Лекции по предмету Анатомия и физиология
Обмен веществ и энергии. Терморегуляция.
Обмен веществ и энергии, или метаболизм— совокупность химических и физических превращений веществ и энергии, происходящих в живом организме и обеспечивающих его жизнедеятельность. Обмен веществ и энергии составляет единое целое и подчиняется закону сохранения материи и энергии.
Анаболизм (ассимиляция) химические про цессы, при которых более простые вещества соединяются между собой с образованием более сложных веществ, что приводит к накоплению энер гии, построению новой протоплазмы и росту. Катаболизм (диссими ляция) расщепление этих сложных веществ, приводящее к ос вобождению энергии. При этом происходит разрушение составляющих ее веществ. протоплазмы и расходование
Сущность обмена веществ заключается: 1) в поступлении в организм из внешней среды различных питатель ных веществ; 2) в усвоении и использовании их в процессе жизнедеятельности как источников энергии и материала для построения тканей; 3) в выделении образующихся продуктов обмена во внешнюю среду.
Т. О. специфические функции обмена веществ: 1) извлечение энергии из окружающей среды в форме химической энергии органических веществ; 2) превращение экзогенных веществ в строительные блоки, т. е. предшественники макромолекулярных компонентов клетки; 3) сборка белков, нуклеиновых кислот и других клеточных компо нентов из этих строительных блоков; 4) синтез и разрушение тех биомолекул, которые необходимы для выполнения различных специфических функций данной клетки.
Обмен белков – это совокупность пластических и энергетических процессов превращения белков в организме, включая обмен амино кислот и продуктов их распада. Виды белков: • простые белки протеины (в их составе только аминокислоты) • сложные протеиды ( в их составе аминокислоты и и небелковая часть: üнуклеопротеиды(белок+нуклеиноваякислота), üлипопротеиды(белок+жир), üгликопротеиды(белок+углевод), üфосфопротеиды(белок+фосфорные кислоты) üхромопротеиды(белок+пигмент). Белки составляют основу всех клеточных структур и являются материальными носителями жизни.
Функции белка : 1. Пластическая. 2. Каталитическая (ферменты имеют белковую природу. ) 3. Энергетическая (1 грамм белка при распаде дает 4, 1 ккал. ) 4. Транспортная (гемоглобин, в составе которого белок, переносит О 2 и СО 2, липопротеиды жиры, жирорастворимые витамины). 5. Передача наследственных свойств (обеспечивается участием нуклеопротеидов сложных белков, в составе которых ДНК, РНК) 6. Защитная (антитела имеют белковую природу, кроме того, белки связывают токсины, участвуют в процессе свертывания крови. ) 7. Регуляторная (поддержание биологических констант, многие гормоны являются белками или полипептидами. )
Суточная по требность в белках(белковый оптимум) для взрослого человека в среднем составляет 100 120 г (при трате энергии 3000 ккал/сутки). Источником получения белка является только пища. Он не может синтезироваться их других органических веществ. Белки пищи: • биологически полноцен ные (содержат все незаменимые аминокислоты) • непол ноценные ((содержат не все незаменимые аминокис лоты). В рационе питания человека должно быть не менее 30% полноценных белков.
Основные этапы обмена белков : 1) ферментативное расщепление белков пищи до аминокислот и вса сывание их; 2) превращения аминокислот; 3) биосинтез белков; 4) расщепление белков; 5) образование конечных продуктов распада аминокислот (СО 2, Н 2 О, азотистые соединения, например, аммиак. ) Белки в депо не откладываются. При избыточном поступлении белка с пищей или неполном их переваривании идет процесс гниения белка в толстой кишке с образованием токсичных веществ: индол, крезол, скатол, кадаверин и др
О белковом обмене судят по азотистому балансу. (белки единственные органические вещества, содержащие азот) Азотистый баланс соотношение количества азота, поступивше го в организм с пищей и выделенного из него. Азотистое равновесие количество введенного в орга низм азота равно количеству азота, выведенного из организма. Положительный азотистый баланс поступление азота превышает его выделе ние. При этом происходит задержка азота в организме. Наблюдается в период роста организма, во время беременности, при выздоровлении после тяжелых заболеваний. Отрицательный азотистый баланс количество выведенного из организма азота превышает количество поступившего азота. Он от мечается при значительном снижении содержания белка в пище (белковом голодании).
Обмен жиров это совокупность процессов превращения липидов (жиров) в организме. Функции жиров: • энергетическая • пластиче ская Жир входит в состав оболочки и цитоплазмы клеток, часть жира в виде запасов. Источники получения жира: • Пища • Синтез из углеводов
Виды жиров: • простые липиды (триглицериды высших жирных кислот), • cложные (фосфолипиды, гликолипиды, липопротеиды), • липоиды (жироподобные вещества. ) Су точная потребность в жирах для взрослого человека в среднем составляет 70 100 г.
Основные этапы жирового обмена : 1) ферментативное расщепление жира в ж. к. т. до глицерина и жирных кислот и всасывание; 2) образование липопротеидов в слизистой оболочке кишечника и в печени и транспорт их кровью; 3) гидролиз этих соединений на поверхности клеточных мембран и всасывание жирных кислот и глицерина в клетки, где они используются для синтеза собственных липидов. После синтеза липиды могут подвергаться окислению, выделяя энергию, и превращаться в конечном итоге в углекислый газ и воду. Жир может трансфор мироваться в углеводы (гликоген). При избытке жир откладывается в виде запасов в подкожной клетчатке, большом сальнике, вокруг некоторых внутренних органов. Жир может синтезироваться из других органических веществ, например, из углеводов.
Обмен углеводов это совокупность процессов превращения углеводов в организме. Функция: • энергетическая • пластическая (в составе сложных соединений (нуклеопротеиды, гликопротеиды), используемых для построения клеточных структур. Суточная потребность в углеводах взрослого человека в среднем со ставляет 400 500 г. Источники: • Пища • Синтезированные из других органических веществ • Депонированные
Основные этапы углеводного обмена : 1) расщепление углеводов пищи в желудочно кишечном тракте и всасывание моносахаридов в тонкой кишке; 2) депонирование глюкозы в виде гликогена в печени и мышцах или непосредственное ее использование в энергетических целях; 3) расщепление гликогена в печени и поступление глюкозы в кровь по мере ее убыли в крови (мобилизация гликогена); 4) окисление глюкозы с образованием углекислого газа и воды Глюкоза может синтезироваться из других органических веществ (б. ж. ) При избыточном поступлении депонируется, и может превратиться в жиры.
Гликогенез процесс синтеза гликогена из глюкозы. Гликогенолиз процесс распада гликогена до глюкозы. Гликонеогенез процесс биосин теза углеводов из других органических веществ
Водно солевой обмен это совокупность процессов распреде ления воды и минеральных веществ между вне и внутриклеточным про странствами организма, а также между организмом и внешней средой. Вода: внутриклеточная, интрацеллюлярную (72%) внеклеточная, экстрацеллюлярную (28%). Внеклеточная вода размещена внутри сосудистого русла (в составе крови, лимфы, цереброспинальной жидкости) и в межклеточном пространс Функции воды: 1) является обязательной составной частью протоплазмы клеток, тка ней и органов; тело взрослого человека на 50 60% состоит из воды, т. е. она достигает 40 45 л;
2) является растворителем и переносчиком мине ральных питательных веществ, и продуктов обмена; 3) принимает участие во реакциях обмена (гидро лиз, набухание коллоидов, окисление белков, жиров, углеводов); 4) ослабляет трение между соприкасающимися поверхностями в теле человека; 5) является основным компонентом водно электролитного гомеостаза, входя в состав плазмы, лимфы и тканевой жидкости; 6) участвует в регуляции температуры тела человека; 7) обеспечивает гибкость и эластичность тканей; 8) входит вместе с минеральными солями в состав пищеварительных соков.
Суточная потребность взрослого человека в воде в состоянии покоя 35 40 мл на каждый килограмм массы тела, т. е. при массе 70 кг в среднем около 2, 5 л. Источники: 1) экзогенная вода, потребляемая в виде питья (1 1, 1 л) и вместе с пищей (1 1, 1 л) 2) эндогенная вода, которая образуется в организме в результате химических превращений питательных веществ (0, 35 л).
Функции минеральных солей: 1) являются биологическими константами гомеостаза; 2) создают и поддерживают осмотическое давление в крови и тканях ; 3) поддерживают постоянство реакции крови (р. Н=7, 36 7, 42); 4) участвуют в ферментативных реакциях; 5) участвуют в водно солевом обмене; 6) ионы натрия, кальция, хлора участвуют в про цессах возбуждения и торможения, мышечного сокращения, свертывания крови; 7) являются составной частью костей (фосфор, кальций), гемо глобина (железо), гормона тироксина (йод), желудочного сока (соляная кислота) и т. д. ; 8) являются составными компонентами всех пищеварительных со ков.
Витамины (лат. vita жизнь + амины) поступающие с пищей незаменимые вещества, необходимые для поддержания жизненных функ ций организма. Основоположником учения о витаминах является отечест венный ученый Н. И. Лунин (1880), а термин "витамин" был предложен К. Функом в 1911 г. Функции витаминов : 1) они являются биологическими катализаторами 2) являются коферментами, т. е. низкомолекулярными компонентами ферментов; 3) участвуют в регуляции процесса обмена веществ в виде ингибиторов или активаторов; 4) участвуют в образовании гор монов и медиаторов; 5) снижают воспалительные явления и способ ствуют восстановлению поврежденной ткани;
6) способствуют росту, улучшению минерального обмена, сопро тивляемости к инфекциям, предохраняют от малокровия, повышенной кровоточивости; 7) обеспечивают высокую работоспособность 8) повышают устойчивость к неблагоприятным факторам внешней среды. И др Гиповитаминозы состояния, возникающие при недостаточности поступления витаминов. Дефицит их в пище или нарушения всасывания витаминов. Авитаминозы заболевания, которые развиваются при отсутствии поступления витаминов. Гипервитаминозы – состояния , вызываемые избыточным поступлением витаминов.
Обмен энергии Энергия: химическая, механическая, электрическая и тепловая. Центральное место из этих форм принадлежит химической энергии (АТФ), которая может необратимо превращаться во все другие виды энергии. Т. о. обмен энергии это совокупность процессов превращения различных форм энергии между собой, а также накопление и использование макроэргических соединений. Энергия расходуется на процессы синтеза клеток, на осуществление различных физиологических функций, на внешнюю работу, поддержав температуры тела и т. д. Продолжение жизни возможно лишь при постоянном пополнении запасов энергии, что и происходит благодаря приему пищи. При окислении 1 г жира в организме освобождается 9, 3 ккал, 1 г белка и углеводов соответственно по 4, 1 ккал.
Обмен энергии человека, или так называемый общий обмен, склады вается из основного обмена и рабочей прибавки. Основной обмен это минимальный уровень обмена веществ и энергетических затрат бодрст вующего человека в состоянии мышечного и психического покоя, натощак и при температуре окружающей среды 18 20°С. В условиях основного об мена энергия расходуется на работу внутренних органов (сердце, почки, органы дыхания и др. органы “жизнеобеспечения”), поддержание температуры тела. Основной обмен зависит от возраста, роста, массы тела, пола.
Рабочая прибавка это увеличение энергетических затрат организма сверх основного обмена. Энергия тратится на осуществление трудовой деятельности, а также работу органов в этих условиях, поддержание температуры тела, деятельность о. пищеварения и т. п. Величина Р. П. зависит от вида трудовой деятельности.
Регуляция обмена веществ и энергии осуществляется нервной и эндокринной системами, которые обеспечивают приспособление организма к меняющимся условиям его обитания.
Температура тела непрерывно поддерживается на относительно постоянном уровне. Изотермии (греч. isos равный, одинаковый; therme теплота) постоянство температуры тела Изотермия свойственна только теплокровным животным гомойотермным. Стабильная температура тела одна из важнейших биологических констант.
В организме человека две температурные зоны "ядро" и "оболочка". "Ядро" (мозг, органы грудной клетки, брюшной полости, малого таза) характеризуется относи тельно стабильной температурой от 37 до 38, 5°С. "Оболочка" (кожа, большая часть скелетной мускулатуры и костной системы) имеет более низкую температуру в диапазоне 25 34°С и призвана поддерживать изотермию "ядра". Температура внутренних органов зависит от интенсив ности обменных процессов. Наиболее интенсивно обменные процессы протекают в печени, которая является самым "горячим" органом тела: температура в ней равна 38 38, 5°С. В обычных условиях кровь, проходя по сосудам "ядра", нагревается в активных тканях (тем самым охлаждая их), а проходя по сосудам "оболочки", отдает тепло тканям кожи и охлаждается (одновременно согревая их).
Широко используемый термин "температура тела", как правило, относится к температуре внутренних областей тела, т. е. "ядра". У взрослого человека принято измерять температуру тела в подмышечной впадине. В норме температура находится в диапазоне 36 37°С. В клинике часто (особенно у грудных детей) измеряют температуру в прямой кишке, где она выше, чем в подмышечной впадине 37, 2 37, 6°С.
Химическая терморегуляци- процесс образования тепла в организме. Физическая терморегуляция - процесс, обеспечивающий удаление тепла из орга низма. Образование тепла происходит в результате окислительных экзотермиче ских реакций в различных тканях и органах (в мышцах 60%, печени 30%, почках, легких, желудке 10%). Главную роль в теплопродукции у человека играют мышцы и печень.
Физическая терморегуляция (т. е. теплоотдача) : 1) конвекция, отдачей тепла воздуху; 2) теплопроведение, отдачей тепла . е. веществам, непосредст венно соприкасающимся с поверхностью тела; 3) радиация, теплоизлучение 4) испарение воды с поверхности кожи и легких. Теплоотдача у человека осуществ ляется преимущественно через кожу.
Пути повышения теплопродукции (на холоде) : 1) Усиление мышечной деятельности : произвольное и непроизвольное сокращение мышц (движение, холодовая дрожь (озноб) 2) повышение интенсивности обменных процессов в мышечной ткани без ее сокращения, печени и др. При повышении температуры окружающей среды теплообразование в организме уменьшается вследствие рефлекторного снижения обмена ве ществ.
При высокой температуре наружного воздуха (от 22 до 35°С) сосуды внутренних органов суживаются, кожные сосуды расширяются, теплоот дача повышается. В условиях более низкой температуры внешней среды (менее 18°С) сосуды внутренних органов расширяются, а кожные сосуды суживаются. Теплоотдача уменьшается, т. е. происходит накопление тепла. В целом при повышении температуры внешней среды в организме челове ка теплопродукция уменьшается, теплоотдача увеличивается, при пониже нии температуры наоборот: теплопродукция увеличивается, теплоотдача уменьшается. При температуре наружного воздуха, равной или выше температуры тела человека, для сохранения изотермии происходит интенсивное испа рение пота.
Таким образом, поддержива ется путем механизмов, постоянство совместного регули рующих температуры действия, интенсивность с тела одной обмена человека стороны, веществ и теплообразования (химическая регуляция тепла), а с другой механизмов, регулирующих теплоотдачу (физическая регуляция тепла). Регуляция процессов теплообмена, обмена веществ и энергий осуществляется двумя механизмами: 1) рефлекторно по механизму безусловных и условных рефлексов; 2) гуморально. Центр регуляции – в гипоталямусе
Скачать презентацию Лекции по предмету Анатомия и физиология Обмен
Анатомия. Тема: Обмен веществ и энергии. Терморегуляция.pptx