лекция Обмен веществ. Лекция 14 Обмен веществ. Обмен веществ и энергии
 Скачать 30.97 Kb.
|
|
Лекция №14 Тема: ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ План: 1. Обмен энергии. 2. Обмен веществ. Белковый обмен. 3. Обмен жиров и углеводов. 4. Водный и минеральный обмен 5. Витамины и их значение. Для жизнедеятельности организма необходима энергия. Обмен энергии - это совокупность процессов превращения различных форм энергии между собой, атакже накопление и использование соединений, богатых энергией. Энергия расходуется на процессы синтеза клеток, на осуществление различных физиологических функций, на внешнюю работу, поддержание температуры тела и т.д. Продолжение жизни возможно лишь при поступлении пополнении запасов энергии, что происходит благодаря приему пищи. Обмен энергии человека, или так называемый общий обмен, складывается из основного обмена и рабочей прибавки. Основной обмен - это минимальный уровень обмена веществ и энергетических затрат бодрствующего человека в состоянии мышечного и психического покоя, натощак и при температуре окружающей среды 18-20 градусов. Рабочая прибавка - увеличение энергетических затрат организма при мышечной работе. Для мужчин среднего возраста (35 лет), среднего роста (170 см) и со средней массой тела (70 кг) основной обмен равен 1 ккал на 1 кг массы тела в час, или 1700 ккал в сутки. У женщин той же массы он примерно на 5-10 % ниже. У детей он выше, чем у взрослых. В пожилом возрасте основной обмен снижается. В условиях основного обмена энергия расходуется на поддержание жизнедеятельности организма, работу внутренних органов. Килокалория (ккал) - это количество энергии, необходимое для повышения температуры 1 кг воды на 1 градус. При лихорадочных заболеваниях (малярия, брюшной тиф, туберкулез и др.), гиперфункции щитовидной железы основной обмен может повышаться до 150 % . При гипофункции гипофиза, щитовидной железы, половых желез основной обмен понижается, усиливается отложение жира. Общий расход энергии зависит от профессии человека и характера его отдыха (занятия спортом, туризмом и т.д.). Суточный расход энергии для людей умственного труда, в том числе и для студентов, составляет 3000 ккал, а для лиц, занимающихся очень тяжелым физическим трудом, около 5000 ккал в сутки. Поступив в организм, молекулы пищевых веществ участвуют в множестве различных реакций. Совокупность физических и химических превращений, происходящих в организме, необходимых для нормальной жизнедеятельности называются обменом веществ или метаболизмом. Обмен веществ необходим для совершения работы, роста, развития клеток, тканей и органов в организме человека. Обмен веществ складывается из процессов ассимиляции и диссимиляции. Ассимиляция - это химические процессы, при которых более простые вещества соединяются между собой с образованием более сложных веществ, что приводит к накоплению и расходу энергии. Диссимиляция - это расщепление сложных веществ, приводящее к высвобождению энергии. Процессы ассимиляции и диссимиляции тесно связаны между собой. В детском и юношеском возрасте преобладают процессы ассимиляции, в старческом возрасте - процессы диссимиляции. Обмен белков - это совокупность пластических и энергетических процессов превращения белков в организме, включая обмен аминокислот и продуктов их распада. Белки - это сложные высокомолекулярные соединения, составляют основу всех клеточных структур, являются материальными носителями жизни. Белки выполняют следующие функции: Ферментная функция заключается в том, что протеины белков ускоряют все обменные процессы, происходящие в организме. Все ферменты являются белками. Защитная функция заключается в образовании иммунных тел (антител) при поступлении организм бактерий, а также ускоряют свертывание крови при кровотечении и способствуют его остановке. Транспортная функция осуществляется белком гемоглобином, при переносе кислорода и углекислого газа, Энергетическая функция - обеспечение всех жизненных процессов в организме. При сгорании 1 г белка высвобождается 16,7 кДж. Суточная потребность в белках для взрослого человека составляет 100-120 г. В организме постоянно происходит распад и синтез белков. После расщепления белков до аминокислот происходит их всасывание в тонком кишечнике. Многие составляющие белок аминокислоты не могут синтезироваться в организме и должны поступать с пищей. Они называются незаменимыми. Другие аминокислоты, которые могут синтезироваться в организме, называются заменимыми. Недостаток белка в организме приводит к нарушению белкового обмена. Азот является составной частью белка и продуктов его расщепления - аминокислот. О количественных изменениях белкового обмена судят по азотистому балансу, т.е. по соотношению количества азота, поступившего в организм с пищей и выделенного из него. В норме у взрослого человека при правильном питании количество поступившего в организм азота равно количеству азота, выделенного из организма - это азотистое равновесие. Когда поступление азота превышает его выделение, говорят о положительном азотистом балансе. При этом происходит задержка азота в организме. Наблюдается в период роста организма, во время беременности, при выздоровлении после тяжелых заболеваний. Когда количество выведенного из организма азота превышает количество поступившего азота, говорят об отрицательном азотистом балансе. Он отмечается при значительном снижении содержания белка в пище (белковом голодании). Обмен жиров - это совокупность процессов превращения липидов (жиров) в организме. Жиры - это основной источник энергии. При сгорании 1 г жира выделяется 38,3 кДж энергии. Жиры могут откладываться в депо - подкожно-жировую клетчатку и в другие органы (почки, печень, сердце). Суточная потребность в жирах для взрослого человека в среднем составляет 70-80 г. Организмом человека легко усваиваются нейтральные жиры. Они являются обязательной составной частью ядра, цитоплазмы, оболочки клетки, тем самым они выполняют пластическую функцию. Жиры могут быть заменены углеводами. С пищей, богатой жирами, человек принимает некоторое количество липоидов (жироподобных веществ) - фосфатидов и стеаринов. Фосфатиды необходимы организму для синтеза клеточных мембран, они входят в состав ядерного вещества, цитоплазмы клеток. Фосфатидами особенно богата нервная ткань. Главным представителем стеаринов является холестерин. Он также входит в состав клеточных мембран, является предшественником гормонов коры надпочечников, половых желез, витамина Д, желчных кислот. Холестерин повышает устойчивость эритроцитов к гемолизу, служит своеобразным изолятором для нервных клеток, обеспечивая проведение нервных импульсов. Нормальное содержание общего холестерина в плазме крови составляет 3,11-6,47 ммоль/л (120-250 мг%). Нарушение обмена холестерина заключается в очаговом накоплении его во внутренней оболочке (интиме) крупных артерий, что лежит в основе атеросклероза. С нарушением холестеринового обмена связано также образование желчных камней в желчном пузыре. 0бмен углеводов превращения углеводов в организме. Углеводы являются источниками энергии для непосредственного использования (глюкоза) или образуют депо энергии (гликоген), являются компонентами ряда сложных соединений, используемых для построения клеточных структур. Суточная потребность в углеводах взрослого человека в среднем составляет 400-500 г. Углеводы всасываются в пищеварительном канале в виде глюкозы, фруктозы и галактозы. Они поступают по воротной вене в печень, где фруктоза и галактоза превращаются в глюкозу, накапливаются в виде гликогена. Глюкоза является постоянной составной частью крови. Содержание глюкозы в крови человека в норме составляет 4,44-6,67 ммоль/л (80-120 мг%). При увеличении ее содержания в крови (гипергликемия) до 8,34-10 ммоль/л она выводится с мочой в виде следов. При понижении уровня глюкозы в крови (гипогликемия) до 3,89 ммоль/л появляется чувство голода, до 3,22 ммоль/л - возникают судороги, бред, потеря сознания (кома). При окислении глюкозы в клетках для получения энергии она в конечном итоге превращается в углекислый газ и воду. Когда поступление глюкозы превышает непосредственную потребность в этом веществе, печень превращает глюкозу в жир, который откладывается про запас в жировых депо и может быть использован в будущем как источник энергии. Нарушение нормального обмена углеводов проявляется прежде всего повышением содержания глюкозы в крови. Постоянная гипергликемия и глюкозурия, связанная с глубоким нарушением углеводного обмена, наблюдается при сахарном диабете. Водно-солевой обмен - это совокупность процессов распределения воды и минеральных веществ междувне- и внутриклеточными пространствами организма, а также между организмом и внешней средой. Обмен воды в организме неразделимо связан с минеральным обменом. От количественного и качественного состава минеральных веществ в жидкостях организма зависит протекание всех жизненно важных процессов. Вода является необходимой и незаменимой частью пищевого рациона и выполняет следующие функции: является обязательной составной частью протоплазмы клеток, тканей и органов; тело человека на 50-60% состоит из воды; является хорошим растворителем; транспортирует растворенные в ней вещества; принимает активное участие во многих реакциях обмена; ослабляет трение между соприкасающимися поверхностями в теле человека; участвует в регуляции температуры тела. Суточная потребность взрослого человека в воде составляет в среднем 2,5 л. Соотношение между количеством поступившей в организм и выведенной из него воды составляет водный баланс. Для нормальной жизнедеятельности организма важно, чтобы приход воды полностью покрывал расход. Потеря 10% воды приводит к состоянию дегидратации (обезвоживанию), при потере 20% воды наступает смерть. Нарушения водного обмена могут проявляться в форме отеков и водянки. Отеком называется накопление жидкости в тканях, водянкой - скопление жидкости в полостях организма. Жидкость, скапливающуюся в тканях и в полостях, называют транссудатом. Она прозрачная и содержит 2-3% белка. Отеки и водянку различных локализаций обозначают специальными терминами: отек кожи и подкожной клетчатки - анасарка, водянка полости брюшины - асцит, плевральной полости - гидроторакс и др. Организм нуждается в постоянном поступлении не только воды, но и минеральных солей. Они поступают в организм с пищевыми продуктами и водой, кроме поваренной соли, которая специально добавляется к пище. Всего в организме человека найдено около 70 химических элементов, из которых 43 считаются незаменимыми. Потребность организма в различных минеральных веществах неодинакова. Одни элементы, называемые макроэлементами, вводятся в организм в значительном количестве (в граммах и десятых долях грамма в сутки). К макроэлементам относятся: натрий, магний, калий, кальций, фосфор, хлор. Другие элементы - микроэлементы (железо, марганец, кобальт, цинк, фтор, йод и др.) нужны организму в крайне малых количествах (в микрограммах - тысячных долях миллиграмма). Витамины - это поступающие с пищей незаменимые вещества, необходимые для поддержания жизненных функций организма. В настоящее время известно более 50 витаминов. Функции витаминов многообразны: являются биологическими катализаторами и активно взаимодействуют с ферментами и гормонами; принимают участие в регуляции процесса обмена веществ; отдельные витамины снижают воспалительные явления и способствуют восстановлению поврежденной ткани; способствуют росту, улучшению минерального обмена, сопротивляемости к инфекциям, предохраняют от малокровия, повышенной кровоточивости; обеспечивают высокую работоспособность. Заболевания, которые развиваются при отсутствии витаминов в пище, называются авитаминозами. Функциональные нарушения, возникающие при частичной недостаточности витаминов, называются гиповитаминозами. Заболевания, вызываемые избыточным потреблением витаминов, называются гипервитаминозами. Витамины делят на две большие группы: жирорастворимые А, Д, К, Е и водорастворимые - все остальные. Витамин А - ретинол, противоксерофтальмический. Суточная потребность - 1,5 мг. Способствует росту, его недостаток может вызвать отставание в росте. Предохраняет от куриной слепоты (гемералопии), сухости роговицы глаза (ксерофтальмии), размягчения и некроза роговицы (кератомаляции). Предшественником витамина А является каротин, содержащийся в растениях: моркови, абрикосах, листьях петрушки, а также в рыбе и печени. Для усвоения витамина А необходимо содержание в пище жира, без которого он плохо всасывается. Симптомами А-авитаминоза являются: интенсивное ороговение, усиленное слущивание эпителия глаз, кожи, пищеварительного тракта и дыхательных путей. Витамин Д - кальциферол, противорахитический. Суточная потребность - 5-10 мкг, для детей грудного возраста - 10-25 мкг. Регулирует обмен кальция и фосфора в организме и предохраняет от рахита. Предшественником витамина Д в организме является - дегидро-холестерин, который под действием ультрафиолетовых лучей в тканях (в коже) превращается в витамин Д. Витамином Д богаты: жир печени, рыбы, сливочное масло, молоко, яйца. Симптомами Д-авитаминоза являются: непропорционально большая голова, квадратный череп, поздно прорезываются зубы, деформация грудной клетки (куриная грудь), размягчаются кости и под влиянием тяжести тела искривляются нижние конечности, вялые мышцы. Витамин Е - токоферол, играет большую роль в обеспечении функции размножения. Суточная потребность - 10-15 мг. Обеспечивает нормальное протекание беременности, способствует накоплению витамина А в печени, синтезу белков. Витамин Е содержится в зеленых растениях, особенно листьях салата, В яичном желтке, растительном масле, петрушке, печени, молоке. Витамин К - викасол (филлохинон), антигеморрагический (геморрагия - кровотечение). Суточная потребность - 0,2-0,3 мг. Усиливает биосинтез протромбина в печени и способствует свертыванию крови. Синтезируется микрофлорой толстого кишечника. Витамином К богаты листья шпината, салата, капусты, крапивы, помидоры и др. При К-авитаминозе нарушается свертываемость крови, при его недостатке появляются подкожные кровоизлияния. Витамин С - аскорбиновая кислота, антицинготный. Суточная потребность - 50-100 мг. Витамин С выполняет защитную функцию. Много его содержится в ягодах шиповника, черной смородины, лимонах, киви, фруктах. При С-авитаминозе у человека развивается цинга: кровоточивость и разрыхление десен, выпадение зубов, кровоизлияния в мышцах и суставах. Костная ткань становится более пористой и хрупкой (могут быть переломы). Возникает общая слабость, вялость, истощение, пониженная сопротивляемость к инфекциям. Витамин B1 - тиамин. Суточная потребность - 2-3 мг. При гиповитаминозе появляется быстрая утомляемость, потеря аппетита, судороги. При отсутствии витамина В развивается заболевание «бери-бери»: полиневрит, нарушение деятельности сердца и желудочно-кишечного тракта. Витамин В содержится в пивных дрожжах, печени, орехах, в яичном желтке, зернах злаков. Витамин В2 - рибофлавин, антисеборейный. Суточная потребность 2-3 мг. Участвует в окислительно-восстановительных реакциях организма, необходимых для обмена белков. При авитаминозе у взрослых наблюдается поражение глаз, слизистой оболочки полости рта, губ, атрофия сосочков языка, себорея, дерматит, у детей - задержка роста. Витамин В содержится в яичном белке, молоке, печени, почках, мясе, рыбе. Витамин B6 - пиридоксин, антидерматитный. Суточная потребность 2-3 мг. Участвует в обмене аминокислот и углеводов. Синтезируется микрофлорой тонкого кишечника. При авитаминозе наблюдается дерматит у взрослых. У младенцев специфическим проявлением авитаминоза являются судороги по типу эпилептиформных. Витамином В богаты бобы, почки, печень, мясо, дрожжи. Витамин В12- цианокобаламин, антианемический. Суточная потребность - 2-3 мкг. Синтезируется микрофлорой толстого кишечника. Влияет на кроветворение и предохраняет от анемии. Содержится в печени рогатого скота и цыплят, в почках. Витамин Р - рутин, капилляроукрепляющий. Суточная потребность 50 мг. Уменьшает проницаемость и ломкость капилляров, усиливает действие витамина С и способствует накоплению его в организме. Вопросы для самоконтроля1. Дайте определение обмену веществ и энергии. 2. Расскажите о белковом обмене. 3. Что такое углеводный обмен? Как происходит его регуляция? 4. Расскажите о липидном обмене и его значении для организма человека. 5. Охарактеризуйте водный и минеральный обмен. 6. Роль витаминов в организме человека. 7. Заполните таблице основные жирорастворимые витамины A, D,E,K, и водорастворимые группы В, С, Р и т.д. |