ФИЗИОЛОГИЯ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ И ТЕМПЕРАТУРНОГО ГОМЕОСТАЗИСА ВИДЫ

ФИЗИОЛОГИЯ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ И ТЕМПЕРАТУРНОГО ГОМЕОСТАЗИСА

ВИДЫ ОБМЕНА ОБМЕН ВЕЩЕСТВ ОБМЕН ЭНЕРГИИ ОБМЕН ИНФОРМАЦИИ

Общее представление об обмене веществ и энергии

ЭТАПЫ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ Ü Поступление и транспорт (ЖКТ, система крови). Ü Ассимиляция и диссимиляция (ССС, ДС). Ü Расход веществ (ССС, ДС). Ü Выделение продуктов метаболизма (органы выделения).

ДИССИМИЛЯЦИЯ (КАТАБОЛИЗМ) ЭТАПЫ 1. Расщепление высокомолекулярных питательных веществ до простых низкомолекулярных и всасывание их в кровь и лимфу. Энергия расщепления питательных веществ мала и практически вся она выделяется в виде тепла – первичной теплоты. 2. Промежуточного превращения (обмена) – неполный распад мономеров до промежуточных продуктов и некоторой их части до конечной (СО 2, Н 2 О). Энергия распада химических веществ выделяется не только в виде первичной теплоты, но и аккумулируется (менее ⅓) в виде макроэргов. 3. Конечного превращения – распад промежуточных веществ до конечных продуктов обмена. Завершается полное высвобождение энергии (менее ⅓ - в виде первичной теплоты и более ⅔ - в виде аккумулированных макроэргов).

АССИМИЛЯЦИЯ Синтез специфических для организма соединений, обеспечивается энергией, запасенной в виде макроэргов, которая, кроме того, расходуется на различные виды работы и на образование тепла (вторичной теплоты)

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ОБМЕН -1 ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ БАЛАНС: Образование энергии = Э. работы + Э. теплопотерь + Э. запас УРОВНИ ИНТЕНСИВНОСТИ ЭНЕРГООБМЕНА КЛЕТКИ: Ä Уровень поддержания целостности клетки - 15% Ä Уровень функциональной готовности клетки - 50% Ä Уровень функциональной активности клетки - 100%

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ОБМЕН - 2 ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ БАЛАНС: Ü Равновесие – приход=расход (с 25 до 70 лет при условии относительного здоровья) Ü Положительный - приход>расход (во время роста и развития, при беременности, при переедании и др. ) Ü Отрицательный - приход<расход (после 70 лет, при голодании, при тяжелых заболеваниях): расходуется ранее запасенная энергия.

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ОБМЕН - 3 F 1 -й закон термодинамики: «Если теплота превращается в работу, то количество работы, произведенной системой, эквивалентно количеству поглощенного тепла » F Закон Гесса: «Тепловой эффект процесса, раз- вивающегося через ряд последовательных стадий, зависит от теплосодержания начальных и конечных продуктов химической реакции, но не зависит от путей их химических превращений»

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ОБМЕН - 4 • Энергетическая ценность или калорический коэффициент вещества - количество тепла, образуемого при сгорании 1 г вещества в атмосфере чистого кислорода: ЖИРЫ - 9, 3 ккал; БЕЛКИ и УГЛЕВОДЫ - 4, 1 ккал • Калорический эквивалент кислорода (КЭК) - количество тепла, освобождающегося в организме от сгорания 1 г вещества при потреблении 1 литра кислорода: ЖИРЫ - 4, 69; БЕЛКИ - 4, 46; УГЛЕВОДЫ - 5, 05 ккал/л

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ОБМЕН - 5 ДЫХАТЕЛЬНЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ (ДК) СО 2 выд. ДК = ------------О 2 погл. ДК для углеводов = 1, 0 ДК для белков = 0, 8 ДК для жиров = 0, 7

Методы исследования обмена энергии

Камера Шатерникова для человека

Принцип работы метаболиметра

ОСНОВНОЙ ОБМЕН (ОО) Основной обмен - минимальный (базисный) уровень энерготрат, необходимый для поддержания жизнедеятельности организма в условиях физического и эмоционального покоя. Условные нормы основного обмена: у мужчин среднего возраста - 1 ккал/кг/час у женщин среднего возраста - 0, 9 ккал/кг/час у детей 7 лет - 1, 8 ккал/кг/час; 12 лет - 1, 3 ккал/кг/ч у стариков - 0, 7 ккал/кг/час

УСЛОВИЯ ОСНОВНОГО ОБМЕНА ð Утром ð В положении лежа ð Состояние бодрствования ð Мышцы расслаблены ð Натощак ð При температуре комфорта: около 18 -200 С для одетого человека и 22 -260 С для раздетого человека ð В состоянии эмоционального покоя РЕКОМЕНДАЦИИ ð НЕ ПИТЬ ð НЕ КУРИТЬ ð НЕ УПОТРЕБЛЯТЬ НАРКОТИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ð НЕ УПОТРЕБЛЯТЬ (по возможности) ЛЕКАРСТВЕННЫЕ ВЕЩЕСТВА (особенно гормоны) ð ОГРАНИЧИТЬ НАКАНУНЕ БЕЛКОВУЮ ПИЩУ

АДАПТИВНЫЙ ОБМЕН РАБОЧАЯ ПРИБАВКА ≅ ОО ЭМОЦИОНАЛЬНАЯ ПРИБАВКА - >15% от уровня ОО ТЕМПЕРАТУРНАЯ ПРИБАВКА (только условиях низких t°) СДДД (специфическое динамическое действие пищи) - от 6 до 30% от уровня ОО

РАБОЧИЙ ОБМЕН - величина энергетического обмена, характерная для определенного вида трудовой деятельности. РАБОЧАЯ ПРИБАВКА - разница между рабочим и основным обменом.

СДДД Специфически-динамическое действие пищи увеличение уровней энерготрат спустя 1 -3 часа после приема пищи. Äдля белков - на 30%; Äдля жиров – на 13% Äдля углеводов – на 6%

ГРУППЫ РАБОТНИКОВ ПО ЭНЕРГОТРАТАМ 1. Работники, преимущественно умственного труда: инженерный состав, врачи (кроме хирургов), работники науки и искусства, литературы, руководители и т. п. - 2500 -2800 ккал/сут 2. Работники легкого физического труда: инженерно-технический состав, работники связи, радиоэлектронной промышленности, медсестры, санитарки и т. п. - 2800 -3000 ккал/сут 3. Работники труда средней тяжести: токари, слесари, железнодорожники, врачи-хирурги, водители автотранспорта, продавцы продуктов, водники - 3000 - 3200 ккал/сут 4. Работники тяжелого физического труда: строительные рабочие, металлурги и литейщики, механизаторы, плотники, нефтяники и газовики, сельхозрабочие - 3400 - 3700 ккал/сут 5. Работники особого тяжелого труда: шахтеры, сталевары, вальщики леса, землекопы, грузчики - 3900 - 4500 ккал/сут

ПЛАСТИЧЕСКИЙ ОБМЕН АЗОТИСТЫЙ БАЛАНС N 2 пищи – N 2 кала АБ = N 2 мочи ВИДЫ АЗОТИСТОГО БАЛАНСА Равновесный Положительный Отрицательный

РЕГУЛЯЦИЯ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ ÜКЛЕТОЧНЫЙ ÜТКАНЕВОЙ ÜОРГАННЫЙ ÜОРГАНИЗМЕННЫЙ

ОРГАНИЗМЕННЫЙ УРОВЕНЬ РЕГУЛЯЦИИ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ и ЭНЕРГИИ НЕРВНО-РЕФЛЕКТОРНЫЙ: 1. Афферентное звено Рецептор Гт через ЖВС: ЩЖ, НДП - ↑ ОВ ВНС СНС ПСНС Гф эрготропные трофотропные ↑катаболизма ↑анаболизма СТГ ПОЛОВЫЕ анаболизм ПЖЖ (инсулин)

ОРГАНИЗМЕННЫЙ УРОВЕНЬ РЕГУЛЯЦИИ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ и ЭНЕРГИИ 2. ЦЕНТРАЛЬНОЕ ЗВЕНО Ø Гт (главный центр) – все виды обмена Ø КБП – по механизму УР Ø Продолговатый мозг

ТЕМПЕРАТУРНЫЙ ГОМЕОСТАЗ Ü ПОЙКИЛОТЕРМИЯ (оболочка) Ü ГОМОЙОТЕРМИЯ (ядро) ТЕРМОРЕГУЛЯЦИЯ ХИМИЧЕСКАЯ (ТЕПЛОПРОДУКЦИЯ) ФИЗИЧЕСКАЯ (ТЕПЛООТДАЧА) ТЕРМОИЗОЛИРУЮЩИЕ СВОЙСТВА ТКАНЕЙ

РОЛЬ ЯДРА И ОБОЛОЧКИ В ТЕРМОРЕГУЛЯЦИИ ЯДРО ОБОЛОЧКА Температура окружающей среды

Зависимость температуры тела от температуры среды

СУТОЧНЫЕ КОЛЕБАНИЯ РЕКТАЛЬНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ

ТЕРМОРЕГУЛЯЦИЯ ТЕРМОГЕНЕЗ (ТЕПЛОПРОДУКЦИЯ) Ü БАЗИСНЫЙ Ü РЕГУЛЯТОРНЫЙ: ð СОКРАТИТЕЛЬНЫЙ Ø © © Ø © НЕПРОИЗВОЛЬНЫЙ МЫШЕЧНАЯ ДРОЖЬ МЫШЕЧНЫЙ ТОНУС ПРОИЗВОЛЬНЫЙ ПРОИЗВОЛЬНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ ð НЕСОКРАТИТЕЛЬНЫЙ Ø АКТИВАЦИЯ ОКИСЛЕНИЯ Ø РАЗОБЩЕНИЕ ОКИСЛЕНИЯ И ФОСОРИЛИРОВАНИЯ ТЕПЛООТДАЧА Ü ВЛАЖНАЯ (ИСПАРЕНИЕ) Ø ОЩУТИМАЯ Ø НЕОЩУТИМАЯ Ü СУХАЯ ð ТЕПЛОИЗЛУЧЕНИЕ ð ТЕПЛОПРОВЕДЕНИЕ ð КОНВЕКЦИЯ: а) естественная б) форсированная

Пути теплопродукции и теплоотдачи

Механизм теплоотдачи на холоде (А) и в тепле (Б)

ПРОТИВОТОЧНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК 370 360 350 340 330 320 артериола капилляры венула 370 360 350 340 330 320

ТЕРМОРЕЦЕПТОРЫ Ä ПЕРИФЕРИЧЕСКИЕ В ОБОЛОЧКЕ (ТЕПЛОВЫЕ И ХОЛОДОВЫЕ) Ä ПЕРИФЕРИЧЕСКИЕ В ЯДРЕ (ТЕПЛОВЫЕ И ХОЛОДОВЫЕ) Ä ЦЕНТРАЛЬНЫЕ (ТЕРМОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ НЕЙРОНЫ)

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ИЗМЕНЕНИЯ ТЕПЛООТДАЧИ ФИЗИЧЕСКАЯ ТЕРМОРЕГУЛЯЦИЯ ПРОИЗВОЛЬНАЯ НЕПРОИЗВОЛЬНАЯ

ТЕРМОРЕГУЛЯЦИЯ ЧЕЛОВЕКА L Верхняя граница диапазона - граница гипертермии - тепловая смерть - 42 -430 С M Нижняя граница диапазона - граница гипотермии - холодовая смерть: ð естественная - 260 С ð искусственная - 24 -230 С N Термонейтральная зона - без ощутимого потоотделения и регуляторной теплопродукции - 24 - 270 С

ЗОНА ГИПОТЕРМИИ ЛЕТАЛЬНАЯ ЗОНА КОМФОРТА ЗОНА АДАПТАЦИИ ЛЕТАЛЬНАЯ ЗОНА ГИПЕРТЕРМИИ ОО t° тела ТЕПЛООТДАЧА ТЕПЛОПРОДУКЦИЯ t°окр. среды

РЕГУЛЯЦИЯ ТЕПЛОПРОДУКЦИИ

РЕГУЛЯЦИЯ ТЕПЛООТДАЧИ

ФС подержания t ° тела

САМОРЕГУЛЯЦИЯ Ü ПО РАССОГЛАСОВАНИЮ - с использованием гуморальной информации обратной связи и сигналов терморецепторов внутренних органов и мозга. Ü ПО ВОЗМУЩЕНИЮ – с участием кожных терморецепторов. Ü ПО ПРОГНОЗИРОВАНИЮ – выработка условных рефлексов.