Фізіологія. Група 2 - А с/с. Дата 06.06.22 р. ТЕМА: «ОБМІН РЕЧОВИН І ЕНЕРГІЇ»

Фізіологія.   

Група 2 - А с/с. Дата 06.06.22 р.  

ТЕМА: «ОБМІН РЕЧОВИН І ЕНЕРГІЇ»

ОБМІН БІЛКІВ Білки - це складні високомолекулярні сполуки, до складу яких входить азот. У травному тракті білки розщеплюються до амінокислот, які всмоктуються в кров і далі потрапляють в клітини. Білки, до складу яких входять усі необхідні для організму амінокислоти, називають повноцінними. Найбільш повноцінними за амінокислотним складом є білки тваринного походження (яйця, м'ясо, молоко). Білки є основним будівельним матеріалом для клітин організму. В цьому полягає їх пластична функція. Вони виконують також енергетичну функцію: при окисленні 1 г білка виділяється 4 ккал тепла. Крім цього, білки беруть участь у забезпеченні більшості функцій організму. Так, вони входять до складу ферментів, що прискорюють хімічні реакції в організмі, підтримують онкотичний тиск, регулюючи цим водний обмін; білок фібриноген зумовлює згортання крові; гемоглобін транспортує кисень і вуглекислий газ; білки імуноглобуліни захищають організм від інфекції.

Кількість білка, що потрібна організмові, залежить від віку, статі, професії, фізіологічного стану. Нормою споживання добової кількості білка для здорової дорослої людини вважається в середньому 100 грамів; для людини, що займається важкою фізичною працею, норма білка збільшується до 130-140 г на добу. Баланс азоту. Розрізняють три види азотистого балансу: азотиста рівновага, позитивний азотистий баланс і від'ємний азотистий баланс. Азотиста рівновага - це стан, при якому кількість виведеного азоту дорівнює кількості азоту, що надійшов. Азотиста рівновага спостерігається у дорослої здорової людини. Позитивний азотистий баланс - це стан, при якому кількість азоту, що надходить, переважає над кількістю виведеного азоту. Позитивний азотистий баланс - це нормальний стан для організму, що росте (це діти, які потребують більшої кількості білка для процесів росту, вагітні жінки, спортсмени, в яких іде ріст м'язової маси (культуристи). Цей стан характерний також для людей у період одужання після важких інфекційних захворювань або після тривалого голодування, коли білок витрачається на відновлення тканин. Негативний азотистий баланс - це стан, при якому кількість виведеного азоту переважає над кількістю азоту, що надходить в організм. Він розвивається при білковому голодуванні,  при злоякісних хворобах (пацієнти втрачають білкову масу та виснажуються).Розглядаючи норми потреб білка, необхідно орієнтуватися не на білковий мінімум, а на білковий оптимум. Білковий мінімум - це та кількість спожитого добового білка, що підтримує азотисту рівновагу. Це становить 30-40 г білка. Білковий оптимум - це та кількість спожитого добового білка, що забезпечує не тільки азотисту рівновагу, а й високу працездатність, відмінне самопочуття, високі захисні сили організму, а для дітей - нормальний фізичний і розумовий розвиток. Це становить 100 г білка. Кінцевими продуктами обміну білків є сечовина та сечова кислота, які виводяться із сечею і потом.

ОБМІН ВУГЛЕВОДІВ Розрізняють складні і прості вуглеводи. До складних належать поліцукри (крохмаль та глікоген) і дицукри (молочний, буряковий, тростинний цукор), а до простих - моноцукри (глюкоза, фруктоза, галактоза). Вуглеводи надходять в організм з їжею у вигляді полісахаридів і дисахаридів. У шлунково-кишковому тракті вони розщеплюються до моноцукрів, які всмоктуються в кров. Глюкоза окислюється до вуглекислого газу і води зі звільненням енергії. При згоранні 1 г вуглеводів виділяється 4 ккал енергії. Людина отримує найбільше енергії за рахунок вуглеводів, оскільки ми споживаємо їх більше (300-400 г на добу), ніж білків та жирів. Нейрони ж мозку працюють виключно на енергії глюкози. Норма цукру крові становить 4,44-6,66 ммоль/л. Моноцукри, що всмокталися в кишечнику, з рухом крові потрапляють у печінку і м'язи, де частина їх перетворюється в глікоген. Глікоген є резервом вуглеводів в організмі. В середньому його відкладається до 350 г. При зниженні рівня цукру в крові (фізичне чи надмірне емоційне напруження) глікоген розщеплюється до глюкози і надходить у кров. Синтез глікогену стимулюється інсуліном - гормоном підшлункової залози. Всі інші гормони, що регулюють вуглеводний обмін, являються антагоністами інсуліну, тобто підвищують рівень глюкози в крові. Наприклад, гормон підшлункової залози – глюкагон.

ОБМІН ЖИРІВ До жирів (ліпідів) належать нейтральні жири, що складаються із гліцерину і жирних кислот та ліпоїди (лецитин і холестерин). Жири виконують в організмі пластичну і енергетичну функції. При окисленні 1 г жиру виділяється 9 ккал тепла. Це енергетична функція жиру. Пластична функція полягає в тому, що жир входить до складу оболонки і протоплазми клітин. Загальна кількість жиру в організмі становить 10-30 % маси тіла. У травному тракті жири розщеплюються на гліцерин і жирні кислоти. При проходженні через клітини слизової оболонки кишечника з них синтезується жир, властивий даному організмові, який всмоктується в лімфу і в меншій кількості - відразу в кров. Крім виконання енергетичної і пластичної функцій, жир є розчинником для жиророзчинних вітамінів, які не можуть всмоктатися у внутрішнє середовище в іншому вигляді. Жир синтезується в організмі не тільки із спожитого жиру, але й із вуглеводів. Регулюють обмін жирів нервова та ендокринна системи. Так, збудження симпатичної нервової системи, гормони адреналін (надниркові залози), тироксин (щитоподібна залоза), соматотропний гормон (гіпофіз) - активізують згорання жирів.

ОБМІН ЕНЕРГІЇ Обмін речовин і енергії є єдиним процесом. Під час обміну речовин відбувається перетворення енергії. При окисленні харчових речовин енергія, яка в них міститься, вивільняється і перетворюється в теплову, механічну, електричну. Всі види енергії в кінцевому результаті переходять в навколишнє середовище переважно у вигляді теплової енергії.  ОСНОВНИЙ ОБМІН Основним обміном називають енергетичні затрати організму в умовах спокою. Основний обмін визначають у стандартних умовах: дослідження проводять вранці натщесерце (протягом 12-ти годин до цього не приймають їжі) в стані фізичного і психоемоційного спокою, в горизонтальному положенні, при температурі комфорту (25-26 °С). За таких умов виключаються фактори, які можуть впливати на інтенсивність обмінних процесів. Основний обмін, в середньому, у дорослого здорового чоловіка вагою 70 кг буде дорівнювати 1700 ккал, а в жінки - на 10 % менше. Основний обмін залежить від статі, віку, маси і зросту людини. Величина основного обміну у дітей значно більша, ніж у дорослих. Основний обмін у віці 20-40 років зберігається на досить постійному рівні. Після 40 років він починає зменшуватися. ЗАГАЛЬНИЙ ОБМІН Фізична робота, психоемоційне навантаження, приймання їжі, зміни температури зовнішнього середовища збільшують інтенсивність обміну речовин. Рівень обміну в звичайних, а не стандартних умовах, називають загальним обміном. Інтенсивність обмінних процесів найбільш помітно зростає під час трудової діяльності. Чим важча м'язова робота, тим більше енергії втрачає людина. При розумовій праці втрачається незначна кількість енергії.Однак, коли розумова робота супроводжується емоційним збудженням (лектор, артист, хірург і т.ін.), енергетичні затрати різко зростають. Підвищення обміну речовин і затрат енергії після приймання їжі називається специфічно-динамічною дією їжі. Цей вплив особливо виражений при надходженні в організм їжі. При цьому обмін збільшується на 20 %.

 РЕГУЛЯЦІЯ ОБМІНУ ЕНЕРГІЇ Регуляція обміну енергії відбувається за рахунок нервових і ендокринних механізмів. Особлива роль у регуляції обміну належить гіпоталамусу. Тут знаходяться центри регуляції обмінних процесів, рефлекторний вплив яких реалізується через вегетативні нерви: підвищення активності симпатичних нервів призводить до збільшення інтенсивності обмінних процесів.

Особливо помітно обмін енергії підсилюють гормони щитоподібної залози - тироксин і трийодтиронін та гормон мозкового шару надниркових залоз - адреналін.

ТЕМПЕРАТУРА ТІЛА ТА її РЕГУЛЯЦІЯ

Температура тіла людини підтримується на відносно постійному рівні, незалежно від коливання температури зовнішнього середовища. Ця постійність температури називається ізотермією. Ізотермія властива тільки теплокровним, або гомойотермним, тваринам. Вона відсутня у холоднокровних, або пойкілотермних тварин, температура тіла яких залежить від зміни температури зовнішнього середовища. Ізотермія необхідна для нормального функціонування органів людини. При зміні температури організму змінюються структура і функції білків (денатурація білків організму починається після 40 °С). Для людини поріг верхньої, вже смертельної, температури складає 43 °С. Нижньою межею є температура 30 °С, при якій зупиняється серце. У гомойотермних організмах температура різних частин тіла є різною. Температура шкіри залежить від температури зовнішнього середовища і коливається від 28 °С в дистальних відділах кінцівок до 33-34 °С на шкірі тулуба і голови. Температура м'язів і внутрішніх органів характеризується постійністю, і вона є вищою. Найвища температура зафіксована в печінці - 38 °С. На практиці температуру тіла визначають у пахвовій ямці (36,6 °С), у порожнині рота (36,7-37 °С), в прямій кишці (37,3-37,6 °С). Температура тіла коливається протягом доби. Коливання добових температур становить ± 1,0 °С.Температура тіла може різко підвищуватися до 38-39 °С при м'язовій роботі, залежно від інтенсивності навантажень. Після закінчення роботи температура тіла швидко падає і доходить до нормальних величин. Ізотермія у людини може зберігатися лише завдяки рівновазі між теплоутворенням і тепловіддачею всього організму. Це досягається за допомогою фізіологічних механізмів терморегуляції.

 ХІМІЧНА ТЕРМОРЕГУЛЯЦІЯ Хімічна терморегуляція відбувається за рахунок змін рівня теплоутворення під дією зовнішнього середовища. У клітинах і органах проходять окисні процеси, які супроводжуються вивільненням енергії. Основою хімічної терморегуляції є виділення енергії в клітинах при окисненні білків, жирів, вуглеводів. Найбільш інтенсивне теплоутворення відбувається в м'язах, рухова активність збільшує теплоутворення. У хімічній терморегуляції значну роль відіграють печінка і нирки. В стані спокою на частку печінки припадає близько 20 % загальної теплопродукції. При охолодженні тіла продукція тепла в печінці зростає. При підвищенні температури повітря теплопродукція в організмі зменшується.

ФІЗИЧНА ТЕРМОРЕГУЛЯЦІЯ Фізична терморегуляція відбувається шляхом зміни тепловіддачі організмом. Розглядаючи механізми тепловіддачі, треба враховувати два потоки тепла в організмі: 1) внутрішній: від внутрішніх ділянок тіла до зовнішніх;

2) зовнішній: від поверхні тіла у зовнішнє середовище. Внутрішній потік тепла опосередковується кров'ю за рахунок її високої теплоємності. Зовнішній потік тепла забезпечується теплопровідністю, конвекцією, радіацією і випаровуванням. Теплопровідність відбувається шляхом нагрівання навколишніх предметів, з якими стикається тіло. Таким чином організм віддає 31% тепла. Конвекція - це перенесення тепла через більш холодні шари повітря. Рушійною силою конвекції є різниця між середньою температурою шкіри і повітря. Радіація - це тепловіддача у вигляді інфрачервоного випромінювання від шкіри. 44% тепла віддається шляхом радіації. Чим більша поверхня шкіри і вища її температура, тим інтенсивніше відбувається тепловіддача. Перенесення тепла шляхом випаровування в нейтральних температурних умовах складає близько 20 %. Якщо ж температура зовнішнього середовища вища, ніж температура тіла, то тепловіддача випаровуванням складає 100 %.

Чим вища вологість повітря, тим менше випаровується води. Тому при високій вологості атмосфери висока температура переноситься важче, ніж при низькій вологості. Велику роль у тепловіддачі відіграє рефлекторне розширення і звуження судин шкіри. Під впливом холоду кровоносні судини, в першу чергу артеріоли, спочатку дещо розширюються, а потім звужуються. Внаслідок цього кровопостачання шкіри зменшується, що призводить до зменшення тепловіддачі шляхом випромінювання. У тепловіддачі бере участь дихання. Тепло використовується на випаровування води легенями і на зігрівання повітря, яке вдихається. Холод сприяє рефлекторному сповільненню дихання, а при високій температурі дихання стає частим, з'являється теплова ядуха. Тепловіддачу гальмує підшкірний жир. Тому товсті люди легше переносять холод, ніж худі, а спеку - навпаки.

ЦЕНТР ТЕРМОРЕГУЛЯЦІЇ Центр терморегуляції знаходиться в гіпоталамусі. Якщо у тварини довгою голкою зробити укол у задні відділи гіпоталамуса, то спостерігається підвищення температури тіла. Такий укол був названий тепловим. В ядрах заднього відділу гіпоталамуса знаходиться центр теплопродукції. При зниженні температури сюди надходить інформація від холодових рецепторів. Потім через симпатичний відділ вегетативної нервової системи йдуть імпульси, спрямовані на підвищення клітинного метаболізму, звуження судин шкіри, збільшення м'язової активності. Таким чином температура тіла залишається постійною. Підвищують теплопродукцію в організмі гормони - адреналін, тироксин. Центр тепловіддачі знаходиться в ядрах переднього відділу гіпоталамуса. При підвищенні температури інформація до цього центру надходить від теплових рецепторів шкіри шкіри. Звідси йдуть імпульси, що сприяють розширенню судин шкіри, підвищенню потовиділення, зниженню інтенсивності клітинного метаболізму.