Лекция 18 Физиологические основы обмена веществ и

Лекция № 18 Физиологические основы обмена веществ и энергии

План лекции • Обмен веществ и энергии. Его этапы • Значение различных компонентов пищи для • • • обмена веществ Уровни метаболической активности Основной обмен и условия его определения Компоненты общего энергорасхода Регуляция обменных процессов Методы исследования обмена веществ и энергии Обмен веществ и энергии 2

Обмен веществ и энергии совокупность процессов превращения веществ и энергии в живых организмах, а также обмен веществами и энергией между организмом и внешней средой.

Этапы обмена веществ и энергии 1) Поступление веществ (энергии) из внешней среды в организм (пищеварение и дыхание) 2) Использование веществ и энергии клетками и тканями организма (МЕТАБОЛИЗМ) 3) Удаление метаболитов и выделение энергии во внешнюю среду (выделение) Обмен веществ и энергии 4

Обмен веществ и энергии I этап III этап анаболизм катаболизм Катаболизм Обмен веществ и энергии 5

Второй этап ОВ и энергии Метаболизм = Анаболизм + Катаболизм белки жиры углеводы аминокислоты глюкоза (пластическая роль) жирные кислоты, глицерин (энергетическая роль) (энергетически-пластическая роль) Окисление + Фосфорилирование ≈30 -35% ≈25 -30% ≈35 -40% Q первичное Макроэргический запас Q вторичное Обмен веществ и энергии 6

Схема превращения веществ и энергии в организме белки углеводы жиры превращения АТФ Механическая работа Деятельность организма Химическая работа Осмотическая работа Электрическая работа Основной обмен (состояние покоя и комфорта) Обмен веществ и энергии 7

Уровни метаболической активности Обмен веществ и энергии 8

Основной обмен (ОО) минимальные для бодрствующего организма энергозатраты, обеспечивающие гомеостаз (составляет в среднем 4, 2 к. Дж, или 1 ккал, на 1 кг массы тела в час).

Условия (стандартные) определения основного обмена • • • Двигательный покой (в положении лежа) Натощак Эмоциональное равновесие Температура комфорта Утреннее время суток Обмен веществ и энергии 10

Зависимость интенсивности ОО от возраста и пола человека Обмен веществ и энергии 11

Компоненты общего энергорасхода Основной обмен Адаптивный обмен Эмоциональная прибавка Рабочая прибавка Терморегуляторная прибавка СДДП Обмен веществ и энергии 12

Я обмен лишь основной И на жизнь немного трачу, Я лишь минимум дневной – Аскетичный, однозначный. Адаптивный же обмен Много больше, много шире, Он капризный джентльмен В многокомнатной квартире: Есть затраты на еду, Поддержать температуру, Волноваться на ходу, На работу (на халтуру? )! В общем, многого не счесть… Мне ж немного в жизни надо: Не работать и не есть, Ни эмоций, ни прохлады. Обмен веществ и энергии 13

Группы интенсивности труда IV-V Группа (труд) k физ. акт. ккал/сут (Еобщ/Еосн) I (умственный) II (легкий физический) III (физический ср. тяж. ) IV (тяжелый физический) V (особо тяж. физ-ский) 1, 4 1, 6 1, 9 2, 2 2, 5 Обмен веществ и энергии 2100 – 2450 2500 – 2850 2900 – 3350 3400 – 3850 3900 – 4200 14

Методы исследования обмена веществ и энергии исследование прихода питательных веществ и энергии исследование расхода питательных веществ и энергии Обмен веществ и энергии 15

Исследование прихода питательных веществ и энергии (метод пищевых рационов) • Приход питательных веществ определяют, исходя из количества и химического состава пищи, сделав поправку на усвоение (около 90%) • Приход энергии определяют, используя калорический коэффициент – количество энергии, высвобождающейся при окислении в организме 1 г вещества: – для жиров – 9, 3 ккал (38, 94 к. Дж) – для белков – 5, 6/4, 1 ккал – для углеводов – 4, 1 ккал (17, 17 к. Дж) Обмен веществ и энергии 16

Этапы определения расхода питательных веществ 1) Забор выдыхаемого воздуха и мочи с определением их количества и состава 2) Расчёты необходимых показателей (в 6, 25 г белка содержится 1 г азота) Обмен веществ и энергии 17

Методы определения энергорасхода Прямая калориметрия Непрямая калориметрия полный газовый анализ Обмен веществ и энергии неполный газовый анализ 18

Показатели, используемые в непрямой калориметрии • Дыхательный коэффициент – отношение объема выделившегося при окислении углекислого газа к объему потребленного кислорода: ДК = VСО 2/VО 2 – для углеводов – 1, 0 (C 6 H 12 O 6+6 O 2=6 CO 2+6 H 2 O) – для белков – 0, 8 – для жиров – 0, 7 • Калорический эквивалент – количество энергии, образующейся в организме при потреблении 1 л кислорода. Обмен веществ и энергии 19

Определение потребления O 2 по высоте подъёма спирограммы Время, сек Обмен веществ и энергии 20

Соотношение прихода и расхода питательных веществ и/или энергии Приход Расход отрицательный баланс положительный баланс приход > расхода равновесный (нулевой) баланс приход < расхода приход ≈ расходу Обмен веществ и энергии 21

РЕЗЮМЕ • Основной обмен (ОО) – предельно низкий уровень энергозатрат организма, идущих на поддержание гомеостаза в состоянии бодрствования в условиях: – – 1) покоя – двигательного и пищеварительного и 2) комфорта – эмоционального и температурного. • Интенсивность ОО зависит от пола (у женщин ниже на 10 -15%), возраста • (самый высокий у детей) и гормонального фона. Общий обмен значительно превышает величину ОО, т. к. помимо основного обмена включает в себя адаптивный обмен, состоящий из четырех компонентов: – – рабочей прибавки, эмоциональной прибавки, терморегуляторной прибавки и специфически динамического действия пищи – СДДП. • По коэффициенту физической активности (соотношению общего и основного • обменов) выделяют пять групп интенсивности труда. Баланс (соотношение прихода и расхода питательных веществ и энергии) может быть равновесным, положительным и отрицательным. Обмен веществ и энергии 22