izbrannye_lektsii_po_normalnoy_fiziologi i (833811), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Указанные процессы потребляют энергию.Диссимиляция (катаболизм) – совокупность процессов распада живойматерии. В результате диссимиляции энергия воспроизводится.Жизнь животных и человека представляет из себя единство процессовассимиляции и диссимиляции. Факторами, сопрягающими данные процессы,являются две системы:- АТФ – АДФ (АТФ - аденозин три фосфат, АДФ – аденозин дифосфат;- НАДФ (окисленный) – НАДФ (восстановленный), где НАДФ –никотин амид ди фосфат.12Посредничествоуказанныхсоединениймежду процессамиассимиляции и диссимиляции обеспечивается тем, что молекулы АТФ иНАДФ выступают в роли универсальных биологических аккумуляторовэнергии, ее переносчика, своеобразной «энергетической валютой» организма.Вместе с тем, прежде чем энергия аккумулируется в молекулах АТФ иНАДФ, ее необходимо извлечь из питательных веществ, которые поступаютс пищей в организм. Такими пищевыми веществами являются известные вамбелки, жиры и углеводы.
К этому же следует добавить, что питательныевещества выполняют не только функцию поставщиков энергии, но ифункцию поставщиков строительного материала (пластическая функция) дляклеток, тканей и органов. Роль различных питательных веществ в реализациипластических и энергетических потребностей организма неодинакова.Углеводы в первую очередь выполняют энергетическую функцию,пластическая функция углеводов незначительна. Жиры в равной степенивыполняют и энергетические и пластические функции. Белки являютсяосновным строительным материалом для организма, но при определенныхусловиях могут являться и источниками энергии.Источники энергии в организме.Как уже отмечалось выше, основными источниками энергии ворганизме являются пищевые вещества: углеводы, жиры и белки.Освобождение энергии, содержащейся в пищевых веществах, в организмечеловека протекает в три этапа:1 этап.
Белки расщепляются до аминокислот, углеводы - до гексоз,например, до глюкозы или фруктозы,жиры – до глицерина и жирныхкислот. На данном этапе организм в основном тратит энергию нарасщепление веществ.2 этап. Аминокислоты, гексозы и жирные кислоты в ходе биохимическихреакций превращаются в молочную и пировиноградную кислоты, а также вАцетил коэнзим А. На данном этапе из пищевых веществ высвобождается до30% потенциальной энергии.3 этап. При полном окислении все вещества расщепляются до СО2 и Н2О.На данном этапе, в метаболическом котле Кребса, высвобождаетсяоставшаяся часть энергии, около 70%.
При этом не вся высвобождающаясяэнергия аккумулируется в химическую энергию АТФ. Часть энергиираспыляется в окружающую среду. Эта теплота получила названиепервичной теплоты (Q1). Энергия аккумулированная АТФ в дальнейшемрасходуется на различные виды работы в организме: механическую,электрическую, химическую и активный транспорт. При этом часть энергиитеряется в виде так называемой вторичной теплоты Q2.
Смотри схему 1.13Схема 1. Источники энергии в организме, результаты полного окисленияпищевых веществ и виды выделяемой теплоты в организме.Следует добавить, что количество выделяемой при окислении пищевыхвеществ не зависит от количества промежуточных реакций, а зависит отначального и конечного состояния химической системы.
Данное положениебыло впервые сформулировано Гессом (закон Гесса).Более подробно данные процессы вы рассмотрите на лекциях и занятиях,которые будут проводить с вами преподаватели кафедры биохимии.Энергетическая ценность пищевых веществ.Энергетическая ценность пищевых веществ оценивается при помощиспециальных устройств – оксикалориметрах. Установлено, что при полномокислении 1 г.
углеводов выделяется 4,1 ккал (1 ккал=4187 Дж.), 1 г. жиров 9.45 ккал., 1 г. белков – 5,65 ккал. Следует добавить, что часть пищевыхвеществ, поступающих в организм, не усваивается. Например, в среднем неусваивается около 2% углеводов, 5% жиров и до 8% белков. К тому же, невсе пищевые вещества в организме расщепляются до конечных продуктов –углекислого газа (диоксида углерода) и воды. Например, часть продуктовнеполного расщепления белков в виде мочевины выделяется с мочой.С учетом вышеизложенного можно отметить, что реальная энергетическая ценность пищевых веществ несколько ниже, чем установлен-ная вэкспериментальных условиях.Реальная энергетическая ценность 1 г.углеводов составляет 4,0 ккал, 1 г. жиров – 9,0 ккал, 1 г. белков – 4,0 ккал.142.
Основные понятия и определения физиологии обмена веществ иэнергии.Интегральной (общей) характеристикой энергетического обменаорганизма человека являются суммарные энергетические траты или валовыйэнергетические траты.Валовые энергетические траты организма совокупностьэнергетических трат организма в течение суток в условиях его обычного(естественного) существования. Валовые энергетические траты включаюттри компонента: основной обмен, специфическое динамическое действиепищи и рабочую прибавку. Валовые энергетические траты оценивают вкдж/кг/сутки или ккал/кг/сутки(1 кдж=0,239 ккал).Основной обмен.Начало учению об основном обмене положили работы ученыхТартусского университета Биддера и Шмидта (Bidder and Schmidt, 1852).Основной обмен – минимальный уровень энергетических трат,необходимый для поддержания жизнедеятельности организма.Представление об основном обмене, как минимальном уровнеэнергетических трат организма предъявляет и ряд требований к условиям, вкоторых должен оцениваться данный показатель.Условия, в которых должен оцениваться основной обмен:1) состояние полного физического и психического покоя (желательно вположении лежа);2) температура комфорта окружающей среды (18-20 градусов поЦельсию);3) спустя 10 – 12 часов после последнего приема пищи, чтобы избежатьувеличения энергетического обмена, связанного с приемом пищи.Факторы, влияющие на основной обмен.Основной обмен зависит от возраста, роста, массы тела и половойпринадлежности.Влияние возраста на основной обмен.Самый высокий основной обмен в пересчете на 1 кг.
Массы тела уноворожденных (50-54 ккал/кг/сутки), самый низкий у пожилых людей(после 70 лет основной обмен составляет в среднем 30 ккал/кг/сутки). Напостоянный уровень основной обмен выходит к моменту половогосозревания к 12 – 14 годам и остается стабильным до 30-35 лет (около 40ккал/кг/сутки).Влияние роста и массы тела на основной обмен.Между массой тела и основным обменом существует практическилинейная, прямая зависимость – чем больше масса тела, тем больше уровеньосновного обмена. Однако, эта зависимость не абсолютна. При повышениимассы тела за счет мышечной ткани указанная зависимость практическилинейна, однако, если увеличение массы тела связано с увеличениемколичества жировой ткани эта зависимость приобретает нелинейныйхарактер.15Поскольку масса тела при прочих равных условиях зависит от роста(чем больше рост – тем больше масса тела), между ростом и основнымобменом существует прямая зависимость – чем больше рост, тем большеосновной обмен.Учитывая тот факт, что рост и масса тела влияют на общую площадьтела, М.
Рубнер (M.Rubner) сформулировал закон, в соответствии с которымосновной обмен зависит от площади тела: чем больше площадь тела, тембольше основной обмен. Однако, указанный закон практически перестаетработать в условиях, когда температура окружающей среды равнатемпературе тела. Кроме того, неодинаковая волосистость кожи существенноизменяет теплообмен между организмом и окружающей средой и поэтомузакон Рубнера в этих условиях также имеет ограничения.Влияние половой принадлежности на уровень основного обмена.У мужчин уровень основного обмена на 5-6% выше, чем у женщин. Этообъясняется различным соотношением жировой и мышечной ткани на 1 кгмассы тела, а также различным уровнем метаболизма в связи с различиямихимической структуры половых гормонов и их физиологическимиэффектами.Специфическое динамическое действие пищи.Термин специфическое динамическое действие пищи впервые ввел внаучный обиход М.
Рубнер в 1902 году.Специфическое динамическое действие пищи – это повышениеэнергетического обмена организма человека, связанное с приемом пищи.Специфическое динамическое действие пищи – это энергетические тратыорганизма на механизмы утилизации принимаемой пищи. Указанный эффектв изменении энергетического обмена отмечается с момента подготовки кприему пищи, во время приема пищи и продолжается 10-12 часов послеприема пищи. Максимальное увеличение энергетического обмена послеприема пищи отмечаеся через 3 – 3,5 часа. Специальные исследованияпоказали, что на утилизацию пищи затрачивается от 6 до 10% ееэнергетической ценности.Рабочая прибавка.Рабочая прибавка является третьим компонентом валовых энергетическихтрат организма. Рабочая прибавка является частью энергетических траторганизма на мышечную деятельность в окружающей среде.
При тяжелойфизической работе энергетические траты организма могут повышаться в 2раза по сравнению с уровнем основного обмена.В последнее время в качестве четвертого компонента суммарныхэнергетических трат рассматривают энергию, затрачиваемую натерморегуляцию. Объемы затрат организма на терморегуляцию зависят оттемпературы внешней (окружающей) среды.3. Методы изучения энергетического обмена у человека.16Для изучения энергетического обмена у человека разработан целый рядметодов объединенный общим названием – калориметрия.Прямые методы калориметрии – методы непосредственного измерениятеплоты, производимой организмом в тех или иных условиях.
Принципметода основан на том, что чем выше энергетический обмен в организме, тембольшее количество теплоты рассеивается в окружающей среде. В этойсвязи,если исследуемый биологическийобъект поместить втеплоизолирующее помещение, содержащее теплопоглащающее вещество,замерить начальную, а по истечении определенного отрезка времени иконечную температуру, а также зная удельную теплоемкостьтеплопоглащающего вещества и его массу, можно рассчитать количестворассеянной организмом теплоты (Q) по известной формуле.Q = c x m x t , гдеc – удельная теплоемкость теплопоглащающего вещества;m – масса теплопоглащающего вещества;t – температурный сдвиг.Недостатки метода заключаются в его сложности, относительнодлительном времени реализации и невозможности использовать вестественных условиях, в т.ч.
в условиях реального производства.Методы непрямой калориметрии.Методы непрямой калориметрии основаны на косвенной оценкеэнергетических трат организма. К методам непрямой калориметрии относятметод пищевых рационов, хронометражно-табличный метод, анализа газоввдыхаемого и выдыхаемого воздуха.Метод пищевых рационов основан на положении о том, что энергетический обмен можно оценить, зная соотношение пищевых веществ впотребляемых продуктах питания и их энергетическую ценность. Данныйметод весьма неточен, поскольку не учитывает индивидуальную усвояемостьпитательных веществ, степень их расщепления в организме, а следовательнои их энергетический эффект.17Хронометражно-табличный методоснован на хронометрированиидеятельности человека в течение заданного отрезка времени с цельювыявлениядоли тех или иных действий, имеющих определеннуюэнергетическую «цену». Энергетическая «цена» тех или иных действийоценивается по специальным таблицам, которые составлены на основебольшого числа исследований энергетического обмена деятельностичеловека.Методы анализа газов вдыхаемого и выдыхаемого воздуха.Основная часть энергии в организме животных и человека воспроизводится в ходе окисления питательных веществ с участием кислорода (О2)до конечных продуктов – диоксида углерода (СО2) и воды (Н2О).
При этомпри окислении тех или иных питательных веществ выделяется неодинаковоеколичество энергии, в связи с их неодинаковой энергетической ценностью.Таким образом, зная количество потребленного кислорода и выделенногодиоксида углерода, можно оценить энергетический обмен организма. Дляоценки энергетического обмена методом анализа концентрации газов ввыдыхаемом воздухе на первом этапе рассчитывают дыхательныйкоэффициент. Дыхательный коэффициент (ДК) – это отношение объемавыделенного диоксида углерода к объему поглощенного за то же времякислорода.ДК = VСО2 / VО2Исследования показали, что ДК, как правило, колеблется в диапазоне от0,7 до 1,0.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
