ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ 1
Содержание ü Единицы измерения энергетического обмена. Параметры обмена веществ. Методы измерения ü Этапы обмена веществ. Виды обмена веществ. Уровни взаимодействия углеводного, липидного и белкового обменов. Основы рационального питания ü Регуляция обмена веществ ü Регуляция обмена белков ü Регуляция обмена липидов ü Регуляция обмена углеводов ü Регуляция водно-солевого баланса ü Особенности обмена веществ и энергии у детей 2
Цель: рассмотреть процессы обмена веществ и энергии в организме Задачи: 1. Охарактеризовать единицы измерения и методы оценки обмена веществ и энергии. 2. Рассмотреть: - процессы анаболизма и катаболизма белков, жиров, углеводов; - процессы обмена воды и минеральных веществ; - механизмы регуляции обмена веществ и энергии в организме. 3. Разобрать основы рационального питания. 4. Рассмотреть особенности обмен вещест и энергии детского организма.
Единицы измерения энергетического обмена. Параметры обмена веществ. Методы измерения Калория: – количество теплоты, которое затрачивается на нагревание 1 мл воды на 1°C при атмосферном давлении 101, 325 к. Па (1 атмосфера); – единица количества работы и энергии. ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ 4
Единицы измерения энергетического обмена. Параметры обмена веществ. Методы измерения Джоуль: – это работа, которая совершается при перемещении точки приложения силы, равной одному ньютону, на расстояние одного метра в направлении действия силы. ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ 5
Джоуль 1 ньютон (Н) равен силе, которая сообщает телу массой 1 кг ускорение 1 м/с2 в направлении действия силы: 1 Н = 1 кг м/с2). Соответственно: 1 Дж = кг м²/с² = Н м = Вт с.
к. Дж / ккал 1 к. Дж ~ 0, 24 ккал. 1 ккал ~ 4, 19 к. Дж
Единицы измерения энергетического обмена. Параметры обмена веществ. Методы измерения Метод прямой калориметрии Формула расчета количества выделившегося тепла: Q = c m (t 2 – t 1), где: с – теплоемкость воды, равная 1; m – количество воды в камере; t 2 и t 1 – конечная и начальная температура воды. ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ 8
Единицы измерения энергетического обмена. Параметры обмена веществ. Методы измерения Параметры, используемые в методе непрямой калориметрии: − количество поглощенного кислорода; − ДК – дыхательный коэффициент (отношение объема выделенного углекислого газа к объему потребленного кислорода); 9
Единицы измерения энергетического обмена. Параметры обмена веществ. Методы измерения Параметры, используемые в методе непрямой калориметрии: − КЭО 2 – определяется калорический как эквивалент количество кислорода, энергии, которое образуется в организме при потреблении 1 л кислорода. − КЭО 2 при окислении белков составляет ~ 4, 5 ккал (18, 7 к Дж), при окислении жиров – ~ 4, 7 ккал (19, 8 к Дж), при окислении углеводов – ~ 5 ккал (21 к Дж). 10
Этапы обмена веществ. Виды обмена веществ. Уровни взаимодействия углеводного, липидного и белкового обменов. Основы рационального питания Обмен веществ и энергии (метаболизм): совокупность всех химических протекающих в организме; – реакций, – совокупность всех процессов превращения веществ и энергии в организме, а также обмен веществами и энергией между организмом и окружающей средой. ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ 11
Параметры обмена веществ, оцениваемые на практике Ø Ø Ø Основной обмен Рабочая прибавка Поправочный коэффициент
Основной обмен
Основной обмен - процессы мембранного транспорта, - функционирование нервной системы, - работа внутренних органов, - поддержание температурного баланса.
Рабочая прибавка Ø Ø Умственная деятельность Физическая деятельность
Поправочный коэффициент - процессы переваривания пищи (секреция, моторика, всасывание); - динамическая составляющая пищи: ü белки - 25− 30%, ü углеводы, жиры - 10%.
Общие суточные энергозатраты: ОО + РП + ПК
Группы населения, разделенные по коэффициенту физической активности и суточному расходу энергии Группа Особенности профессии Первая Умственный труд 1, 4 Вторая Легкий физический труд 1, 6 Третья Физический труд средней тяжести 1, 9 12360 – 13827 (2950 – 3300) Тяжелый физический труд 2, 2 14246 – 16131 (3400 – 3850) Особо тяжелый физический труд 2, 5 16131 – 17598 (3850 – 4200) Четверта я Пятая Коэффициент Суточный физической расход энергии активности к. Дж (ккал) 9799 – 10265 (2100 – 2450) 10475 – 11732 (2500 – 2800) 18
Коэффициент физической активности: общее количество суточных энергозатрат ___________________________________ величина основного обмена
Этапы обмена веществ. Виды обмена веществ. Уровни взаимодействия углеводного, липидного и белкового обменов. Основы рационального питания Обмен веществ и энергии (метаболизм) ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ 20
Этапы обмена веществ. Виды обмена веществ. Уровни взаимодействия углеводного, липидного и белкового обменов. Основы рационального питания Катаболизм (диссимиляция) ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ 21
Этапы обмена веществ. Виды обмена веществ. Уровни взаимодействия углеводного, липидного и белкового обменов. Основы рационального питания Анаболизм (ассимиляция) ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ 22
Этапы обмена веществ. Виды обмена веществ. Уровни взаимодействия углеводного, липидного и белкового обменов. Основы рационального питания Процессы анаболизма и катаболизма 23
Анаболизм 1) процессы обновления клеток и тканей, 2)процессы роста и развития, 3) осуществление транспорта веществ через мембрану и др. 24
Этапы обмена веществ. Виды обмена веществ. Уровни взаимодействия углеводного, липидного и белкового обменов. Основы рационального питания Общая схема катаболизма и анаболизма белков, жиров, углеводов ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ 25
Сопряжение катаболизма и анаболизма АТФ НАДФН
Этапы обмена веществ. Виды обмена веществ. Уровни взаимодействия углеводного, липидного и белкового обменов. Основы рационального питания Ценность продуктов питания 27
Обмен белков
29
Функции белков 1) строительная; 2) ферментативная; 3) транспортная; 4) сократительная; 5) защитная; 6) рецепторная и др.
Ø Ø Поступивший белок = Разрушенный белок - количество выделяемого азота. 100 г Б – 16 г N 2 23 г Б – 3, 7 г N 2 (сутки)
Положительный азотистый баланс (в период роста, беременности, во время интенсивных физических нагрузок) Отрицательный азотистый баланс (при белковом голодании, при питании неполноценными белками)
Обмен жиров
Расщепление жиров в процессе пищеварения 34
Обмен жиров 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Триглицериды (глицерин + свободные жирные кислоты) Клетки кишечного эпителия Хиломикроны (лимфа → кровь) Печень (липиды) Липопротеины Ткани организма Эндоцитоз Лизосомы
Функции жиров 1) энергетическая; 2) структурная; 3) защитная; 4) запасающая (в подкожной жировой клетчатке, в брюшной полости, в мышцах); 5) липиды являются источниками эндогенной воды.
Обмен жиров Количество запасающегося жира: - количество пищи, - характер питания, - конституция. Углеводы → Жиры.
Обмен углеводов
Схема превращений углеводов в пищеварительной системе 39
Функции углеводов 1) 2) структурная, энергетическая.
Схема катаболизма глюкозы 41
Метаболизм глюкозы 42
Глюкоза Норма - около 5, 5 ммоль/л. Гипергликемия. Глюкозурия.
Обмен белков, жиров, углеводов 44
Обмен воды и минеральных веществ
Вода: содержание, функции ~ 73 – 76% (1/2 – 1/3) массы тела. 1) 2) 3) 4) входит в состав протоплазмы клеток, плазмы крови, межклеточной жидкости, участвует в процессах транспорта веществ и тепла, в поддержании осмотического давления, в водной среде протекают процессы обмена веществ, является растворителем различных веществ и т. д.
Обмен воды Потребление – около 2, 5 л воды (1, 2 л - при питье, около 1 л - с пищей и 0, 3 л воды является эндогенной). Выделение - около 2, 8 л воды. Недостаточное поступление (повышенное выделение) → дегидратация → сгущение крови → нарушение процессов кровообращения.
Макроэлементы натрий калий хлор кальций фосфор магний
Микроэлементы железо йод медь марганец, фтор, хром, молибден, цинк, селен.
Суточная потребность в витаминах В 1 (тиамин) Суточная потребность 1 – 2 мг В 2 (рибофлавин) 2 – 4 мг В 3 (пантотеновая кислота) 10 мг В 6 (пиридоксин) 2 мг Вс (фолиевая кислота) 200 мкг В 12 (кобаламин) 2 – 5 мкг РР (никотиновая кислота) 15 – 25 мг С (аскорбиновая кислота) 100 – 120 мг Н (биотин) 150 – 200 мкг А (ретинол) 1 – 2 мг Д (антирахитический) 12 – 25 мкг К (антигеморрагический) 20 – 30 мг Витамины 50
Витамины Гиповитаминоз Авитаминоз Гипервитаминоз
Основы рационального питания Пища = Энергозатраты + Пластичекие процессы Пища = Качество + Количество Б : Ж : У = 1 : 1, 2 : 4, 6.
Суточная потребность У - 400 – 500 г, Ж и Б – 80– 100 г.
Основы рационального питания Незаменимые аминокислоты (валин, лейцин, изолейцин, триптофан, фенилаланин, метионин, треонин, аргинин, гистидин, лизин). Полноценные и неполноценные белки. 1 г / кг /сут. 55– 60% - белки животного происхождения.
Основы рационального питания Ø Ø Незаменимые (ненасыщенные) жирные кислоты: линолевая, линоленовая, арахидоновая. Арахидоновая к-та → тканевые или местные гормоны – эйкозаноиды (простагландины, простациклины, лейкотриены, тромбоксаны).
Основы рационального пиания Не менее 30% общего жира – растительные жиры. Витамины, макро- и микроэлементы.
Регуляция обменных процессов гипоталамус, лимбическая система, кора больших полушарий, содержание в крови промежуточных продуктов обмена (в частности, глюкозы и жирных кислот), гормоны.
Анаболизм белка Гормон гипофиза соматотропин (гормон роста). Гормоны щитовидной железы – тироксин и трийодтиронин. Гормон поджелудочной железы инсулин. Гормоны яичников эстрогены (матка). Мужские половые гормоны андрогены (различные ткани, мышцы). Гормоны коркового слоя надпочечников – глюкокортикоиды (печень).
Катаболизм белка Гормоны коркового слоя надпочечников – глюкокортикоиды (большинство тканей) Аминокислоты → глюконеогенез.
Обмен жиров Гипоталамус. Концентрация жирных кислот в крови. Концентрация глюкозы в крови (липолиз или липогенез). ВНС.
Катаболизм жиров Гормон гипофиза соматотропин Гормоны мозгового слоя надпочечников – адреналин и норадреналин Гормон щитовидной железы тироксин
Анаболизм жира Гормоны коркового слоя надпочечников – глюкокортикоиды (торможение липолиза) Гормон поджелудочной железы – инсулин
Обмен углеводов Рецепторы к глюкозе: кровеносные сосуды, печень, поджелудочная железа, гипоталамус. Ø Стимуляция продолговатого мозга, гипоталамуса, коры больших полушарий → гипергликемия. Ø
Обмен улеводов Инсулин Контринсулярные гормоны: глюкагон, адреналин, тироксин трийодтиронин, соматотропин. q GLUT и
Водно-солевой обмен Вазопрессин (АДГ): осмо-, волюмо-, барорецепторы. Альдостерон Натрийуретический гормон сердца Паратгормон, кальцитонин
Особенности детского организма 1. 2. 3. 4. Анаболизм преобладает над катаболизмом. Положительный азотистый баланс. Наличие бурого жира у новорожденного (теплопродукция). Повышенное содержание глюкагона в крови.
Спасибо за внимание.
