Обмен веществ и энергии Метаболизм от греч

Обмен веществ и энергии

Метаболизм (от греч. metabole — перемена, превращение), совокупность химических реакций, протекающих в живых клетках и обеспечивающих организм веществами и энергией для его жизнедеятельности, роста, размножения. В наиболее употребительном значении термин метаболизм равнозначен обмену веществ и энергии; в более точном и узком смысле метаболизм означает межуточный (промежуточный) обмен, т. е. превращение веществ внутри клеток с момента их поступления до образования конечных продуктов. В этом смысле термин «метаболизм» относят и к отдельному классу соединений или определённому веществу (например, метаболизм белков, метаболизм глюкозы). Попав внутрь клетки, питательное вещество метаболизируется — претерпевает ряд химических изменений, катализируемых ферментами (определённая последовательность таких изменений называется метаболическим путём, а образующиеся промежуточные продукты — метаболитами). Различают 2 стороны метаболизм — анаболизм и катаболизм. Анаболические реакции направлены на образование и обновление структурных элементов клеток и тканей и заключаются в синтезе сложных молекул из более простых; эти реакции, преимущественно восстановительные, сопровождаются затратой свободной химической энергии (эндергонические реакции). Катаболические превращения — это процессы расщепления сложных молекул — как поступивших с пищей, так и входящих в состав клетки — до простых компонентов; эти реакции, обычно окислительные, сопровождаются выделением свободной химической энергии (экзергонические реакции). Обе стороны метаболизма тесно взаимосвязаны во времени и пространстве. Выяснение отдельных звеньев метаболизма у разных классов растений, животных и микроорганизмов обнаружило принципиальную общность путей биохимических превращений в живой природе.

Стороны метаболизма Анаболизм – биосинтез сложных веществ клетки Катаболизм - расщепление сложных молекул до простых веществ

метаболизм Аминокислоты, нуклеотиды, Гормоны и т. д. Рост, развитие и обновление структур Клеточные мембраны, органеллы, белки, Нуклеиновые кислоты Пища Б. Ж. У. катаболизм АНАБОЛИЗМ Биосинтез работа ФОСФОГЛИЦЕРАТ ПИРУВАТ и др.

БЕЛКИ ЖИРЫ УГЛЕВОДЫ БИОЛОГИЧЕСКОЕ ОКИСЛЕНИЕ Н 2 О+СО 2+АТФ первичное тепло Механическая Химический синтез, Активный транспорт в-в, работа обновление структур Электрическая работа Вторичная теплота Активное состояние ОСНОВНОЙ ОБМЕН

ОСНОВНОЙ ОБМЕН СУММАРНАЯ ИНТЕНСИВНОСТЬ ОБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ ОРГАНИЗМА, ИЗМЕРЕННАЯ В УСЛОВИЯХ ПОКОЯ

Стандартные условия изменения основного обмена 1. УТРОМ 2. НАТОЩАК (через 12 -16 часов после еды) 3. ПРИ СОСТОЯНИИ ФИЗИЧЕСКОГО ПОКОЯ (лёжа) 4. ПРИ СОСТОЯНИИ ПСИХИЧЕСКОГО И ЭМОЦИОНАЛЬНОГО ПОКОЯ

Факторы, определяющие основной обмен 1. ВОЗРАСТ 2. ПОЛ 3. МАССА РОСТ ДОО – должный ОО, определяется по таблицам РП – рабочая прибавка, Е – затрачиваемая сверх ОО при работе 4.

Методы исследования энергетических трат Прямая биокалориметрия Непрямая биокалориметрия 1. По газообмену 2. По пищевым рационам

Респираторный аппарат Шатерникова

Энергетическая ценность питательных веществ ВЕЩЕСТВО ДК КЭ КК Ккал (к. Дж) БЕЛКИ 4, 46 (18, 8) 4, 1(17, 2) ЖИРЫ 0, 60, 8 0, 7 4, 7 (19, 6) 9, 3 (38, 9) УГЛЕВОДЫ 1 5, 05 (21, 1) 4, 1(17, 2) СМЕШАННАЯ ПИЩА 0, 86 4, 86

Кривые изменения дыхательного коэфициента во время и после работы

терморегуляция

Гомойотермия – постоянство температуры тела, независимо от температуры окружающей среды. Гомойотемные – теплокровные организмы Пойколотермия – температура тела зависит от окружающей среды Пойкилотермные – хладнокровные организмы

«оболочка» - поверхностные ткани (кожа), отдающие тепло окружающей среде пойкилотермная «ядро» или «сердцевина» глубокие ткани, производящие тепло - гомойотермная

окружающая среда Температура, влажность, ветер Температура оболочки Интенсивность переноса тепла кровью из глубоких частей тела

Роль сосудов кожи в теплоотдаче Тёплая кровь Охлаждённая кровь артерия капиляры Поверхностная вена

Соотношение механизмов физической и химической терморегуляции

Физическая терморегуляция

Пути теплоотдачи 1) теплоизлучение (радиация) – способ отдачи тепла организма предметам, находящимся на расстоянии, при помощи электромагнитных волн инфракрасного диапазона. (66%) 2) конвекция – перенос тепла в процессе движения воздуха или воды, окружающих тело. (15%)

3) теплопроведение – этим путём тепло отдаётся при контакте тела с каким-либо субстратом (шерстяной покров, помещение) 4) испарение за счёт потоотделения. (19%)

Факторы внешней среды, влияющие на теплоотдачу Температура воздуха Влажность Перемещение воздушных масс (ветер)

Регуляция теплоотдачи Симпатическая н. с. (адренергические волокна) норадреналин адренорецепторы Прекапиллярные сфинктеры и АВА Изменения кровотока в коже

Изменения температурного градиента со средой изменения радиация конвекция теплопроведение

Регуляция теплоотдачи Симпатическая н. с. (холинергические волокна) ацетилхолин Потовые железы Изменения потоотделения испарение

Химическая терморегуляция

теплопродукция Сократительный термогенез Скелетные мышцы Мышечный тонус Мышечная дрожь Произвольные движения

теплопродукция Несократительный термогенез Окисление жирных Распад кислот гликогена Глюконеогенез Усиление окислительных процессов

Терморецепторы кожи Холодовые рецепторы – колбочки Краузе - свободные нервные окончания в базальном (ростковом) слое эпидермиса. Играют важную роль в защите организма от переохлаждения.

Терморецепторы кожи Тепловые рецепторы – тельца Руффини– свободные нервные окончания в сосочковом слое дермы. Холодовых рецепторов больше, чем тепловых

Периферическая терморегуляция Защищает организм от переохлаждения Возбуждение холодовых рецепторов включает центральные механизмы, обеспечивающие:

ТЕРМОРЕЦЕПТОРЫ «СЕРДЦЕВИНЫ» ТЕЛА (ЦЕНТРАЛЬНЫЕ И ВНУТРИСОСУДИСТЫЕ) Защищают организм от ПЕРЕГРЕВАНИЯ Возбуждение терморецепторов «сердцевины» включает центральные механизмы, обеспечивающие УВЕЛИЧЕНИЕ ТЕПЛООТДАЧИ

ГИПОТАЛАМУС ПЕРЕДНИЙ ГИПОТАЛАМУС – АФФЕРЕНТНЫЙ СИНТЕЗ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ИНФОРМАЦИИ ЗАДНИЙ ГИПОТАЛАМУС – ФОРМИРОВАНИЕ ЭФФЕРЕНТНОЙ КОМАНДЫ

КОРА Б. П. Температура сердцевины ПОВЕДЕНИЕ ТЕПЛООТДАЧА кровь Нейроны рецепторы Нейроны эффекторы СОСУДЫ КОЖИ, ПОТООТДЕЛЕНИЕ Терморецепторы кожи СИМПАТИЧЕСКАЯ Н. С. Температура кожи СОМАТИЧЕСКАЯ Н. С. ГИПОФИЗ СОКРАТИТЕЛЬНЫЙ НЕСОКРАТИТЕЛЬНЫЙ ТЕРМОГЕНЕЗ

теплообразование Температура «сердцевины тела » (гомеостатический параметр) теплоотдача