1.Актуальність теми
Знання важливі для розуміння завдань, висунутих медичною наукою адже досягнення в галузі медичної хімії багато в чому визначають розвиток сучасних методик та засобів лікування. Розуміння важливості розрахунку енергетичної калорійності продуктів харчування є основою для складання меню добової потреби людини при різних захворюваннях та інтенсивності фізичного навантаження.
2. Навчальна мета
Знати : Термохімічні рівняння. Стандартні теплоти утворення та згоряння. Енергетичну цінність поживних речовин( білки, жири, вуглеводи). Хімічний склад і калорійність продуктів харчування.
Вміти : обчислювати термохімічні рівняння, оцінювати енергетичну цінність продуктів харчування, складати меню добової потреби людини в енергії при різних видах роботи та захворюваннях.
3.Матеріали до самостійної роботи
Дисципліна |
Знати |
Вміти |
Хімія |
Енергетичний ефект хімічних реакцій; тепловий ефект реакції; реакції ендотермічні та екзотермічні |
Розраховувати тепловий ефект реакції при ендотермічних та екзотермічних реакціях |
Біологія |
Біохімічні аспекти складу клітин, тканин. |
Властивості хімічних складових продуктів |
Зміст теми
Хімічна термодинаміка розглядає перетворення енергії в хімічних процесах та енергетичні характеристики речовин. Вона дає змогу передбачити ймовірність, напрямок та межі перебігу хімічних реакцій, умови хімічної рівноваги, визначити тепловий ефект хімічної реакції, енергію утворення зв'язків, енергетичну цінність продуктів харчучвання тощо. Знання законів хімічної термодинаміки дозволяє вирішувати без проведення експерименту багато важливих теоретичних і практичних задач у хімічній і зокрема - у хіміко-фармацевтичній промисловості.
Впродовж усього життя одночасно з асиміляцією в організмах безперервно відбувається протилежний процес - дисиміляція, або катаболізм, який полягає у розкладанні складних хімічних сполук та виділенні енергії. З часом процеси дисиміляції починають домінувати і запас потенціальної енергії в організмі поступово зменшується.
У наш час термодинамічний метод дослідження є одним з найбільш надійних і ефективних методів вивчення процесів перебігу хімічних реакцій, обміну речовин та енергії, що відбувається в живих організмах.Перший закон термодинаміки встановлює зв'язок між кількістю теплоти Q, що надається системі, роботою, яку вона виконує, та зміною внутрішньої енергіїΔU:
Q = ΔU + A.
Рівняння є математичним виразом першого закону термодинаміки, яке доводить, що теплота, яку поглинає система, витрачається лише на збільшення внутрішньої енергії системи та на виконання нею роботи. Схематично цей процес можна зобразити так :
У біологічних системах постійно відбуваються процеси перетворення енергії та обміну речовин, вивченням яких займається біоенергетика -розділ хімічної термодинаміки. Її засновником є Ю. Майєр, один із авторів першого закону термодинаміки. Біоенергетика ґрунтується на положенні, що всі біологічні об'єкти можна вважати відкритими термодинамічними системами, в яких постійно відбувається обмін енергією і речовиною, і до них можна застосувати закони термодинаміки.
Будь-яка жива клітина забезпечує свої енергетичні потреби за рахунок зовнішніх ресурсів. Як ресурси, так і потреби відрізняються великою різноманітністю. Ресурсами можуть слугувати світло (для рослин і деяких бактерій) і численні поживні речовини, що розщеплюються в клітині до менш енергетично цінних кінцевих продуктів.
Опрацюйте підручник Біофізична та колоїдна хімія за ред.А.С.Мороза с.66-69 та дайте відповіді на питання:
1.Що є основним джерелом енергії для живих організмів?
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
2.При дії на жири тканинних ферментів ліпаз утворюються жирні кислоти. Що відбувається при їх окислювальному розщепленні?-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
3. Окиснення є головним джерелом енергії у всіх організмах. До чого призводить порушення цього біохімічного процесу?-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Всім організмам для росту та функціонування необхідна енергія. Рослини та деякі бактерії одержують її від Сонця у процесі фотосинтезу. Людина, що належить до гетеротрофних організмів, існує за рахунок їжі, що складається головним чином з вуглеводів, білків та жирів.
4.
Опрацюйте підручник Біофізична та
колоїдна хімія за ред.А.С.Мороза с.72-73та
складіть характеристику:
Вуглеводи Білки Жири
Хімічний склад і калорійність деяких харчових продуктів, яка ототожнюється із теплотою згоряння відповідних речовин, наведені у таблиці :
Хімічний склад і калорійність харчових продуктів
Назва продукту |
Вміст, % |
Калорійність |
|||
білки |
жири |
вуглеводи |
кДж/кг |
ккал/кг |
|
Картопля |
2,0 |
- |
21,0 |
3930 |
940 |
Крупа гречана |
12,5 |
2,5 |
67,2 |
14690 |
3510 |
Крупа манна |
11,2 |
0,2 |
73,3 |
14810 |
3540 |
Макаронні вироби |
11,0 |
0,9 |
74,2 |
14980 |
3580 |
Масло вершкове |
0,5 |
83,0 |
0,5 |
32470 |
7760 |
Молоко |
3,3 |
3,7 |
4,7 |
2800 |
670 |
М'ясо яловиче |
18,0 |
10,5 |
- |
7150 |
1710 |
Олія соняшникова |
- |
99,8 |
- |
38830 |
9280 |
Риба |
26,0 |
1,2 |
- |
4940 |
1180 |
Сир нежирний |
16,1 |
0,5 |
2,8 |
3600 |
860 |
Хліб житній |
6,3 |
1,3 |
46,1 |
9500 |
2270 |
Хліб пшеничний |
7,9 |
0,8 |
52,6 |
10670 |
2550 |
Цукор |
- |
- |
99,9 |
17150 |
4100 |
Яблука |
0,4 |
- |
11,3 |
2130 |
510 |
Яйця курячі |
12,5 |
12,0 |
0,5 |
6900 |
1650 |
За умов нормальної трудової діяльності енергетичні витрати організму людини покриваються за рахунок: вуглеводів - на 55-60 %, жирів - на 20-25 % і білків - на 15-20 %.
5.
Які чинники впливають на добову потребу
людини?
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Нині енергетичний баланс організму вивчається методами непрямої калориметрії. При прямій калориметрії людину вміщують в ізольовану камеру, в якій визначають кількість теплоти, яка випромінюється живим організмом при різних процесах нормальної фізіологічної діяльності. Разом з тим визначають кількість вуглекислого газу і інших продуктів метаболізму, а також витрати кисню та продуктів харчування. Ці дані використовуються в розрахункових методах непрямої калориметрії, де на основі встановлених дихальних коефіцієнтів і калоричного коефіцієнту визначаються енергетичні виграти організму. Дослідження показують, що живий організм не продукує нову енергію, що закон збереження енергії, або перше начало термодинаміки, можна застосовувати для описання енергетичного стану живих систем з наступним конкретним формулюванням: всі види роботи в організмі здійснюються за рахунок еквівалентної кількості енергії, що виділяється при окисненні спожитих речовин.
Для змішаної їжі не можна дати пі хімічних формул, ні точного хімічною складу. Її максимальна. калорійність визначаєтьсяспалюванням у калориметричній бомбі. Однак одержані таким шляхом значення теплоти згорання не дають точного уявлення про фізіологічно доступну енергію продуктів харчування, оскільки в організмі вони не обов'язково окис- нюються до С02, Н20 і N2. Більша частина продуктів азотистого обміну виділяється у вигляді сечі або інших продуктів неповного окиснення, що містяться в сечі і екскрементах. Основна частина доступної енергії їжі затримується в організмі у вигляді хімічної енергії, а не виділяється у вигляді теплоти.
На підставі даних про калорійність харчових продуктів складаються науково обґрунтовані норми потреб у харчових речовинах для окремих груп населення з урахуванням енергетичних витрат. Норми враховують вік і стать людини, характер його праці і побуту, а також кліматичні особливості тієї місцевості, де людина проживає. У 1982 р. Міністерство охорони здоров'я України затвердило нові "Норми фізіологічних потреб у харчових речовинах і енергії для різних груп населення України". Користуючись цими даними як середніми величинами, лікар може скласти окремі норми харчування для кожного пацієнта. Слід відмітити, що в деяких країнах проблема неправильного харчування стоїть дуже гостро. Так, у Сполучених Штатах Америки щорічно вмирає 350 тисяч людей від ожиріння. Сотні тисяч громадян Америки мають вагу понад 200 кг.
6.До яких хронічних захворювань призводить неправильне харчування?
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
7. Запропонуйте власне меню на добу користуючись додатком, враховуючи власні енергетичні затрати?----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
8. Зробіть висновок чи відповідає ваша добова потреба в енергії кількості їжі , що ви споживаєте?
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
9.Добова потреба в білках, жирах, вуглеводах складає для людини розумової праці відповідно 113, 106, 451г. Яка добова потреба людини в енергії?-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Рекомендована література
Мороз А.С., Луцевич Д.Д., Яворська Л.П. Медична хімія. — Вінниця: Нова Книга, 2006. — 776 с.
Музиченко В.П. Медична хімія: підручник / В.П. Музиченко, Д.Д. Луцевич, Л.П. Яворська; за ред. акад. АН ВШ України Б.С. Зіменковського. — К.: ВСВ “Медицина”, 2010. — 496 с.
Мороз А.С. Біофізична та колоїдна хімія Вінниця: Нова Книга,2007.-599с.
Самостійна робота № 2
Предмет: Медична хімія. Фізколоїдна хімія.
Спеціальність : Сестринська справа,вечірнє
Тема: Ферменти як біологічні каталізатори. Механізм дії ферментів
Кількість навчальних годин 3