 |
|
АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология |
Лекция 3. Основы жизнедеятельности
1. Сущность обмена веществ 2. Обмен веществ. 3. Регуляция обмена белков. 4. Обмен жиров. 5. Обмен углеводов.
Сущность обмена веществ. Как бы ни были разнообразны формы проявления жизни, они всегда неразрывно связаны с превращением энергии. Энергетический обмен является особенностью, присущей каждой живой клетке. Богатые энергией питательные вещества усваиваются и химически преобразовываются, а конечные продукты обмена веществ с более низким содержанием энергии выделяются из клетки. Согласно первому закону термодинамики, энергия не исчезает и не возникает вновь. Организмы должны получать энергию в доступной для них форме из окружающей среды и возвращать в среду соответствующее количество энергии в форме, менее пригодной для дальнейшего использования. Около столетия тому назад французский физиолог Клод Бернар установил, что живой организм и среда образуют единую систему, т.к. между ними происходит непрерывный обмен веществами и энергией. Нормальная жизнедеятельность организма поддерживается регуляцией внутренних компонентов, требующей затраты энергии. Использование химической энергии в организме называют энергетическим обменом: именно он служит показателем общего состояния и физиологической активности организма. Обменные (или метаболические) процессы, в ходе которых специфические элементы организма синтезируются из поглощенных пищевых продуктов, называют анаболизмом; соответственно те метаболические процессы, в ходе которых структурные элементы организма или поглощенные пищевые продукты подвергаются распаду, называют катаболизмом. Единицы измерения энергетического обмена. Традиционная единица энергии, применяемая, как правило, в биологии – это калория (кал). Ее определяют как количество энергии, необходимой для повышения температуры 1 г воды на 1 0С. При изучении энергетических процессов в организме человека используют более крупную единицу – килокалорию (ккал), равную 1000 кал. На сегодня во всем мире принята единая система единиц величин – Международная система единиц (СИ), в которой при измерении энергии и мощности соответственно приняты джоуль (1Дж = 4,187 кал), и ватт (1 Вт = 1 Дж/с). Обмен веществ. Белки занимают ведущее место среди органических элементов, на их долю приходится более 50% сухой массы клетки. Они выполняют ряд биологических функций: 1) вся совокупность обмена веществ в организме (дыхание, пищеварение, выделение); 2) все двигательные функции организма обеспечиваются взаимодействием сократительных белков – актина и миозина. 3) пластическая функция – заключается в восполнении и новообразовании различных структурных компонентов клетки. 4) энергетическую – обеспечение организма энергией, образующейся при расщеплении белков. Белки в организме находятся в постоянном расщеплении и обновлении. Скорость обновления белков неодинакова для разных тканей. С наибольшей скоростью обновляются белки печени, слизистой оболочки кишечника, плазмы крови. Медленнее обновляются белки, входящие в состав клеток мозга, сердца, половых желез и еще медленнее – белки мышц, кожи и особенно опорных тканей (сухожилий, костей и хрящей). Потеря белка у человека массой 70 кг = 23 г/сут. Поступление в организм белка в меньшем количестве ведет к отрицательному азотистому балансу, не удовлетворяющему пластические и энергетические потребности организма. Для полного удовлетворения потребности организма в белке в сутки человек должен получать 80-100 г белка, в том числе 30 г животного происхождения, а при физических нагрузках 130-150 г. Эти количества в среднем соответствуют физическому оптимому белка – Белки состоят из аминокислот. Экспериментально установлено, что из 20 входящих в состав белков аминокислот 12 синтезируются в организме (заменимые аминокислоты), а 8 не синтезируются (незаменимые аминокислоты). Без незаменимых аминокислот синтез белка резко нарушается и наступает отрицательный баланс азота, останавливается рост, падает масса тела. Незаменимыми аминокислотами являются: лейцин, изолейцин, валин, метионин, лизин, треонин, фенилаланин, триптофан. Регуляция обмена белков Нейроэндокринная регуляция обмена белков осуществляется группой гормонов. Соматотропный гормон гипофиза во время роста организма стимулирует увеличение массы всех органов и тканей. У взрослого человека он обеспечивает процесс синтеза белка за счет повышения проницаемости клеточных мембран для аминокислот, усиления синтеза информационной РНК в ядре клетки и подавление синтеза катепсинов (ферментов внутри Кл.). Существенное влияние на белковый обмен оказывают гормоны щитовидной железы – тироксин и трийодтиронин Они могут в определенных концентрациях стимулировать синтез белка и благодаря этому активировать рост, развитие и дифференциацию тканей и органов. Гормоны коры надпочечников - глюкокортикоиды (гидрокортизон, кортикостерон) усиливают распад белков в тканях, особенно в мышечной и лимфатической. В печени глюкокортикоиды, наоборот стимулируют синтез белка. Обмен жиров Жиры и липоиды (жироподобные в-ва – фосфатиды, стерины, церебризиды) объединены в одну группу по физико-химическим свойствам: они не растворимы в воде, но растворяются в органических растворителях (эфиры, спирт). Эта группа веществ важна для пластического и энергетического обмена. Пластическая роль липидов состоит в том, что они входят в состав клеточных мембран и определяют их свойства. Велика энергетическая роль жиров. Их теплотворная способность более чем в 2 раза превышает таковую у углеводов или белков. Большая часть жиров в организме находится в жировой ткани, меньшая часть входит в состав клеточных структур. Общее количество жира в организме человека колеблется в широких пределах и в среднем составляет 10-20% массы тела, а в случае патологического ожирения может достигать даже 50%. Количество запасного жира зависит от характера питания, количества пищи, конституциональных особенностей, а также от величины расхода энергии при мышечной деятельности, пола, возраста. Процесс жирообразования, его отложения и мобилизации регулируется нервной эндокринной системами, а также тканевыми механизмами и тесно связан с углеводным обменом. Так повышение концентрации глюкозы в крови уменьшает распад триглициридов и активирует их синтез. Понижение концентрации глюкозы в крови, наоборот, тормозит синтез триглициридов и усиливает их расщепление. Таким образом, взаимосвязь жирового и углеводного обменов направлен на обеспечение энергетических потребностей организма. При избытке углеводов в пище триглицириды депонируются в жировой ткани, при нехватке углеводов происходит расщепление триглициридов с образованием неэстерифицированных жирных кислот, служащих источником энергии. Ряд гормонов оказывает выраженное влияние на жировой обмен. Выраженным жиромобилизующим действием обладают гормоны мозгового слоя надпочечников - адреналин и норадреналин. Поэтому длительная адренолинемия сопровождается уменьшением жирового депо. Соматотропный гормон гипофиза также обладает жиромобилизующим действием. Аналогично действует тироксин – гормон щитовидной железы. Поэтому гиперфункция щитовидной железы сопровождается похудением. Наоборот тормозят мобилизацию жира глюкокортикоиды – гормоны коры надпочечников т.к. они несколько повышают уровень глюкозы в крови. Аналогично действует инсулин – гормон поджелудочной железы. Симпатическая н.с. тормозит синтез триглициридов и усиливает их распад. Парасимпатическое влияние, наоборот, способствует отложению жира. Нервное влияние на жировой обмен контролируется гипоталамусом. При разрушении вентромедиальных ядер гипоталамуса развивается длительное повышение аппетита и усиленное отложение жира. Раздражение этих ядер ведет к потере аппетита и исхуданию. Пищевые продукты, богатые жирами, обычно содержат некоторое количество липоидов – фосфатидов и стеринов. Физиологическое значение этих веществ велико. Они входят в состав кл. структур, в частности кл. мембран, ядерного в-ва и цитоплазмы. Фосфатидами особенно богата нервная ткань. Фосфатиды синтезируются в стенках кишечника и в печени. Печень является депо некоторых фосфатидов (лецитина) его много в печени после приема пищи богатой жирами. Стероиды – холестерин. Это в-во входит в состав клеточных мембран; оно является источником образования желчных кислот, а так же гормонов коры надпочечников и половых желез. Обмен углеводов. Основная роль углеводов определяется их энергетической функцией. Глюкоза крови является непосредственным источником энергии в организме. Быстрота его распада и окисления. А также возможность быстрого извлечения из депо обеспечивают экстренную мобилизацию энергетических ресурсов при стремительно нарастающих затратах энергии в случаях эмоционального возбуждения, при интенсивных мышечных нагрузках. Уровень глюкозы в крови 4,4-6,7ммоль/л (80-120 мг%) является важнейшей гомеостатической константой организма. Особенно чувствительной к понижению уровня сахара в крови (гипогликемия) является ЦНС. Уже незначительная гипогликемия проявляется общей слабостью и быстрой утомляемостью. При снижении уровня сахара в крови до 2,8-2,2 ммоль/л (50-40мг%) наступают судороги, бред, потеря сознания, а также вегетативные реакции: усиление потоотделения, изменение просвета кожных сосудов. Введение в кровь глюкозы или прием сахара быстро устраняет расстройства. Глюкоза, поступающая в кровь из кишечника, транспортируется в печень. Где из нее синтезируется гликоген. Гликоген печени представляет собой резервный углевод. Количество его может достигать у взрослого человека 150-200 г. Образование гликогена при относительно медленном поступлении сахара в кровь происходит достаточно быстро, поэтому после введения небольшого количества углеводов повышение содержания глюкозы в крови (гипергликемия) не наблюдается. Если же в пищеварительный тракт поступает большое количество легко расщепляющихся и быстро всасывающихся углеводов содержание глюкозы в крови быстро увеличивается. Развивающуюся при этомгипергликемию называют алиментарной, иначе говоря – пищевой. Её результатом является глюкозурия, т.е. выделение глюкозы с мочой, которое наступает в том случае. Если уровень его в крови повышается до 8,9-10,0ммоль/л (160-180 мг%). При полном отсутствии углеводов в пище они образуются в организме из продуктов распада жиров и белков. По мере убыли глюкозы в крови происходит расщепление гликогена в печени и поступление глюкозы в кровь (мобилизация гликогена). Благодаря этому сохраняется относительное постоянство содержания глюкозы в крови. Гликоген откладывается в мышцах, где его содержится около 1-2%. Количество гликогена в мышцах увеличивается при обильном питании и уменьшается во время голодания. При работе мышц под влиянием фермента фосфолипазы, которая активируется в начале мышечного сокращения, происходит усиленное расщепление гликогена, являющегося одним из источников энергии мышечного сокращения. Захват глюкозы разными органами из притекающей крови неодинаков: мозг задерживает 12% глюкозы, кишечник – 9%, мышцы – 7%, почки – 5%. Распад углеводов в организме происходит как бескислородным путем до молочной кислоты (анаэробный гликолиз), так и путем окисления продуктов распада углеводов до СО2 и Н2О. Уровень глюкозы в крови регулируется гормонами - инсулином, глюкагоном, адреналином, соматотропином и кортизолом. Минеральный обмен. Процессы всасывания, усвоения, распределения, превращения и выделения из организма неорганических соединений составляют совокупности минерального обмена. Основными источниками минеральных веществ являются пищевые продукты – мясо, молоко, черный хлеб, бобовые, овощи. Основными активными элементами являются ионы натрия, калия, кальция, магния. В состав жидких сред входят ионы железа, марганца, цинка, кобальта, йода. В организме здорового человека массой тела 70 кг содержится 150-170 г натрия, 3200 -3150 ммоль калия. Калия выполняет важные функции: 1)участвует во всех видах обмена веществ, особенно белков и углеводов; 2) участвует в синтезе АТФ и поэтому влияет на сокращение мышц. Недостаток его вызывает атонию скелетных мышц; избыток повышение тонуса, а очень высокое содержание парализует мышцу; 3) участвует в синтезе ацетилхолина и влияет на синоптическую передачу возбуждения; 4) вызывает расширение сосудов; 5) обеспечивает клетке способность к возбуждению. Нормальное содержание кальция в плазме 2,1–2,6 ммоль/л. Кальций принимает активное участие в процессах возбуждения, синоптической передачи, мышечного сокращения, участвует в окислении жиров и углеводов, в свертывании крови, формирует структурную основу костного скелета. В регуляции равновесия между кальцием плазмы и кальцием костей принадлежит гормону околощитовидных желез (паратирину). Суточная потребность в магнии 150-450 мг. При недостатке магния наблюдается мышечная слабость, в том числе и сердечной мышцы, угнетение дыхания. Общее содержание хлора в организме 2000 ммоль. Он является 2 после натрия внеклеточным анионом. Участвует в процессах возбуждения и торможения, в синоптической передаче, в образовании соляной кислоты желудочного сока. Дата добавления: 2015-05-19 | Просмотры: 847 | Нарушение авторских прав |