incărcaţi pozitiv, cum ar fi calciu, sodiu şi potasiu sunt mai mulţi în afara celulei decât în interior.

Cand asupra celulei nervoase acţionează un stimul, ionii pozitivi de sodiu se vor grăbi în interior pentru a determina încărcarea negativă a celulei.

Page 6: Metabolismul electrolitic

Atunci când sarcina pozitivă în interiorul celulei ajunge la un anumit punct, porţile speciale se deschid şi ioni de potasiu, încărcaţi pozitiv părăsesc celula.

Page 7: Metabolismul electrolitic

Potasiu si sistemul cardiovascular

Rolul K în desfăşurarea semnalelor electrice este in funcţionarea sistemului cardiovascular şi a sănătăţii.

K prea mult sau prea puţin poate cauza bătăi neregulate ale inimii.

Există două tipuri de celule musculare cardiace: autorhythmic si contractil.

Page 8: Metabolismul electrolitic

Celulele musculare cardiace contractile au nevoie de un stimul de la celulele nervoase înainte de a se contracta.

Impulsul nervos stimulează circulaţia ionilor de sodiu în celulă.

La fel ca şi în celulele nervoase, ionii de K ies din celulă şi celula devine încărcată negativ.

Page 9: Metabolismul electrolitic

Contractiile musculare

Contracția musculară și relaxarea apar din cauza mișcării potasiului, calciului și sodiului înăuntrul și în afara celulelor musculare.

Nivelul prea ridicat sau prea scăzut de potasiu poate perturba buna functionare a muşchilor.

Slăbiciune musculară apare atât cu nivelul ridicat cat şi cu nivelul prea scazut de potasiu, deoarece ambele condiții perturbă echilibrul chimic necesar pentru funcţionarea normală a celulelor musculare.

Page 10: Metabolismul electrolitic

Pompa de sodiu-potasiu

“Pompa de sodiu potasiu", functionează prin mutarea excesului de sodiu din celule și potasiu în celule, echilibrarea în mod constant relația dintre potasiu și sodiu și menţinerea celulelor și organelor sănătoase.

Această pompa de ioni folosește ATP pentru a pompa trei ioni de sodiu din celule și doi ioni de potasiu în celulă, creând astfel un gradient electrochimic. În plus, este extrem de selective canalele de ioni de potasiu sunt esențiale pentru hiperpolarizarea.

Page 11: Metabolismul electrolitic

Metode de determinare a potasiului din organism

ICP-MS Această tehnică de analiză se bazează pe cuplarea împreună cu

plasmă cuplată inductiv ca o metodă de a produce ioni (ionizare), cu un spectrometru de masă ca o metodă de separare și depistare a ionilor. Următoarele sunt unele avantaje ale acestei tehnici:

Limitele de detecție pentru cele mai multe elemente sunt egale sau mai bune decât cele obținute prin spectroscopie de absorbție atomică cuptor de grafit (GFAAS).

Tranzit mai mare decât GFAAS

Capacitatea de a gestiona atât matrici simple și complexe, cu un minim de interferențe matriceale din cauza temperaturi ridicate a sursei ICP.

Page 12: Metabolismul electrolitic

Capacitatea de detecție superioară a ICP-AES cu aceeaşi tranzit al probei.

Capacitatea de a obține informații izotopice.

Dezavantajele acestei metode sunt că anumite elemente instabile necesită facilități speciale pentru manipularea fumului radioactivă a plasmei. Interferențele izobarice au loc pentru aceeaşi masă de izotopi de elemente diferite. Pot apărea interferențe moleculare, datorită recombinări ionilor de eșantionare și de matrice cu argon în regiunile mai reci ale plasmei, și interferențe dublu-încărcate de ioni, din cauza matricii dublu-percepute sau a ionilor de eșantion, care sunt relativ rare, cu dublul de masă de analiţi și prin urmare, acelaşi raport masă / încărcare.

Page 13: Metabolismul electrolitic

ICP-AES Acest test foloseste plasmă cuplată inductiv pentru a

excita atomii și ionii care emit radiatii electromagnetice cu lungimi de undă care se potrivesc cu un anumit element.Intensitatea acestor emisii indică concentrația elementului în cadrul eșantionului.

Sensibilitatea excelentă și larga gamă de lucru pentru multe elemente, împreună cu nivel scăzut de interferențe, face ICP-AES-o metodă aproape ideală, atât timp cât tranzitul probei este suficient de mare pentru a justifica cheltuieli de capital inițial. Alte avantaje includ o rezoluţie înaltă, lungime de unda mare şi precisă, iar avantajul multiplex (achiziționarea simultană a tuturor lungimi de undă).

Page 14: Metabolismul electrolitic

Un dezavantaj major pentru ICP-AES este faptul că nu identifică starea de oxidare a elementului în matricea originală.

Page 15: Metabolismul electrolitic

AAS (Atomic absorption spectroscopy)

Spectroscopie de absorbție atomică este utilizat pentru determinarea calitativă și cantitativă a elementelor chimice prin absorbția radiațiilor optice de atomi liberi în stare gazoasă. Electronii acestor atomi sari la un nivel de energie mai mari și, în timp ce ajunge la starea de sol, eliberează energie de o lungime de undă, care este caracteristică pentru fiecare element.

Page 16: Metabolismul electrolitic

Este o metoda ieftină si rapidă, deși nu la fel de sensibilă ca unele din alte proceduri. Interferențele sunt în principal din matricea probei. De asemenea, se poate rula un singur element la un moment dat.

Page 17: Metabolismul electrolitic

Tandem MS (Tandem mass spectroscopy)  Tandem spectroscopia de masa folosește două

sau mai multe metode de spectrometrie de masă, separate printr-o fragmentare moleculară. Analizatorii în masă produc ioni de probe. Aceşti ioni se ciocnesc cu gaze din celula de coliziune. Fragmentarea apare și ionii astfel formaţi sunt de greutate cunoscută și pot fi determinaţi.

Avantajele acestei tehnici sunt sensibilitatea analitică, rezultate rapide, pregătirea minimă a eșantionului, nu este necesar gel și detectarea prin selectarea anumitor fragmente de ioni.Este o tehnica foarte costisitoare și necesită baze de date pentru analiza de secvență.

Page 18: Metabolismul electrolitic

SEM (Scanning electron microscope) 

Scanarea microscop electronic concentrează un fascicul de electroni pe un eșantion, oferind imagini de înaltă rezoluție. Cuplat cu un detector auxiliar, această tehnică identifică aproape toate elementele din tabelul periodic.

Avantajele sale sunt faptul că oferă o repede, imagine de înaltă rezoluție, identificarea rapidă a elementelor, și o platformă diversificată care acceptă multe alte dispozitive.

Limitării ale SEM sunt că necesită compatibilitatea cu vid, poate strica eșantionul pentru cercetările ulterioare, restricții de mărime a eșantionului, iar rezultatele sunt dependente de rezoluție.

 

Page 19: Metabolismul electrolitic

AFS (Atomic fluorescence spectroscopy)   Spectroscopie de fluorescență atomică utilizează

proprietatea de fluorescență pentru a identifica elementele. Atomii care sunt excitaţi emit energie sub forma de lumină fluorescentă sau care este specific pentru un anumit element. Pentru o absorbanță redusă (și prin urmare, concentrații scăzute) intensitatea luminii fluoresced este direct proporțională cu concentrația de atomi.

Tehnica este mai bună decât de absorbție atomică (AA), deoarece este mult mai sensibilă, selectivă, și este liniară pe o gamă largă de concentrații. Cu toate acestea, orice specie moleculară prezentă în gazul purtător î-şi va reduce semnalul de fluorescenţă si, din acest motiv tehnica este cel mai frecvent utilizat cu un gaz purtător inert, cum ar fi argon.

Page 20: Metabolismul electrolitic

HPLC (High-performance liquid chromatography)  Cromatografia cu lichid de o performanţă înaltă este o

tehnică analitică care foloseşte o pompă pentru a separarea compuşilor și un analit pentru a detecta un timp de retenție caracteristic pentru elementele individuale.

Este o formă mai avansată de cromatografie cu o rezoluţie înaltă și rezultate rapide, deoarece se face de către o pompă, care dă o imagine mai clară în comparație cu tehnicile care se bazează pe gravitație pentru separare.

Principalele dezavantaje ale acestei tehnici sunt faptul că este destul de scump, are o sensibilitate scăzută, și este complex, deci este nevoie de formare care urmează să fie efectuate în mod corect.

Page 21: Metabolismul electrolitic

Pixel (Particle induced X-ray emission)  Emisia de raze X indusă de particule este o metodă

puternică, folosită pentru determinarea elementelor. Un fascicul de ioni este axat pe un material, care emite unde electromagnetice, fiecare lungime de undă este de la partea cu raze X a spectrului de frecvențe corespunzătoare unui anumit element.

Avantajele acestei tehnici sunt faptul că este non-distructivă si detectează elemente mai grele decât siliciu. Se pot identifica elemente care RBS nu le pot identifica.

Limitarea acesteia este faptul că, în afară de identificare, acesta nu furnizează nici-o informație în profunzime.

Page 22: Metabolismul electrolitic

XRD (X-ray diffraction)  Difracție de raze X utilizează interferența

constructivă a unui fascicul monocromatic de raze X imprastiate la unghiuri specifice din fiecare set de planuri zăbrele într-o probă.Vârful frormat astfel se intensifică un model care este caracteristic unui element.

Principalele avantaje ale acestei proceduri sunt că este non-distructivă, necesită o pregătire minimă, și dă o măsurare cantitativă a conținutului de fază și orientarea texturii.

Principalele dezavantaje ale XRD sunt că nu se pot identifica substanțele amorfe și necesită o dimensiune minimă de la fața locului ~ 50um.

Page 23: Metabolismul electrolitic

XRF (X-ray fluorescence)  Fluorescență de raze X utilizează razele X pentru a

excita atomii într-o probă, făcându-le să emită raze X, cu energii caracteristice fiecărui element prezent. Intensitatea energetică și de aceste raze X sunt apoi evaluate.

Această procedură non-distructivă nu necesită pregătirea probelor și pot analiza domenii la fel de mici ca și 30μm, și ambele lichide și solide. Ea are o adâncime de eșantionare la fel de mare ca și 10μm.

Limitări ale acestei tehnici includ non-detectare elemente mai ușoare decât Al, cerința de standarde de referință similare pentru a testa proba de mare precizie, și nu are nici capacitatea de profile adânci.

Page 24: Metabolismul electrolitic

Afectiuni

Hipopotasemie: determină, în general, slăbiciune musculară și poate duce la paralizie si insuficienţă respiratorie.

Hiperkaliemia: datorită excesului de K în organism este deosebit de comună în statele oliguric (insuficiență renală acută în special) și cu rabdomioliză, arsuri, sângerare în țesuturi moi sau tractul gastro-intestinal, și insuficiență suprarenală.

Page 25: Metabolismul electrolitic

Valori normale

Limitele normale aproximative pentru valorile comune la test de sângeBUN 14 - 36 mg / dlCreatinina 0.6 - 2.4 mg / dlCalciu (Ca) 8.2 - 10.8 mg / dlFosfor (P) 2.4 - 8.2 mg / dlPotasiu (K) 3.4 - 5.6 mEq / LDe sodiu (Na) 145 - 158 mEq / LVolum a celulelor (PCV) 29% - 48%