Обмен веществ. 17 Обмен веществ. Обмен веществ и энергии
 Скачать 35.2 Kb.
|
|
17. Тема: Обмен веществ и энергии Общая характеристика обмена веществ и энергии В организм человека поступают вещества (белки, жиры, углеводы), витамины, вода и минеральные соли. Кислород воздуха проникает в кровь через легкие, частично — через кожу. Они необходимы клеткам и тканям, в которых происходят биохимические процессы, образуются специфические вещества (полезные и вредные) и энергия Продукты обмена веществ (экскреты) выводятся через почки, легкие, кожу и органы желудочно-кишечного тракта. Обмен веществ и энергии (метаболизм) — это совокупность физиологических процессов, направленных на обеспечение организма необходимыми для его жизнедеятельности веществами, их превращение и использование для получения энергии и построения клеточных структур, и в конечном итоге на удаление во внешнюю среду ненужных продуктов происшедших реакций. Метаболизм — это превращение в организме сложных веществ в простые и удаление продуктов распада. Метаболизм связан с процессами синтеза и распада различных структур. В клетках образуются разнообразные вещества, используемые для построения, обновление структур клеток Синтез новых веществ проходит с затратой энергии . Процесс синтеза веществ называется анаболизмом, ассимиляцией . Это пластический обмен веществ, которому необходима энергия ,она образуется при распаде сложных полимеров на мономеры, воду, углекислый газ. Реакции расщепления питательных веществ с выделением энергии , называется катаболизмом, диссимиляцией. Они сопровождаются энергетическим обменом веществ с участием ферментов. Метаболизм включает процессы анаболизм и катаболизм, которые происходят в организме постоянно в течение всей жизни .Процессы анаболизма преобладают в детском возрасте, необходимы для роста. Преобладание процессов диссимиляции ведут к истощению, старению, гибели организма. Питательные вещества, минеральные соли имеют определенное значение для организма, для них характерны свои процессы метаболизма, витамины играют в основном роль катализаторов биохимических процессов, так как большинство из них входят в состав ферментов. Обмен воды и минеральных солей. Обмен воды. На долю воды в организме приходится в среднем 65-70% массы тела. В разных органах процент воды отличается. В крови 90-92% в лимфе до 95 % в костях около 20% в головном мозге около 95% в сердце-76% Вода бывает внеклеточная и внутриклеточная. Около 300 мл образуется в организме в результате метаболизма. С продуктами питания, при питье в сутки необходимо 1,5-2,5 л воды, такое же количество воды должно удаляться из организма: с потом 0,5л , с мочой 1,5л , при дыхании 0,5л ,с калом 0,1 л, что зависит от окружающей температуры воздуха Вода выполняет жизненно важные функции: 1) растворитель веществ для метаболитических процессов 2) с водой в организм поступают минеральные вещества, водорастворимые витамины 3) участвует в терморегуляции, выделяясь с потом 4) участвует в биохимических процессах Нарушение водного обмена связано с а) обезвоживанием организма при кровотечении, рвоте, диарее, опасно для жизни б) задержка в организме с образованием отеков, асцита. В подкожно-жировой клетчатке задержка воды - анасарка. Минеральные вещества выполняют разнообразные функции..Общий вес минеральных веществ 4-5% от массы тела таблица 13
Обмен белков. "Жизнь — есть способ существования белковых тел" Ф.Энгельс. Все живое состоит из азотсодержащих веществ белков. Это полимеры-полипептиды, состоящие из мономеров- аминокислот (10 являются заменимыми, 10 незаменимыми). Заменимые аминокислоты могут образовывать из других аминокислот, незаменимые должны поступать с пищей. Белки пищи, содержащие полный набор аминокислот, называются полноценными животного происхождения. Отсутствие в пищевом рационе даже одной аминокислоты приводит к заболеваниям. Переваривание белков начинается в желудке под действием пепсина, он расщепляет их на молекулы меньшего размера. В тонкой кишке ферменты кишечного и панкреатического соков (трипсин, химотрипсин, карбоксипептидаза, аминопептидаза) расщепляют белки до аминокислот, которые и всасываются в кровь в тонкой кишке. С током крови они проходят через печень, где гепатоциты синтезируют из аминокислот белки крови свертывающей системы( протромбин). Аминокислоты переносятся ко всем органам и тканям. для построения собственных белков, специфичных для организма. Синтез белков (первичная структура ) происходит на рибосомах под действием ферментов, затем образование вторичной, третичной структуры в комплексе Гольджи. Белки азотсодержащие вещества. Организму в сутки необходимо 100— 110 г белка. Соотношение количества азота, поступившего в организм и удаленного из него, называют азотистым балансом. У взрослого человека в норме количество белка, поступившего в организм, равно количеству распавшегося. Это соотношение можно определить понятием азотистое равновесие. В детском возрасте для роста ребенка необходимо больше белков, чем выделяется , как и больным при выздоровлении. Это положительный азотистый баланс. В старческом возрасте, при длительном голодании и у ослабленных больных преобладает распад белков над его поступлением — это отрицательный азотистый баланс, или азотистый дефицит. Функции белков: 1)пластическая, входят в состав всех клеток, тканей 2)ферментативная - ферменты - это белки 3)регуляторная , гормоны , медиаторы - это белки Гормон роста (соматотропин), гормоны щитовидной железы (тироксин, трийодтиронин) оказывают анаболическое действие на метаболизм белков. 4)энергетическая , при расщеплении 1 г белка образуется 4,1 ккал тепла 5)специфические функции (актин и миозин в мышечной ткани выполняют сократительную, фибриноген сыворотки крови — свертывающую, иммуноглобулины крови — защитную и т.д. Белки не депонируются в организме и при их дефиците происходит разрушение белков, они участвуют преимущественно в пластическом обмене. Конечный распад белков приводит к образованию воды, углекислого газа и аммиака, который затем преобразуется в мочевину. Обмен углеводов Углеводы поступают в организм в основном в виде полисахаридов (крахмала и гликогена) и дисахаридов (например, сахарозы). Ферменты слюны амилаза и мальтаза , кишечного и панкреатического сока продолжают действовать на углеводы и расщепляют их до моносахаридов (глюкоза, фруктоза.), которые всасываются в кишечнике. По воротной вене глюкоза поступает в печень, где образуется гликоген, полимер глюкозы. При мышечной нагрузке гликоген расщепляется на моносахариды, которые поступают в кровь, к органам и тканям Гликоген образуется и в мышечной ткани, во внутренних органах, кроме головного мозга Углеводный обмен регулирует поджелудочная железа, вырабатывающая гормон инсулин, он уменьшает количество сахара в крови. К гормонам, увеличивающим количество глюкозы в плазме крови, относятся адреналин, глюкагон.. Нормальная концентрация глюкозы в крови — 4,2 —6,4 ммоль/л. Понижение уровня глюкозы ниже 4,2 ммоль/л называется гипогликемией. Повышение выше нормы — гипергликемией. Суточное количество углеводов 400-500г. Функции углеводов: 1. энергетическая функция - при распаде 1 г глюкозы выделяется 4,1 ккал энергии. 2.пластическая функция- излишнее количество углеводов превращается в жиры, жирные кислоты Конечные продукты выводятся через почки вода и легкие (С02).При недостатке глюкозы в крови возникает обморок. Больше других органов в глюкозе нуждается головной мозг. Обмен жиров. Жиры плохо растворяются в воде. После обработки пищи в ротовой полости и желудке химус содержит их в виде крупных скоплений, капель. Желчные кислоты, содержащиеся в желчи, эмульгируют жиры, образуют из них мелкие капли и на нейтральные жиры начинают действовать липазы кишечного и панкреатического соков, а на сложные жиры фосфолипиды - фосфолапаза. Жиры расщепляются на жирные кислоты и глицерин., которые всасываются в лимфу ворсинок тонкого кишечника . С током лимфы липиды попадают в кровь ко всем клеткам и тканям. Больше всего липидов в жировой ткани (до 90%) подкожной жировой клетчатке -гиподерме . В сутки необходимо около 100 г жиров. Соотношение белков: жиров: углеводов - 1:1:4. Употребление большого количества жиров приводит к ожирению, образованию бляшек в сосудах и развитию атеросклероза, нарушению кровотока, образованию камней в желчных путях. Жиры могут синтезироваться из белков и углеводов. Функции липидов: 1) пластическая - входят в структуры клеток ( мембраны); 2) энергетическая -при их распаде 1 г жира образуется 9,3 ккал 3) гормональная- половые гормоны стероидного происхождения, жироподобные вещества 4) в организм поступают жирорастворимые витамины (A, D, Е, К); 5)терморегуляторная -жиры подкожной жировой клетчатки участвуют в поддержании температурного гомеостаза организма. 6)источник воды-при окислении 100г жира образуется 118 мл. воды. Витамины Наука о витаминах- витаминология, основоположником был русский ученый Н.И.Лунин в 1880 году, проводя опыты на мелких животных. Термин «витамин» образуется от лат. vita — жизнь, амины — одна из групп химических веществ, влияют на все обменные процессы в организме, высокоактивные вещества белкового происхождения . Витамины входят в состав продуктов питания, образуются и в организме, в кишечнике .Разрушаются при термической обработке, длительном хранении. Недостаток(гиповитаминоз) или избыток (гипервитаминоз) в организме нарушает обмен веществ, приводит к заболеваниям. Фармацевтическая промышленность выпускает разные поливитамины, опасна передозировка их. Витамины делятся на жирорастворимые и водорастворимые. Жирорастворимые витамины поступают в организм с жирами пищи, без которых невозможно их всасывание. Обозначаются витамины латинскими буквами и имеют название. Жирорастворимые витамины A, D, Е, К. Водорастворимые витамины группы В, С. таблица 14 Витамины
В продуктах питания часто находятся провитамины, которые в организме превращаются в активные витамины, например, каротин моркови в ретинол. Распад и окисление органических веществ в клетках Для жизнедеятельности организма постоянно требуется энергия. Она образуется при распаде органических соединений — в основном углеводов и жиров, в меньшей степени — белков. Белки нужны организму человека для обеспечения анаболических процессов. Энергия выделяется при разрушении химических связей. Для окислительных процессов в организме необходим кислород . Дефицит кислорода наблюдается в клетках при чрезмерной физической нагрузки. . При окислении веществ образуется молочная кислота. При значительном накоплении молочной кислоты возникают болезненные ощущения, связанные с закислением внутренней среды организма. С6Н1206 + 602 -» 6С02 + 6Н20 + Q (энергия) Теплообмен Обмен энергии между организмом и окружающей средой. Человек относится к гомойотермным (теплокровным) животным, в отличии от пойкилотермных (холодокровных) животных. Температура тела в норме постоянная. Уровень обмена веществ теплокровных существ значительно выше холоднокровных. Поддержание постоянной температуры тела происходит за счет строгого баланса процессов образования тепла организмом человека (теплопродукция) и его обмена с внешней средой (теплоотдача). Температура тела человека неравномерна в разных его участках:. во внутренних органах она выше чем на поверхности кожи(37-38,5), в печени - самом горячем органе 38-38,5 градусов, в прямой кишке 37 градусов. В подмышечной впадине температура 36,1—37,0 °С, на нижних конечностях 24-25 градусов .Постоянная температура тела - изотермия, повышение температуры тела - гипертермия, понижение температуры тела - гипотермия, стойкое повышение температуры тела - лихорадка. Общий обмен энергии человека складывается из основного обмена и рабочей прибавки. Основной обмен необходим для поддержания жизненных функций организма в условиях полного физического и эмоционального покоя., при температуре воздуха 18-20 градусов, натощак. Эта энергия необходима для работы внутренних органов и поддержания нормальной температуры тела. Измеряется основной обмен утренние часы калориметром. Испытуемый должен находиться в лежачем положении. Величина основного обмена для взрослого мужчины 1 ккал, на 1 кг веса, за 1 час примерно 1600-1700 ккал. Основной обмена у женщин ниже на 5-10%.. Этот показатель уменьшается с возрастом. Основной обмен повышается при лихорадке, заболеваниях эндокринной системы (базедова болезнь, малярия и др.). Основной обмен можно рассчитать и по таблицам Бенедикта, учитывается рост, вес, возраст, пол. Рабочая прибавка -это количество энергии, которое затрачивается организмом на физическую или умственную работу. Общий обмен энергии для студентов, людей с умственным трудом в среднем около 3000 ккал. Для людей, занимающихся тяжелым физическим трудом 5000-6000 ккал. Расход энергии также зависит от профессии, характера отдыха. Образовавшееся тепло в организме должно быть равно расходу тепла, поэтому и учитывается теплопродукция и теплоотдача. Теплопродукция происходит в результате реакций распада и окисления органических веществ. Большое количество тепла образуется в мышцах при физической работе (это "печки", согревающие организм) . Тепло образуется в печени, при работе внутренних органов, сокращении гладких мышц. Процесс образования тепла называется химической терморегуляцией. При повышенной температуре окружающей среды теплообразование снижается, а при низкой температуре повышается, может возникнуть дрожь и "гусиная кожа". Теплоотдача энергии происходит физическим путем с участием процессов: теплопроведение, излучение и испарение. 1.Теплопроведение— это отдача тепла через непосредственное соприкосновение тела человека с другими физическими телами (например, одеждой, водой). (15 %) 2.Излучение—это отдача тепла в окружающую среду поверхностью тела посредством инфракрасных волн.( воздух аудиторий нагревается) ( 66%) Конвекция— способ отдачи тепла при контакте тела с движущимися потоками воздуха. 3. Теплоиспарение - это отдача тепла испарением пота с поверхности тела при физической работе или влаги с поверхности слизистых оболочек (19%.). Количество жидкости за 1 час может выделится при физической работе до 2 литров. 1 мл пота выделяет 0,58 ккал тепла. Основную роль в теплоотдаче играет кожа. При высокой температуре воздуха кровеносные сосуды расширяются , усиливается потоотделение . При пониженной температуре воздуха сосуды суживаются и тепло сохраняется в организме. На отдачу тепла имеют значение влажность воздуха, движение ветра, одежда, температура воздуха, физическая работа. Регуляция обмена веществ Регуляция теплообмена происходит нейрогуморальным путем. Центр терморегуляции находится в гипоталамусе (промежуточном мозге, к нему поступают импульсы от терморецепторов, которые воспринимают изменение температуры различных участков тела человека даже на 0,01 градуса. Этот отдел головного мозга включает в себя важные центры обмена веществ: голода и насыщения, жажды, терморегуляции через вегетативную нервную систему. Эндокринная система оказывает решающее влияние на регуляцию обмена веществ и энергии. Гормоны действуют на биохимические превращения непосредственно в клетке, вызывая изменения в функциях всего организма. Соматотропный гормон гипофиза оказывает анаболическое действие, ускоряя синтез пластических веществ, ускоряет рост. Гормоны мозгового вещества надпочечников усиливают окислительные процессы, энергообразование. Тироксин и трийодтиронин (гормоны щитовидной железы) стимулируют синтез белка из аминокислот и разрушение жиров и углеводов . Терминология по теме "Пищеварительная система, обмен веществ" viscera, sр!апсhnа - органы полостей Спланxнология - учение о внутренностях Липолитические ферменты - расщепляют жиры Протеолитические ферменты - расщепляют белки Амилолитические ферменты - расщепляют углеводы stoma- полость рта Топsilla - миндалины lingva, glossa - язык dentes - зубы gingivae- десна Лизоцим - бактерицидное вещество Муцин - слизеподобное вещество Рharynx- глотка еsорhаgus - пищевод Адвентиция - наружная рыхловолокнистая оболочка vепtriculus, gaster - желудок Нераг - печень Сhоlle - желчь Холецистит - воспаление желчного пузыря Рапсгеаs - поджелудочная железа Еnteron- тонкая кишка duodenum - двенадцатиперстная кишка jejunum - тощая кишка intestinum сгаssum - толстая кишка Саесum - слепая кишка Соlоп - ободочная кишка Соlоп аsсепdеs- восходящая кишка Соlоп transversum - поперечная ободочная кишка Соlоп descendes - нисходящая ободочная кишка Соlоп sigmoideum - сигмовидная кишка rectum, рroctos - прямая кишка Дефекация-опорожнение кишечника Экскременты–продукты выделения copros - кал Регitoneum– брюшина Мезоперитонеальное положение -орган покрыт брюшиной с трех сторон Интраперитонеальное положение -орган покрыт брюшиной со всех сторон Экстраперитонеальное положение-орган покрыт брюшиной с одной стороны Перитонит- воспаление брюшины Колит - воспаление толстой кишки метаболизм - обмен веществ гомеостаз-постоянство внутренней среды организма аминокислоты-мономеры белков липиды -жиры фосфолипиды-сложные жиры моносахариды-мономеры углеводов полисахариды-сложные углеводы гликогенолиз-распад гликогена гликоген-сложный сахар гипогликемия-пониженный уровень сахара в крови анасарка-отек кожи подкожной клетчатки изотермия-нормальная температура тела гипертермия-повышенная температура тела гипотермия-пониженная температура тела авитаминоз – недостаток витаминов катаболизм- распад веществ. диссимиляция анаболизм- усвоение веществ. ассимиляция | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||