АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология
|
ЛЕКЦИЯ 14. ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ
План
1. Общее понятие об обмене веществ и энергии.
2. Обмен белков.
3. Обмен жиров.
4. Обмен углеводов.
5. Водный и минеральный обмен.
6. Витамины.
7. Обмен энергии.
8. Терморегуляция.
Общее понятие об обмене веществ и энергии. Обмен веществ - одно из основных свойств живых организмов. Суть его состоит в постоянном обмене веществ и энергии между организмом и внешней средой. Вещества, поступающие с пищей, распадаются на относительно простые химические соединения, которые усваиваются организмом и служат пластическим материалом для его построения. При распаде и превращении различных компонентов пищи выделяется энергия, расходуемая для осуществления ряда функций. Конечные продукты распада выводятся из организма. Совокупность всех химических превращений (процессов ассимиляции и диссимиляции) в живом организме, обеспечивающих его жизнедеятельность, называют обменом веществ, или метаболизмом. В период роста организма преобладает ассимиляция. Во взрослом организме устанавливается относительное равновесие между ассимиляцией и диссимиляцией. В старческом возрасте ассимиляция отстает от диссимиляции.
Обмен белков. Белки - это сложные высокомолекулярные соединения, состоящие из аминокислот. Роль белков в организме чрезвычайно велика, так как их функции многообразны. Белки входят в состав ядра, протоплазмы, мембран клеток всех органов и тканей, т.е. выполняют пластическую функцию. Белки входят в состав нуклеопротеидов, таким образом, участвуют в процессах воспроизводства живой материи. Белки костей, хрящей выполняют опорную функцию. Актин и миозин обеспечивают сокращение мышц. Белки обладают каталитической активностью (ферменты). Защитные реакции организма связаны с белками, в частности, антитела, образующиеся при поступлении чужеродных веществ, являются протеинами. Белки выполняют и антитоксическую функцию, участвуют в свертывании крови, являются источником энергии.
Биологическая ценность белков пищи обусловлена наличием в них незаменимых аминокислот, их соотношением с заменимыми. Заменимые аминокислоты (глицин, аланин, цистеин и др.) могут синтезироваться в организме. Незаменимые аминокислоты (аргинин, лейцин, лизин, триптофан и др.) не синтезируются в организме и обязательно должны поступать с пищей. Наиболее полноценными по аминокислотному составу продуктами являются белки яйца, молока, мяса. Белки растительного происхождения биологически менее полноценны, т.к. в них либо мало некоторых незаменимых аминокислот, либо они отсутствуют.
Белки расщепляются в пищеварительном тракте до аминокислот и низкомолекулярных полипептидов, которые всасываются в кровь. С током крови они поступают в печень, где подвергаются дезаминированию и переаминированию. Из части аминокислот в печени синтезируются специфические белки альбумины, глобулины, фибриноген. Основная часть аминокислот поступает к тканям организма и используется для синтеза тканевых белков. Конечными продуктами расщепления белков в тканях являются аммиак, мочевина, мочевая кислота, креатинин и другие вещества.
Об использовании белков в организме судят по азотистому балансу. Его можно рассчитать по количеству азота, поступившего с пищей и выделенного с мочой, потом и. калом.
Суточная потребность в белках зависит от возраста, вида и условий деятельности, от состояния организма. Для взрослых здоровых людей, выполняющих среднюю по тяжести работу, суточная потребность в белке составляет 100-110 г.
Регуляция белкового обмена осуществляется нервной системой через железы внутренней секреции. На белковый обмен оказывают влияние соматотропный гормон передней доли гипофиза, гормон щитовидной железы тироксин иглюкокортикоиды коркового вещества надпочечников.
Обмен жиров (липидов). Под липидами понимают сложные органические вещества, к которым относятся нейтральные жиры, состоящие из глицерина и жирных кислот, и близкие к ним по физико-химическим свойствам липоиды: лецитин, холестерин. В, состав липоидов, кроме жирных кислот, входят многоатомные спирты, фосфаты и азотистые соединения.
Жиры выполняют несколько функций: 1) окисляются, освобождая при этом энергию; 2) служат пластическим веществом для образования тканевых структур; 3) превращаются в печени в гликоген, который затем используется как источник глюкозы; 4) откладываются в виде жировых отложений (жировых депо) и по мере надобности используются организмом; 5) являются растворителями витаминов (А, D, Е, К) и способствуют их усвоению.
Жиры пищи под действием ферментов поджелудочного и кишечных соков (при участии желчи) расщепляются на глицерин и жирные кислоты. Из глицерина и жирных кислот в эпителиальных клетках ворсинок тонкого кишечника синтезируется жир, свойственный организму человека. Эти жиры попадают в лимфу и далее разносятся кровью по всем органам и тканям.
Конечными продуктами распада жиров является вода и углекислый газ. Суточная потребность в жирах в среднем составляет 100 г.
В регуляции жирового обмена существенную роль играют центральная нервная система, а также железы внутренней секреции (половые и щитовидные железы, гипофиз, надпочечники).
Обмен углеводов. Углеводы делятся на простые и сложные. С пищей поступают главным образом сложные углеводы: полисахариды - крахмал, гликоген и дисахариды - молочный, свекловичный, тростниковый и Другие сахара. При их расщеплении в пищеварительном тракте образуются простые моносахариды: глюкоза, фруктоза и галактоза, которые всасываются из кишечника в кровь.
В крови углеводы содержатся в виде глюкозы (3,3-5,5 ммоль/л); в печени и мышцах - в виде небольших запасов гликогена. При снижении концентрации глюкозы в крови ниже физиологической нормы
происходит распад гликогена в печени. Таким образом, сущность углеводного обмена сводится к поддержанию оптимальной концентрации глюкозы в крови. Суточная потребность в углеводах у взрослого человека составляет 400-500 г.
В регуляции углеводного обмена принимают участие нервная система и железы внутренней секреции. Адреналин, глюкагон и адренокортикотропный гормон вызывают повышение расщепления гликогена, тогда как инсулин тормозит распад гликогена и способствует его синтезу из глюкозы в печени.
Водный и минеральный обмен. Вода составляет около 70% массы тела. Она является непременной составной частью каждой клетки, имеется в межклеточной жидкости, составляет жидкую основу крови и лимфы. Суточная потребность в воде для взрослого организма составляет 2,5-3 л. Воду, которую человек получает в виде питья (1500 мл) и в составе пищевых продуктов (1000-1200 мл), называют экзогенной. Воду, которая образуется при окислительном распаде в организме белков, жиров и углеводов, называют эндогенной (500 мл).
В нормальных условиях организм взрослого человека находится в состоянии равновесия относительно потребления воды и ее выделения, которое осуществляется почками - 1200-1500 мл, кожей - 800 мл, легкими в виде водяного пара - 500 мл, через кишечник с калом -100-150 мл. Поступление воды контролируется потребностью в ней, проявляющейся в чувстве жажды. Это чувство возникает при возбуждении питьевого центра в гипоталамусе.
Организм нуждается в поступлении не только воды, но и минеральных веществ. Минеральные вещества участвуют в построении органоидов клетки, входят в состав ферментов, гормонов, участвуют в мышечном сокращении, нервной проводимости и т.д.
В сутки человеку необходимо не менее 8 г натрия, 4 г хлора, 3 г калия, 0,8 г кальция, 2 г фосфора, 15-20 мг железа и др. Натрий, калий и хлор необходимы для поддержания кислотно-щелочного равновесия, калий участвует в обеспечении процессов возбудимости нервной и мышечной тканей, фосфор входит в состав нуклеиновых кислот, АТФ и некоторых ферментов. В соединении с кальцием и магнием фосфор образует костный скелет. Железо необходимо в составе гемоглобина, миоглобина, а также ферментов, участвующих в окислительно-восстановительных реакциях. Большое значение имеют микроэлементы: йод входит в состав гормонов щитовидной железы; цинк - поджелудочной; фтор придаёт прочность эмали зубов; кобальт является компонентом витамина В,2; медь необходима для процесса кроветворения, синтеза гемоглобина, влияет на рост.
Витамины. Витамины - это сложные биоорганические соединения, необходимые для нормального протекания процессов обмена веществ. Впервые наличие таких веществ в пище было обнаружено русским врачом Н. И. Луниным в 1880 году.
Роль витаминов многообразна: 1) они ускоряют биохимические реакции в организме; 2) взаимодействуя с гормонами и ферментами, повышают их эффективность; 3) участвуют в образовании пищеварительных ферментов.
При отсутствии какого-либо витамина или его предшественника возникает болезненное состояние - авитаминоз, при недостаточном поступлении витамина с пищей - гиповитаминоз.
Витамины делят на две группы: жирорастворимые (A, D, Е, К) и водорастворимые (В , В2, В6 , В12, РР, Р, С и др.). (
Витамин А (ретинол). Биологическая роль ретинола многообразна: он необходим для роста костей, формирования клеток эпителия, участвует в процессах фоторецепции. При авитаминозе происходит нарушение процессов сумеречного зрения (куриная слепота), повреждение роговицы глаз, сухость эпителия. Витамин А широко распространен в продуктах животного происхождения (мясе, печени, рыбьем жире, молоке, яйцах). В растениях находится провитамин А - каротин, который в организме животных превращается в витамин А. Источники каротина - морковь, абрикосы, крапива. Суточная потребность в витамине А- 1,0-1,5 мг.
Витамин D (кальциферол). Регулирует обмен кальция и фосфора. При недостатке данного витамина в детском возрасте развивается рахит (нарушается процесс костеобразования). Приём больших доз витамина D ведёт к тяжёлому заболеванию, которое характеризуется отложением кальция в органах и тканях. Витамин D содержится в яичном желтке, рыбьем жире, печени, растительных маслах, образуется в коже под влиянием ультрафиолетовых лучей. Суточная потребность -2,5 мкг.
Витамин Е (токоферол). Обладает противоокислительным действием на внутриклеточные липиды. Играет важную роль в обеспечении функции размножения. При недостатке витамина Е развивается дистрофия скелетных мышц, ослабляется половая функция. В большом количестве витамин Е содержится в салате, петрушке, растительном масле, кукурузе, овсяной муке. Суточная потребность - 14-15 мг.
Витамин К (филлохинон). Участвует в синтезе протромбина, способствует нормальной свёртываемости крови. При К-авитаминозе понижается свёртываемость крови, наблюдаются кровоизлияния. Источником витамина К являются зелёные листья шпината, салата, капусты. Много его в томатах, ягодах рябины. Суточная потребность в этом витамине равна 0,2-0,3 мг.
Витамин В (тиамин). Участвует в обмене жиров, белков и углеводов, в проведении нервного импульса. При недостатке возникают расстройства двигательной активности, параличи, нарушения работы желудочно-кишечного тракта. Витамином Bi наиболее богаты зерновые и бобовые культуры, печень, куриный желток. Суточная потребность в витамине - 1,5-2 мг.
Витамин В (рибофлавин). Участвует в клеточном дыхании. При недостатке развивается помутнение хрусталика, поражение слизистой оболочки рта, слабость мышц. Витамин В2 содержится в пивных дрожжах, печени, яйцах, томатах, зерновых и бобовых культурах. Суточная потребность- 2-3 мг.
Витамин В6 (пиридоксин). Участвует в обмене белков, синтезе ферментов, обеспечивающих обмен аминокислот. Влияет на кроветворение. При его недостатке наблюдаются потеря аппетита, тошнота, слабость, воспалительные поражения кожи и нервов. Витамин В6 содержится в молоке, яйцах, овощах, мясе и рыбе, кроме того, он частично синтезируется микрофлорой кишечника. Суточная потребность в нем составляет 1,5-3 мг.
Витамин В12 (цианокобаламин). Оказывает влияние на функцию кроветворения. Для всасывания его из кишечника необходим гастромукопротеид (внутренний фактор Касла), который находится в желудочной слизи. Гиповитаминоз В приводит к развитию анемии. Содержится в печени, почках, мясе. Может синтезироваться и микрофлорой кишечника при условии поступления с пищей кобальта. Суточная потребность - 2 мкг.
Витамин РР (никотиновая кислота, никотинамид). Участвует в клеточном дыхании. Нехватка и отсутствие витамина РР в пище приводит к развитию заболевания с названием пеллагра, которое проявляется в поражении кожи, пищеварительной и нервной систем. Витамин РР содержится в мясе, рыбе, молоке, печени, чае, пшенице, рисе, ячмене. Суточная потребность в нем - 15 мг.
Витамин Р (рутин). Уменьшает проницаемость и ломкость капилляров. ПриР-авитаминозе возникают общая слабость, боли в ногах, кровоизлияния. Наиболее богаты витамином Р лимоны, гречневая крупа, черная смородина, плоды шиповника. Суточная потребность - около 50 мг.
Витамин С (аскорбиновая кислота). Участвует в окислительно-восстановительных процессах. Увеличивает устойчивость к инфекциям. При недостатке аскорбиновой кислоты развивается цинга (поражение стенок кровеносных сосудов, развитие мелких кровоизлияний в коже, кровоточивость десен). Источником витамина С являются шиповник,
лимоны, перец, зелёный лук, чёрная смородина, картофель, капуста и др. Суточная потребность в витамине С составляет 50-100 мг.
Обмен энергии. Для жизнедеятельности организма необходима энергия. Она освобождается в процессе диссимиляции сложных органических соединений: белков, жиров и углеводов, потенциальная энергия которых при этом переходит в кинетические виды энергии, в основном, тепловую, механическую и частично в электрическую. Расщепление идет путем присоединения кислорода - окисления. При окислении 1 г жира в организме выделяется 9,3 ккал энергии, 1 г углеводов - 4,1 ккал, 1 г белка - 4,1 ккал. То количество тепла, которое выделяется при окислении в организме 1 г вещества, называют теплотой сгорания. Часть освобождающейся энергии используется для синтетических процессов восстановления изнашиваемых и построения новых клеток и тканей, часть потребляется в процессе функционирования органов и тканей: сокращения мышц, проведения нервных импульсов, синтеза ферментов и гормонов и др. Большая часть химической энергии переходит в тепло, которое идет на поддержание постоянной температуры тела.
Обмен энергии человека, или так называемый общий обмен, складывается из основного обмена и рабочей прибавки. Если человек находится в состоянии полного мышечного покоя: лежа с расслабленной мускулатурой, натощак (через 14 часов после последнего приема пищи), при температуре комфорта (18-22° С), то расход энергии составляет примерно 1700 ккал в сутки и называется основным обменом. В условиях основного обмена энергия расходуется на поддержание жизнедеятельности организма, работу внутренних органов (сердце, дыхательный аппарат и др.), а также на поддержание температуры тела. Основной обмен нарушается при заболевании эндокринных желез. При гиперфункции щитовидной железы он может повышаться до 150%. При недостаточности гипофиза основной обмен понижается - наступает гипофизарное ожирение.
Повышение энергетического обмена сверх основного обмена называют рабочей прибавкой. Факторами, повышающими расход энергии, являются прием пищи, низкая или высокая (свыше 30° С) внешняя температура и мышечная работа.
Терморегуляция. В живом организме, благодаря непрерывному обмену веществ, постоянно образуется тепло. Одновременно с поверхности тела происходит постоянная отдача тепла в окружающую среду. Следовательно, температура тела должна зависеть от соотношения двух процессов - теплообразования и теплоотдачи.
В организме тепло образуется главным образом в мышцах и печени. Образование тепла происходит за счет окисления углеводов и жиров.
Теплоотдача происходит несколькими путями: 1) проведением (прямой отдачей тепла от тела); 2) конвекцией (прямой передачей тепла перемещающимся частицам воздуха, воды); 3) излучением (в виде лучистой энергии инфракрасных лучей); 4) испарением влаги с кожных покровов.
Дата добавления: 2015-03-04 | Просмотры: 1488 | Нарушение авторских прав
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 |
|