Тема: Физиология и Патофизиология обмена веществ
Вопросы для самостоятельного изучения:
Понятие об обмене веществ. Анаболические и катаболические процессы.
Основной и общий обмен веществ.
Обмен белков и его регуляция.
Обмен жиров и его регуляция.
Обмен углеводов и его регуляция.
Обмен воды и минеральных веществ.
Нарушения обмена белков.
Нарушение обмена жиров.
Нарушение обмена углеводов.
Нарушение обмена воды и минеральных солей.
Задание для самоподготовки:
– составление конспекта по теме (возможно использование ниже приведенных материалов + хрестоматия).
– выполнение лабораторных работ, приведенных в лабораторном занятии 3 (в лабораторной работе №2 выполнить только задание по определению суточной калорийности питания).
Контроль:
проверка конспекта по теме;
проверка протокола лабораторного занятия 3.
Литература
Физиология человека: учеб. пособие для учащихся специальности "Лечебное дело" учреждений, обеспечивающих получение сред. спец. образования / А.А. Семенович [и др.]; под ред. А. А. Семеновича. – 3-е изд., испр. – Минск: Выш. шк., 2009. – 544 с. (С. 413–450).
Вопрос 1. Понятие об обмене веществ. Анаболические и катаболические процессы.
Обмен веществ – совокупность изменений, которые претерпевают вещества от момента их поступления в пищеварительный тракт до образования конечных продуктов распада, выделяемых из организма.
Обмен веществ является основой жизни.
К необходимым для поддержания жизни веществам относятся белки, жиры, углеводы, витамины, минеральные вещества, кислород и вода.
В процессе роста обновление клеток организма возможно лишь тогда, когда в организм непрерывно поступает О2 и питательные вещества, являющиеся строительным материалом, из которого строится организм. Но для построения новых клеток организма, их непрерывного обновления, а также для совершения человеком какой-то работы нужна энергия. Эту энергию организм человека получает при распаде и окислении в процессах обмена веществ (метаболизма). Причем процессы метаболизма (анаболизм и катаболизм) тонко согласованы друг с другом и протекают в определенной последовательности.
Анаболизм – процесс усвоения организмом веществ, при котором расходуется энергия (т.е. совокупность реакций синтеза).
Катаболизм – процесс распада сложных органических соединений, протекающий с высвобождением энергии т.е. совокупность реакций распада.
Необходимо учитывать, что оба эти процесса непрерывно связаны. Катаболические процессы обеспечивают анаболизм энергией и исходными веществами, а анаболические процессы - синтез структур, формирование новых тканей в связи с процессами роста организма, синтез гормонов и ферментов, необходимых для жизнедеятельности.
Процессы анаболизма и катаболизма находятся в динамическом равновесии. Преобладание анаболических процессов над катаболическими приводит к росту, накоплению массы тканей, а преобладание катаболических процессов ведет к частичному разрушению тканевых структур, выделению энергии.
Установлено, что в детском возрасте преобладает анаболизм, в старческом – катаболизм.
Вопрос 2. Основной обмен и общий обмен энергии.
Основной обмен — минимальное количество энергии, необходимое для обеспечения нормальной жизнедеятельности организма в состоянии покоя в стандартных условиях.
Стандартные условия требуют определения основного обмена утром натощак (через 12—14 ч после последнего приема пищи), в положении пациента лежа на спине, при полном расслаблении мышц, в условиях температурного комфорта (18—20 °С).
Показатель
основного обмена
— это
величина энергии, которая потребовалась
бы организму для пребывания в условиях
основного обмена на протяжениисуток,
выраженная в ккал/сут или кДж/сут.
Средняя величина основного обмена составляет около 1700 ккал/сут.
Энергия основного обмена расходуется на:
1) синтез АТФ и анаболические процессы, обеспечивающие обновление и рост тканей;
2) механическую работу, выполняемую сердечной и дыхательными мышцами, гладкими мышцами внутренних органов;
3) транспорт веществ через мембраны, генерацию биопотенциалов, секреторные процессы в организме.
Нормальная величина основного обмена является одним из показателей благополучия в организме. У взрослого человека интенсивность основного обмена приближается к 1 ккал на 1 кг массы тела в 1 ч.
У детей она больше, а у пожилых людей меньше приведенной величины.
В условиях основного обмена особенно интенсивны энергетические затраты на единицу массы у тканей коры мозга, печени и почек. В тех же условиях отмечается наименьший расход энергии в жировой ткани. Поэтому у худых людей на единицу массы расходуется несколько больше энергии основного обмена, чем у полных.
Интенсивность основного обмена зависит от
возраста,
пола,
роста,
массы
площади поверхности тела.
На основе этих данных рассчитывают показатель должной величины основного обмена — индивидуальную норму для конкретного человека.
Для такого расчета применяются таблицы и формулы. Весьма употребительны таблицы Гаррис-Бенедикта.
Но особенно сильно коррелирует величина основного обмена с площадью поверхности тела. Эта закономерность отражена в
правиле Рубнера: величина энергетических затрат организма в условиях физиологического покоя прямо пропорциональна площади поверхности тела.
Такая корреляция выявляется не только для людей, но и распространяется на всех теплокровных животных. Так, у мыши и слона на единицу площади поверхности тела приходится приблизительно одинаковый расход энергии.
У мужчин основной обмен в пересчете на единицу массы тела приблизительно на 10% больше, чем у женщин. Это связано с тем, что мужские половые гормоны стимулируют обменные процессы, а также тем, что у мужчин меньше относительная масса жировой и больше относительная масса мышечной ткани.
Определение показателей основного обмена используется для диагностики в клинической практике. Особенно ценны данные об уровне основного обмена для диагностики нарушений функций щитовидной железы. При ее гиперфункции величина основного обмена повышается более чем на 20% относительно нормы. Величина основного обмена также повышается при туберкулезе, малярии, при развитии лихорадки.
Общий обмен энергии.
Общим обменом энергии называют энергетические затраты организма в условиях проявления обычной жизнедеятельности.
Так, интенсивность расхода энергии в организме увеличивается после приема пищи. Это называют специфическим динамическим действием пищи (затрата энергии па переваривание, всасывание, транспорт и ассимиляцию нутриентов на уровне клетки).
Прием богатой углеводами пищи увеличивает энергетические затраты организма на 5—10%, богатой белками — до 30%.
В общий обмен энергии входит также рабочая прибавка, т.е. затраты энергии на выполнение работы, величина которых зависит от вида и интенсивности работы.
Умственная работа требует относительно небольшого увеличения энергетических затрат (5—15%). Несмотря на небольшое увеличение суммарных энергетических затрат организма, при умственной нагрузке интенсивность обменных процессов в отдельных локальных участках головного мозга может значительно возрастать. Такая работа сопряжена с расходом некоторых биологически активных веществ и при наличии переутомления может вызывать ряд неблагоприятных изменений в организме.
Интенсивность энергетических затрат увеличивается пропорционально возрастанию мышечной работы и может быть в десятки раз больше, чем в состоянии физического покоя.
Если принять общий обмен за 100%, а основной за 60% от общего обмена, то у ребенка 15% энергии расходуется на рост и отложение веществ, 0,5% – на специфически–динамическое действие пищи, 15% – на работу мышц и 5–10% на потерю с экскрементами. У взрослого нет расхода энергии на рост и отложение веществ, на специфически–динамическое действие пищи приходится 10%, на работу мышц –25%, на потерю с экскрементами –5%. Остальная часть обмена веществ у детей и взрослых приходится на внутренние органы.
На основе определения уровня общих энергетических затрат организма разработаны критерии подразделения трудоспособного населения по группам. Каждая из этих групп имеет свои нормы пищевого рациона, особенности нормирования рабочего дня, периодичности отдыха и отпусков.
В литературе приводятся гигиенические нормативы суточных энергозатрат для лиц разной профессиональной принадлежности:
I группа - работники умственного труда: руководители предприятий, медики (кроме хирургов), педагоги, научные работники, писатели, работники печатной отрасли, журналисты, студенты. Суточный расход энергии составляет для мужчин 2550-2800 ккал, для женщин 2200-2400 ккал, т. е. в среднем 40 ккал/кг массы тела;
II группа - работники легкого физического труда (рабочие автоматизированных линий, швейники, агрономы, ветеринары, медсестры, продавцы промтоваров, тренеры, инструкторы по физической культуре). Суточный расход энергии составляет 3000-3200 ккал для мужчин и 2550-2700 ккал для женщин; в среднем 43 ккал;
III группа - работники среднего по тяжести труда (водители, хирурги, работники пищевой промышленности, продавцы продовольственных товаров, работники водного транспорта). Суточный расход энергии составляет 3200-3650 ккал (муж.) и 2600-2800 ккал (жен.), на 1 кг массы в среднем 46 ккал;
IV группа - работники тяжелого физического труда (строители, сельхозрабочие, механизаторы, металлурги, спортсмены). Суточный расход энергии составляет 3700-4250 ккал (муж.) и 3150-2900 ккал (жен.), 53 ккал/кг массы;
V группа - лица особо тяжелого физического труда (сталевары, лесорубы, шахтеры, грузчики). Суточный расход энергии составляет 3900-4300 ккал у мужчин (61 ккал/кг); для женщин этот расход не нормируется. Вышеуказанные цифры энергозатрат ориентированы на мужчин и женщин среднего веса (70 кг и 60 кг, соответственно).
В каждой перечисленной группе следует различать три возрастные категории: 18-29, 30-39 и 40-59 лет. Для лиц 60-74 лет среднесуточный расход энергии составляет 2300 ккал (муж.), 2100 ккал (жен.); старше 75 лет - 2000 ккал (муж.) и 1900 ккал (жен.).
Если лица пенсионного возраста работают, то расход энергии у них возрастает на 5-10 %.
Рекомендуемый среднесуточный энергорасход следует учитывать с поправкой на район проживания: Север - +10-15 %, Юг - -5 %.
Для лиц, занимающихся спортом профессионально, существуют другие нормативные значения суточных энергозатрат, конкретизированные по видам спорта.