Блок 1 Вопрос 1 Возбудимые ткани
 Скачать 6.33 Mb.
|
|
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ ВОПРОС № 75 (3) Гидролиз и всасывание питательных веществ в желудочно-кишечном тракте. Гидролиз и всасывание в желудке. Гидролиз и всасывание в тонкой кишке. Гидролиз и всасывание в толстой кишке. Гидролиз и всасывание в желудке. Пища, подвергнутая действию желудочного сока, уже называется химусом. Другими словами, пищевой комок, попадая в желудок, превращается в химус. Денатурация белков происходит под действием HCl. Если употребляется пища, обработанная при высокой температуре (например, вареное мясо), роль HCl в денатурации белков не имеет значения. Молоко как и другие жидкости не удерживаются долго в желудке. Физиологическое значение створаживания молока заключается в том, чтобы задержать его в желудке на время, необходимое для переваривания белков. В желудочном соке детей грудного возраста имеется фермент реннин,створаживающий молоко.Реннин в присутствии ионовСа 2+ превращает растворенные казеины молока в нерастворимую форму, что и составляет сущность створаживания. В желудке взрослых людей реннина нет: молоко у них створаживается в результате совместного действия кислой среды и пепсина. Кислый желудочный сок, обладает бактерицидным действием, создает барьер для попадания болезнетворных бактерий в кишечник. Как уже отмечалось выше в желудке происходит гидролиз углеводов до тех пор, пока пищевой комок весь не пропитается желудочным соком. желудочная липаза,расщепляющая жиры, которые находятся в пище в эмульгированном состоянии (жиры молока), на глицерин и жирные кислоты при рН = 5,9-7,9. У детей желудочная липаза расщепляет до 59 % жира молока. В желудочном соке взрослых людей липазы мало. Моносахара могут частично всасываться. Кроме того, в желудке может всасываться алкоголь, вода, некоторые ионы. Низкая активность абсорбции в желудке обусловлена, с одной стороны, изолирующим слоем мукоида, а с другой — высокой плотностью соединения эпителиальных клеток, слабой выраженностью межклеточных щелей. Гидролиз и всасывание в тонкой кишке. Наличие складок и ворсинок обеспечивает большую всасывающую поверхность тонкого кишечника. За счет круговых складок, называемых складками Керкринга, ворсинок и микроворсинок, всасывающая поверхность цилиндрической трубки увеличивается в 600 раз и достигает 200 м2. Функциональную единицу образуют ворсинка с ее внутренним содержимым и лежащими под ней структурами и крипта, разделяющая соседние ворсинки. Эпителий тонкого кишечника относится к тканям с наиболее высокой скоростью деления и обновления клеток. Недифференцированные цилиндрические клетки образуются в глубине крипты и мигрируют затем к вершине ворсинки; это перемещение занимает 24-36 ч. Всасывание компонентов пищи происходит главным образом верхней части ворсинки, а секреторные процессы в криптах. С лимфатической тканью желудочно-кишечного тракта связаны иммунокомпетентные клетки, называемые в связи с их формой М-клетками. Через 3-6 дней клетки, находящиеся на вершине ворсинки, слущиваются и заменяются новыми. В течение нескольких дней обновляется вся поверхность кишечника. В среднем за сутки через тонкий кишечник проходит около 9 л жидкости. Приблизительно 2 л поступают из крови и 7 л - с эндогенными секретами желез и слизистой кишечника (рис. 29.33). Более 80% этой жидкости всасывается обратно в тонком кишечнике - около 60% в двенадцатиперстной кишке и 20% в подвздошной кишке. Остальная жидкость всасывается в толстом кишечнике и только 1%, или 100 мл, выделяется из кишечника с каловыми массами. ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ ВОПРОС № 76 (3) Энергетический обмен у человека. Понятие. Прямая калориметрия. Непрямая калориметрия. Организм человека представляет собой открытую термодинамическую систему, которая характеризуется наличием обмена веществ и энергии. Обмен веществ и энергии – это совокупность физических, биохимических и физиологических процессов превращения веществ и энергии в организме человека и обмен веществами и энергией между организмом и окружающей средой. Указанные процессы, протекающие в организме человека изучают многие науки: биофизика, биохимия, молекулярная биология, эндокринология и, конечно же, физиология. Обмен веществ (метаболизм)– совокупность химических и физических превращений, происходящих в организме и обеспечивающих его жизнедеятельность во взаимосвязи с внешней средой. В обмене веществ различают две направленности процессов по отношению к структурам организма: ассимиляцию или анаболизм и диссимиляцию или катаболизм. Ассимиляция(анаболизм) – совокупность процессов создания жи-вой материи. Указанные процессы потребляют энергию. Диссимиляция(катаболизм) – совокупность процессов распада жи-вой материи. В результате диссимиляции энергия воспроизводится Основными источниками энергии в организме являются пищевые вещества: углеводы, жиры и белки. Освобождение энергии, содержащейся в пищевых веществах, в организме человека протекает в три этапа: 1 этап .Белки расщепляются до аминокислот, углеводы - до гексоз, например, до глюкозы или фруктозы, жиры – до глицерина и жирных кислот. На данном этапе организм в основном тратит энергию на расщепление веществ. 2 этап. Аминокислоты, гексозы и жирные кислоты в ходе биохимических реакций превращаются в молочную и пировиноградную кислоты, а также в Ацетил коэнзим А. На данном этапе из пищевых веществ высвобождается до 30% потенциальной энергии. 3 этап. При полном окислении все вещества расщепляются до СО2и Н2О. На данном этапе, в метаболическом котле Кребса, высвобождается оставшаяся часть энергии, около 70%. При этом не вся высвобождающаяся энергия аккумулируется в химическую энергию АТФ. Часть энергии распыляется в окружающую среду. Эта теплота получила название первичной теплоты (Q1). Энергия аккумулированная АТФ в дальнейшем расходуется на различные виды работы в организме: механическую, электрическую, химическую и активный транспорт. При этом часть энергии теряется в виде так называемой вторичной теплотыQ2. Энергетическая ценность пищевых веществ оценивается при помощи специальных устройств – оксикалориметрах. Следует добавить, что часть пищевых веществ, поступающих в организм, не усваивается. Например, в среднем не усваивается около 2% углеводов, 5% жиров и до 8% белков. К тому же, не все пищевые вещества в организме расщепляются до конечных продуктов – углекислого газа (диоксида углерода) и воды. Например, часть продуктов неполного расщепления белков в виде мочевины выделяется с мочой. С учетом вышеизложенного можно отметить, что реальная энерге-тическая ценность пищевых веществ несколько ниже, чем установлен-ная в экспериментальных условиях. МЕТОДЫ КАЛОРИМЕТРИИ Прямые методы калориметрии – методы непосредственного измерения теплоты, производимой организмом в тех или иных условиях. Принцип метода основан на том, что чем выше энергетический обмен в организме, тем большее количество теплоты рассеивается в окружающей среде. В этой связи, если исследуемый биологический объект поместить в теплоизолирующее помещение, содержащее теплопоглащающее вещество, замерить начальную, а по истечении определенного отрезка времени и конечную температуру, а также зная удельную теплоемкость теплопоглащающего вещества и его массу, можно рассчитать количество рассеянной организмом теплоты. Недостатки метода заключаются в его сложности, относительно длительном времени реализации и невозможности использовать в естественных условиях, в т.ч. в условиях реального производства. Методы непрямой калориметрии. Методы непрямой калориметрии основаны на косвенной оценке энергетических трат организма. К методам непрямой калориметрии относят метод пищевых рационов, хронометражно-табличный метод, анализа газов вдыхаемого и выдыхаемого воздуха. Метод пищевых рационовоснован на положении о том, что энерге-тический обмен можно оценить, зная соотношение пищевых веществ в потребляемых продуктах питания и их энергетическую ценность. Дан-ный метод весьма неточен, поскольку не учитывает индивидуальную усвояемость питательных веществ, степень их расщепления в организме, а следовательно и их энергетический эффект. Хронометражно-табличный метод основан на хронометрировании деятельности человека в течение заданного отрезка времени с целью выявления доли тех или иных действий, имеющих определенную энергетическую «цену». Энергетическая «цена» тех или иных действий оценивается по специальным таблицам, которые составлены на основе большого числа исследований энергетического обмена деятельности человека. Методы анализа газов вдыхаемого и выдыхаемого воздуха. Основная часть энергии в организме животных и человека воспро-изводится в ходе окисления питательных веществ с участием кислорода (О2) до конечных продуктов – диоксида углерода (СО2) и воды (Н2О). При этом при окислении тех или иных питательных веществ выделяется неодинаковое количество энергии, в связи с их неодинаковой энергетической ценностью. Таким образом, зная количество пот-ребленного кислорода и выделенного диоксида углерода, можно оценить энергетический обмен организма. Для оценки энергетического обмена методом анализа концентрации газов в выдыхаемом воздухе на первом этапе рассчитывают дыхательный коэффициент. Дыхательный коэффициент (ДК) – это отношение объема выделенного диоксида углерода к объему поглощенного за то же время кислорода. Данный метод достаточно прост, надежен и, в связи с этим широко применяется в медицине для оценки энергетического обмена человека. ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ ВОПРОС № 77 (3) Определение валового обмена веществ и энергии. Основной обмен– минимальный уровень энергетических трат, необходимый для поддержания жизнедеятельности организма. Представление об основном обмене, как минимальном уровне энергетических трат организма предъявляет и ряд требований к условиям, в которых должен оцениваться данный показатель. Условия, в которых должен оцениваться основной обмен: состояние полного физического и психического покоя (желательно в положении лежа); температура комфорта окружающей среды (18-20 градусов по Цельсию); спустя 10 – 12 часов после последнего приема пищи, чтобы избежать увеличения энергетического обмена, связанного с приемом пищи. Влияние возраста на основной обмен. Самый высокий основной обмен в пересчете на 1 кг. Массы тела у новорожденных (50-54 ккал/кг/сутки), самый низкий у пожилых людей (после 70 лет основной обмен составляет в среднем 30 ккал/кг/сутки). На постоянный уровень основной обмен выходит к моменту полового созревания к 12 – 14 годам и остается стабильным до 30-35 лет (около 40 ккал/кг/сутки). Влияние роста и массытела на основной обмен. Между массой тела и основным обменом существует практически линейная, прямая зависимость – чем больше масса тела, тем больше уровень основного обмена. Однако, эта зависимость не абсолютна. При повышении массы тела за счет мышечной ткани указанная зависимость практически линейна, однако, если увеличение массы тела связано с увеличением количества жировой ткани эта зависимость приобретает нелинейный характер. Поскольку масса тела при прочих равных условиях зависит от роста (чем больше рост – тем больше масса тела), между ростом и основным обменом существует прямая зависимость – чем больше рост, тем больше основной обмен. Учитывая тот факт, что рост и масса тела влияют на общую площадь тела, М. Рубнер (M.Rubner)сформулировал закон, в соответствии с которым основной обмен зависит от площади тела: чем больше площадь тела, тем больше основной обмен. Однако, указанный закон практически перестает работать в условиях, когда температура окружающей среды равна температуре тела. Кроме того, неодинаковая волосистость кожи существенно изменяет теплообмен между организмом и окружающей средой и поэтому закон Рубнера в этих условиях также имеет ограничения. Влияние половой принадлежностина уровень основного обмена. У мужчин уровень основного обмена на 5-6% выше, чем у женщин. Это объясняется различным соотношением жировой и мышечной ткани на 1 кг массы тела, а также различным уровнем метаболизма в связи с различиями химической структуры половых гормонов и их физиологическими эффектами. Рабочая прибавка. Рабочая прибавка является третьим компонентом валовых энергетических трат организма. Рабочая прибавка является частью энергетических трат организма на мышечную деятельность в окружающей среде. При тяжелой физической работе энергетические траты организма могут повышаться в 2 раза по сравнению с уровнем основного обмена. ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ ВОПРОС № 78 (3) Обмен белков. Виды, количество, функции белков. Азотистый баланс. Физиологическое значение аминокислотного состава пищевых белков и их биологическая ценность. Основными этапами обмена белков являются: 1. ферментативные расщепления белков пищи до аминокислот пищи до аминокислот и всасывание последних 2. превращение аминокислот 3. биосинтез белков 4. расщепление белков 5. образование конечных продуктов распада аминокислот (азотистый обмен). Пластическое значение белка. На долю белков приходится более 50 % сухой массы клетки. Белками являются все до сих пор открытые биологические катализаторы — ферменты (каталитическая функция белков). Эта функция белков является уникальной, не свойственной другим полимерным молекулам. Ферменты – очень, если не наиболее многочисленная группа (их около 2000). Питательная (резервная) функция белков. К таким белкам относятся так называемые резервные (запасные) белки, являющиеся источниками питания для развития плода; белки яйца (овальбумины) и основной белок молока (казеин) также выполняют главным образом питательную функцию. Эти белки необходимы для организма на ранних стадиях развития. Ряд других белков несомненно используется в организме в качестве источника аминокислот, которые в свою очередь являются предшественниками биологически активных веществ, регулирующих процессы обмена веществ. Транспортная функция белков. Дыхательная функция крови, в частности перенос 02, целиком осуществляется молекулами гемоглобина — белка эритроцитов. В транспорте липидов принимают участие альбумины сыворотки крови. Ряд других сывороточных белков образует комплексы с жирами, медью, железом, тироксином, витамином А и другими соединениями, обеспечивая их доставку в соответствующие органы — мишени. Защитная функция белков. Защитные белки – предохраняют организм от разрушения извне или способствуют его выживанию при повреждении. Основную функцию защиты в организме выполняет иммунологическая система, которая обеспечивает синтез специфических защитных белков — антител в ответ на поступление в организм бактерий, токсинов или вирусов. В качестве другого примера защитной роли можно привести способность ряда белков крови к свертыванию. Сократительная функция белков. В акте мышечного сокращения и расслабления участвует множество белковых веществ тела. Однако главную роль в этих жизненно важных процессах играют актин и миозин. Сократительная функция присуща не только мышечным белкам, но и белкам ряда субклеточных структур, что обеспечивает тончайшие процессы жизнедеятельности клеток. Например, тубулин ресничек и жгутиков обеспечивает возможность движения. Структурная функция белков. Данная функция белков многопланова. Белки со структурными функциями занимают по количеству первое место среди других белков тела человека. Широко распространены такие важные структурные белки, как коллаген в соединительной ткани, кератин в волосах, ногтях, коже, эластин в сосудистой стенке и др. Не менее важную роль выполняют белки в комплексе с углеводами в формировании ряда секретов — мукоидов, муцинов и т.д. Наконец, в комплексе с липидами (в частности, фосфолипидами) белки участвуют в образовании биомембран клеток. Структурные белки - это главный компонент соединительной ткани сухожилий, хрящей, связок, волос, шерсти, основа костей. Благодаря им организм скреплен в одно целое. Гормональная функция белков. Ряд гормонов представлен белками или полипептидами, например, гормоны гипофиза, поджелудочной железы и др. Если говорить об экзогенных белках, то необходимо вспомнить токсины, например холерный и дифтерийный токсины, ботулин, змеиные яды, которые, участвую в обмене веществ, существенно при этом нарушают его. Существуют белки со специальными функциями – например, рецепторные белки органов зрения, слуха, вестибулярного аппарата, кожи. Можно указать еще на некоторые другие жизненно важные функции белков, в частности, на способность белков к сохранению онкотического давления в клетках и в крови, на буферные свойства белков, регулирующие физиологическое значение рН внутренней среды, и др. Энергетическое значение заключается в обеспечении организма энергией, образующейся при расщеплении белков. Белки в организме не депонируются, т.е. не откладываются в запас, поэтому при поступлении с пищей значительного количества белка только часть его расходуется на пластические цели, большая же часть — на энергетические цели. При недостаточном поступлении белков с пищей распадаются собственных белки ряда тканей (т.н. резервные белки) - белки печени и мышц, плазмы крови (около 25 г в сутки). Образовавшиеся аминокислоты используются для синтеза необходимых белков, ферментов, гормонов, а также как источники энергии. На долю аминокислот (в составе белков и свободных) приходится более 95 % всего азота организма. Об общем состоянии аминокислотного и белкового обмена можно судить по азотистому балансу, т. е. разнице между количеством азота, поступающего с пищей, и количеством выделяемого азота. У взрослого здорового человека при нормальном питании имеет место азотистое равновесие. В период роста организма, а также при выздоровлении после истощающих заболеваний выводится азота меньше, чем поступает, - положителъный азотистый баланс. При старении, голодании и в течение истощающих заболеваний азота выводится больше, чем поступает, - отрицательный азотистый баланс. В среднем белки человека обновляются за 80 суток. Скорость распада и обновления белков различна. С наибольшей скоростью обновляются белки печени, слизистой оболочки кишечника, а также других внутренних органов и 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). Белки обладают различным аминокислотным составом. Аминокислоты можно разделить на заменимые и незаменимые. Заменимые аминокислоты могут синтезироваться в организме из других аминокислот при их недостаточном поступлении с пищей, незаменимые не могут. Этот термин означает лишь только, должны или не должны те или иные аминокислоты обязательно содержаться в пище. Заменимые аминокислоты также важны для организма, как и незаменимые. В связи с этим было введено понятие биологической ценности белков пищи. Белки, содержащие весь необходимый набор аминокислот в таких соотношениях, которые обеспечивают нормальные процессы синтеза, являются белками биологически полноценными. Белки, не содержащие тех или иных аминокислот или содержащие их в недостаточном количестве, являются неполноценными. Биологическая ценность одного и того же белка для разных людей различна, может изменяться в зависимости от состояния организма, предварительного пищевого режима, интенсивности и характера физиологической деятельности, возраста, индивидуальных особенностей обмена веществ и других факторов. Каждый белок неполноценен по своему, поэтому один неполноценный белок, может компенсировать неполноценность другого и наоборот. Наиболее высока биологическая ценность белков животного происхождения: мяса, яиц, рыбы, икры, молока. Считается, что пища человека должна содержать не менее 30 % животных белков. |