Физиология человека. Косицкий. Литература москва Медицина 1985 Для студентов медицинских институтов
 Скачать 7.39 Mb.
|
|
Обмен фосфатидов и стеринов Пищевые продукты, богатые жирами, обычно содержат некоторое количество липоидов — фосфатидов и стеринов. Физиологическое значение этих веществ очень велико. Они входят в состав клеточных структур, в частности клеточных мембран, а также ядерного вещества и цитоплазмы. Фосфатидами особенно богата нервная ткань. Фосфатиды синтезируются в стенке кишечника и в печени (в крови печеночной вены обнаружено увеличенное количество фосфатидов). Печень является депо некоторых фосфатидов (лецитина), особенно велико содержание их в печени после приема пищи, богатой жирами. Исключительно важное физиологическое значение имеют стерины, властности холестерин. Это вещество входит в состав клеточных мембран; оно является источником образования желчных кислот, а также гормонов коры надпочечников и половых желез. Холестерину придается большое значение в возникновении и развитии ряда заболеваний, в частности атеросклероза. Некоторые стерины пищи, например витамин D, обладают большой физиологической активностью. ОБМЕН УГЛЕВОДОВ Основная роль углеводов определяется их энергетической функцией. Глюкоза крови является непосредственным источником энергии в организме. Быстрота ее распада и окисления, а также возможность быстрого извлечения из депо обеспечивают экстренную мобилизацию энергетических' ресурсов при стремительно нарастающих затратах энергии в случаях эмоционального взбуждения, при интенсивных мышечных нагрузках' и др.' . , ■ - Уровень глюкозы в крови 4,4—6,7 ммоль/л (80—120 мг%) является важнейшей томеостатической 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—40 мг%) наступают судороги, бред, потеря сознания, а также вегетативные реакции: усиленное потоотделение, изменение просвета кожных сосудов и др. Введение в кровь глюкозы или. прием сахара быстро устраняют расстройства. Изменения углеводов в организме Глюкоза, поступающая в кровь из кишечника, транспортируется в печень, где из нее синтезируется гликоген. При перфузии изолированной печени раствором, содержащим глюкозу, количес во гликогена в ткани печени увеличивается; Гликоген печени представляет собой резервный, т. е. отложенный в запас, углевод. Количество его может достигать у взрослого человека 150—2Q0 г. Образование гликогена при относительно медленном поступлении сахара в кровь происходит достаточно быстро, поэтому после, введения небольшого количества углеводов повышения содержания глюкозы в крови (гипергликемия) не наблюдается. Если же в пищеварительный тракт поступает большое количество легкорасщепляющихся и быстровсасывающихся углеводов, содержание глюкозы в крови быстро увеличивается. Развивающуюся при этом'гипергликемию называют алиментарной, иначе говоря — Пищевой. Ее результатом является глюкозурия, т. е. выделение глюкозы с мочой,1 которое наступает в том случае, если уровень его в крови повышается до 8,9 -10,0 ммоль/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 также 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 фосфорилазы, 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% (Е. С. Лондон). Распад углеводов в организме животных происходит как .бескислородным путем до молочной кислоты (анаэробный гликолиз), так и.путемокисления продуктов распада углеводов до СОг и 1-ЬО. : - Регуляция обмена углеводов Основным параметром регулирования углеводного обмена1 является поддержание уровня глюкозы в крови в пределах 4,4—6,7 ммоль/л. Изменения в содержании глюкозы в крови воспринимаются глюкорецепторами, сосредоточенными в основном в печени и сосудах, а также клетками вентромедиального отдела гипоталамуса. Показано участие ряда отделов ЦНС в регуляции углеводного обмена. Клод Бернар еще в 1849 г. показал, что укол продолговатого мозга в области дна IV желудочка (так называемый сахарный укол) вызывает увеличение содержания сахара в крови. При раздражении гипоталамуса, можно получить такую же гипергликемию, как и при уколе в дно IV желудочка. Роль коры головного мозга в регуляции уровня глюкозы • крови иллюстрирует развитие гипергликемии у студентов во время экзамена, у спортсменов перед ответственными соревнованиями, а также при гипнотическом внушении. Центральным звеном регуляции углеводного и других видов обмена и местом формирования сигналов, управляющих уровнем глюкозы, является гипоталамус. Отсюда регулирующие влияния реализуются вегетативными нервами и гуморальным путем, включающим эндокринные железы. , Выраженным влиянием на углеводный обмен обладает инсулин — гормон, вырабатываемый (5-клетками островковой ткани поджелудочной железы. При введении инсулина уровень глюкозы в крови снижается. Это происходит за счет усиления инсулином синтеза гликогена в печени и мышцах и повышения потребления глюкозы тканями организма. Инсулин является единственным гормоном, понижающим уровень глюкозы в крови. Поэтому при уменьшении секреции,этого гормона развивается стойкая гипергликемия и последующая глюкозурия (сахарный диабет или сахарное мочеизнурение). Увеличение же уровня сахара в крови возникает при действий нескольких- гормонов. Это глюкагон, продуцируемый а-клетками островковой ткани поджелудочной железы; адреналин — гормон мозгового слоя надпочечникрв; глюкокортикоиды — гормоны коркового слоя надпочечника; соматотропный гормон гипофиза; тироксин и трийодтиронин — гормоны щитовидной железы. В связи с однонаправленностью влияния их на углеводный обмен и функциональным антагонизмом по отношению к эффектам инсулина эти гормоны часто объединяют понятием «контринсулярные гормоны». ОБМЕН МИНЕРАЛЬНЫХ СОЛЕЙ И ВОДЫ Вода у взрослого человека составляет 60% веса тела, а у новорожденного —75%. Она является средой, в которой осуществляются процессы обмена веществ в клетках, органах и тканях. Непрерывное поступление воды в организм является одним из основных условий поддержания жизнедеятельности. Основная масса (около 71%) всей воды в организме входит в состав протоплазмы клеток, составляя т. н. внутриклеточную воду. Внеклеточная вода входит в состав тканевой или инерстициальной жидкости (около 21%) и воды плазмы крови (около 8%). Баланс воды складывается из ее потребления и выделения. С пищей человек получает в сутки около 750 мл. воды, в виде напитков и чистой воды — около 630 мл. Около 320 мл. воды образуется в процессе метаболизма при окислении белков, углеводов и жиров. При испарении с поверхности кожи и альвеол легких в сутки выделяется около 800 мл. воды. Столько же" необходимо для растворения экскретируемых почкой осмотически активных веществ при максимальной осмолярности мочи. 100 мл. содержится в фекалиях. Следовательно, минимальная суточная потребность составляет около 1 700 мл. воды. Поступление воды регулируется ее потребностью, проявляющейся чувством жажды. Это чувство возникает при возбуждении питьевого центра гипоталамуса. Организм нуждается в постоянном поступлении не только воды, но и минеральных солей. Данные о содержании и функции минеральных веществ в организме, а также о потребности в них подробно излагаются в курсе биохимии. Баланс воды и минеральных солей регулируется путем выделения этих веществ в соответствии с их приходом и содержанием в организме. Выделение осуществляется почками, кожей, кишечником, легкими. Механизмы регуляции выделения воды и минеральных солей подробно описаны в главе 15-й. . • ' '■■',■■" v ВИТАМИНЫ Витамины не характеризуются общност{|о химической природы и не имеют существенного пластического и энергетического значения. Они находятся в пищевых продуктах в незначительных количествах, но оказы-вают выраженное влияние на физиологическое состояние организма, часто являясь компонентом молекулы фермента. Источниками витаминов для человека являются пищевые продукты растительного и животного происхождения, в них они находятся или в готовом виде, или в форме провитаминов, из которых в организме образуются витамины. Некоторые витамины синтезируются микробной, флорой кишечника. При отсутствии какого-либо витамина или его предшественника возникает болезненное состояние, получившее название авитаминоз, в менее выраженной форме оно имеет место при недостатке витамина — гиповитаминозе. Отсутствие или недостаток каждого отдельного витамина вызывает свойственное лишь для него заболевание. Авитаминозы и гиповитаминозы могут возникать не только при отсутствии витаминов в пище, но и при нарушении их всасывания при заболеваниях желудочно-кишечного тракта. Состояние гиповитаминоза может возникнуть и при обычном поступлении Витаминов с пищей, но при возросшем их потреблении (во время беременности, интенсивного роста), а также при подавлении антибиотиками микрофлоры кишечника. Витамины обозначают заглавными буквами латинского алфавита, а также по химическому строению или функциональному эффекту. По растворимости все витамины делятся на две группы: водорастворимые (витамины группы В, витамин С и Витамин Р) и жирорастворимые (витамины A, D, Е й К)- В табл. 18 приведены данные о суточной.потребности в витаминах, их источниках, а также некоторые данные о влиянии их'на организм и о возникающих при недостатке витаминов расстройствах. Структура и механизмы действия витаминов детально излагаются в курСе биохимии. Таблица 1 8 Краткие сведения о витаминах Суточная потребность взрослого человека Витамин Основные источники Физиологическое действие и основные нарушения, возникающие при недостатке С (аскорбиновая кислота) 50—100 мг. Водорастворимые витамины В], (тиамин) 1,4—2,4 мг Перец, укроп, зеленый лук, томаты, капуста, картофель, лимоны, земляника, черная смородина, шиповник, печень Зерновые и бобовые культуры, печень, почки, сердце Биологическая роль, вероятно, связана с участием в окислительно-восстановительных процессах. При дефиците витамина снижается использование белка. Витамин участвует в образовании коллагена сосудистой стенки, повышает антитоксическую функцию, печени. Различают: 1) специфическое действие — предупреждение гиповитаминоза и цинги; 2) общее действие — обеспечение оптимального состояния внутренней среды и устойчивость организма к инфекпиям и интоксикациям. При авитаминозе возникает заболевание— цинга; поражаются стенки кровеносных сосудов, развиваются мелкие кровоизлияния в коже, кровоточивость десен Участвует в обмене углеводов, белков и жи^ ров; обеспечивает нормальный рост; повышает двигательную и секреторную деятельность желудка; нормализует работу сердца. При авитаминозе развивается заболевание бери-бери, основными проявлениями которого является полиневрит, нарушения деятельности сердца и желудочно-кишечного тракта Суточная потребность взрослого человека Основные источники Витамин Физиологическое действие и основные нарушения, возникающие при недостатке 2—3 мг 14—15 мг 10 мг 1,5—3 мг 400 мг 2 мкг 150—200 мкг 1,5 мг (5000 ME) В 2 (рибофлавин) РР (никотиновая кислота) В3 (панто- т с и о в а я кислота) Вб (пири- доксин) Вс (фолие- вая кислота) В12 (цианко- баламин) Н (биотин) А. (ретинол) Зерновые и бобовые культуры, печень, почки, сердце, мясо, молоко, яйца Говядина, печень, почки, сердце, рыба — лосось, сельдь Бобовые и, зерновые культуры, картофель, печень, яйца, рыба — лосось, семга и др. Зерновые и бобовые культуры, говядина, печень, свинина, баранина, сыр, рыба — треска, тунец, лосось и др. Синтезируется микрофлорой кишечника Салат, капуста, шпинат, томаты, морковь, пшеница, рожь, печень, почки,говядина, яйца. Синтезируется микрофлорой кишечника Печень рыб, печень и почки рогатого скота. Синтезируется микро-, флорой кишечника Горох, соя, цветная капуста, грибы, пшеница, яичный желток, печень, почки, сердце Жирорастворимые вит а м и н ы Животные жиры, мясо, рыба, яйца, молоко Влияет'на рост и развитие плода и ребенка При авитаминозе у. взрослых поражаются глаза [васкуляризация роговицы, воспаление, помутнение хрусталика (катаракта)] Кроме того, поражается слизистая оболочки полости рта Участвует в. реакциях клеточного дыхания к межуточного обмена, нормализует секреторную и моторную функции желудочно- кишечного тракта и функции печени. При авитаминозе развивается заболевание — пеллагра, характеризующаяся воспалением кожи (дерматит), расстройствами желудочно-кишечного тракта (понос), поражением слизистых оболочек рта и языка, нарушениями психики ' • Необходим Для .синтеза жирных кислот, стероидных гормонов, ацетилхолина и других важных соединений. При авитаминозе возникают слабость, быстрая утомляемость, головокружения, дерматиты, поражения слизистых оболочек, невриты Обладает широкой биологической активностью. Принимает участие в обмене белков и построении ферментов, регулирующих обмен аминокислот: участвует в обмене жиров, являясь липотропным фактором; влияет на кроветворение. При авитаминозе могут развиваться эпилептиформные судороги, развивается гипохромная анемия Влияет на синтез нуклеиновых кислот, , аминокислот; находится в хромосомах и служит важным фактором размножения клеток. Стимулирует и регулирует кроветворение. При авитаминозе развивается заболевание — спру, анемия Всасывается, соединившись с белком желудочного сока (внутренний фактор Касла). Цианкобаламин называют еще внешним фактором Касла. Влияет на гемопоэз. При авитаминозе развивается злокачественная анемия При употреблении больших количеств сырого яичного белка биотин связывается и развивается авитаминоз, проявляющийся дерматитом Витамин оказывает специфическое влияние на функции зрения и размножения. Обще? системное действие проявляется в обеспечении нормального роста и развития. Участвуют в образовании зрительных пигментов, обеспечивает адаптацию . глаз к свету.. При авитаминозе возникают нарушение сумеречного зрения, пролиферация эпителия и его ороговение, повреждение роговицы глаз (ксерофтальмия и кератомаляция) Суточная потребность взрослого человека Витамин Основные источники Продолжение Физиологическое действие и основные нарушения, возникающие при недостатке D (кальциферолы) 2,5 мкг (100 ME) 10—12 мг Печень рыб, икра, мясо , жирных рыб, печень млекопитающих и ' птиц, яйца Е (токоферолы) К (филло- хиноны) 0,2—0,3 мг Растительные масла, зе- леныелистья овощей, яйца Шпинат, капуста, томаты, печень. Синтезируется микрофлорой кишечника Регулирует обмен кальция и фосфора. При недостатке в детском возрасте развивается рахит (нарушается процесс костеобразова- ния вследствие уменьшения содержания в костях солей кальция и фосфора) Обладает противоокислительным действием на внутриклеточные липиды, предохраняет липиды митохондрий от пероксидации; предохраняет эритроциты от гемолиза При авитаминозе развиваются дистрофия скелетных мышц, ослабление половой функции Участвует в синтезе протромбина и других пр око а гул я нто в; способствует нормальному свертыванию крови. При авитаминозе возникают увеличение времени свертывания крови, желудочно-кишечные кровотечения, подкожные кровоизлияния ПРЕВРАЩЕНИЕ ЭНЕРГИИ И ОБЩИЙ ОБМЕН ВЕЩЕСТВ В процессе обмена веществ постоянно происходит превращение энергии: потенциальная энергия сложных органических соединений, поступивших с пищей, превращается в тепловую, механическую и электрическую. Энергия расходуется не только на поддержание температуры тела и выполнение работы, но и на воссоздание структурных элементов клеток, обеспечение их жизнедеятельности, роста и развития организма. Преобладающим результатом энергетических процессов в организме является теплообразование, поэтому, вся энергия, образовавшаяся в организме, может быть выражена в единицах тепла — калориях- или джоулях. Для определения энергообразования в организме используются прямая калориметрия, непрямая калориметрия и исследование валового обмена. Прямая калориметрия Прямая калориметрия основана на непосредственном учете в биокалориметрах количества тепла, выделенного организмом. Биокалориметр представляет собой герметизированную и хорошо теплоизолированную от внешней среды камеру. В камере по трубкам циркулирует вода. Тепло, выделяемое находящимся в камере человеком или животным, нагревает циркулирующую воду. По количеству протекающей воды и изменению ее температуры рассчитывают количество выделенного организмом тепла. ■ Одновременно в биокалориметр подается кислород и поглощаются избыток^углекислоты и водяных паров. Схема биокалориметра приведена на. рис. 193. |