Лекция №8

Физиология обмена веществ и энергии.

Понятие о диссимиляции и ассимиляции. Общий обмен. Основной обмен и значение его для клиники. Рабочая прибавка. Обмен белков, жиров, углеводов. Водно-солевой обмен. Витамины

Обмен веществ и энергии - совокупность химических и физических превращений, происходящих в живом организме и обеспечивающих его жизнедеятельность.

Обмен веществ (метаболизм) – основной признак жизни.

Метаболизм обеспечивает восстановление постоянно теряемых организмом веществ (вода, минеральные соединения) и распадающихся органических соединений, входящих в состав тканей и тканевых жидкостей, снабжает организм энергией, необходимой для движения, секреции, экскреции, образования ряда веществ и других проявлений жизни.

Обмен веществ складывается из процессов ассимиляции и диссимиляции. Совокупность синтетических процессов, при которых расходуется энергия, - ассимиляция, пластический обмен или анаболизм. Совокупность процессов распада соединений, протекающих с выделением энергии, - диссимиляция, энергетический процесс или катаболизм.

Единственным источником энергии для человека является окисление органических веществ, поступающих с пищей. При расщеплении органических веществ до конечных продуктов – воды и углекислоты – выделяется энергия химических связей. Одна часть выделившейся энергии переходит в механическую работу, выполняемую мышцами, другая используется для синтеза более сложных соединений или запасается в специальных макроэргических соединениях. Макроэргические соединения – вещества, в которых накапливается много энергии – АТФ и креатинфосфат (КФ).

Процессы ассимиляции и диссимиляции неразрывно связаны между собой. В разные периоды жизни организма наблюдаются различные соотношения между ними. В период роста преобладает ассимиляция, во взрослом организме устанавливается относительное равновесие, в старческом возрасте – ассимиляция отстает от процессов диссимиляции. Нарушение нормальных отношений процессов анаболизма и катаболизма наблюдается при болезненных состояниях.

Обмен веществ связан с обменом энергии. Энергетический обмен состоит из энергообразования и энергозатрат.

Интенсивность окислительных процессов и превращения энергии находятся в зависимости от индивидуальных особенностей организма (пол, возраст, рост), а также от условий внешней среды. Чтобы определить присущий данному организму уровень окислительных процессов и энергетических затрат проводят исследования в определенных стандартных условиях. При этом стремятся исключить влияние ряда факторов, оказывающих существенное влияние на интенсивность обменных процессов, а именно: мышечную работу, прием пищи, температуру окружающей среды. Энергозатраты организма в таких условиях получили название основного обмена.

Энергозатраты ОО связаны с поддержанием минимально необходимого для жизни клеток уровня окислительных процессов и деятельности постоянно работающих органов и систем (ССС, кишечник, дыхательные мышцы, железы).

Средняя величина ОО у здорового человека 1 ккал в 1час на 1 кг массы тела.

Е_общ = Е_осн + Е_{раб.прибавка} + Е_СДДП

Е_осн – то количество энергии, которое потребуется организму на основные процессы жизнедеятельности (работу ССС, дыхательной системы). Определяется натощак в состоянии полного покоя, лежа на спине, при полном расслаблении мышц и температуре 18-20⁰С. У мужчин 1700-1800ккал/сут,у женщин 1500-1600 ккал/сут, у детей выше. Зависит от пола, возраста, работы нервной и эндокринной систем, конституционных особенностей.

Е_{раб.прибавка} – то количество энергии, которое затрачивается организмом сверх основного обмена. Она идет на сокращение скелетных мышц и терморегуляцию. Зависит от параметров колебания температуры окружающей среды; в зависимости от тяжести физического труда выделяют 4 категории трудовой деятельности (до 5000ккал)

Е_СДДП – специфическое динамическое действие пищи - количество суточных энергозатрат, которые идут на процессы пищеварения. Е_СДДП = 10% от Е_осн

3500-4000ккал/сут у мужчин, 2800-3000 ккал/сут у женщин.

В норме количество энергозатрат равно энергообразованию – энергетическое равновесие. Если преобладает энергообразование – положительный энергобаланс, жиры и углеводы пищи расщепляются не полностью и превращаются в жировую ткань, откладываются в жировых депо.

Обмен белков

Функции белков:

1. Энергетическая

2. Строительная

3. Защитная

4. Регуляторная (гормоны белковой природы)

5. Ферментативная

6. Генетическая (нуклеопротеиды)

7. Сигнальная

8. Двигательная

Виды белков:

• полноценные

• неполноценные

Виды аминокислот:

• заменимые

• незаменимые (яйцо, мясо, молоко и др.)

Обмен белков:

Источник белка – пища → аминокислоты → всасывающиеся в кровь в тонком кишечнике (часть идет на построение белков организма, а др. часть распадается до конечных продуктов NH₃, CO₂, Q, Н₂О).

• белок ничем заменить нельзя

• он может заменить углеводы и жиры, т.к. используется для синтеза этих веществ.

• не откладывается в запас

• не усвоенная часть белка выводится с калом

• суточная потребность в белках: взрослые – 1,5 г на 1 кг массы тела (14 % от всего рациона), дети – 2,5 – 3 г (14 % от всего рациона), беременные и после тяжелой болезни ~ 80 – 100 – 120 г в сутки.

Белки содержат в среднем 16% азота, поэтому по уровню азота в пище можно установить количество потребленного белка.

Обмен жиров

Функции:

1. Энергетическая

2. Строительная

3. Гидрофобные свойства

4. Источник воды у животных (100 г - 107 _* 10 ^-3 л воды)

К жирам относятся:

1. Нейтральные жиры (глицерин и жирные кислоты)

2. Липоиды (жирные кислоты + многоатомные спирты)

Жиры в пищевари- → до жирных кислот → в лимфу и 30% в кровь

т ельном канале и глицерина

на образование жиров расщепление до

организма – откладывается в конечных продуктов

депо жира. Основное жировое депо-

подкожно-жировая клетчатка

- участвует в терморегуляции.

Суточная потребность – 60 – 80 г.

Обмен углеводов

Функции:

1. Энергетическая

2. Строительная

3. Гормоны у растений – углеводы.

Виды углеводов:

1. Моносахариды

2. Дисахариды

3. Полисахариды

В печени углеводы откладываются в запас в виде гликогена. При избытке углевод превращается в жиры и откладывается в жировые депо. Суточная потребность – 400-500 г.

Нехватка углеродов – гипогликемия < 4,44 моль на 1 л, избыток – гипергликемия > 6,65 моль на 1л. При одномоментном приеме > количества углеводов алиментарная гипергликемия, которая сопровождается гликозурией – сахар в моче. Избыток сахара выводиться почками. Содержание уровня углеводов в организме регулируется ЦНС, причем одинаковый уровень сохраняется во всех жидкостях тела.

Водно-солевой обмен

Вода. Организм состоит ²/₃ из Н₂О.

Источник Н₂О:

• с пищей

• с питьем

• обменные процессы

Расход воды:

• выделяется с мочой

• с потом

• с калом (понос, диарея)

• испарение влаги с поверхности альвеол

В норме поступление Н₂О = расходу Н₂О. Если приход выше расхода → отеки, если расход выше прихода → обезвоживание – дегидратация. Потеря 20% воды → смерть.

Минеральные соли:

• поступают с пищей и питьем

• выводятся с мочой, потом. Калом

• дефицит в солях приводит к смерти

• потребность в разных минеральных веществ неодинакова.

Суточная потребность некоторых важных минеральных веществ:

• хлорид Nа = 10 г

• калий =1 г.

• магний = 0.3 г.

• фосфор = 1,5 г.

• Са ~ 0,8 г.

• Fе ~ 0,012 г.

Распределение минеральных веществ в тканях различная:

• Na - > в межклеточной жидкости

• К – в клетках

• Са и Р – в костях

• Fе – в крови

• Йод – гормон щитовидной железы