Informazione

Una concentrazione di zucchero di 0,2 g/mL causerà vomito negli esseri umani?


Questa infografica afferma che il contenuto di zucchero in una lattina di Coca Cola causerebbe il vomito se non fosse per l'acido fosforico.

  • Nei primi 10 minuti: 10 cucchiaini di zucchero colpiscono il tuo sistema. (100% della tua assunzione giornaliera raccomandata.) Non vomiti immediatamente per la dolcezza travolgente perché l'acido fosforico riduce il sapore permettendoti di tenerlo giù.

Ora questa domanda è emersa su scettici.SE e la domanda rimanente è se l'acqua (insapore) con lo zucchero provocherebbe il vomito. Nello specifico parliamo di 200ml di concentrazione finale e 39 grammi di zucchero. Lo proverei io stesso, ma secondo le regole degli scettici.SE non mi è permesso farlo, quindi lo posto come domanda qui.


Lo zucchero (sia esso saccarosio, glucosio, fruttosio o miele) non ha proprietà emetiche in nessuna concentrazione, a meno che non vi sia una reazione avversa psicologica personale (e altamente individuale) alle sostanze dolci.

Lo zucchero non è un irritante gastrico locale (come detersivo per piatti o sciroppo di ipecac, solfato di rame, solfato di zinco; solfato mercurico giallo, carbonato di ammonio, senape in polvere e altri irritanti gastrici locali). Alcune sostanze non irritanti (es. olio di fegato di merluzzo) Maggio indurre vomito a causa di un odore, sapore o consistenza ripugnanti. Poche persone trovano ripugnante il sapore dello zucchero. La distensione gastrica fino al punto di vomito non si verifica con 12 o 16 once. di fluido.

Le cause psicologiche del vomito includono le avversioni (ad esempio alcune persone vomitano quando vedono qualcun altro vomitare). Ciò comporterebbe un meccanismo della corteccia cerebrale.

Nessuno zucchero di alcuna concentrazione è elencato qui come emetico. Se fosse vero, avremmo un'incidenza di obesità molto meno significativa.


Biologia umana

  1. Capacità vitale - massima capacità polmonare
  2. Volume corrente - volume normale di aria nei polmoni durante la respirazione tranquilla.
  1. Enfisema: le sostanze chimiche delle sigarette danneggiano il tessuto elastico dei polmoni, riducendo la superficie degli alveoli e, quindi, la velocità e la quantità di ossigeno che assorbe.
  2. Cancro ai polmoni: le sostanze chimiche cancerogene nel catrame di sigaretta provocano il cancro.
  3. Bronchite: il fumo di sigaretta paralizza le ciglia nella trachea, il che significa che catarro e microbi entrano nei polmoni, questo può causare infezioni.
  4. Malattie cardiache: la nicotina nelle sigarette porta all'indurimento e al restringimento dei vasi sanguigni. Questo può portare ad attacchi di cuore.
  5. Letargia: il fumo di sigaretta contiene monossido di carbonio, il che significa che meno ossigeno viene trasportato in tutto il corpo
  6. Nervosismo: le sigarette contengono nicotina che crea dipendenza, quindi i sintomi di astinenza si verificano quando non si fuma.
  1. Respirare in un doppio gorgogliatore con indicatore di acqua di calce o bicarbonato per venti secondi.
  2. Fai un esercizio vigoroso per tre minuti.
  3. Ripetere il passaggio uno con un nuovo doppio gorgogliatore.
  1. I muscoli hanno bisogno di più energia, quindi la frequenza respiratoria aumenta per fornire più ossigeno per la respirazione e per ossidare l'anidride carbonica.
  2. La frequenza cardiaca aumenta per pompare più ossigeno in tutto il corpo e più velocemente.
  3. Le arteriole si allargano per fermare l'aumento della pressione sanguigna.
  4. Sangue deviato da organi inattivi (es. stomaco/fegato) verso i muscoli attraverso vasodilatazione e costrizione
  1. Migliora la postura del corpo, il tono muscolare e la perdita di peso.
  2. Rafforza ossa e muscoli.
  3. Migliora la resistenza, la flessibilità e la forma fisica generale.
  4. Minor rischio di malattie coronariche abbassando la pressione sanguigna.
  5. Abbassa la frequenza cardiaca e rilassa i vasi sanguigni.
  • Plasma
  • Globuli rossi (eritrociti)
  • Globuli bianchi (linfociti e fagociti)
  • piastrine
  1. Le cellule falciformi si uniscono per formare blocchi nei capillari causando forti dolori, specialmente nelle articolazioni. Questo è noto come crisi falciforme.
  2. A causa di ciò può verificarsi un ictus poiché vi è una riduzione dell'apporto di sangue al cervello.
  3. La forma a falce consente di trasportare meno ossigeno. Inoltre spesso scoppiano e vengono distrutti dalla milza a una velocità maggiore rispetto alle cellule normali. Questo provoca anemia.

  1. Il sangue entra negli atri.
  2. Le pareti degli atri si contraggono, aumentando la pressione e forzando l'apertura delle valvole bicuspide e tricuspide.
  3. Quando i ventricoli si riempiono di sangue, i ventricoli si contraggono, aumentando la pressione e chiudendo le valvole.
  4. I ventricoli continuano a contrarsi e ad aumentare la pressione. Questo costringe le valvole semilunari (valvola polmonare e valvola aortica) ad aprirsi.
  5. Il sangue scorre nell'aorta che porta il sangue a parti del corpo e nell'arteria polmonare che porta il sangue ai polmoni.
  6. L'alta pressione nell'aorta e nell'arteria polmonare chiude le valvole semilunari e il processo ricomincia.
  1. Eredità
  2. La pressione alta/ipertensione permanente mette a dura prova i muscoli cardiaci poiché devono lavorare di più per pompare il sangue.
  3. Dieta: una dieta ricca di grassi aumenta il colesterolo. Il colesterolo alto e i grassi creano l'ateroma che può bloccare le arterie coronarie.
  4. Fumo: la nicotina restringe i vasi sanguigni, aumenta la pressione sanguigna, accelera la frequenza cardiaca e aumenta il colesterolo nel sangue.
  5. Stress: gli ormoni rilasciati durante lo stress restringono i vasi sanguigni, aumentando la pressione sanguigna.
  6. Mancanza di esercizio: l'esercizio regolare riduce la pressione sanguigna e rafforza il cuore.
  • Usato per portare via il cibo dal cuore.
  • Piccolo lume (cavità centrale).
  • Parete spessa con fibre muscolari spesse e tessuto elastico.
  • Usato per portare il sangue al cuore.
  • Grande lume (cavità centrale).
  • Parete sottile con poche fibre muscolari e tessuto elastico.
  • Hanno valvole che impediscono il riflusso del sangue.
  • Trasportare il sangue attraverso gli organi e tra le cellule.
  • Le pareti dei capillari sono spesse una cella e consentono alle sostanze di diffondersi dentro o fuori.

  1. Le ghiandole sudoripare rilasciano il sudore quando la temperatura interna è troppo alta. L'evaporazione del sudore sfrutta l'energia termica della pelle. Questo toglie energia termica.
  2. La vasodilatazione si verifica quando il corpo è troppo caldo. Il vaso shunt si restringe e i capillari si allargano, il che significa che più sangue scorre attraverso la superficie della pelle e quindi più calore viene perso attraverso la radiazione di calore. La vasocostrizione si verifica quando si ha troppo freddo. Si verifica il contrario, il che significa che si perde meno calore per irraggiamento.
  3. I muscoli erettori dei capelli si rilassano per appiattire i capelli quando è caldo. Ciò significa che è presente meno aria intrappolata e quindi c'è meno isolamento. Il contrario accade quando fa freddo.
  4. L'adrenalina viene utilizzata per aumentare il metabolismo, il che significa che viene rilasciata più energia e quindi viene rilasciato anche più calore.
  5. Brividi: nei muscoli si verifica più respirazione, il che significa che viene rilasciato più calore.

  • Rischio di intervento chirurgico
  • Difficoltà nella ricerca di donatori e nella corrispondenza dei tessuti.
  • L'uso di immunosoppressori significa che la possibilità di infezione è alta.
  • Possibilità di rigetto d'organo.
  • Relativamente più economico della dialisi.
  • La dialisi richiede molto tempo (circa trenta ore alla settimana).
  • La dialisi può causare danni alle arterie e alle vene.
  • La dialisi ha un'alta probabilità di infezione.
  • Un trapianto è una soluzione permanente.
  • Un trapianto significherà che la concentrazione di urea rimarrà costante mentre in dialisi aumenterà e diminuirà.
  1. Produce la bile che viene utilizzata per emulsionare i grassi e neutralizzare gli alimenti nel duodeno per consentire agli enzimi di lavorare a un pH ottimale.
  2. Regola la glicemia. Quando i livelli di glucosio sono troppo alti il ​​fegato converte il glucosio in glicogeno mentre accade il contrario se i livelli di glucosio sono bassi
  3. Controlla la concentrazione di aminoacidi. L'urea è un sottoprodotto della scomposizione degli amminoacidi.
  4. Quanto sopra è un esempio di disintossicazione in cui il fegato scompone le sostanze tossiche in sostanze meno tossiche. L'alcol ne è un altro esempio.
  1. Fa sì che i depositi di grasso si sviluppino nel fegato poiché il metabolismo dell'alcol ha bisogno di ossigeno, questo significa più respirazione.
  2. Dopo aver bevuto in modo eccessivo e continuato, il fegato può infiammarsi causando epatite alcolica che può portare a insufficienza epatica e morte.
  3. L'eccesso di alcol può cicatrizzare e danneggiare permanentemente il fegato, con conseguente cirrosi epatica e aumento del rischio di cancro al fegato.
  1. Le cellule del sistema nervoso centrale sono influenzate dall'alcol.
  2. Dopo l'abuso di alcol, può verificarsi una sindrome chiamata blackout in cui una persona può sembrare funzionare in uno stato di allerta senza ricordare gli eventi in seguito.
  3. Tempi di reazione alterati e coordinazione motoria poiché la vista e l'udito sono influenzati.
  4. Neuropatia in cui si alternano sensazioni di dolore, ustioni, intorpidimento e debolezza alle mani e ai piedi.
  1. Le persone hanno meno controllo sulle loro azioni poiché viene fornito meno ossigeno al loro cervello. La persona ha, quindi, maggiori probabilità di commettere crimini o fare cose che normalmente non farebbe o sarebbe irresponsabile.
  • geni - una piccola sezione di DNA che determina una particolare caratteristica istruendo le cellule a produrre una particolare proteina si chiama geni.
  • alleli - una forma alternativa di un gene che dà origine a differenze nelle caratteristiche ereditarie.
  • Dominante - una caratteristica avrà sempre due alleli. Se la caratteristica di un allele è presente mentre l'altro non lo è, allora si dice che sia dominante.
  • recessivo - se un allele è dominante si dice che l'altro è recessivo.
  • omozigote - contiene due copie di un allele (es. TT, aa).
  • eterozigote - contiene due diversi alleli (es. Tt, Aa).
  • Genotipo - descrive gli alleli che ogni cellula ha per una certa caratteristica.
  • fenotipo - una caratteristica che deriva dal genotipo.
  • codominanza - se due alleli sono espressi nello stesso fenotipo.
  • diploidecellule - le cellule con cromosomi in coppie omologhe si dicono diploidi.
  • aploidecellule - le cellule con cromosomi non in coppia omologa si dicono aploidi.
  1. Ogni cromosoma nel nucleo si duplica.
  2. La cellula si divide in due come nella mitosi.
  3. La cellula si divide di nuovo per formare quattro cellule contenenti metà del numero di cromosomi. Ciò si traduce nella formazione di cellule aploidi geneticamente diverse (la metà del numero di cromosomi) che non sono in coppie omologhe.
  • Crescita del pene e dei testicoli.
  • Crescita dei peli del viso e del corpo.
  • Sviluppo muscolare.
  • Rottura della voce.
  1. La cervice si dilata per consentire il passaggio del bambino. I muscoli dell'utero si contraggono fortemente e rompono l'amnios, permettendo al liquido amniotico di fuoriuscire. Questa è chiamata la rottura dell'acqua.
  2. Forti contrazioni dell'utero spingono prima la testa del bambino attraverso la cervice e la vagina.
  3. Dopo il parto, l'utero continua a contrarsi per espellere la placenta e l'amnios. Questo è chiamato la placenta.
  • Alimento perfetto per la crescita sana del bambino.
  • Contiene anticorpi che proteggono il bambino dalle malattie infettive.
  • Crea un legame affettivo tra la madre e il bambino.


BIO 140 - Biologia Umana I - Libro di testo

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Capitolo 4

Composti inorganici essenziali per il funzionamento umano

Obiettivi formativi

  • Confronta e contrasta i composti inorganici e organici
  • Identificare le proprietà dell'acqua che la rendono essenziale per la vita
  • Spiegare il ruolo dei sali nel funzionamento del corpo
  • Distinguere tra acidi e basi e spiegare il loro ruolo nel pH
  • Discutere il ruolo dei tamponi nell'aiutare il corpo a mantenere l'omeostasi del pH

I concetti che hai appreso finora in questo capitolo governano tutte le forme di materia e funzionerebbero come base per la geologia e per la biologia. Questa sezione del capitolo restringe l'attenzione alla chimica della vita umana, cioè ai composti importanti per la struttura e la funzione del corpo. In generale, questi composti sono inorganici o organici.

  • Un composto inorganico è una sostanza che non contiene né carbonio né idrogeno. Moltissimi composti inorganici contengono atomi di idrogeno, come l'acqua (H2O) e l'acido cloridrico (HCl) prodotto dallo stomaco. Al contrario, solo una manciata di composti inorganici contiene atomi di carbonio. Anidride carbonica (CO2) è uno dei pochi esempi.
  • Un composto organico, quindi, è una sostanza che contiene sia carbonio che idrogeno. I composti organici sono sintetizzati tramite legami covalenti all'interno degli organismi viventi, compreso il corpo umano. Ricorda che il carbonio e l'idrogeno sono il secondo e il terzo elemento più abbondante nel tuo corpo. Scoprirai presto come questi due elementi si combinano negli alimenti che mangi, nei composti che compongono la struttura del tuo corpo e nelle sostanze chimiche che alimentano il tuo funzionamento.

La sezione seguente esamina i tre gruppi di composti inorganici essenziali per la vita: acqua, sali, acidi e basi. I composti organici sono trattati più avanti nel capitolo.

Acqua

Fino al 70 percento del peso corporeo di un adulto è acqua. Quest'acqua è contenuta sia all'interno delle cellule che tra le cellule che compongono i tessuti e gli organi. I suoi molteplici ruoli rendono l'acqua indispensabile al funzionamento umano.

L'acqua come lubrificante e cuscino

L'acqua è un componente importante di molti dei fluidi lubrificanti del corpo. Proprio come l'olio lubrifica la cerniera di una porta, l'acqua nel liquido sinoviale lubrifica le azioni delle articolazioni del corpo e l'acqua nel liquido pleurico aiuta i polmoni a espandersi e a ritirarsi con la respirazione. I liquidi acquosi aiutano a mantenere il cibo che scorre attraverso il tratto digestivo e assicurano che il movimento degli organi addominali adiacenti sia privo di attrito.

L'acqua protegge anche le cellule e gli organi dai traumi fisici, ad esempio ammortizzando il cervello all'interno del cranio e proteggendo il delicato tessuto nervoso degli occhi. L'acqua ammortizza anche un feto in via di sviluppo nel grembo materno.

L'acqua come dissipatore di calore

Un dissipatore di calore è una sostanza o un oggetto che assorbe e dissipa il calore ma non subisce un corrispondente aumento della temperatura. Nel corpo, l'acqua assorbe il calore generato dalle reazioni chimiche senza aumentare notevolmente la temperatura. Inoltre, quando la temperatura ambientale sale, l'acqua immagazzinata nel corpo aiuta a mantenere il corpo fresco. Questo effetto di raffreddamento si verifica quando il sangue caldo dal nucleo del corpo scorre ai vasi sanguigni appena sotto la pelle e viene trasferito nell'ambiente. Allo stesso tempo, le ghiandole sudoripare rilasciano acqua calda con il sudore. Quando l'acqua evapora nell'aria, porta via il calore, quindi il sangue più freddo dalla periferia torna al centro del corpo.

Acqua come componente di miscele liquide

Una miscela è una combinazione di due o più sostanze, ognuna delle quali mantiene la propria identità chimica. In altre parole, le sostanze costituenti non sono legate chimicamente in un nuovo composto chimico più grande. Il concetto è facile da immaginare se si pensa a sostanze polverose come farina e zucchero quando le si mescola insieme in una ciotola, ovviamente non si legano a formare un nuovo composto. L'aria della stanza che respiri è una miscela gassosa, contenente tre elementi discreti: azoto, ossigeno e argon e un composto, anidride carbonica. Esistono tre tipi di miscele liquide, tutte contenenti acqua come componente chiave. Queste sono soluzioni, colloidi e sospensioni.

Affinché le cellule del corpo sopravvivano, devono essere mantenute umide in un liquido a base d'acqua chiamato soluzione. In chimica, una soluzione liquida è costituita da un solvente che dissolve una sostanza chiamata soluto. Una caratteristica importante delle soluzioni è che sono omogenee, cioè le molecole di soluto sono distribuite uniformemente in tutta la soluzione. Se dovessi mescolare un cucchiaino di zucchero in un bicchiere d'acqua, lo zucchero si dissolverebbe in molecole di zucchero separate da molecole d'acqua. Il rapporto tra zucchero e acqua nel lato sinistro del bicchiere sarebbe lo stesso del rapporto tra zucchero e acqua nel lato destro del bicchiere. Se dovessi aggiungere più zucchero, il rapporto tra zucchero e acqua cambierebbe, ma la distribuzione, a condizione che tu avessi mescolato bene, sarebbe ancora uniforme.

L'acqua è considerata il "solvente universale" e si ritiene che la vita non possa esistere senza acqua a causa di ciò. L'acqua è certamente il solvente più abbondante nel corpo, essenzialmente tutte le reazioni chimiche del corpo avvengono tra i composti disciolti nell'acqua. Poiché le molecole d'acqua sono polari, con regioni di carica elettrica positiva e negativa, l'acqua dissolve facilmente i composti ionici e i composti covalenti polari. Tali composti sono indicati come idrofili, o "amante dell'acqua". Come accennato in precedenza, lo zucchero si scioglie bene in acqua. Questo perché le molecole di zucchero contengono regioni di legami polari idrogeno-ossigeno, rendendolo idrofilo. Le molecole non polari, che non si dissolvono facilmente in acqua, sono chiamate idrofobiche o "timorose dell'acqua".

Concentrazioni di soluti

Varie miscele di soluti e acqua sono descritte in chimica. La concentrazione di un dato soluto è il numero di particelle di quel soluto in un dato spazio (l'ossigeno costituisce circa il 21 percento dell'aria atmosferica). Nel sangue umano, la concentrazione di glucosio viene solitamente misurata in milligrammi (mg) per decilitro (dL) e in un adulto sano è in media di circa 100 mg/dL. Un altro metodo per misurare la concentrazione di un soluto è la sua molarità&mdash, che sono le moli (M) delle molecole per litro (L). La mole di un elemento è il suo peso atomico, mentre una mole di un composto è la somma dei pesi atomici dei suoi componenti, chiamata peso molecolare. Un esempio spesso usato è il calcolo di una mole di glucosio, con la formula chimica C6h12oh6. Usando la tavola periodica, il peso atomico del carbonio (C) è 12,011 grammi (g) e ci sono sei atomi di carbonio nel glucosio, per un peso atomico totale di 72,066 g. Facendo gli stessi calcoli per l'idrogeno (H) e l'ossigeno (O), il peso molecolare è pari a 180,156 g (il "peso molecolare del grammo" del glucosio). Quando si aggiunge acqua per fare un litro di soluzione, si ha una mole (1 M) di glucosio. Ciò è particolarmente utile in chimica a causa della relazione tra le moli e il "numero di Avogadro". Una mole di qualsiasi soluzione contiene lo stesso numero di particelle: 6.02 & volte 10 23 . Molte sostanze nel flusso sanguigno e in altri tessuti del corpo sono misurate in millesimi di mole, o millimoli (mM).

Un colloide è una miscela che è un po' come una soluzione pesante. Le particelle di soluto sono costituite da minuscoli grumi di molecole abbastanza grandi da rendere opaca la miscela liquida (perché le particelle sono abbastanza grandi da disperdere la luce). Esempi familiari di colloidi sono il latte e la panna. Nelle ghiandole tiroidee, l'ormone tiroideo viene immagazzinato come una densa miscela proteica chiamata anche colloide.

Una sospensione è una miscela liquida in cui una sostanza più pesante è sospesa temporaneamente in un liquido, ma nel tempo si deposita. Questa separazione delle particelle da una sospensione è chiamata sedimentazione. Un esempio di sedimentazione si verifica nell'analisi del sangue che stabilisce la velocità di sedimentazione, o tasso di sed.Il test misura la velocità con cui i globuli rossi in una provetta si depositano dalla porzione acquosa del sangue (nota come plasma) in un determinato periodo di tempo. La rapida sedimentazione delle cellule del sangue normalmente non si verifica nel corpo sano, ma alcuni aspetti di alcune malattie possono causare l'aggregazione delle cellule del sangue e questi pesanti grumi di cellule del sangue si depositano sul fondo della provetta più rapidamente rispetto alle cellule del sangue normali.

Il ruolo dell'acqua nelle reazioni chimiche

Due tipi di reazioni chimiche comportano la creazione o il consumo di acqua: la sintesi di disidratazione e l'idrolisi.

  • Nella sintesi della disidratazione, un reagente cede un atomo di idrogeno e un altro reagente cede un gruppo ossidrile (OH) nella sintesi di un nuovo prodotto. Nella formazione del loro legame covalente, una molecola d'acqua viene rilasciata come sottoprodotto (Figura 1). Questo è talvolta indicato anche come reazione di condensazione.
  • Nell'idrolisi, una molecola d'acqua distrugge un composto, rompendone i legami. L'acqua stessa è suddivisa in H e OH. Una parte del composto separato si lega quindi all'atomo di idrogeno e l'altra parte si lega al gruppo ossidrile.

Queste reazioni sono reversibili e giocano un ruolo importante nella chimica dei composti organici (di cui parleremo tra poco).

Figura 1: I monomeri, le unità di base per la costruzione di molecole più grandi, formano polimeri (due o più monomeri legati chimicamente). (a) Nella sintesi della disidratazione, due monomeri sono legati covalentemente in una reazione in cui uno cede un gruppo ossidrile e l'altro un atomo di idrogeno. Una molecola d'acqua viene rilasciata come sottoprodotto durante le reazioni di disidratazione. (b) Nell'idrolisi, il legame covalente tra due monomeri viene scisso mediante l'aggiunta di un atomo di idrogeno all'uno e di un gruppo ossidrile all'altro, il che richiede il contributo di una molecola d'acqua.

Sali

Ricordiamo che i sali si formano quando gli ioni formano legami ionici. In queste reazioni, un atomo cede uno o più elettroni e quindi si carica positivamente, mentre l'altro accetta uno o più elettroni e si carica negativamente. Ora puoi definire un sale come una sostanza che, una volta dissolta in acqua, si dissocia in ioni diversi da H + o OH &ndash . Questo fatto è importante per distinguere i sali da acidi e basi, discussi in seguito.

Un sale tipico, NaCl, si dissocia completamente in acqua (Figura 2). Le regioni positive e negative sulla molecola d'acqua (rispettivamente le estremità dell'idrogeno e dell'ossigeno) attraggono gli ioni cloruro negativi e sodio positivi, allontanandoli l'uno dall'altro. Di nuovo, mentre i composti non polari e polari legati in modo covalente si rompono in molecole in soluzione, i sali si dissociano in ioni. Questi ioni sono elettroliti in grado di condurre una corrente elettrica in soluzione. Questa proprietà è fondamentale per la funzione degli ioni nella trasmissione degli impulsi nervosi e nella sollecitazione della contrazione muscolare.

Figura 2: Notare che i cristalli di cloruro di sodio non si dissociano in molecole di NaCl, ma in cationi Na + e anioni Cl&ndash, ciascuno completamente circondato da molecole d'acqua.

Molti altri sali sono importanti nel corpo. Ad esempio, i sali biliari prodotti dal fegato aiutano a rompere i grassi alimentari e i sali di fosfato di calcio formano la porzione minerale di denti e ossa.

Acidi e Basi

Acidi e basi, come i sali, si dissociano in acqua in elettroliti. Acidi e basi possono modificare molto le proprietà delle soluzioni in cui sono disciolti.

Acidi

Un acido è una sostanza che rilascia ioni idrogeno (H+) in soluzione (Figura 3a). Poiché un atomo di idrogeno ha solo un protone e un elettrone, uno ione idrogeno caricato positivamente è semplicemente un protone. È molto probabile che questo protone solitario partecipi alle reazioni chimiche. Gli acidi forti sono composti che rilasciano tutto il loro H+ in soluzione, cioè si ionizzano completamente. L'acido cloridrico (HCl), che viene rilasciato dalle cellule del rivestimento dello stomaco, è un acido forte perché rilascia tutto il suo H+ nell'ambiente acquoso dello stomaco. Questo acido forte aiuta la digestione e uccide i microbi ingeriti. Gli acidi deboli non si ionizzano completamente, cioè alcuni dei loro ioni di idrogeno rimangono legati all'interno di un composto in soluzione. Un esempio di acido debole è l'aceto, o acido acetico è chiamato acetato dopo che cede un protone.

Acidi e Basi

Figura 3: (a) In soluzione acquosa, un acido si dissocia in ioni idrogeno (H + ) e anioni. Quasi ogni molecola di un acido forte si dissocia, producendo un'alta concentrazione di H+. (b) In soluzione acquosa, una base si dissocia in ioni ossidrile (OH&ndash) e cationi. Quasi ogni molecola di una base forte si dissocia, producendo un'alta concentrazione di OH&ndash.

Basi

Una base è una sostanza che rilascia ioni ossidrile (OH &ndash) in soluzione, o una che accetta H+ già presente in soluzione (vedi Figura 3b). Gli ioni idrossile o altra base si combinano con l'H+ presente per formare una molecola d'acqua, rimuovendo così l'H+ e riducendo l'acidità della soluzione. Le basi forti rilasciano la maggior parte o tutti i loro ioni ossidrile, le basi deboli rilasciano solo alcuni ioni ossidrile o assorbono solo pochi H+. Il cibo mescolato con acido cloridrico dallo stomaco brucerebbe l'intestino tenue, la porzione successiva dell'apparato digerente dopo lo stomaco, se non fosse per il rilascio di bicarbonato (HCO3 &ndash ), una base debole che attrae H + . Il bicarbonato accetta alcuni dei protoni H +, riducendo così l'acidità della soluzione.

Il concetto di pH

L'acidità o alcalinità relativa di una soluzione può essere indicata dal suo pH. Una soluzione pH è il logaritmo negativo in base 10 della concentrazione di ioni idrogeno (H + ) della soluzione. Ad esempio, una soluzione a pH 4 ha una concentrazione di H+ dieci volte maggiore di quella di una soluzione a pH 5. Cioè, una soluzione con un pH di 4 è dieci volte più acida di una soluzione con un pH di 5. Il concetto di pH inizierà ad avere più senso quando studierai la scala del pH, come quella mostrata nella Figura 4. La scala consiste in una serie di incrementi che vanno da 0 a 14. Una soluzione con un pH di 7 è considerata neutra e non è né acida né basica. L'acqua pura ha un pH di 7. Più basso è il numero al di sotto di 7, più acida è la soluzione o maggiore è la concentrazione di H+. La concentrazione di ioni idrogeno ad ogni valore di pH è 10 volte diversa dal pH successivo. Ad esempio, un valore di pH di 4 corrisponde a una concentrazione di protoni di 10 &ndash4 M, o 0,0001M, mentre un valore di pH di 5 corrisponde a una concentrazione di protoni di 10 &ndash5 M, o 0,00001M. Più alto è il numero sopra 7, più basica (alcalina) è la soluzione, o minore è la concentrazione di H + . L'urina umana, per esempio, è dieci volte più acida dell'acqua pura e l'HCl è 10.000.000 di volte più acido dell'acqua.

La scala del pH

Buffer

Il pH del sangue umano normalmente varia da 7,35 a 7,45, sebbene sia tipicamente identificato come pH 7,4. A questo pH leggermente basico, il sangue può ridurre l'acidità derivante dall'anidride carbonica (CO2) viene costantemente rilasciato nel flusso sanguigno dai trilioni di cellule del corpo. Meccanismi omeostatici (insieme all'espirazione di CO2 durante la respirazione) normalmente mantengono il pH del sangue entro questo intervallo ristretto. Questo è fondamentale, perché le fluttuazioni, troppo acide o troppo alcaline, possono portare a disturbi potenzialmente letali.

Tutte le cellule del corpo dipendono dalla regolazione omeostatica dell'equilibrio acido-base a un pH di circa 7,4. Il corpo ha quindi diversi meccanismi per questa regolazione, che coinvolgono la respirazione, l'escrezione di sostanze chimiche nelle urine e il rilascio interno di sostanze chimiche chiamate collettivamente tamponi nei fluidi corporei. Un tampone è una soluzione di un acido debole e della sua base coniugata. Un tampone può neutralizzare piccole quantità di acidi o basi nei fluidi corporei. Ad esempio, se c'è anche una leggera diminuzione al di sotto di 7,35 nel pH di un fluido corporeo, il tampone nel fluido - in questo caso, agendo come una base debole - legherà gli ioni idrogeno in eccesso. Al contrario, se il pH sale sopra 7,45, il tampone agirà come un acido debole e contribuirà con ioni idrogeno.

Squilibri omeostatici: acidi e basi

L'eccessiva acidità del sangue e di altri fluidi corporei è nota come acidosi. Le cause comuni di acidosi sono situazioni e disturbi che riducono l'efficacia della respirazione, in particolare la capacità della persona di espirare completamente, che provoca un accumulo di CO2 (e H + ) nel flusso sanguigno. L'acidosi può anche essere causata da problemi metabolici che riducono il livello o la funzione dei tamponi che fungono da basi o che promuovono la produzione di acidi. Ad esempio, con una grave diarrea, si può perdere troppo bicarbonato dal corpo, consentendo agli acidi di accumularsi nei fluidi corporei. Nelle persone con diabete mal gestito (regolazione inefficace della glicemia), vengono prodotti acidi chiamati chetoni come forma di carburante corporeo. Questi possono accumularsi nel sangue, causando una grave condizione chiamata chetoacidosi diabetica. Anche insufficienza renale, insufficienza epatica, insufficienza cardiaca, cancro e altri disturbi possono provocare acidosi metabolica.

Al contrario, l'alcalosi è una condizione in cui il sangue e altri fluidi corporei sono troppo alcalini (basici). Come con l'acidosi, i disturbi respiratori sono una delle cause principali, tuttavia, nell'alcalosi respiratoria, i livelli di anidride carbonica scendono troppo. Malattie polmonari, sovradosaggio di aspirina, shock e ansia ordinaria possono causare alcalosi respiratoria, che riduce la normale concentrazione di H+.

L'alcalosi metabolica spesso deriva da vomito prolungato e grave, che provoca una perdita di ioni idrogeno e cloruro (come componenti di HCl). Anche i farmaci possono indurre alcalosi. Questi includono i diuretici che inducono il corpo a perdere ioni potassio, così come gli antiacidi se assunti in quantità eccessive, ad esempio da qualcuno con un bruciore di stomaco persistente o un'ulcera.

Revisione del capitolo

I composti inorganici essenziali per il funzionamento umano includono acqua, sali, acidi e basi. Questi composti sono inorganici, cioè non contengono né idrogeno né carbonio. L'acqua è un lubrificante e un cuscino, un dissipatore di calore, un componente di miscele liquide, un sottoprodotto delle reazioni di sintesi di disidratazione e un reagente nelle reazioni di idrolisi. I sali sono composti che, una volta disciolti in acqua, si dissociano in ioni diversi da H+ o OH&ndash. Al contrario, gli acidi rilasciano H+ in soluzione, rendendolo più acido. Le basi accettano H + , rendendo così la soluzione più alcalina (caustica).


Batteri con endotossina

Ci sono molti batteri gram negativi clinicamente significativi. Una comprensione della loro biologia e patogenicità ci darà una comprensione più chiara dell'importanza di LAL nella sicurezza e nella prevenzione delle malattie.

Bordetella pertussis è l'agente eziologico della malattia, la pertosse. Prima dello sviluppo del suo vaccino, questo batterio aveva un alto tasso di infezione e mortalità. B. pertussis produce la tossina della pertosse che ha la capacità di inibire il sistema immunitario. È principalmente un'infezione delle vie respiratorie e può produrre sintomi simili al comune raffreddore. È caratterizzato da un suono convulso quando la persona infetta inspira.

La Neisseria meningitides è un batterio che causa meningite e meningococcemia. La meningite è l'infezione delle meningi o del rivestimento del cervello e del midollo spinale. Le meningi si infiammano e possono aumentare la pressione sul cervello. I sintomi della meningite possono includere torcicollo, febbre, mal di testa, alterazione dello stato mentale e convulsioni. La meningococcemia è l'infezione di questo batterio del flusso sanguigno. I sintomi della meningococcemia possono includere febbre, dolori articolari, brividi e persino coagulazione intravascolare disseminata (CID), caratterizzata dalla formazione di piccoli coaguli di sangue all'interno dei vasi sanguigni che possono ostruire il flusso sanguigno. La persona infetta può presentare petecchie o piccole emorragie multiple sottocutanee, lividi e gravi emorragie incontrollate.

Un'altra specie di Neisseria, N. gonorrea, è nota per causare la malattia a trasmissione sessuale, la gonorrea. I sintomi della gonorrea possono variare a seconda dell'organo infetto. Può causare cecità nelle infezioni oculari, secrezione purulenta dai genitali e grave infezione sistemica. N. gonorrea rilascia bolle o bolle contenenti LPS durante la sua crescita. Si teorizza che l'LPS causi il processo patologico nella gonorrea.

La tossina Shiga è stata descritta nella peggiore epidemia di E. coli del 2011 in Germania. Il ceppo di E. coli era O104:H4 che produceva un'endotossina che causava diarrea sanguinolenta. La tossina Shiga è anche la tossina nota per il batterio che causa la dissenteria, Shigella dysenteriae. I sintomi possono includere diarrea che può diventare sanguinolenta, dolori addominali e sangue nelle urine. S. dysenteariae provoca una delle peggiori forme di dissenteria. I batteri e l'endotossina possono diffondersi attraverso cibo e acqua contaminati ed è spesso correlato a mani non lavate durante la preparazione del cibo. Il batterio S. dysenteriae e la sua endotossina sono quindi un obiettivo importante della rilevazione di LAL soprattutto nell'industria alimentare e dell'acqua.

Il colera è una malattia che provoca diarrea acquosa. Il batterio che causa questa malattia è il Vibrio cholerae. V. cholerae secerne una tossina che porta alla progressione della malattia nell'uomo. La malattia può manifestarsi come diarrea acquosa improvvisa accompagnata da dolori addominali e vomito. Lo spettro peggiore della malattia è chiamato colera grave e può anche essere fatale per i pazienti non trattati, specialmente i bambini. I batteri e la sua tossina possono essere diffusi dall'acqua contaminata. Altre modalità di diffusione includono pesce contaminato, crostacei e altri alimenti che non sono stati adeguatamente trattati. Anche le persone sono portatrici naturali di V. colera, quindi la trasmissione può anche essere causata da un lavaggio delle mani e dalla manipolazione degli alimenti impropri.

I contaminanti alimentari più conosciuti sono la Salmonella typhi, l'agente eziologico della febbre tifoide e l'Escherichia coli. S. typhi è un parassita naturale dell'uomo. E. coli è un abitante naturale del tratto digestivo umano. I ceppi innocui di E. coli sono necessari per la produzione di vitamina K, tuttavia, ci sono ceppi di E. coli che possono danneggiare il corpo come la tossina Shiga che produce O104: H4. La maggior parte della progressione della malattia in questi batteri produttori di tossine richiede notevolmente la trasmissione attraverso prodotti commerciali contaminati, in particolare cibo e acqua. Gli effetti negativi dell'infezione possono essere piuttosto gravi. Può essere aggravato in misura ancora maggiore dalla distribuzione di massa che colpisce più individui in un dato momento.

La comprensione di questo processo patologico porta all'ovvio beneficio apportato dal test delle endotossine LAL prima della fase di distribuzione di prodotti preparati commercialmente che interagiscono con il corpo umano.


Malattie del rene e delle vie urinarie (4 malattie)

I seguenti punti evidenziano le quattro principali malattie del rene e delle vie urinarie. Le malattie sono: 1. Glomerulonefrite acuta 2. Sindrome nefrosica 3. Insufficienza renale acuta 4. Insufficienza renale cronica (uremia).

Malattia # 1. Glomerulonefrite acuta:

Questo è caratterizzato da infiammazione acuta dei glomeruli con congestione. Il flusso sanguigno renale e la velocità di filtrazione glomerulare sono ridotti del 50%. Il volume delle urine diminuisce e l'escrezione di sodio è notevolmente ridotta. L'urina contiene quantità moderate di proteine, globuli rossi e bianchi in abbondanza e calchi dei tubuli renali formati dalla pre-scicipitazione di proteine ​​e globuli rossi nel sistema tubulare.

Quando il paziente continua ad ingerire normali quantità di sodio e acqua, si sviluppa edema e la pressione sanguigna aumenta con conseguente mal di testa e gonfiore del viso e delle mani al mattino e delle caviglie la sera.

L'assunzione di liquidi deve essere limitata a 500 ml al giorno. Durante i primi giorni di trattamento, il liquido somministrato dovrebbe essere inferiore. L'assunzione di sodio può essere ridotta quando l'edema si risolve e la pressione sanguigna scende. Le proteine ​​sono limitate solo quando l'urea nel sangue è aumentata.

Malattia # 2. Sindrome nevrotica:

Questa è caratterizzata da proteinuria pesante, ipoalbuminemia ed edema periferico. Si verifica quando i capillari glomerulari sono danneggiati provocando un aumento delle perdite di proteine ​​plasmatiche dal corpo nelle urine. Questa sindrome può insorgere nel diabete mellito, nell'amiloidosi, nel mieloma multiplo.

Non si deve aggiungere sale a tavola e se ne aggiungono solo piccole quantità durante la cottura. Carne e pesce freschi possono essere utilizzati per integrare l'assunzione di pro­tein. L'uovo può essere usato liberamente, ma il formaggio dovrebbe essere riservato alle occasioni speciali.

Malattia # 3. Insufficienza renale acuta:

Questo è un evento catastrofico.

(a) Perdita di sangue per qualsiasi causa, comprese complicazioni della gravidanza, traumi o emorragie gastrointestinali.

(b) Perdita di plasma come in ustioni e lesioni da schiacciamento.

(c) Perdita di liquidi da vomito grave, diarrea e tiroide, ostruzione intestinale acuta.

(d) Infezioni gravi, in particolare setticemia.

(e) Disturbi emolitici acuti.

L'assunzione di proteine ​​dovrebbe essere ridotta. Un'assunzione giornaliera di 100 grammi di zucchero ha un marcato effetto di risparmio proteico. Se il paziente vomita, il destrosio in acqua deve essere somministrato per via endovenosa. La dieta dovrebbe contenere cloruro di potassio per via orale.

Malattia # 4. Insufficienza renale cronica (uremia):

Uremia è un termine usato per descrivere l'insufficienza renale generale e la timidezza da qualsiasi causa. Di conseguenza, si verificano molti cambiamenti biochimici complessi che sono più responsabili delle caratteristiche cliniche rispetto all'elevazione dell'urea nel sangue. Questi cambiamenti includono disturbi nella concentrazione di ioni idrogeno e anomalie nell'equilibrio idrico ed elettrolitico.

(a) Il rene in difetto non è in grado di compensare e tisare per grandi fluttuazioni nell'assunzione di sale e per altri aumentati de­mand metabolici.

(b) Perdite non compensate di acqua e così­dium provocano disidratazione e deplezione­dium di sali, con una diminuzione del volume plasmatico, della pressione arteriosa, del flusso sanguigno renale e della velocità di filtrazione glomerulare.

(c) La funzione renale è persa e l'insufficienza renale lieve e la timidezza progrediscono in uremia grave.

(d) La stanchezza, l'affanno da sforzo possono derivare dall'anemia. Una tendenza a sanguinare a causa della funzione piastrinica anormale.

(e) Anoressia, nausea e vomito possono derivare dall'accumulo di urea, creatinina o una tossina uremica sconosciuta. Quando il GFR scende al di sotto di 5 ml/min, i reni potrebbero non essere in grado di espellere anche normali quantità di sodio e acqua. Molti pazienti in questa fase sviluppano ipertensione, edema e caratteristiche di intossicazione da acqua.

F

(g) Negli stadi finali la morte può derivare da ipertensione, coma uremico, edema polmonare, emorragia gastrointestinale, iperkaliemia o infezione grave.

(a) Nei casi lievi, dovrebbero essere prese misure attive per controllare l'ipertensione, correggere lo squilibrio di sale e acqua e per trattare l'infezione attiva dell'urina e del tratto tibiale. I liquidi e gli elettroliti devono essere somministrati per via endovenosa. Una dieta ad alto contenuto proteico è solitamente indicata nei pazienti nef&sirotici con perdite eccessive di pro&titeina nelle urine.

La restrizione del sodio può essere necessaria in alcuni pazienti, ma altri potrebbero aver bisogno di sale extra per compensare le perdite urinarie e tibiali. Il bicarbonato di sodio può essere necessario per il trattamento dell'acidosi.

(b) La vitamina D può essere utilizzata per il trattamento e la prevenzione delle malattie metaboliche ossee. L'aumento del calcio plasmatico può danneggiare il rene e accelerare la perdita della funzione renale.

(c) Man mano che l'insufficienza renale progredisce e il paziente sviluppa sintomi di uremia, sono necessarie più misure attive per compensare la perdita della funzione renale. I pazienti possono essere trattati solo con misure dietetiche, emodialisi regolare o trans e trapianto renale.

Pietre nel tratto urinario:

I calcoli possono formarsi nella vescica (calcoli vescicali) o nel rene (calcoli renali). Il 95% dei calcoli è costituito da sali di calcio. Circa il 3% sono sali di acido urico e circa l'1% sono cistina. La maggior parte dei calcoli è una miscela di ossalato di calcio, fosfato di calcio e fosfato di ammonio e magnesio, ma circa un terzo sono ossalato di calcio puro.

I calcoli formano un'urina più facilmente infetta in cui i batteri hanno convertito l'urea in ammoniaca, rendendo l'urina più alcalina.

Calcolo vescicale:

I calcoli di sangue di solito si verificano nei ragazzi, nei giovani o negli anziani (nei quali è generalmente associata a ostruzione prostatica o altra causa di ristagno urinario).

Colica renale, il forte dolore causato dal passaggio di calcoli lungo le vie urinarie. Si ferma quando la pietra viene passata naturalmente o rimossa da un chirurgo. La maggior parte dei calcoli rimane nel rene e non provocano sintomi (calcoli silenziosi). Possono crescere lì a volte fino a dimensioni molto grandi. L'infezione può portare alla pielonefrite, la causa più comune di insufficienza renale cronica.

Un buon flusso di urina elimina le particelle di ghiaia. Quindi l'acqua dovrebbe essere bevuta prima di andare a letto poiché il flusso di urina è più basso di notte. Tutti i pazienti che hanno sofferto di calcoli dovrebbero bere acqua a sufficienza per produrre 2,5 litri di urina al giorno.

Il paziente dovrebbe bere solo quantità moderate di latte e tè e mangiare solo quantità moderate di latticini, carne e pesce. Frutta e verdura possono essere di beneficio aumentando l'assunzione di fibre.

Bendrofluazide riduce il calcio urinario di circa il 30%. La piridossina può essere somministrata a pazienti che formano calcoli di ossalato nella speranza di deviare il metabolismo della glicina verso la serina e lontano dall'ossalato. La penicillamina somministrata per via orale è utile nella cistinuria, poiché si combina con la cistina che viene poi escreta in forma più solubile.


Trattamento di T2DM

Farmaci antidiabetici non insulinici comuni. Biguanidi:I biguanidi sono una delle principali classi di farmaci antidiabetici, tra i quali la metformina è il farmaco più comunemente utilizzato nella terapia di prima linea per il diabete mellito91. La metformina si è dimostrata efficace nell'abbassare la glicemia, aumentare la sensibilità all'insulina, ridurre il rischio cardiovascolare92 e di ipoglicemia93 ed è l'unico agente ipoglicemizzante in grado di migliorare gli esiti macrovascolari94 e di ridurre i tassi di mortalità nei pazienti con diabete di tipo 295. L'effetto ipoglicemizzante della metformina è principalmente dovuto alla riduzione della produzione di glucosio epatico, come la gluconeogenesi e la glicogenolisi, e l'aumento dell'assorbimento del glucosio stimolato dall'insulina e della glicogenesi nel muscolo scheletrico96. Inoltre, è stato dimostrato che la metformina ha ruoli importanti nell'attivazione della proteina chinasi attivata da AMP (AMPK) che agisce sull'espressione dei geni gluconeogenici epatici97 e nella diminuzione della progressione della ridotta tolleranza al glucosio nei pazienti con diabete di tipo 298. È degno di nota che la metformina deve essere usata con cautela nei pazienti diabetici anziani a causa della preoccupazione di acidosi lattica, effetti gastrointestinali (GI) come nausea, vomito, diarrea e flatulenza, riduzione dell'apporto calorico e perdita di peso. Inoltre, la metformina non deve essere utilizzata in pazienti con insufficienza renale cronica o acuta e deve essere interrotta quando i livelli di creatinina raggiungono 1,4 mg/dL (120 µmol/L) nelle donne o 1,5 mg/dL (130 µmol/L ) negli uomini 99 .

Sulfaniluree:Le sulfoniluree sono agenti di seconda linea ampiamente utilizzati nel trattamento di pazienti con diabete di tipo 2 non gravemente obesi, che agiscono direttamente sulle cellule delle isole per chiudere i canali K + sensibili all'ATP e stimolare la secrezione di insulina 100 . Rimangono efficaci fino a quando non raggiungono i loro obiettivi se usati da soli o in combinazione con altri farmaci anti-iperglicemizzanti 1 , ma dipendono dalla presenza di un numero sufficiente di cellule β con sufficiente riserva funzionale. La principale reazione avversa acuta delle sulfaniluree è il più alto tasso di ipoglicemia 101 , specialmente negli anziani con funzionalità renale compromessa, disfunzione epatica e in quelli con scarsa assunzione orale, abuso di alcol, restrizione calorica e così via 102 . L'ipoglicemia indotta dalla sulfonilurea può essere esacerbata dall'interazione con una varietà di farmaci, come l'aspirina, gli inibitori dell'ossidasi e il fenilbutazone1. Inoltre, le sulfoniluree possono causare aumento di peso. L'uso delle sulfoniluree, tuttavia, non sembra avere un'influenza evidente sulle malattie cardiovascolari 103 .

Tiazolidinedioni:I tiazolidinedioni (TZD) sono una classe di sensibilizzanti all'insulina, tra cui troglitazone, rosiglitazone e pioglitazone. Sono ligandi del recettore attivato dal proliferatore dei perossisomi γ (PPAR-γ) che controllano la normale sensibilità del muscolo scheletrico e dell'insulina epatica 104 . I TZD hanno un'azione più duratura nel regolare l'iperglicemia rispetto alle sulfoniluree e alla metformina e non aumentano il rischio di ipoglicemia se usati in monoterapia 1 . I TZD sono efficaci nella terapia combinata con altre classi di agenti antidiabetici, specialmente in combinazione con l'insulina per ridurre l'alto dosaggio di insulina e migliorare il controllo glicemico nel diabete di tipo 2 1 . Inoltre, studi clinici preliminari hanno dimostrato che i TZD e la metformina, due diverse classi di farmaci, possono essere usati insieme per abbassare in modo cooperativo l'attività glicemica 1 . Tuttavia, i TZD mostrano diversi effetti negativi nel trattamento del diabete di tipo 2, tra cui un aumento del rischio di cancro alla vescica 105 , aumento di peso e ritenzione di liquidi che portano all'edema. Sebbene il pioglitazone sia ben tollerato nel trattamento dei pazienti anziani con insufficienza renale e non causi ipoglicemia, il suo uso deve essere evitato nei pazienti anziani con insufficienza cardiaca congestizia o di classe III-IV. Rosiglitazone e troglitazone sono stati ritirati dal mercato in considerazione dell'aumento del rischio di infarto miocardico106 e di epatotossicità idiosincratica107, rispettivamente.

α-Inibitori della glucosidasi (AGI): α-Gli inibitori della glucosidasi (AGI), inclusi acarbose, voglibose e miglitol, sono marcatamente efficaci per l'iperglicemia postprandiale. Inibiscono l'enzima della mucosa intestinale (α-glucosidase) che converte i polisaccaridi complessi in monosaccaridi, diminuendo così l'assorbimento dei carboidrati. Voglibose può migliorare significativamente la tolleranza al glucosio108 e l'acarbosio (precoso) ridurrebbe il rischio di malattie cardiovascolari come l'infarto miocardico acuto nel diabete di tipo 2109. Effetti collaterali come gonfiore addominale, diarrea e flatulenza si osservano sempre dopo l'uso di questa classe di farmaci. Il loro uso dovrebbe essere limitato negli anziani a causa degli effetti collaterali gastrointestinali e il dosaggio frequente dovrebbe essere evitato nei pazienti con insufficienza renale significativa110.

Terapie a base di incretina:Le incretine sono ormoni che stimolano la secrezione di insulina e sopprimono la secrezione di glucagone postprandiale in modo glucosio-dipendente. Sono secreti dalle cellule endocrine intestinali, compreso il polipeptide insulinotropico glucosio-dipendente (GIP) e il peptide-1 simile al glucagone (GLP-1). La terapia a base di incretina è ideale per la gestione del diabete di tipo 2 per la sua efficacia, buona tollerabilità, basso rischio di ipoglicemia e perdita di peso111. Inoltre, può anche avere effetti positivi sull'infiammazione, sul sonno, sulla salute cardiovascolare ed epatica e sul sistema nervoso centrale.

Agonisti del recettore del GLP-1:Gli agonisti del recettore del GLP-1, inclusi exenatide e liraglutide, possono ridurre i livelli di emoglobina A1c (HbA1c) dallo 0,8% all'1,5% 112. Gli agonisti del recettore del GLP-1 sono efficaci nella regolazione del metabolismo del glucosio, come la stimolazione della produzione di insulina, l'inibizione del rilascio di glucagone, il rallentamento dell'assorbimento dei nutrienti e l'aumento della sensazione di sazietà94. Poiché questa classe di agenti non è specificamente progettata per i pazienti diabetici più anziani, non vi è alcuna differenza statistica nei profili di efficacia e sicurezza tra i pazienti anziani e quelli più giovani113. Qui, alcuni agenti antidiabetici per il trattamento del diabete di tipo 2 sono riassunti nella Tabella ​ Tabella2 2 .

Tavolo 2

Agenti antidiabetici rappresentativi per la gestione dei pazienti con diabete di tipo 2

ClasseDroghe)ObbiettivoAzioni)SvantaggiRif.
biguanidiMetforminaAMP-chinasiglicemia↓
sensibilità all'insulina↑
rischio cardiovascolare↓
rischio di ipoglicemia↓
Effetti collaterali gastrointestinali
acidosi lattica
Vitamina B12 e
carenza di folati
92, 93, 110, 114
Sulfanilureegliburide/
glipizide/
gliclazide/
Glimepiride
sensibile all'ATP,
K+ canali
secrezione di insulina↑ipoglicemia
aumento di peso
100, 101, 114
TZDTroglitazone/
Roziglitazone/
Pioglitazone
PPAR-γsensibilità all'insulina↑
rischio di ipoglicemia↓
controllo glicemico↑
rischio di cancro alla vescica↑
aumento di peso
edema
1, 104, 105
AGIacarbosio/
Miglitolo/
Voglibose
α-glucosidasiassorbimento dei carboidrati↓Effetti collaterali gastrointestinali
frequenza di dosaggio
110
Agonisti del recettore del GLP-1Exenatide/
Liraglutide
Recettori del GLP-1secrezione di insulina↑
secrezione di glucagone↓
sazietà↑
rischio di ipoglicemia↓
Effetti collaterali gastrointestinali
pancreatite acuta
disfunzione renale
tumori delle cellule C della tiroide nei roditori
110, 112

Attualmente, le linee guida terapeutiche generalmente raccomandano l'uso della metformina in monoterapia come trattamento iniziale. Quando i pazienti con diabete di tipo 2 non possono essere ben controllati dallo stile di vita e da singoli farmaci antidiabetici orali, può essere necessario considerare la terapia di combinazione con due o più farmaci antidiabetici come un tiazolidinedione più metformina o un inibitore della dipeptidil peptidasi-4 (DPP-4) più metformina 115 , 116 . La terapia di combinazione presenta diversi vantaggi rispetto alla monoterapia: (1) maggiore efficacia con dosi più basse (2) rischio ridotto di effetti negativi (3) costi inferiori (4) migliore concordanza farmacologica117.

Insulina e analoghi dell'insulina. L'insulina, l'agente anti-iperglicemico più efficace, è stata scoperta da Banting e Best nel 1921. Da allora, ha portato grandi progressi nel trattamento del diabete di tipo 2. La terapia insulinica può fornire un efficace controllo glicemico anche quando i farmaci antidiabetici orali sono inadeguati e può migliorare molte delle anomalie metaboliche nei pazienti con diabete di tipo 2. Il meccanismo alla base della riduzione delle concentrazioni di glucosio da parte dell'insulina è principalmente attraverso la soppressione della produzione epatica di glucosio, l'aumento dell'utilizzo del glucosio postprandiale e il miglioramento della composizione anormale delle lipoproteine. Inoltre, la terapia insulinica può migliorare la sensibilità all'insulina e la funzione di secrezione cellulare mediante la riduzione dell'iperglicemia, diminuendo o eliminando così gli effetti della tossicità del glucosio. Inoltre, può sopprimere la chetosi e contribuire a ritardare le complicanze diabetiche. L'insulina ha quattro forme iniettabili, tra cui ad azione rapida, ad azione breve, ad azione intermedia e ad azione prolungata, tra le quali le forme ad azione prolungata hanno meno probabilità di causare ipoglicemia.

Gli analoghi dell'insulina hanno profili farmacocinetici differenti, rispetto a quelli dell'insulina regolare, e la loro insorgenza e durata d'azione varia da rapida a prolungata. Attualmente sono disponibili analoghi dell'insulina ad azione rapida (insulina lispro e insulina aspart) e analoghi dell'insulina ad azione prolungata (insulina glargine e detemir)118. Gli analoghi dell'insulina a lunga durata d'azione possono fornire una durata d'azione prolungata e ridurre il rischio di eventi ipoglicemici, soprattutto notturni119.

Quando i cambiamenti dello stile di vita e gli antidiabetici orali non riescono a raggiungere un adeguato controllo glicemico nei pazienti con diabete di tipo 2, è generalmente necessario che i pazienti inizino la terapia insulinica. Numerose revisioni hanno introdotto l'efficacia della terapia di combinazione con insulina e agenti antidiabetici orali nei pazienti con diabete di tipo 2120,121. Ad esempio, Baruah et al. hanno utilizzato l'analogo del GLP-1 e l'insulina come terapia combinata a dose fissa (FDC) in un'ampia gamma di popolazione e hanno dimostrato che il glucosio a digiuno e postprandiale poteva essere efficacemente controllato e la terapia era ben tollerata122.

Nuove strategie terapeutiche. Sebbene gli agenti antidiabetici orali e l'insulina siano attualmente utilizzati per il trattamento del diabete di tipo 2 e abbiano portato a risultati promettenti, esistono ancora problemi come un'efficacia inadeguata e gli effetti avversi. Dobbiamo quindi esaminare nuove strategie terapeutiche.

Inibitori SGLT2:Gli inibitori del co-trasportatore del glucosio del sodio di tipo 2 (SGLT2) sono una nuova classe di agenti ipoglicemizzanti che impediscono il riassorbimento del glucosio filtrato dai reni nella circolazione 123 e aumentano l'eliminazione del glucosio urinario, abbassando così i livelli di glucosio nel sangue 124 . Si sono dimostrati efficaci nel ridurre l'HbA1c, la glicemia a digiuno (FPG), la pressione sanguigna sistolica, il peso corporeo e l'iperglicemia125. Dapagliflozin, uno dei più avanzati inibitori dell'SGLT2, si è confermato efficace sia come monoterapia126 che come terapia aggiuntiva con metformina127 e insulina128. Gli effetti avversi osservati nel trattamento dei pazienti con diabete di tipo 2 con dapagliflozin includono infezioni genitali e l'insorgenza di cancro al seno e alla vescica129. Sono quindi necessari studi osservazionali a lungo termine per esaminare i possibili effetti negativi.

Inibitori DPP-4:Gli inibitori della dipeptidil peptidasi-4 (DPP-4) possono migliorare l'azione del GLP-1 attivo endogeno e del GIP bloccandone la degradazione da parte dell'enzima DPP-4130. Sono efficaci nella protezione delle cellule pancreatiche β e nella promozione della normale secrezione di glucagone, inibendo così la progressione del diabete di tipo 2. Gli inibitori della DPP-4 sono ben tollerati perché svolgono un ruolo fondamentale nella protezione cardiovascolare e nell'azione anti-arteriosclerotica, con pochi effetti collaterali gastrointestinali e neutralità del peso131. Finora, gli inibitori della DPP-4 disponibili includono vildagliptin, sitagliptin, saxagliptin e linagliptin, che sono stati valutati in una varietà di studi clinici sulla loro farmacocinetica/farmacodinamica, sicurezza, efficacia e tollerabilità132. Vildagliptin, uno dei farmaci rappresentativi, mostra vantaggi a lungo termine nella conservazione delle funzioni delle cellule α- e β , diminuzione della lipolisi a digiuno nel tessuto adiposo, riduzione del colesterolo totale e della lipotossicità e accumulo di trigliceridi in tessuti grassi come muscolo, pancreas e fegato, con poche interazioni farmacologiche 133 . Sitagliptin, un altro agente leader, disponibile per l'uso in Giappone negli ultimi anni, è ora utilizzato in molti pazienti con diabete di tipo 2 con bassa capacità di secrezione di insulina134, la cui efficacia e sicurezza sono state confermate in molte pratiche cliniche135.

Lixisenatide:Lixisenatide (Lyxumia®), un agonista del recettore del glucagon-like peptide (GLP)-1, è stato approvato per la commercializzazione dall'Agenzia Europea dei Medicinali nel febbraio 2013. Lixisenatide può attivare il recettore GLP-1, contribuendo così ad aumentare la secrezione di insulina, l'inibizione della secrezione di glucagone e diminuendo la motilità gastrointestinale per promuovere la sazietà136. Nel programma di studio GetGoal, HbA1c, FPG e glucosio plasmatico postprandiale (PPG) sono stati effettivamente ridotti dall'uso di lixisenatide. Inoltre, lixisenatide ha ridotto il peso corporeo e ha avuto effetti terapeutici sulla glicemia quando usato come monoterapia o terapia combinata con insulina e farmaci antidiabetici orali. Al giorno d'oggi, la terapia combinata primaria di lixisenatide sembra essere con l'insulina basale e lo sviluppo clinico come prodotto di combinazione con l'insulina glargine (Lantus®) è ancora in corso.

Agonisti GPR40:Il recettore 40 accoppiato a proteine ​​G (GPR40) è un recettore degli acidi grassi liberi (FFA) e di tipo Gq, recettore accoppiato a proteine ​​Gq accoppiato che è altamente espresso nelle cellule pancreatiche �. La stimolazione di GPR40 con gli FFA porta alla secrezione di insulina attraverso la via di segnalazione specifica delle cellule, che può essere inibita dal trattamento con piccoli RNA interferenti138. Un gran numero di composti chimici che possono agire come agonisti GPR40 mostrano una secrezione di insulina glucosio-dipendente in vitro e in vivo, tra cui TAK-875 può ridurre la glicemia a digiuno ei livelli di HbA1c negli studi clinici 139 . Recentemente, Tanaka ei suoi colleghi hanno riportato tre nuovi agonisti GPR40 AS2031477, AS1975063 e AS2034178, che potrebbero migliorare sia la secrezione acuta di insulina glucosio-dipendente che il metabolismo cronico del glucosio in tutto il corpo140. Tra questi agonisti GPR40, AS2034178 ha dimostrato di ridurre le complicanze microvascolari, quindi ha un potenziale terapeutico per migliorare la prognosi dei pazienti con diabete di tipo 2. In conclusione, gli agonisti GPR40 rappresentano una nuova classe di farmaci nel trattamento del diabete di tipo 2, in particolare AS2034178 è il candidato più promettente.

Nitrato/nitrito:L'ossido nitrico (NO) è una semplice molecola ubiquitaria che può svolgere ruoli significativi in ​​quasi tutti i sistemi biologici. È sintetizzato dalla L-arginina dagli enzimi NO sintasi (NOS) inclusi i NOS neuronali (nNOS), inducibili (iNOS), endoteliali (eNOS) e mitocondriali (mtNOS). Nel corpo, quasi il 90% di NO viene convertito in nitrato (NO3 - ), un prodotto finale stabile di NO 141 . È stato dimostrato che NO3 - e nitrito (NO2 - ) può avere alcune implicazioni terapeutiche, come la diminuzione della pressione sanguigna 142 , la riduzione dello stress ossidativo 143 e la riduzione del consumo di ossigeno durante l'esercizio. È stato inoltre dimostrato che la terapia con nitrati inorganici può ridurre l'accumulo di grasso viscerale, abbassare i trigliceridi sierici e normalizzare una tolleranza al glucosio disturbata nei topi carenti di eNOS144. Questi risultati suggeriscono i ruoli di NO3 - e NO2 - nella prevenzione e nel trattamento del diabete di tipo 2 per la riduzione del peso in NO . a lungo termine3 - terapia 145 . Tuttavia, esistono effetti dannosi nel NO3 - /NO2 - terapia: alti livelli di NO . plasmatico3 - (1) l'aumento della pressione arteriosa (2) può causare l'insorgenza precoce dell'ipertensione (3) aumentare l'incidenza del diabete (4) indurre disfunzione renale e (5) produrre ipotiroidismo146. Tutto sommato, NO3 - /NO2 - mostra potenziali ruoli in nuove applicazioni terapeutiche per la salute umana, e fa anche potenziali rischi umani. NO3 - /NO2 - derivati ​​da fonti naturali come le verdure possono essere una delle scelte ideali. Ulteriori indagini sono necessarie in questo campo, soprattutto nell'identificazione dei soggetti che possono beneficiare del NO3 - /NO2 - terapia.

Terapia dell'educatore con cellule staminali:L'evidenza ha suggerito che i pazienti con diabete di tipo 2 mostrano sempre più disfunzioni immunitarie e infiammazione metabolica cronica.Le ricerche hanno dimostrato che i monociti/macrofagi possono essere i principali attori che contribuiscono a queste infiammazioni croniche e all'insulino-resistenza nei pazienti con diabete di tipo 2147. La terapia dell'educatore con cellule staminali, una nuova tecnologia, è progettata per controllare o invertire le disfunzioni immunitarie148. La procedura include: raccolta del sangue dei pazienti circolante attraverso un sistema a circuito chiuso, purificazione dei linfociti dal sangue intero, co-coltura degli stessi con cellule staminali multipotenti derivate dal sangue cordonale aderenti (CB-SCs) in vitro e somministrazione dei linfociti istruiti (ma non dei CB-SC) alla circolazione del paziente 149 (Fig. ​ (Fig.3). 3). Gli attuali studi di fase I/fase II suggeriscono la sicurezza e l'efficacia terapeutica di questo tipo di terapia nel diabete di tipo 2, con una sensibilità all'insulina notevolmente aumentata e un notevole miglioramento del controllo metabolico nei pazienti con diabete di tipo 2150. Questo nuovo metodo mostra grandi benefici nel migliorare il trattamento e la cura per il diabete di tipo 2, in particolare nei pazienti diabetici in fase iniziale, che possono aiutare a far fronte alle complicanze associate al diabete e migliorare la qualità della loro vita.

La procedura della terapia dell'educatore di cellule staminali.

Trattamento antinfiammatorio:È stato dimostrato che nel diabete di tipo 2 si verificano evidenti cambiamenti nel sistema immunitario, specialmente nel tessuto adiposo, nelle isole pancreatiche, nel fegato, nel sistema vascolare e nei leucociti circolanti151, che includono livelli alterati di specifiche citochine e chemochine, il numero e lo stato di attivazione di diversi popolazioni di leucociti, aumento dell'apoptosi e della fibrosi tissutale. Questi cambiamenti indicano che l'infiammazione gioca un ruolo fondamentale nella patogenesi del diabete di tipo 2 e delle sue complicanze. I salicilati e gli antagonisti dell'interleuchina-1 sono i farmaci rappresentativi con effetti immunomodulatori nel trattamento dei pazienti con diabete di tipo 2, che possono abbassare i livelli di glucosio nel sangue e ridurre la gravità e la prevalenza delle complicanze associate152,153. Recentemente sono in corso studi clinici di fase III154.

Terapia antiossidante:La terapia antiossidante può essere un altro nuovo modo efficace per il trattamento dei pazienti con diabete di tipo 2155, che può svolgere un ruolo importante nel ridurre il rischio di sviluppare il diabete e le sue complicanze. Una varietà di antiossidanti, come vitamine, integratori, principi attivi di origine vegetale e farmaci con effetti antiossidanti, sono stati utilizzati per il trattamento dello stress ossidativo nei pazienti con diabete di tipo 2. La vitamina C, la vitamina E e il carotene sono integratori ideali contro lo stress ossidativo e le sue complicanze 76 . Ad esempio, la vitamina C può ridurre l'insulina plasmatica a digiuno e il livello di HbA1c, migliorare l'azione dell'insulina e il carotene può ridurre l'LDL ossidativo156. Le piante che contengono sostanze con proprietà antiossidanti come monoterpeni, acidi cinnamici, cumarine, flavonoidi, diterpeni, fenilpropanoidi, triterpeni, tannini e lignina possono fornire effetti terapeutici nel trattamento del T2DM76. I farmaci con proprietà antiossidanti, per esempio, l'acido α-lipoic e il carvedilolo, hanno anche effetti antiossidanti nel T2DM156.


I bombi che vomitano mostrano che più dolce non è necessariamente migliore

Credito: CC0 Dominio Pubblico

Gli animali impollinatori supportano la produzione di tre quarti delle colture alimentari mondiali e molti fiori producono nettare per premiare gli impollinatori. Un nuovo studio sui bombi ha scoperto che il nettare più dolce non è necessariamente il migliore: troppo zucchero rallenta le api. I risultati informeranno gli sforzi di allevamento per rendere le colture più attraenti per gli impollinatori, aumentando i raccolti per nutrire la nostra crescente popolazione globale.

I bombi bevono il nettare dai fiori, quindi lo scaricano nel loro nido, vomitando, per essere utilizzato da altre api nella colonia. Lo zucchero nel nettare lo rende attraente e più zucchero nel nettare, più energia contiene. Ma il nettare diventa anche più denso e appiccicoso man mano che il contenuto di zucchero aumenta, e questo rende più difficile per le api bere e rigurgitare, richiedendo più tempo ed energia.

Pubblicato oggi in Journal of the Royal Society Interface, lo studio ha esaminato i meccanismi sia del consumo di nettare che del rigurgito in uno dei bombi più comuni nel Regno Unito, il Bombus terrestris. Ha scoperto che la migliore concentrazione di nettare per i bombi in termini di guadagno energetico complessivo è inferiore a quanto ci si potrebbe aspettare. Il nettare a basso contenuto di zucchero è facile da bere per le api e molto facile da vomitare. Man mano che il nettare diventa più zuccherino, le api impiegano gradualmente più tempo a bere, ma diventa rapidamente molto più difficile vomitare.

"I bombi devono trovare un equilibrio tra la scelta di un nettare ricco di energia, ma che non richieda troppo tempo per essere bevuto e scaricato. La concentrazione di zucchero nel nettare influisce sulla velocità dei viaggi di raccolta delle api, quindi influenza le loro decisioni di raccolta". ha detto il Dr. Jonathan Pattrick, primo autore di questo studio, in precedenza un Ph.D. studente con sede congiuntamente nei dipartimenti di scienze vegetali e zoologia dell'Università di Cambridge e ora ricercatore post-dottorato presso il dipartimento di zoologia dell'Università di Oxford.

Sebbene sia noto da tempo che il nettare con una maggiore concentrazione di zucchero impiega più tempo a bere alle api, il suo effetto sul rigurgito di nettare non ha ricevuto in precedenza molta attenzione. Queste nuove informazioni aiuteranno gli scienziati a fare previsioni migliori su quali tipi di nettare bombi e altri impollinatori dovrebbero preferire, e di conseguenza sui tipi di fiori e piante che è più probabile che visitino. Ciò informerà gli allevatori di colture nella produzione dei fiori più attraenti per una migliore impollinazione delle colture e rese più elevate.

Credito: Hamish Symington, Università di Cambridge

Per condurre la ricerca, le api sono state autorizzate a nutrirsi di soluzioni zuccherine di tre diverse concentrazioni nel Bee Lab del Dipartimento di Scienze delle piante. Durante questa operazione, le api sono state anche cronometrate e pesate. Quando le api sono tornate al loro "nido", i ricercatori le hanno osservate attraverso un coperchio in perspex, calcolando il tempo impiegato dalle api per vomitare il nettare che avevano raccolto.

"Per il nettare a bassa intensità, le api hanno vomitato rapidamente che è durato solo pochi secondi, poi sono tornate indietro e hanno ricominciato a cercare cibo", ha detto Pattrick, "ma per il nettare molto denso hanno impiegato anni a vomitare, a volte sforzandosi per quasi un minuto".

Per ogni data concentrazione di nettare, le api rigurgitano il nettare più velocemente di quanto lo bevono inizialmente. Ma man mano che la concentrazione di zucchero nettare, e quindi la viscosità, aumenta, il tasso di rigurgito diminuisce più velocemente del tasso di consumo. "È difficile bere un liquido denso e appiccicoso, ma immagina di provare a sputarlo di nuovo attraverso una cannuccia, sarebbe ancora più difficile", ha detto Pattrick. "A una certa concentrazione di zucchero, il guadagno di energia rispetto alla perdita di energia è ottimizzato per i mangiatori di nettare".

La perfetta concentrazione di zucchero nettare per il più alto apporto energetico dipende dalle specie che lo bevono, perché specie diverse si nutrono in modi diversi. I bombi e le api si nutrono immergendo ripetutamente la lingua nel nettare, ma rigurgitano costringendo il nettare a risalire attraverso un tubo, proprio come quando gli umani sono malati. Altre specie come le api orchidee succhiano il nettare invece di leccarlo, quindi lotta ancora di più quando il nettare è altamente concentrato. Ciò influenza la preferenza per il nettare e le piante visitate dalle diverse specie.

L'attuale selezione delle colture è focalizzata sul miglioramento di caratteristiche come la resa e la resistenza alle malattie, piuttosto che considerare la preferenza degli impollinatori. I nuovi risultati migliorano le previsioni sulla concentrazione di nettare perfetta per fare l'uso più efficiente dei bombi impollinatori.

Il nettare è prodotto dai fiori per attirare gli impollinatori e una fonte di cibo per molte specie di insetti, uccelli e mammiferi. I livelli degli zuccheri saccarosio, glucosio e fruttosio all'interno del nettare variano a seconda della pianta che lo produce.

"Gli studi hanno dimostrato che il numero di alcuni impollinatori sta diminuendo, ma ci sono sempre più persone nel mondo da nutrire. Dobbiamo fare un uso migliore degli impollinatori che abbiamo", ha affermato il professor Beverley Glover del Dipartimento di Scienze delle piante di Cambridge e Direttore del Giardino botanico dell'Università di Cambridge, che ha guidato lo studio. "Questa ricerca ci aiuterà a capire i tipi di fiori e piante che è più probabile che le api visitino, il che informerà l'allevamento delle colture per utilizzare al meglio gli impollinatori disponibili".


Livelli normali e letture anomale

Il livello normale di glucosio nelle urine varia da 0 a 0,8 mmol/l (da 0 a 15 mg/dL). Qualsiasi lettura al di sopra di questi limiti superiori è considerata come glicosuria. Tuttavia, i risultati specifici dovrebbero essere discussi con un medico. È anche importante ricordare che la glicosuria non è un'indicazione di iperglicemia. Semplicemente, questo significa che alti livelli di zucchero (glucosio) nelle urine non significano che i livelli di zucchero nel sangue (glucosio) siano alti.

I livelli di glucosio nelle urine possono essere misurati con un test con strisce reattive o analisi di laboratorio di un campione di urina. Quest'ultimo è più preciso. I livelli di glucosio nel sangue possono essere misurati con un dispositivo di monitoraggio della glicemia a casa o l'analisi di laboratorio di un campione di sangue. Allo stesso modo, quest'ultimo è più accurato. Un esame del sangue per valutare i livelli di glucosio è un'indagine di follow-up necessaria quando viene rilevata la glicosuria.


Dipartimento di Biologia

Rappresentazione di un globulo rosso (tipo AB) con marcatori di zucchero.   Immagine di Fernando Jose V. Soares/Shutterstock.com

Negli ultimi mesi [invernali], le scuole in tutto il paese sono state chiuse a causa di epidemie di norovirus. Conosciute anche come influenza dello stomaco, le infezioni da norovirus causano diarrea acquosa, febbricola e, cosa più allarmante di tutte, vomito proiettile, che è un modo estremamente efficace per diffondere il virus.

Il norovirus è molto contagioso e si diffonde rapidamente attraverso una popolazione ristretta, come a scuola o su una nave da crociera. Sebbene la maggior parte dei malati guarisca in 24-48 ore, il norovirus è una delle principali cause di malattie infantili e, nei paesi in via di sviluppo, provoca circa 50.000 decessi infantili ogni anno.

È interessante notare che non tutti sono ugualmente vulnerabili al virus e se ti ammali o meno può dipendere dal tuo gruppo sanguigno.

Il Norovirus è difficile da eliminare

Stampa 3D del virus Norwalk, un tipo di norovirus. I norovirus sono la causa più comune di gastroenterite acuta (infezione dello stomaco e dell'intestino) negli Stati Uniti. Immagine di NIH

Sono un microbiologo e mi sono interessato al norovirus perché, mentre i sintomi del norovirus sono angoscianti in ogni circostanza, il mio incontro con il virus è stato particolarmente scomodo. Durante un viaggio di rafting di sette giorni lungo il Grand Canyon, la malattia è passata attraverso le travi e l'equipaggio, uno per uno. Ovviamente, le strutture sanitarie della natura selvaggia non erano le migliori per far fronte a questa epidemia. Fortunatamente, tutti, me compreso, si sono ripresi rapidamente. Si scopre che le epidemie di norovirus durante i viaggi di rafting sul fiume Colorado sono comuni.

Per quanto debilitante possa essere la malattia che provoca, la particella di norovirus è visivamente bella. È un tipo di virus noto come "non avvolto" o "nudo", il che significa che non acquisisce mai il rivestimento di membrana tipico di altri virus, come il virus dell'influenza. La superficie del norovirus è un rivestimento proteico, chiamato “capside.” Il capside protegge il materiale genetico del norovirus’.

Il mantello del capside nudo è un fattore che rende il norovirus così difficile da controllare. I virus con rivestimento a membrana sono sensibili all'alcol e ai detergenti, ma non così i norovirus. Il norovirus può sopravvivere a temperature dal congelamento a 145 gradi Fahrenheit (circa la temperatura massima dell'acqua in una lavastoviglie domestica), sapone e soluzioni delicate di candeggina. Il Norovirus può persistere sulle mani umane per ore e su superfici solide e alimenti per giorni ed è anche resistente ai disinfettanti per le mani a base alcolica.

A peggiorare le cose, è necessaria solo una piccola dose del virus (non più di 10 particelle virali) per causare la malattia. Dato che una persona infetta può espellere molti miliardi di particelle virali, è molto difficile impedire la diffusione del virus.

La suscettibilità al norovirus dipende dal gruppo sanguigno

Quando il norovirus viene ingerito, inizialmente infetta le cellule che rivestono l'intestino tenue. I ricercatori non sanno esattamente come questa infezione causi i sintomi della malattia. Ma un aspetto affascinante del norovirus è che, dopo l'esposizione, il gruppo sanguigno determina, in gran parte, se una persona si ammala.

Il norovirus, chiamato anche insetto del vomito invernale, infetta le cellule dell'intestino umano causando diarrea, vomito e mal di stomaco. Immagine di Kateryna Kon/Shutterstock.com

Il tuo gruppo sanguigno —A, B, AB o O—è dettato da geni che determinano quali tipi di molecole, chiamate oligosaccaridi, si trovano sulla superficie dei globuli rossi. Gli oligosaccaridi sono costituiti da diversi tipi di zuccheri legati tra loro in modi complessi.

Gli stessi oligosaccaridi sui globuli rossi compaiono anche sulla superficie delle cellule che rivestono l'intestino tenue. Norovirus e pochi altri virus usano questi oligosaccaridi per afferrare e infettare le cellule intestinali. È la struttura specifica di questi oligosaccaridi che determina se un determinato ceppo di virus può attaccarsi e invadere.

La presenza di un oligosaccaride, chiamato antigene H1, è necessaria per l'attaccamento di molti ceppi di norovirus.

Le persone che non producono l'antigene H1 nelle loro cellule intestinali costituiscono il 20% della popolazione di origine europea e sono resistenti a molti ceppi di norovirus.

Più zuccheri possono essere attaccati all'antigene H1 per dare i gruppi sanguigni A, B o AB. Le persone che non possono apportare le modifiche A e B hanno il gruppo sanguigno O.

Ogni gruppo sanguigno è contraddistinto da un diverso marcatore di zucchero sul globulo rosso. Anche le cellule che rivestono l'intestino hanno questi marcatori di zucchero. Immagine di Fernando Jose V. Soares/Shutterstock.com

Diversi ceppi di norovirus infettano persone diverse

Norovirus si evolve rapidamente. Ci sono 29 diversi ceppi attualmente noti per infettare l'uomo e ogni ceppo ha varianti diverse. Ognuno ha diverse capacità di legarsi alle molecole di zucchero di varia forma sulla superficie delle cellule intestinali. Questi zuccheri sono determinati dal gruppo sanguigno.

Se un gruppo di persone è esposto a un ceppo di norovirus, chi si ammala dipenderà dal gruppo sanguigno di ciascuna persona. Ma, se lo stesso gruppo di persone è esposto a un diverso ceppo di norovirus, persone diverse possono essere resistenti o suscettibili. In generale, coloro che non producono l'antigene H1 e le persone con gruppo sanguigno B tenderanno ad essere resistenti, mentre le persone con gruppo sanguigno A, AB o O tenderanno ad ammalarsi, ma il modello dipenderà dal ceppo specifico di norovirus.

Questa differenza di suscettibilità ha una conseguenza interessante. Quando si verifica un focolaio, ad esempio, su una nave da crociera, circa un terzo delle persone può sfuggire all'infezione. Poiché non conoscono la ragione alla base della loro resistenza, penso che le persone risparmiate si dedichino al pensiero magico—ad esempio, “Non mi sono ammalato perché ho bevuto molto succo d'uva.” Naturalmente, questi mitici evasivi le tecniche non funzioneranno se il prossimo focolaio è un ceppo a cui l'individuo è suscettibile.

L'immunità al norovirus è di breve durata

Un'infezione da norovirus provoca una robusta risposta immunitaria che elimina il virus in pochi giorni. Tuttavia, la risposta sembra essere di breve durata. La maggior parte degli studi ha scoperto che l'immunità che protegge dalla reinfezione con lo stesso ceppo di norovirus dura meno di sei mesi. Inoltre, l'infezione con un ceppo di norovirus offre poca protezione contro l'infezione di un altro. Pertanto, puoi avere attacchi ripetuti con norovirus.

La diversità dei ceppi di norovirus e l'impermanenza della risposta immunitaria complicano lo sviluppo di un vaccino efficace. Attualmente, gli studi clinici stanno testando gli effetti dei vaccini prodotti dalle proteine ​​del capside dei due ceppi di norovirus più diffusi.

In generale, questi vaccini sperimentali producono buone risposte immunitarie, la longevità della risposta immunitaria è ora in fase di studio. La prossima fase degli studi clinici verificherà se i vaccini effettivamente prevengono o riducono i sintomi dell'infezione da norovirus.


Concentrazione critica

Per aumentare la produttività e anche per evitare la tossicità dei minerali è essenziale la conoscenza della concentrazione critica. I nutrienti minerali inferiori alla concentrazione critica causano sintomi di carenza. L'aumento dei nutrienti minerali oltre la normale concentrazione provoca tossicità. Una concentrazione alla quale si riduce il 10% del peso secco del tessuto è considerata tossica. La Figura 12.2 spiega la Concentrazione Critica.

Tossicità minerale

un. Tossicità del manganese

L'aumento della concentrazione di manganese previene l'assorbimento di Fe e Mg, previene la traslocazione di Ca all'apice del germoglio e causa la loro carenza. I sintomi della tossicità del manganese sono la comparsa di macchie marroni circondate da vene clorotiche.

B. Tossicità dell'alluminio

La tossicità dell'alluminio provoca la precipitazione dell'acido nucleico, l'inibizione dell'ATPasi, l'inibizione della divisione cellulare e il legame della membrana plasmatica con la calmodulina. Per le teorie sulla traslocazione dei minerali, fare riferimento al capitolo – 11.

Concentrazione critica. (Scienza: chimica) La concentrazione minima di unità necessarie prima che si formi un polimero biologico. Esempi di biopolimeri sono microtubuli da unità di tubulina, polipeptidi da unità di amminoacidi, polisaccaridi da unità di zucchero semplice, ecc.

Il termine tossicità minerale si riferisce a una condizione durante la quale la concentrazione all'interno del corpo di uno qualsiasi dei minerali necessari in ogni momento è anormalmente alta e ha un effetto negativo sulla salute.

Livello critico o concentrazione è un termine comune sia nell'analisi del suolo che in quella delle piante. Di solito è definito nell'analisi delle piante come il livello che si traduce nel 90% della resa massima o della crescita, che è anche una divisione ragionevole delle zone di adeguatezza e carenza nella figura sottostante.

Questi includono ferro, manganese, rame, molibdeno, zinco, boro, cloro e nichel. Elementi tossici Qualsiasi concentrazione di ioni minerali nei tessuti, che riduca il peso secco dei tessuti di circa il 10%, è considerata tossica. Ad esempio, Mn inibisce l'assorbimento di altri elementi.

Come gruppo, i minerali sono uno dei quattro gruppi di nutrienti essenziali, gli altri dei quali sono vitamine, acidi grassi essenziali e amminoacidi essenziali. I cinque principali minerali nel corpo umano sono calcio, fosforo, potassio, sodio e magnesio.

L'intervallo critico di nutrienti è definito come: l'intervallo di concentrazione di nutrienti al di sopra del quale siamo ragionevolmente sicuri che il raccolto sia ampiamente fornito e al di sotto del quale siamo ragionevolmente sicuri che il raccolto sia carente.

Il pH del suolo influenza la disponibilità dei nutrienti modificando la forma del nutriente nel suolo. Regolare il pH del terreno su un valore raccomandato può aumentare la disponibilità di importanti nutrienti. Un pH basso riduce la disponibilità dei nutrienti macro e secondari, mentre un pH alto riduce la disponibilità della maggior parte dei micronutrienti.

Questi sintomi includono aritmie cardiache, cefalea, nausea e vomito e, nei casi più gravi, convulsioni. Calcio e fosfato: Calcio e fosfato sono nutrienti strettamente correlati.

Concentrazione Critica è il termine che viene utilizzato per definire la concentrazione di elementi essenziali al di sotto della quale la crescita della pianta è Ritardata o Ridotta. Inoltre, se la concentrazione degli elementi essenziali supera le concentrazioni critiche, porta alla tossicità.

Il calcio è richiesto dai tessuti meristematici e differenzianti. Durante la divisione cellulare viene utilizzato nella sintesi della parete cellulare, in particolare come pectato di calcio nella lamella media. È anche necessario durante la formazione del fuso mitotico. Si accumula nelle foglie più vecchie. I criteri di essenzialità sono stati enunciati da Arnon e Stout.

I tre criteri di essenzialità di un elemento sono:

  1. La carenza dell'elemento dato deve causare qualche sintomo di carenza specifico affinché le fasi vegetative e riproduttive del ciclo di vita della pianta rimangano incomplete.
  2. Tale 8 sintomo di carenza può essere prevenuto o corretto solo fornendo questo elemento.

L'elemento deve essere critico per la crescita e lo sviluppo della pianta. La pianta non può completare il suo ciclo vitale o produrre semi in assenza dell'elemento. Il requisito per l'elemento deve essere specifico e non sostituibile da un altro elemento.

Gli elementi benefici non sono ritenuti essenziali per tutte le colture, ma possono essere vitali per particolari taxa vegetali. La distinzione tra benefico ed essenziale è spesso difficile nel caso di alcuni oligoelementi. Questi elementi non sono critici per tutte le piante, ma possono migliorare la crescita e la resa delle piante.


Guarda il video: Ձուն բարձր ճնշման և շաքարային դիաբետի դեմ հիանալի միջոց է (Dicembre 2021).