Каталитическая функция. Большинство известных в настоящее время ферментов, называемых биологическими катализаторами, является белками. Транспортная функция
 Скачать 1.95 Mb.
|
|
125.Уровни регуляции обменных процессов в организме. Ведущая роль центральной нервной системы как основного компонента нейроэндокринной регуляции биологических систем. Организм человека как саморегулируемая система. Схема регулирования процессов обмена веществ. Гомеостаз и его нарушения при патологии. Виды адаптации: срочная и замедленная. Регуляция скорости протекания метаболизма часто осуществляется путем изменения скорости одной или, возможно, двух ключевых реакций, катализируемых "регуляторными ферментами ". Некоторые физико-химические факторы, контролирующие скорость ферментативной реакции, например, концентрация субстрата, имеют первостепенное значение при регуляций общей скорости образования продукта данного пути метаболизма. В то же время другие факторы, влияющие на активность ферментов, например температура и pH, у теплокровных животных постоянны и практически не имеют значения для регуляции скорости процессов метаболизма. При достижении равновесия прямая и обратная реакции протекают с одинаковой скоростью, и, следовательно, концентрации продукта и субстрата остаются постоянными. Многие метаболические реакции протекают именно в таких условиях, т.е. являются "равновесными". В стационарных условиях in vivo протекание реакции слева направо возможно за счет непрерывного поступления субстрата и постоянного удаления продукта D. Такой путь мог бы функционировать, но при этом оставалось бы мало возможностей для регуляции его скорости путем изменения активности фермента, поскольку увеличение активности приводило бы только к более быстрому достижению равновесия. В действительности в метаболическом пути, как правило, имеются одна или несколько реакций "неравновесного" типа, концентрации реактантов которых далеки от равновесных. При протекании реакции в равновесном состоянии происходит рассеивание свободной энергии в виде теплоты, и реакция оказывается практически необратимой. По такому пути поток реактантов идет в определенном направлении, однако без системы контроля наступит его истощение. Концентрации ферментов, катализирующих неравновесные реакции, обычно невелики, и активность ферментов регулируется специальными механизмами; эти механизмы функционируют по принципу "одноходового" клапана и позволяют контролировать скорость образования продукта. Гомеостаз – относительное динамическое постоянство внутренней среды и устойчивость основных физиологических функций организма человека и животных. "Сохранение структурно-функциональной стабильности" - суть любого гомеостаза, управляемого гомеостатом или саморегулируемого. С точки зрения химической биофизики гомеостаз – это состояние, при котором все процессы, ответственные за энергетические превращения в организме, находятся в динамическом равновесии. Это состояние обладает наибольшей устойчивостью и соответствует физиологическому оптимуму. С этих позиций основными причинами нарушения гомеостаза являются необычные для нормальной жизнедеятельности неферментативные реакции, протекающие в мембранах; в большинстве случаев это цепные реакции окисления с участием свободных радикалов, возникающие в фосфолипидах клеток. Эти реакции ведут к повреждению структурных элементов клеток и нарушению функции регулирования. К факторам, являющимся причиной нарушения гомеостаза, относятся также агенты, вызывающие радикалообразование, - ионизирующие излучения, инфекционные токсины, некоторые продукты питания, никотин, а также недостаток витаминов и т.д. Одним из основных факторов, стабилизирующих гомеостатическое состояние и функции мембран, являются биоантиокислители, которые сдерживают развитие окислительных радикальных реакций. 126.Особенности обмена веществ у ребенка раннего возраста. Несовершенство высших форм регуляции. Своеобразие гормональной регуляции. Основной обмен у младенца в два раза выше, чем у детей старшего возраста и у взрослых. Обмен, отнесенный к единице веса, как и к единице поверхности тела, постоянно увеличивается до второго года, а затем начинает уменьшаться. Это способствует усиленному росту тканей и органов. Неустойчивость обменных процессов обусловливается в значительной степени недостаточным регулирующим действием нервной системы, а также недостаточной активностью некоторых ферментов впервые дни и недели после рождения. Активность амилазы, каталазы и отчасти липазы хорошо выражена. Суточный основной обмен после рождения (при весе новорожденного 3000-3500 г.) приблизительно 209 Дж (50 кал/на 1 кг веса). В последующие дни достигает 230 Дж (55 кал) на 1 кг веса (у взрослых соответственно 100 Дж - 24 кал, на 1 кг веса). Белковый обмен. Известно, что содержание белков в организме плода тесно связано с содержанием свободных аминокислот у беременной. Аминокислоты проходят через плаценту (путем активного транспорта) и содержание их зависит от уровня эстерогенов и прогестерона. После рождения, в первые дни жизни, обычно существует отрицательный азотный баланс, связанный с высоким количеством выделяемого азота, а потребность организма в белках повышенная. Необходимым условием для нормального роста организма является положительный азотный баланс. Богатое белками молозиво оказывает в этом отношении благоприятное действие. На усиленное расщепление белков в первые дни жизни указывает увеличение выведения остаточного азота с мочой и повышение содержания мочевой кислоты (до пятого дня). Часто в этот период наблюдается и понижение дыхательного коэффициента, что указывает на недостаточное питание ребенка, сопровождающееся физиологической потерей веса и высоким процентом транзиторной лихорадки. Углеводный обмен. Глюкоза является основным источником энергии плода. Она быстро проходит через плаценту (путем диффузии) и при нормальных условиях содержание ее зависит от уровня сахара в крови у матери. Углеводы являются основным источником, обеспечивающим энергетические потребности организма. Они регулируют водный обмен и являются носителями растворимых в воде витаминов. В их присутствии полноценно используются белки и жиры. Углеводный обмен новорожденных очень лабилен и сахарная кривая тесно связана с составом пищи. В первый день после рождения в крови содержится в среднем 2,8 ммоль/л (50 мг%) сахара. Большая лабильность углеводного обмена проявляется повышенной чувствительностью к инсулину при нормальной адреналиновой реакции. Несмотря на низкое содержание сахара, симптомы гипогликемии наблюдаются редко (существует гликогеновое депо). Резорбция сахара у новорожденного сравнительно быстрая, но в связи с незрелостью печени гликогенообразование ограничено. Жировой обмен. Еще при рождении липогенез в ряде тканей плода очень активен. Плод синтезирует жиры из свободных жировых кислот, проходящих через плаценту, и из глюкозы. В последние месяцы беременности происходит наибольшее накопление жиров. По своей химической структуре жиры делятся на нейтральные, фосфатиды, гликолипиды, липиды и др. Нейтральные жиры - основной энергетический источник; остальные являются источником образования клеточной структуры. Организм синтезирует почти все жиры, кроме ненасыщенных жировых кислот. Минеральный обмен регулируют осмотическое давление в тканях и играют важную роль в водном, белковом и жировом обмене. При естественном вскармливании минеральные соли усваиваются значительно лучше, чем при искусственном. Степень использования организмом кальция и фосфора находится в тесной зависимости от соотношения их в пище новорожденного. Это соотношение особенно благоприятно в материнском молоке. Обмен витаминов. Витамины играют огромную роль в регуляции основных жизненных процессов. При отсутствии или недостаточности витаминов в организме наступает ряд нарушений. Повышенная потребность новорожденного в витаминах связана с быстрым ростом и вдвое более интенсивным обменом веществ. 127.Изменения ферментативных систем в ходе индивидуального развития организма как проявление биохимической адаптации. Срочная и замедленная адаптация. Резкое изменение условий внешней среды, несущее угрозу организму, запускает его сложную адаптивную реакцию. Основной регуляторной системой последней является гипоталамо - гипофизарноадреналовая система, деятельность которой, перестраивает активность вегетативных систем организма таким образом, что сдвиг гомеостаза устраняется или заблаговременно прекращается. В центральной нервной системе происходят изменения клеточного обмена, в частности, повышается метаболизм важнейших биологических макромолекул — РНК и белков. После ликвидации нарушений гомеостаза метаболизм макромолекул в нервных структурах, участвующих в процессе адаптации, все еще остается измененным. В этом и заключается механизм адаптации: если угроза повреждения гомеостаза повторится, она будет протекать уже на фоне измененного, адаптированного к стрессорному воздействию метаболизма клеточных структур. Поскольку повторное воздействие стресс-фактора приводит к адаптации, а именно на этом основаны тренировки, то сдвиги в метаболизме РНК и белков биологически целесообразны и способствуют более эффективному развитию физиологических адаптации. В процессе формирования адаптации к природным факторам среды ведущую роль играют реакции коры надпочечников, возбуждаемые секрецией адренокортикотропного гормона гипофиза. Любое интенсивное воздействие на организм приводит к появлению в организме изменений, лучше всего определяемых по состоянию надпочечников — их весу и химическому составу или по выделению в кровь и содержанию в тканях гормонов кортикостероидов и катехоламинов. Это касается, в основном, формирования индивидуальных адаптаций, реакций организма на факторы внешней среды. Большинство адаптационных реакций человеческого организма осуществляются в два этапа: начальный этап срочной, но не всегда совершенной, адаптации, и последующий этап совершенной, долговременной адаптации. Срочный этап адаптации возникает непосредственно после начала действия раздражителя на организм и может быть реализован лишь на основе ранее сформировавшихся физиологических механизмов. Примерами проявления срочной адаптации являются: пассивное увеличение теплопродукции в ответ на холод, увеличение теплоотдачи в ответ на тепло, рост легочной вентиляции и минутного объема кровообращения в ответ на недостаток кислорода. На этом этапе адаптации функционирование органов и систем протекает на пределе физиологических возможностей организма, при почти полной мобилизации всех резервов, но не обеспечивая наиболее оптимальный адаптивный эффект. Так, бег нетренированного человека происходит при близких к максимуму величинах минутного объема сердца и легочной вентиляции, при максимальной мобилизации резерва глюкогена в печени. Механизм адаптаций. 1.пассивный путь адаптации - по типу толерантности, выносливости; 2.адаптивный путь действует на клеточно-тканевом уровне; 3.резистентный путь – сохраняет относительное постоянство внутренней среды 128.Особенности активности ферментов в раннем онтогенезе. Относительная незрелость некоторых ферментных систем, слабая активность отдельных ферментов. Изменение условий питания – фактор, меняющий активность ферментов. В онтогенезе отмечается разнообразие возрастных изменений индукции ферментов. Разные периоды индукции определяют необходимость синтеза тех или иных ферментов. Важнейшим фактором, меняющим метаболизм детского организма, служит изменение условий питания, в частности, характер вводимой пищи. Это положение относится не только к гидролитическим ферментам желудочно-кишечного тракта. От количества и состава пищи зависит активность и тканевых энзимов. Например, на рационе, содержащем много белка в пище, наблюдается увеличение активности ферментов, синтезирующих мочевину и превращение аминокислот. 129.Особенности энергетического обмена у детей, их связь с процессами роста. У детей значительная часть энергии расходуется на рост и пластические процессы, которые наиболее велики у новорожденных и детей раннего возраста. Основной обмен веществ у детей меняется в зависимости от возраста ребенка и типа питания. По сравнению с первыми днями жизни, к полутора годам обмен веществ увеличивается более чем вдвое. Однако к периоду полового созревания расход энергии на основной обмен уменьшается на 300 ккал/куб.м. В период новорожденности выделяют следующие особенности метаболизма: • Уровень основного обмена в 2 раза выше, чем у взрослого, • Потребность в жидкости в 5 раз выше, чем у взрослого, • Фракция экскреции натрия в 10 раз меньше, чем у взрослого, • В первые дни жизни происходит существенное перераспределение жидкости между компартментами, • Существенную роль могут играть неощутимые потери • Секреторная функция поджелудочной железы полностью устанавливается только к концу 1-го года жизни. • Устойчивая перистальтика у плода появляется только после 28 – 30 недель гестации. • Координация сосания и глотания развивается после 33 – 36 недель гестации. Основной обмен – сумма энерготрат организма в определенных условиях, максимально приближенных к наиболее экономическому режиму жизнедеятельности; колличество тепла, выделяемого организмом в условиях покоя, температурного оптимума, натощак, отнесенное к единице поверхности тела, за сутки. Для человека, в настоящее время чаще всего пользуются формулой М. Клайбера: М = 67,7 • Р0,75 ккал/сут, где М — теплопродукция целого организма, а Р — масса тела. Соответственно интенсивность теплопродукции — т, равная М/Р, составит m =67,6 • Р-о.25. Очевидно, константа 67,6 ккал/сут— теплопродукция организма, масса которого равна 1 кг. Рост связан с увеличением синтеза крупных, термодинамически малоустойчивых молекул, для построения которых необходимы затраты энергии. При нарушении обмена веществ на клеточном уровне повреждены мембраны митохондрий, лизосом, эндоплазматической сети, ядра и др. Причинами нарушения обмена веществ на клеточном уровне являются: нарушения биоэнергетических и анаболических процессов, прежде всего биосинтеза нуклеиновых кислот и белков, а также липидов, нарушения постоянства внутренней среды, нарушения нервной и гуморальной регуляции и др. При нарушениях обмена веществ на органном и тканевом уровне изменяются специфические функции отдельных органов тканей. Его причины: органная гипоксия, регионарные нарушения гомеостаза, повреждения специальных метаболических процессов, обеспечивающих особые функции данного органа или ткани. 130.Лабильность биохимических показателей ребенка, причины этого явления. Легкость сдвигов при патологиях и меньшая специфичность.  131.Лабильность кислотно-щелочного равновесия в организме ребенка. Факторы, способствующие этому развитию. Метаболические и дыхательные респираторные нарушения, наблюдаемые в детском возрасте. Легкость возникновения ацидоза у детей, причины этого. Кислотно-основное равновесие – относительное постоянство реакции внутренней среды организма, количественно характеризующееся или концентрацией протонов, выраженной в молях на 1 л, или водородным показателем – отрицательным десятичным логарифмом этой концентрации – рН. ≪Первая линия защиты≫ живых организмов, препятствующая изменениям рН их внутренней среды, обеспечивается буферными системами крови. Буферная система представляет собой сопряженную кислотно-основную пару, состоящую из акцептора и донора водородных ионов (протонов). Поведение буферных растворов описывается уравнением Гендерсона– Хассельбаха, которое связывает значение рН с константой кислотности (Ка): рН – рКа + Ig ([акцептор протонов]/ [донор протонов]) Уравнение Гендерсона–Хассельбаха позволяет вычислить величину рК любой кислоты при данном рН, определить величину рН сопряженной кислотно-основной пары при данном молярном соотношении донора и акцептора протонов и рассчитать соотношение между молярными концентрациями донора и акцептора протонов при любом значении рН (если известна величина рКа слабой кислоты). Такое заболевание как ацидоз, как у детей, так и у взрослых обычно вызывается при избыточном сгорании жиров в результате отсутствия углеводов. Обычно это случается, когда ребенок болеет сахарным диабетом, при неправильном и недостаточном питании, когда в пище очень мало продуктов, содержащих углеводы, и, наоборот, в еде много блюд с высоким содержанием жиров. В результате этого в организме образуется намного больше кислоты, чем ему необходимо для нормального развития требуется. Другие причины ацидоза – это почечная недостаточность, понос или плохое всасывание в кишечнике, приводящее к недостатку натрия бикарбоната, а также болезнь Аддисона, подругому называемый туберкулезом надпочечников. Метаболизм - полный процесс превращения химических веществ в организме, обеспечивающих его рост, развитие, деятельность и жизнь в целом. В живом организме постоянно расходуется энергия, причём не только во время физической и умственной работы, но и при полном покое. Метаболизм представляет собой комплекс биохимических и энергетических процессов, обеспечивающих использование пищевых веществ для нужд организма и удовлетворения его потребностей в пластических и энергетических веществах. Нарушение метаболизма может происходить при изменениях в работе щитовидной железы, гипофиза, надпочечников, половых желез и при общем голодании. Он нарушается и при неправильном питании - избыточном, недостаточном или качественно неполноценном. В этих случаях идет сбой в тонкой регуляции метаболизма нервной системой. При этом изменяется тонус отдельных центров мозга, и, скорее всего, конкретно гипоталамуса. Это он регулирует и скорость выработки энергии, и строительные, накопительные процессы в организме. ОРЗ – группа заболеваний со сходными эпидемиологическими и многими клиническими особенностями, но крайне разнообразной этиологией: респираторно-вирусной (ОРВИ, грипп), энтеро-короно-вирусной, бактериальной, в т.ч. хламидийной и микоплазменной. ОРВИ чаще возникают в холодное время года - с октября по апрелю с пиком в феврале, инфекции, вызванные микоплазмой, учащаются в начале осени, а пневмококковая и стрептококковая группы А инфекции иногда учащаются в весенние месяцы. ОРЗ чаще регистрируются в холодном и умеренном климате, но эпидемии и пандемии повсеместны. Основной механизм передачи вирусной инфекции – воздушно-капельный, однако заражение через загрязненные руки, а для аденовирусов – и через предметы ухода играет немалую роль. Для бактериальных ОРЗ тесный и длительный контакт играет более значимую роль. |