Физа_экз
.pdfПомимо метаболических функций бактерии кишечника выполняют и пищеварительную – они расщепляют небольшое количество целлюлозы, снабжая организм несколькими калориями дополнительных нутриентов. Этот источник энергии существен для травоядных животных, у человека же он играет незначительную роль.
26.Секреторная функция толстой кишки. Всасывание в толстой кишке. Формирование кала. Моторная функция толстой кишки: виды моторики, их назначение и регуляция. Удержание кала и дефекация.
Железы слизистой оболочки толстой кишки выделяют небольшое количество сока (рН 8,5-9,0), который содержит в основном слизь, отторгнутые эпителиальные клетки и небольшое количество ферментов (пептидазы, липаза, амилаза, щелочная фосфатаза, катепсин, нуклеаза) со значительно меньшей активностью, чем в тонкой кишке. Однако при нарушении пищеварения вышележащих отделов пищеварительного тракта толстая кишка способна их компенсировать путем значительного повышения секреторной активиста. Регуляция сокоотделения в толстой кишке обеспечивается местными механизмами. Механическое раздражение слизистой облочки кишечника усиливает секрецию в 8 -10 раз. Моторика пищеварительного тракта Моторная функция желудочно-кишечного тракта осуществляется во всех его отделах и
заключается в измельчении пищи в ходе жевания, перемешивании и продвижении пищи по пищеварительному тракту, сокращении и расслаблении сфинктеров, движении ворсинок и микроворсинок тонкой кишки, удалении непереваренных остатков пищи. На оральном и аборальном концах моторика осуществляется с участием произвольных поперечнополосатых мышц, в других отделах желудочно-кишечного тракта - с участием гладкой мускулатуры. Поэтому процессы жевания, глотания и дефекации подчиняются сознательному контролю. Сфинктеры выполняют роль клапанов, обеспечивающих движение пищевого содержимого в каудальном направлении и однонаправленное движение пищеварительных соков. В пищеварительном тракте насчитывается около 35 сфинктеров.
27.Голодная периодика желудочно-кишечного тракта.
Сущность периодической деятельности — состоит в том, что при пустом желудке, отсутствии химуса в верхних отделах тонкой кишки или во всем тонком кишечнике в определенные периоды повышается моторная и секреторная активность органов пищеварения, которая спустя некоторое время сменяется относительным функциональным покоем. (Впервые этот феномен был открыт в 1904 г. Болдыревым В.Н. в лаборатории Павлова).
Учеловека:
•Цикл сокращений ("период работы") желудка составляет 20-50 минут;
•"Период покоя" - от 45 до 90 минут и более.
Периодическая деятельность пищеварительного тракта проявляется также в:
•Сокращении стенок пищевода;
•Увеличении обьема желудочного сока и повышении выделения в его составе пепсиногена;
•Усилении слюноотделения;
•Образования желчи и ее поступления двенадцатиперстную кишку;
•Усилением секреции сока поджелудочной железой;
•Усилением перистальтики тонкой и толстой кишки.
Периодическая деятельность ЖКТ сопровождается изменением других систем организма:
•Возрастает частота сердечных сокращений и дыхания;
•Увеличивается кровоснабжение пищеварительных органов;
•Повышается содержание в крови глюкозы, ацетилхолина и катехоламинов;
•Возрастает количество эритроцитов и лейкоцитов, ряда ферментов;
•Изменяется ЭЭГ.
Bсё это свидетельствует о влиянии периодической деятельности пищеварения на разные стороны обмена веществ и функциональную активность систем органов.
С другой стороны, сама периодическая деятельность зависит от обмена веществ в организме и является одним из проявлений меняющихся в разном ритме физиологических процессов.
В регуляции периодической деятельности ЖКТ принимает участие ЦНС. Это обусловлено изменением содержания в крови глюкозы, осмотического давления, что оказывает воздействие на периферические хеморецепторы и гипоталамус.
28.Общие принципы. Значение обмена веществ и энергии для организма. Ассимиляция и диссимиляция, катаболизм и анаболизм, Соотношение процессов анаболизма и катаболизма в живых системах. Энергетический и пластический обмен, взаимоотношения этих понятий.
Жизнедеятельность организма, само существование его связано с постоянным поглощением организмом веществ и энергии из окружающей среды в удобной для утилизации форме и выделением эквивалентного количества энергии и веществ в эту среду в форме, менее удобной для утилизации. Совокупность химических реакций, обеспечивающих этот процесс, именуется обменом веществ и энергии (метаболизмом). Назначение обмена веществ и энергии заключается, во-первых, в восстановлении постоянно теряемых организмом веществ, входящих в состав тканей итканевых жидкостей, и, во-вторых, в обеспечении организма энергией, необходимой для
образования ряда веществ, присущих организму, для движения, секреции, экскреции, электрических явлений и др. проявлений жизни.
Обмен веществ представляет собой сочетание многих разнообразных и противоположных процессов. Одни из них представляют процессы физиологические (питание, выделение и др.), другие – физические (сорбция, диффузия идр.), третьи – химические (распад и синтез веществ и др.).
При этом все эти процессы образуют непрерывный, самосовершающийся и саморегулируемый круговорот веществ в живых телах, сопровождающийся постоянным самообновлением живой материи.
Обмен веществ осуществляется при условии и в результате постоянного взаимодействия живой и неживой материи, организма и среды. Естественно поэтому, что ход обмена веществ в организме, а часто и сам характер этого обмена находятся в тесной зависимости от условий внешней среды. Присущие организмам молекулярные механизмы преобразования, воспроизводства и разрушения специфических органических соединений(белков, нуклеиновых кислот, липидов, углеводов и др.), действуют лишь в определенных, ограниченных интервалах температуры, давления, радиации и других параметров. В силу этого тип обмена веществ складывается в процессе жизнедеятельности организма, как единство внутренних и внешних факторов.
Обмен веществ объединяет два противоположных процесса. Та часть общего процесса обмена веществ, которая выражается в поглощении, накоплении, усвоении организмом веществ окружающей среды, в создании, синтезе за счет их структурных единиц своего тела, называется анаболизмом или ассимиляцией.
Та часть общего процесса обмена веществ, которая состоит в разрушении веществ, составляющих организм, в распаде элементов живого тела и выделении продуктов этого распада из организма, называется катаболизмом или диссимиляцией.
В совокупности обе части составляют единый процесс обмена веществ. Катаболизм – это прежде всего ферментативное расщепление крупных молекул (белков, нуклеиновых кислот, жиров, углеводов), осуществляемое
преимущественно за счет реакций гидролиза и окисления. В ходе катаболизма образуются более мелкие молекулы, что сопровождается выделением свободной энергии и запасанием ее в форме, главным образом, энергии фосфатных связей АТФ.
Анаболизм – это ферментативный синтез сравнительно крупных молекул и надмолекулярных комплексов из простых предшественников, что связано с потреблением энергии, поставляемой, главным образом, в форме энергии фосфатных связей АТФ. Катаболизм и анаболизм протекают в клетках одновременно и тесно переплетаются друг с другом. Например, в ходе распада глюкозы первой реакцией является синтез более сложного вещества – глюкозо-6-фосфата и т.п.
Сочетание катаболических и анаболических реакций приводит к постоянному обновлению состава тела. При этом надо иметь в виду, что хотя в процессе обмена веществ состав тела все время обновляется, общий его состав у взрослых организмов в течение кратких отрезков времени почти не меняется.
29.Питательные вещества (белки, жиры, углеводы) как энергетические и пластические субстраты. Принципы определения прихода и расхода веществ.
Общие характеристики белков, жиров и углеводов как энергетических субстратов. Жиры и углеводы как основное топливо организма. Основные пути превращений энергетических субстратов и их регуляция. Гормоны, влияющие на метаболизм, и их общая характеристика.
Углеводы. Химическая характеристика, источники углеводов и их роль в организме. Обмен углеводов (пути поступления в кровь и выведения из крови). Понятие об углеводном резерве, гликоген. Знание терминов: гликогенез, гликогенолиз; глюконеогенез, гликолиз. Регуляция обмена углеводов: действие адреналина, глюкокортикоидов, глюкагона, инсулина, СТГ. Понятие о контринсулярных гормонах. Поддержание уровня глюкозы в крови: гипоталамическая и панкреатическая системы.
Липиды. Химическая характеристика и классификация липидов. Источники и функции разных липидов в организме. Обмен липидов (пути поступления в кровь и выведения из крови). Особенности жирового обмена, запасы жира Транспорт липидов: липопротеиды и апопротеины, липазы, системы транспорта липидов. Регуляция обмена липидов: действие адреналина, глюкокортикоидов, инсулина, СТГ, тиреоидных гормонов. Лептин и поддержание массы жировой ткани.
Белки. Химическая характеристика Источники белков в организме, их роль. Потребность в белке. Особенности белкового обмена. Азотистый баланс. Причины отрицательного и положительного азотистого баланса. Количественные показатели азотистого баланса: коэффициент изнашивания, белковый минимум и белковый оптимум. Полноценные и неполноценные белки. Регуляция обмена белков. Действие инсулина, глюкокортикоидов, СТГ, тестостерона, тиреоидных гормонов.
Печень Участие печени в белковом, углеводном и жировом обменах.
Обмен энергетических субстратов при нагрузке разной интенсивности и разных режимах питания.
Энергетический баланс. Соотношение между приходом и расходом энергии. Закон сохранения энергии как основной закон энергетического баланса.
Приход энергии и его определение. Тепловые физические и физиологические коэффициенты.
Расход энергии. Статьи расхода энергии. Основной обмен, факторы определяющие его величину, условия определения. Правило поверхности Рубнера. Другие статьи расхода энергии (физическая, умственная, эмоциональная нагрузка, терморегуляция, специфически-динамическое действие пищи). Энергозатраты при разных видах физической нагрузки.
Методы определения энергозатрат. Определение валового обмена, прямая калориметрия, непрямая калориметрия с полным и неполным газоанализом (калорический эквивалент О2, дыхательный коэффициент и факторы, его определяющие).
30. Углеводы. Химическая характеристика, источники углеводов и их роль в организме. Обмен углеводов (пути поступления в кровь и выведения из крови). Понятие об углеводном резерве, гликоген. Регуляция обмена углеводов: действие адреналина, глюкокортикоидов, глюкагона, инсулина, СТГ.
Характеристика Углеводы составляют основную часть пищевого рациона и обеспечивают 50 — 60% его энергоценности. 1 г усвояемых углеводов при окислении в организме дает (4 ккал). Углеводы необходимы для нормального обмена белков и жиров. В комплексе с белками они образуют некоторые гормоны и ферменты, секреты слюнных и других, образующих слизь, желез, а также иные биологически важные соединения. Особое значение имеют клетчатка и пектины, которые почти не перевариваются в кишечнике и не являются источниками энергии. Однако эти «балластные вещества», неусвояемые углеводы, играют большую роль в питании.
Углеводы могут образовываться в организме из жиров и белков. Однако длительный недостаток углеводов в питании ведет к нарушению обмена жиров и белков, расходу белков пищи и тканевых белков. В крови накапливаются вредные продукты неполного окисления жирных кислот и некоторых аминокислот — кетоновые тела (кетоз); кислотноосновное состояние организма сдвигается в кислую сторону (метаболический ацидоз). Серьезное последствие углеводной недостаточности — снижение уровня глюкозы в крови (гипогликемия), к которому особенно чувствительна ЦНС. Возникает слабость, сонливость, головокружение, головные боли, чувство голода, тошнота, потливость, дрожь в руках. Эти явления быстро проходят после приема сахара. Нередкая причина гипогликемии — неправильное питание больных сахарным диабетом, получающих инсулин. При длительном
ограничении углеводов в диете, например при ожирении, количество их не должно быть ниже 100 г. Уменьшать содержание углеводов в диете желательно постепенно, чтобы организм приспособился к изменению обмена веществ. Сначала их количество уменьшают до 200-250 г в день, а через 7-10 дней больных переводят на меньшие количества. Избыточное потребление углеводов — распространенная причина нарушения обмена веществ, способствующая развитию ряда заболеваний. При рациональном питании до 30% углеводов пищи способно переходить в жиры. При избытке углеводов, особенно за счет легкоусвояемых, этот процент значительно выше. На фоне повышенной энергоценности рациона такое питание ведет к ожирению. Поэтому в диетотерапии ожирения важно ограничение легкоусвояемых углеводов.
Классификация.
-простые (основными простыми углеводами являются глюкоза, галактоза и фруктоза (моносахариды)) углеводы. сахароза, лактоза и мальтоза (дисахариды)
-сложные углеводы, полисахариды) — крахмал, гликоген, клетчатка, пектин -усвояемые -неусвояемые.
31. Понятие о контринсулярных гормонах. Поддержание уровня глюкозы в крови: гипоталамическая и панкреатическая системы.Что такое гликогенез, гликогенолиз; глюконеогенез, гликолиз?
Контринсулярные гормоны – это группа биологически активных веществ гормональной природы. Они регулируют обмен углеводов, снижают концентрации инсулина, нормализуя его показатели в крови.
Норма сахара в крови определяется границей в 3,3-5,5 ммоль. Инсулин призван сдерживать повышение сахара, а контринсулярные гормоны – понижение его концентрации, то есть, не дают инсулину исчерпать глюкозу полностью. Состояние, при котором контринсулярные гормоны не регулируют уровень сахара,
называют гипогликемией, и в крайних случаях – гипогликемической комой. Таким образом, общая функция всей группы гормонов – снижать действие инсулина, но каждый из данных веществ имеет и специфические для него свойства.
Виды Контринсулярные гормоны – это биологически активные вещества, которые выделяются
эндокринными железами и регулируют гликемию, но помимо этого выполняют еще ряд функций.
Для нормализации углеводного обмена необходим не один, а все перечисленные гормоны
вкомплексе:
•Тестостерон – продуцируется у женщин и мужчин в корковой части надпочечников, у мужчин дополнительно продуцируется в половых железах;
•Тироксин – вырабатывается щитовидной железой;
•Адреналин и кортизол – гормоны, продуцируемые надпочечниками;
•Контринсулярный гормон – продуцируется поджелудочной железой, также называют глюкагоном;
•Гипофизарный гормон соматотропин.
Каждый из этих веществ продуцируется своей железой и имеет собственную мишень, помимо общей задачи по регуляции углеводного обмена. Продуцирование всех этих гормонов регулируется гипофизом и гипоталамусом, расположенными в головном мозге. Механизм действия Механизм действия контринсулярных гормонов достаточно сложен и зависит от конкретного представителя.
•Глюкагон оказывает прямое действие на уровень глюкозы в крови. Несмотря на постоянный синтез глюкагона поджелудочной железой, продуцирование вещества усиливается, когда концентрация глюкозы снижается. Воздействуя на печень, глюкагон вызывает высвобождение запасов глюкозы, и она поступает в кровь.
•Адреналин имеет похожую тактику действия – при выработке глюкокортикоидов активизируется синтез глюкозы из белка и поставка ее в систему кровообращения.
•Гормоны щитовидной железы и, в частности, тироксин, усиливает и активизирует действие глюкокортикоидных гормонов.
•Соматотропин принимает активное участие в углеводном обмене чаще в подростковом возрасте, во время роста и развития организма, затем его контринсулярное действие постепенно снижается.
Так как каждый из этих веществ взаимодействуют друг с другом, требуется наличие каждого из них, для полноценной регуляции уровня глюкозы в крови.
Работа контринсулярных гормонов Каждая система, вырабатывающая контринсулярные вещества, работает по своему
механизму, продуцирует эти гормоны при определенном сигнале рецепторов, и зависит от работы других систем.
Гормоны поджелудочной железы Основная часть работы по нормализации углеводного обмена выполняется поджелудочной
железой. За эндокринную работу отвечает именно хвост железы, содержащий островки Лангерганса.
Одна часть этих островков синтезирует инсулин, другая – глюкагон. При большой концентрации глюкозы в крови активизируются механизмы по секреции инсулина, при низкой – глюкагона. Слаженность продукции этих веществ приводит к тому, что уровень глюкозы в крови регулируется постоянно и находится в пределах нормы.
32. Липиды. Химическая характеристика и классификация липидов. Источники и функции разных липидов в организме. Обмен липидов (пути поступления в кровь и выведения из крови). Особенности жирового обмена, запасы жира Регуляция обмена липидов: действие адреналина, глюкокортикоидов, инсулина, СТГ, тиреоидных гормонов.
Липидами называются природные неполярные соединения, нерастворимые в воде, но растворимые в неполярных растворителях, например, эфире, хлороформе, горячем этаноле.
Вследствие разнообразия структуры и биологических функций липидов все определения носят некоторую долю неопределённости, имея в тоже время и обобщающий характер. Функции липидов:
-структурная - служат компонентами мембран;
-резервная - служат формой запасания углерода и энергии;
-защитная – жировой слой предохраняет организм от термического, электрического и физического воздействий.
Классификация липидов Липиды по их структуре делятся на два класса:
-простые липиды
-сложные липиды.
Кпростым липидам относятся только эфиры жирных кислот и спиртов.
Ксложным липидам относятся соединения, в состав которых помимо жирных кислот входят и другие компоненты.
Сложные липиды делятся на: фосфолипиды и гликолипиды.
Липиды: нейтральные жиры (триглицериды), фосфолипиды, холестерин, жирные кислоты. Функции:
•Пластическая (фосфолипиды, холестерин);
•Энергетическая;
•Источник образования запасов энергии и эндогенной воды (у женщин депо 20-25% массы тела, у мужчин – 12-14%);
•Регуляторная (преобразование мужских половых гормонов в женские в жировой ткани).
Для нормальной жизнедеятельности (структура мембран, синтез простагландинов и половых гормонов) необходимо присутствие в пище незаменимых жирных кислот – олеиновая, линолевая, линоленовая, арахидоновая. Суточная потребность в них – 10-12 г. Важное значение имеют и сложные жиры – фосфатиды и стерины. Холестерол относится к классу стеринов, включающему также стероидные гормоны, витамин D, желчные кислоты. Экзогенно – 400 мг/сут, эндогенно – 1000 мг/сут. Холестерол переносится с током крови в составе ЛПВП, ЛПНП, ЛПОНП. В норме ЛРНП/ЛПВП =1.
Кетоновые тела при длительном голодании используются в качестве дополнительного энергетического источника головным мозгом.
Суточная потребность: 70-80 г. При окислении 1 г жиров выделяется 9,0 ккал или 37,7 Дж. За счет окисления нейтральных жиров образуется 50% всей энергии.
Когда уровень глюкозы в крови повышается, жирные кислоты под влиянием инсулина депонируются в жировой ткани.
При обильном углеводном питании и отсутствии жиров в пище синтез жира в организме может происходить из углеводов.
В печени из липидов образуются кетоновые тела (β-оксимаслянная, ацетоуксусная кислоты, ацетон), глицериды, которые по мере необходимости распадаются с образованием жирных кислот.
Печень – единственный орган, определяющий уровень фосфолипидов в крови. Регуляция обмена жиров Регулируется нервной и гуморальной системой, местными тканевыми механизмами.
Активация синтеза– повышение концентрации глюкозы в крови, глюкокортикоиды через повышение уровня глюкозы, ПСНС.
Катаболизм или липолиз– адреналин, инсулин, соматотропный гормон гипофиза, тироксин, СНС.
33.Белки. Химическая характеристика. Источники белков в организме, их роль. Потребность в белке. Особенности белкового обмена. Регуляция обмена белков. Действие инсулина, глюкокортикоидов, СТГ, тестостерона, тиреоидных гормонов.
6- вопрос!
34.Азотистый баланс. Количественные показатели азотистого баланса: коэффициент изнашивания, белковый минимум и белковый оптимум. Полноценные и неполноценные белки.
Азотистым балансом – это разность между количеством белка усвоенного организмом и подвергнутого расщеплению. Количество усвоенного белка рассчитывается по разнице между содержанием азота принятого с пищей и выделенного из организма с калом, а количество белка подвергнутого расщеплению вычисляют по содержанию азота находящегося преимущественно в моче и частично в поте.
Для расчета азотистого баланса исходят из того факта, что в среднем в белке содержится примерно 16% азота, т.е. каждые 16 г азота соответствуют 100 г белка. Следовательно, умножив найденное количество азота на 6,25, можно определить искомое количество белка.
У взрослого здорового человека при адекватном питании количество введенного в
организм азота равно количеству азота, выведенного из организма. Это состояние получило название азотистого равновесия. Если в условиях азотистого равновесия повысить количество белка в пище, то азотистое равновесие вскоре восстанавливается, но уже на новом, более высоком уровне. Таким образом, азотистое равновесие может устанавливаться при значительных колебаниях содержания белка в пище.
Состояние, при котором количество усвоенного белка превышает разрушение, называется положительным азотистым балансом. При этом синтез белка преобладает над его распадом. Устойчивый положительный азотистый баланс наблюдается всегда при увеличении массы тела. Он отмечается в период роста организма, во время беременности, в периоде выздоровления после тяжелых заболеваний, а также при усиленных спортивных тренировках, сопровождающихся увеличением мышечной массы. В этих условиях происходит задержка азота в организме (ретенция азота).
Состояние, при котором количество разрушенного в организме белка больше усвоенного, называется отрицательным азотистым балансом. Этот вид азотистого баланса наблюдается при белковом голодании, у пожилых людей, в период тяжелых заболеваний. Отрицательный азотистый баланс развивается при полном отсутствии или недостаточном количестве белка в пище, а также при потреблении пищи, содержащей неполноценные белки. Не исключена возможность дефицита белка в организме даже при нормальном его поступлении (при значительном увеличении потребности организма в белке). Во всех этих случая имеет место белковое голодание.
При белковом голодании даже в случаях достаточного поступления в организм жиров, углеводов, минеральных солей, воды и витаминов происходит постепенно нарастающая потеря массы тела, зависящая от того, что затраты тканевых белков не компенсируются поступлением белков с пищей. Особенно тяжело переносят белковое голодание растущие организмы, у которых в этом случае происходит не только потеря массы тела, но и остановка роста, обусловленная недостатком пластического материала, необходимого для построения клеточных структур. Поэтому длительное белковое голодание, в конечном счете, так же как и полное голодание, неизбежно приводит к смерти.
35.Печень. Метаболическая функция печени - участие в белковом, углеводном и жировом обменах.
Печень - это железа внешней секреции, выделяющая свой секрет в 12-перстную кишку. Печень принимает самое активное участие в пищеварении. Через нее проходят почти все вещества которые обезвреживаются в ней.
Регуляция желчеотделения и желчевыделения Желчеотделение и желчевыделение усиливаются при стимуляции парасимпатических
волокон и снижаются - при раздражении симпатических. Стимуляция парасимпатических нервных волокон вызывает сокращение тела желчного пузыря и расслабление сфинктера, в результате желчь выделяется в двенадцатиперстную кишку. Раздражение симпатических нервов сокращает сфинктер и расслабляет тело желчного пузыря - желчный пузырь не опорожняется. Рефлекторные изменения желчеобразования и желчевыделения наблюдаются при раздражении интерорецепторов пищеварительного тракта, а также при условно-рефлекторных воздействиях. К гуморальным желчегонным факторам относится сама желчь. В первые 7-10 минут желчный пузырь сначала расслабляется, а затем сокращается и небольшая порция желчи через сфинктер выходит в двенадцатиперстную кишку. После этого следует основной период опорожнения желчного пузыря. В результате его периодических сокращений, чередующихся с расслаблением, в двенадцатиперстную кишку выходит желчь вначале из общего желчного протока, затем пузырная и в последнюю очередь - печеночная.
Пищеварительную ф-ию печени можно разделить на секреторную (желчеотделение) и экскреторную (желчевывыдение). Желчеотделение происходит непрерывно, и желчь накапливается в желчном пузыре, а желчевывыдение – только во время пищеварения. При этом желчь сначала выделяется из желчного пузыря, а затем из печени в 12-перстную кишку. За сутки отделяется 500-1500 мл желчи. Она обр-ся в печеночных клетках – гепатоцитах. Из плазмы крови в гепатоцит выходит ряд веществ: вода, глюкоза и др. Далее желчь поступает в желчные печеночные протоки, которые впадают в общий желчный проток, от которого отходит пузырный проток. Из общего желчного протока желчь попадает в 12-перстную кишку.
36.Энергетический баланс. Соотношение между приходом и расходом энергии. Закон сохранения энергии как основной закон энергетического баланса. Тепловые физические и физиологические коэффициенты.
Обмен веществ является одним из основных жизненных свойств организма. Обмен веществ заключается в поступлении в организм из внешней среды различных веществ, в их усвоении, изменении в выделении из организма продуктов распада.
В результате обмена веществ происходит превращение энергии. Потенциальная энергия сложных органических соединений при их расщеплении освобождается и превращается в организме в тепловую, механическую и электрическую.
Показателем интенсивности обмена веществ и энергетических затрат организма является определение освободившейся в организме тепловой энергии. Количество продуцируемой организмом тепловой энергии можно определить методом прямой и непрямой калориметрии. Определение интенсивности обмена веществ с помощью прямой калориметрии сложно. В физиологических и клинических исследованиях используют метод непрямой калориметрии. Метод непрямой калориметрии основан на исследовании энергетических затрат организма по количеству Поглощенного 02 и выделенного СО2 (способ дуглас-Холдена). Энергетический баланс организма рассчитывается как разность прихода и расхода энергии. Приход энергии определяется учетом количества пищевых веществ, потребляемых за сутки, и расчетом калорической ценности пищевых веществ. Расход энергии (общий обмен) складывается из основного обмена, специфически — динамического действия пищи (СДДП) и рабочей прибавки к основному обмену. Исходной величиной уровня обменных процессов является основной обмен. Основной обмен — это расход энергии, необходимый для поддержания жизнедеятельности всех органов и температуры тела. Определяется основной обмен утром, натощак (через 14-16 час после последнего приема пищи) в положении лежа, при помощи специальных приборов. Человек в этих условиях расходует примерно 1 ккал на 1 кг веса в час.
Для мужчин среднего возраста (35 лет) основной обмен составляет около 1700 - 1800 ккал. Основной обмен мужчин примерно на 10 % выше, чем у женщин. Величина основного обмена зависит от пола, возраста, веса и роста. В патологии основной обмен может значительно изменяться в сторону повышения или понижения, особенно при нарушении
деятельности желез внутренней секреции (щитовидной, гипофиза и др.). При гиперфункции щитовидной железы основной обмен может возрасти до 150%.
37.Общий обмен (суточный расход энергии), его компоненты: основной обмен, рабочая прибавка, специфически-динамическое действие пищи. Основной обмен, факторы, определяющие его величину, условия определения. Правило поверхности Рубнера.
Энергетические затраты организма человека включают несколько видов суточного расхода энергии.
Основной обмен - это энергия, которая затрачивается на работу внутренних органов (сердца, почек, органов дыхания и т.д.), поддержание постоянства температуры тела, обеспечение необходимого мышечного тонуса.
Величина энергии основного обмена определяется в состоянии покоя, лежа, натощак (последний прием пищи за 14-16 часов до обследования), при температуре воздуха 20°С. Энергетический баланс – соотношение между расходом энергии организмом человека и поступлением ее за счет пищи.
Различают 3 вида энергетического баланса:
• энергетическое равновесие - расход энергии соответствует ее поступлению, такой вид баланса является физиологичным для здорового взрослого человека;
• отрицательный энергетический баланс - расход энергии превышает энергопоступление. Наблюдается при различных видах голодания и характеризуется мобилизацией всех ресурсов организма на продукцию энергии для ликвидации энергетического дефицита.
• Положительный энергетический баланс характеризуется превышением энергетической ценности пищевого рациона над расходом энергии. Этот вид баланса является физиологичным для детей, беременных, кормящих женщин и т.д. Энергетически избыточное питание является главным фактором возникновения избыточной массы тела и алиментарного ожирения.
Для определения поверхности тела применяется формула, выведенная на основании анализа результатов прямых измерений поверхности тела:
R = Km,
где m - масса тела, кг; константа К равна 12,3 (у человека).
38.Прямая калориметрия, непрямая калориметрии с полным и неполным
газоанализом (калорический эквивалент О2, дыхательный коэффициент и факторы, его определяющие). Понятие об истинном и должном основном обмене. Определение истинного должного основного обмена основного обмена.
К методам определения расхода энергии относят : прямая и непрямая калориметрия. Прямая калориметрия Прямая калориметрия основана на непосредственном учете в биокалориметрах
количества тепла, выделенного организмом. Биокалориметр представляет собой герметизированную и хорошо теплоизолированную от внешней среды камеру. В камере по трубкам циркулирует вода. Тепло, выделяемое находящимся в камере человеком или животным, нагревает циркулирующую воду. По количеству протекающей воды и изменению ее температуры рассчитывают количество выделенного организмом тепла. Одновременно в биокалориметр подается О2 и поглощается избыток СО2 и водяных паров. Продуцируемое организмом человека тепло измеряют с помощью термометров (1,2) по нагреванию воды, протекающей по трубкам в камере. Количество протекающей воды измеряют в баке (3). Через окно (4) подают пищу и удаляют экскременты. С помощью насоса (5) воздух извлекают из камеры и прогоняют через баки с серной кислотой (6 и 8) — для поглощения воды и с натронной известью (7) — для поглощения СО2. О2 подают в камеру из баллона (10) через газовые часы (11). Давление воздуха в камере поддерживают на постоянном уровне с помощью сосуда с резиновой мембраной (9).
Непрямая калориметрия Для длительных исследований газообмена используют специальные респираторные
камеры (закрытые способы непрямой калориметрии) (рис. 10.2). Кратковременное определение газообмена в условиях лечебных учреждений и производства проводят более простыми не камерными методами (открытые способы калориметрии) .
Наиболее распространен способ Дугласа — Холдейна, при котором в течение 10—15 мин собирают выдыхаемый воздух в мешок из воздухонепроницаемой ткани (мешок Дугласа), укрепляемый на спине обследуемого (рис. 10.3.). Он дышит через загубник, взятый в рот, или резиновую маску, надетую на лицо. В загубнике и маске имеются клапаны, устроенные так, что обследуемый свободно вдыхает атмосферный воздух, а выдыхает воздух в мешок Дугласа. Когда мешок наполнен, измеряют объем выдохнутого воздуха, в котором определяют количество О2 и СО2.
Количество тепла, освобождающегося после потребления организмом 1 л О2, носит название калорического эквивалента кислорода. Зная общее количество О2, использованное организмом, можно вычислить энергетические затраты только в том случае, если известно, какие вещества — белки, жиры или углеводы, окислились в теле. Показателем этого может служить дыхательный коэффициент.
Дыхательным коэффициентом (ДК) называется отношение объема выделенного СО2 к объему поглощенного О2. Дыхательный коэффициент различен при окислении белков, жиров и углеводов
39.Физиологическое обоснование основных требований к составлению пищевого рациона и режиму приема пищи, усвояемость пищи, правило изодинамии питательных веществ и его критика. Нормы потребления и источники основных компонентов пищи.
Режим питанияформируют кратность приема пищи, интервалмежду приемами, распределение калорийности рациона по приемам, постоянство во времени приема, время на прием и последовательность приема блюд.
Физиологически обоснованным считается 4-х кратный прием пищи, при этом интервал между приемами не более 5 часов. Распределение калорийности по приемам может осуществляться по 2-м вариантам. Первый вариант включает 2 завтрака, обед и ужин. Калорийность первого завтрака — 20 %, второго — 15 %, обеда — 45 %, ужина — 20 % или калорийность первого завтрака 25 %, второго — 15 %, обеда — 35 %, ужина — 25 %. Второй вариант включает завтрак, обед, полдник и ужин. Калорийность завтрака 25 %, обеда — 45 %, полдника — 10 %, ужина — 20 %.
Важное значение имеет постоянство во времени приема пищи. При этом вырабатывается условный рефлекс на время, что обеспечивает выработку пищеварительных соков ко времени приема пищи.
Время, затрачиваемое на прием пищи, зависит от объема принимаемой пищи. Это время тратится на прием и измельчение пищи и ее пропитывание пищеварительными соками. Время на завтрак — 30-40 минут, обед — 40-60 минут, ужин — 20-30 минут. Последовательность приема блюд влияет на выработку пищеварительных соков. Начинать прием пищи нужно с возбуждающих пищеварительные железы — острые закуски, салаты, а не со сладостей, которые тормозят выделение пищеварительных соков. Завершать еду необходимо приемом сладких блюд для получения удовольствия и удовлетворения от принятой пищи.
Правильный режим питания способствует эффективности работы, пищеварительной системы, обеспечивает усвоение пищевого рациона, предупреждает заболевания желудочно-кишечного тракта, регулирует обменные процессы, своевременно поставляя в организм необходимую энергию и питательные вещества.
Режим питания зависит от возраста, режима работы, состояния здоровья человека, а также наличия избыточного веса или склонности к полноте. Кратность приема пищи увеличивается у детей, лиц пожилого возраста, лиц с избыточным весом или склонностью к полноте и больных. В жарком климате предусматриваются наибольшие калорийности утренних и вечерних приемов пищи и наименьшая калорийность в жаркое время дня. Распределение калорийности зависит также от режима труда. При ночных сменах производится перестановка местами по калорийности обеда и ужина.
40.Относительность понятия гомойотермности организма человека. Ядро и оболочка тела. Значение постоянства температуры внутренней среды организма. Температура тела человека и ее суточные колебания. Понятие о средней температуре тела. Различия температуры различных участков кожных покровов человека (температурная карта).
Живой организм непрерывно расходует на поддержание основного обмена и на совершаемую работу определенное количество энергии. Единственным источником ее для
человека служат питательные вещества, в процессе окисления которых потенциальная энергия белков, жиров и углеводов превращается в различные виды кинетической энергии
— механическую, химическую, электрическую и тепловую. Постоянное потребление и преобразование энергии являются характерными свойствами всех живых организмов. Температура тела человека и высших животных поддерживается на относительно постоянном уровне, несмотря на колебания температуры внешней среды. Снижение температуры окружающей среды ниже (ОоС) может приводить к разрушению клеточных структур (кристаллики льда внутри клетки –гемолиз эритроцитов). При температуре тела выше 45о С происходит денатурация белков. Так как белки ответственны за все регуляторные функции живых организмов, поэтому их структурная и функциональная целостность (сохранность) жизненно необходима для организма.
Постоянная температура необходима и для поддержания нормальных физико-химических показателей — вязкости крови, ее поверхностного натяжения, коллоидно-осмотического давления и др.
Температура влияет на процессы возбуждения, скорость и интенсивность сокращения мышц, процессы секреции, всасывания и ЗАЩИТНЫЕ РЕАКЦИИ КЛЕТОК И ТКАНЕЙ Изменение температуры тела влияет на метаболические процессы, может нарушать деятельность ферментов, энергический обмен, а также пластические процессы. С увеличением температуры увеличивается диссоциация оксигемоглобина, усиливается фагоцитоз, усиливается устойчивость организмов к действию неблагоприятных факторов и наоборот)
41.Теплопродукция. Механизмы увеличения теплопродукции: сократительный и несократительныйтермогенез. Термогенез у взрослых и новорожденных.
Теплопродукция (химическая терморегуляция) – это совокупность приспособительных процессов, направленных на поддержание температуры тела на оптимальном для метаболизма уровне независимо от температуры путём изменения обменных процессов. Суммарная теплопродукция состоит из первичной и вторичной теплоты.
Первичная выделяется в ходе постоянно протекающих во всех органах и тканях реакций обмена веществ.
Вторичная образуется при расходовании энергии макроэргических соединений при выполнении определённой мышечной работы.
Уровень теплопродукции в этом случае зависит от величины основного обмена, от принимаемой пищи, мышечной активности и интенсивности метаболизма. Сократительный термогенез – образование тепла, наблюдающееся в скелетных мышцах при их тоническом сокращении или напряжении. (у взрослых)
Несократительный термогенез – процесс окисления жирных кислот в митохондриях бурой жировой ткани. Осуществляется без значимого синтеза макроэргом с максимально возможным образованием теплоты. (у новорожденных детей)
Центр терморегуляции – гипоталамус.
42.Теплоотдача. Характеристика двух тепловых потоков: внутреннего и внешнего. Виды теплоотдачи, их физические и физиологические особенности. Принципиальные отличия испарения от неиспарительных способов теплоотдачи.
Теплоотдача – это теплообмен между поверхностью тела человека и окружающей средой. В сложном процессе сохранения теплового баланса организма регуляция теплоотдачи имеет большое значение. Применительно к физиологии теплообмена теплоотдача рассматривается как переход теплоты, освобождаемой в процессах жизнедеятельности, из организма в окружающую среду. Теплоотдача осуществляется, в основном, излучением, конвекцией, кондукцией и испарением. В условиях теплового комфорта и охлаждения наибольшую долю занимают потери тепла радиацией и конвекцией (73÷80% общих теплопотерь) /23/. В условиях, вызывающих перегревание организма, преобладает теплоотдача испарением.
Радиационный теплообмен В нагретом теле часть тепловой энергии всегда превращается в лучистую. Одним из
носителей лучистой энергии являются инфракрасные лучи или тепловые лучи, а процесс их распространения – тепловым излучением, лучеиспусканием или радиацией. Радиационный теплообмен, который проходит между человеком и окружающими его телами путём инфракрасного излучения, может идти как с положительным, так и с отрицательным тепловым балансом для человека.