Лекция Обмен веществ и энергии в организме. Питание
 Скачать 4.57 Mb.
|
Лекция 9. Обмен веществ и энергии в организме. ПитаниеПластический и энергетический обмен. Обмен энергии в организме. Обмен белков. Азотистое равновесие. Обмен жиров и углеводов. Водно-солевой обмен. Питание. Нормы питания. Обмен веществ, или метаболизм, -лежащий в основе жизни закономерный порядок превращения веществ и энергии в живых системах, направленный на их сохранение и самовоспроизведение; совокупность всех химических реакций, протекающих в организме. Ф. Энгельс, определяя жизнь, указывал, что ее важнейшим свойством является постоянный ОВ с окружающей внешней природой, с прекращением которого прекращается и жизнь. Т. о., ОВ - существеннейший и непременный признак жизни. ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИПитательные вещества: Белки Жиры Углеводы витамины минеральные вещества Н2О О2 Продукты обмена: СО2 мочевина и т.д. Н2О Тепло Организм человека Процессы ассимиляции (анаболизма) и диссимиляции (катаболизма) Окружающая среда Окружающая среда → → Две стороны обмена веществ:Пластический обмен – процессы, направленные на рост и обновление структур организма Энергетический обмен – процессы, направленные на энергообеспечение функций организма ( в том числе пластического обмена) Энергетический обмен включает: энергетический катаболизм – распад субстратов для выработки энергии; энергетический анаболизм – синтез субстратов для запасания энергии. Пластический обмен включает: пластический катаболизм – распад старых структур для их обновления; пластический анаболизм – построение новых структур. Уровни интенсивности обменных процессовЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ БАЛАНС: Образование Э. = Э. работы + Э.теплопотерь + Э.запас.УРОВНИ ИНТЕНСИВНОСТИ ЭНЕРГООБМЕНА КЛЕТКИ: Уровень поддержания целостности клетки - 15% Уровень функциональной готовности клетки - 50% Уровень функциональной активности клетки - 100% Энергетический баланс – это соотношение между количеством энергии, поступающей с пищей, и энергией, расходуемой организмом.Энергетическое равновесие Положительный энергетический баланс Отрицательный энергетический баланс На что расходуется энергия в организме?Общий обмен (ОО) – это суточные энергозатраты на все виды деятельностиОбщий обмен складывается из: основного обмена (ОсО) специфически динамического действия пищи (СДДП) рабочей прибавки (РП) Основной обмен- это суточные энергозатраты организма в условиях покоя. ОсО определяется в стандартных условиях: - бодрствование физический (лежа) и психический покой натощак – через 12-14 ч после приема пищи (белки исключаются за 2-3 дня) в условиях температурного комфорта (18-20о С) Должный ОсО – это величина ОсО, которая должна быть у человека с учетом пола, роста, массы тела и возраста. Определяют: - по таблицам Гарриса и Бенедикта - по формулам Гарриса и Бенедикта - по приближенной формуле (на 1 кг массы тела расходуется 1 ккал в час) ДОсО = 1 ккал × масса тела × 24 час. - по площади поверхности тела Фактический ОсО - это величина ОсО, которая имеется у человека в действительности. Определяется методом калориметрии. Определяют % отклонения ФОсО от ДОсО. Отклонения ФОсО от ДОсО ± 10% норма. Расходы энергии основного обмена:на работу мозга (18%), печени (26%), почек (7%), сердца (9%), мышечный тонус (26%) работу других органов (14%). Специфически динамическое действие пищи (СДДП)СДДП – это дополнительные к величине ОсО энергозатраты, связанные с приемом пищи. СДДП зависит от вида принимаемой пищи: белки + 28-30%, жиры + 12-14%, углеводы + 7-8%. смешнное питание + 15%. Основной обмен зависит отвозраста пола роста массы тела функции эндокринных желез Рабочая прибавка - это дополнительные к величине ОсО энергозатраты, связанные с выполнением различных видов работ РаботаФизическая Умственная Суточные энергозатраты (общий обмен) = ОсО × КФА (коэффициент физической активности) Энергетический обмен – это совокупность процессов превращения различных форм энергии между собой 1 группа – работники преимущественно умственного труда, (научные работники, студенты гуманитарных специальностей, операторы ЭВМ, педагоги и др.) Коэффициент физической активности (КФА) – 1,4 2 группа – работники, занятые легким трудом, КФА – 1,6 (водители трамваев, троллейбусов, агрономы, врачи, медсестры, работники сферы обслуживания и др.) 3 группа – работники средней тяжести труда, КФА – 1,9 (слесари, станочники, водители автобусов, врачи-хирурги, металлурги-доменщики и др.) 4 группа – работники тяжелого физического труда, КФА – 2,2 (строительные рабочие, механизаторы, металлурги и литейщики и др.) 5 группа – работники особо тяжелого физического труда, КФА – 2,5 (горнорабочие, вальщики леса, землекопы и др.) Расчет энергетического балансаРасчет энергозатрат: определение количества тепла, выделяемого из организма. методы калориметрии: Прямая Непрямая (газовый анализ) Прямая калориметрия – непосредственное определение количества тепла, выделяемого человеком во внешнюю среду.Калориметр Непрямая калориметрияПолный газовый анализ- определение энергозатрат организма на основании потребленного О2 и выделенного СО2. Неполный газовый анализ. Определение энергозатрат по количеству потребленного О2Спирографы закрытого типа Ассимиляция – совокупность процессов создания структур организма с накоплением энергии.Поступление из внешней среды веществ, необходимых для организма; превращение питательных веществ в соединения, которые могут использоваться клетками и тканями; синтез структурных элементов клеток, ферментов и т.д., замена устаревших новыми; синтез более сложных соединений из более простых; отложение запасов. Диссимиляция – совокупность процессов распада живой материи с выделением энергии.Мобилизация запасов организма; Расщепление сложных органических соединений до более простых; распад устаревших тканевых и клеточных элементов; Расщепление богатых энергией соединений с освобождением энергии; Выведение продуктов распада из организма. Гормоны, регулирующие преимущественно энергетический обмен: адреналин глюкагон глюкокортикоиды инсулин
Гормоны, регулирующие иные обменные процессы (пластический обмен, терморегуляцию) и, как следствие – энергетический обмен: тиреоидные гормоны соматотропный гормон тестостерон эстрогены
Энергетические субстратыразличаются по: скорости высвобождения энергии в процессе катаболизма; емкости депо (величине запасов). Чем выше скорость высвобождения энергии субстрата, тем меньше его запасы. Энергетические субстратыУглеводы – это субстрат с быстрым высвобождением энергии, но малыми резервами («быстрое топливо» организма); Липиды – это субстрат с медленным высвобождением энергии, но большими резервами («резервное топливо» организма). Характеристика углеводовБыстрый энергетический субстрат. растворимы в воде могут достигать высокой концентрации в крови; поставка У к работающим тканям может быть быстрой и значительной служат энергетическим субстратом для тканей с быстрым использованием энергии. Значение углеводовНервная ткань использует почти исключительно углеводы. Мелкие молекулы углеводов осмотически активны. Уровень глюкозы в крови должен поддерживаться на постоянном уровне. Характеристика липидовМолекулы Л: крупные, жирорастворимые (гидрофобные), обладают относительно низким содержанием атомов кислорода. обладают малой растворимостью. Л – медленный энергетический субстрат. Не могут достигать высокой концентрации в крови - не могут служить энергетическим субстратом для тканей с быстрым использованием энергии. Пути превращений энергетических субстратовРасходование и депонирование (так как потребности в энергии постоянно изменяются). Переход на преимущественное использование того или другого субстрата (в зависимости от вида нагрузки, питания, некоторых других условий). Взаимное превращение субстратов. Расчет энергетического баланса1. Определение количества энергии, поступившей в организм: Количество белков, жиров и углеводов Калорические коэффициенты питательных веществ: при окислении
1 г жира - 9,3 ккал 1 г углеводов – 4,1 ккал 1 ккал = 4,19 кДж. Распределение количества энергии, получаемой за счет белков, жиров и углеводовуглеводы углеводы (55-60%) жиры жиры (30%) белки белки (10-15%)
Обмен белковРезерв белков = 45 г (альбумины крови). При безбелковой диете в организме разрушается около 23 г белка (абсолютный белковый минимум). Физиологический белковый минимум - 30 - 40 г в день. Белковый оптимум: ВЗРОСЛЫЙ ЧЕЛОВЕК - 1 г белка на кг массы тела. ПОЖИЛЫЕ ЛЮДИ И ДЕТИ – 1,5 г белка на кг массы тела. ПРИ ФИЗИЧЕСКОЙ РАБОТЕ, БЕРЕМЕННОСТИ, ТЯЖЕЛЫХ ЗАБОЛЕВАНИЯХ - 2 г белка на кг массы тела. Азотистый балансЭто отношение количества азота, поступившего с пищей, к количеству азота, выделенного из организма. 100 г белка содержит 16 г азота (1 г азота соответствует 6,25 г белка). Азотистый баланс:
- положительный - отрицательный Азотистое равновесие – расход азота равен приходу (норма). Отрицательный азотистый баланс –расход азота больше прихода (при недостаточном приходе белка или усиленном его распаде, например, при опухолевом росте), так как: белки ни из чего не образуются; резервов белков практически нет; белки обязательно расходуются, даже если они не поступают. Б – преимущественно пластический субстрат. Положительный азотистый баланс – приход азота больше расхода. Это наблюдается при усиленном образовании новых структур: росте; беременности; наращивании мышечной массы; после голодания при выздоровлении после изнуряющих болезней при условии, что поступление белка достаточно. Обмен жировФункции жиров: энергетическая пластическая защитная всасывание витаминов терморегуляция Суточная потребность – 1-1,2 г на 1 кг массы тела Биологическая ценность незаменимые жирные кислоты - полиненасыщенные: линолевая, линоленовая арахидоновая заменимые жирные кислоты Характеристика липидовЛипиды – пластический материал (основа биологических мембран). Липиды способствуют всасыванию в кишечнике жирорастворимых веществ (напр., жирорастворимых витаминов). Подкожная жировая клетчатка - теплоизолятор. Отложения липидов выполняют важную механическую функцию (п/кожная ЖК смягчает механические травмы, жировые капсулы фиксируют внутренние органы) Липиды входят в состав или служат источником многих важных веществ (стероидные гормоны, желчные кислоты, простагландины и др.) Обмен углеводовФункции углеводов: 1. энергетическая 2. пластическая 3. защитная (глюкуроновая к-та) Депо углеводов 300 – 400 гр. Моносахариды (глюкоза, фруктоза, галактоза, манноза) Полисахариды: перевариваемые (крахмал, гликоген)- 80% неперевариваемые (целлюлоза, пектиновые вещества) Водно-солевой обмен Водно-солевой обменсовокупность процессов: всасывания, распределения, потребления, выделения воды и солей. Обеспечивает гомеостаз: постоянство осмотической концентрации, ионного состава, КЩР внутренней среды организма. Движение воды и солейФункции воды в организмеФункция растворителя - все вещества перед всасыванием растворяются в воде; транспортная – переносит питательные вещества к клеткам и уносит продукты распада; участие в окислительных процессах и других химических реакциях; терморегуляторная; входит в состав пищеварительных соков. Водные пространства организма(классификация J.S. Edelman, J. Leibman 1959)Интрацеллюлярная жидкость (пространство) Экстрацеллюлярная жидкость (пространство):
●Трансцеллюлярная жидкость – вода в составе секретов желез ЖКТ и других, мочи, ликвора, жидкости полости глаз, отделяемого серозных оболочек, синовиальной жидкости Интерстициальный (межклеточный) водный сектор, содержит 1/4 всей воды организма (15% массы тела); является наиболее подвижным, меняющим объем при избытке или недостатке воды в теле. Вся вода организма обновляется примерно раз в месяц; внеклеточное водное пространство - еженедельно. «Третье пространство»Скопления внеклеточной жидкости, в которых не действуют физиологические механизмы регуляции водно-электролитного баланса, обозначают термином «третье пространство»; это воды полостей тела: брюшной, плевральной и т. д. Система регуляций водного баланса обеспечивает основные жизненные процессы: поддержание постоянства общего объема жидкости в организме, оптимальное распределение воды между водными пространствами и секторами организма. Факторы поддержания относительного водного постоянства: деятельность почек и других органов выделения, питьевое поведение и жажда. Активация РAA Ишемия почек Симпатическая нервная система AДГ ЖАЖДА Натриевый/Водный баланс Осмоляльность плазмы Регуляция обмена натрия и объема внеклеточной жидкости Количество и тоничность жидкости Уровень альдостерона Гиповолемия Вазоконстрикция Гипотензия ПНП Роль АДГ в регуляции водно-солевого балансаНарушения водно-солевого балансаГипергидратация – избыточное поступление и образование воды при неадекватно малом ее выделении из организма, ведущее к ее накоплению. Вода в основном накапливается в интерстициальном водном секторе. Значительная степень гипергидратации проявляется водной интоксикацией (возбуждение нервных центров и мышечные судороги). Дегидратация – недостаточное поступление и образование воды или чрезмерно большое ее выделение, приводящее к уменьшению водных пространств, г.о., интерстициального сектора. Сопровождается сгущением крови, ухудшением ее свойств и нарушением гемодинамики. Снижение количества воды до 20% массы тела ведет к летальному исходу. Поступление воды Потребность человека в воде составляет в сутки 2-2,5 л.Источники: вода в составе питья (900-1200 мл) и пищи (900-1000 мл); вода эндогенная (300-350 мл). Воду удаляют почки, потовые железы, легкие и кишечник. Почки за сутки удаляет 1-1,5 л воды в виде мочи. Потовые железы выделяют 500-1000 мл в обычных условиях. Выведение водыЧерез кишечник с калом выделяется 100-150 мл воды. Потребленная вода / выведенная вода = водный баланс. Приход воды должен полностью покрывать расход, иначе наступают серьезные нарушения жизнедеятельности. Легкими в виде водяных паров выдыхается 350-400 мл воды. При углублении и учащении дыхания за сутки может выделиться до 800 мл воды. Питание. Основные принципы составления пищевого рационаПитание должно быть рациональным и сбалансированным, чтобы обеспечить сохранение здоровья, высокую работоспособность. Физиологические нормы питания зависят от возраста, пола, массы тела, климата, характера выполняемой работы и функционального состояния организма. Требования, предъявляемые к пищевому рациону:◘ Энергетическая достаточность; ◘ достаточность и сбалансированность поступления ◘ белков; ◘ жиров; ◘ углеводов; ◘ соотношение в пищевом рационе белков, жиров и углеводов; ◘ достаточность содержания витаминов и минеральных солей; ◘ кратность приема пищи и %-ное распределение приема пищи. Энергетическая достаточность пищевого рационаОпределение энергетической ценности пищевого рациона с учетом усвояемости питательных веществ. Усвояемость - животной пищи - 95% - растительной - 80% - смешанной - 85-90% ПРАВИЛО ИЗОДИНАМИИ – ПИТАТЕЛЬНЫЕ ВЕЩЕСТВА, КАК ИСТОЧНИК ЭНЕРГИИ, ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМЫ В СООТВЕТСТВИИ С ИХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЦЕННОСТЬЮ. Рекомендуемое соотношение Б, Ж и У в пищевом рационе (по массе): 1 : 1,2 : 4Кратность приема пищи - при 4-х разовом питании калорийность суточного пищевого рациона целесообразно распределить следующим образом: - 1 завтрак- 25 % - 2 завтрак- 15 % - обед- 35 % - ужин- 25 %. ПРИЯТНОГО АППЕТИТА |