Тема 33. Физиология обмена веществ и энергии

Мотивация изучения темы: обмен веществ и энергии представляет собой совокупность процессов превращения веществ и энергии в живых организмах, а также обмен веществами и энергией между организмом и внешней средой. Эти процессы являются основой всех явлений жизнедеятельности, обеспечивают непрерывное образование, обновление, разрушение клеточных структур, синтез и разрушение различных химических соединений.

Данная тема базируется на знаниях полученных студентами при изучении процессов анаболизма и катаболизма белков, жиров и углеводов (кафедра биологической химии).

Знания физиологии обмена веществ и энергии необходимы для последующего изучения дисциплин профессионального цикла.

Цели занятия.

Общая цель: изучения темы направлено на формирование компетенций по ФГОС специальности: ПК – 6; ПК-12, ПК- 16, ПК- 32.

Конкретные цели и задачи.

В результате изучения темы студенты должны:

I уровень - иметь представление о процессе обмена веществ, об энергетическом обмене

_____________________________________________________________

II уровень - знать процессы обмена белков, жиров и углеводов; факторы, влияющие на эти процессы.

_____________________________________________________________

III уровень - уметь применять полученные знания для решения типовых задач, связанных с нарушением процессов обмена веществ, правильно интерпретировать эти показатели , с возможным использованием справочной литературы, и делать своё заключение о состоянии обмена веществ и энергии организма. _____________________________________________________________

IV уровень - владеть методами, позволяющими анализировать показатели обмена веществ и энергии, правильно их интерпретировать и выявлять условия, которые могут явиться причиной нарушения этих процессов.

_____________________________________________________________

Этапы проведения практического занятия:

№ п/п	Название этапа	Цель этапа	Время
1	2	3	4
Вводная часть занятия			5-10 %
	Организация занятия	Мобилизовать внимание студентов на данное занятие	4 мин
	Определение темы, мотивации, цели, задач занятия	Раскрыть практическую значимость занятия в системе подготовки к профессиональной деятельности, сформировать мотив и, как следствие, активизировать познавательную деятельность студентов	5 мин
Основная часть занятия			80 – 90 %
1	2	3	4
	Контроль исходных знаний, умений и навыков	Проверка готовности студентов к занятию, выявление исходного уровня знаний, умений и навыков	30 мин
	Общие и индивидуальные задания на СРС в учебное время	Дифференцированное ориентирование студентов к предстоящей самостоятельной их работе	3 мин
	Демонстрация методики	Показать ориентировочную основу действия (ООД)	3 мин
	Управляемая СРС в учебное время	Овладение необходимыми общекультурными, профессиональными компетенциями, исходя из конкретных целей занятия	20 мин
	Реализация планируемой формы занятия (клинический разбор случая болезни, семинар, конференция и др.)	Контроль результатов обучения и оценка с помощью дескрипторов	10 мин
	Итоговый контроль	Оценивание индивидуальных достижений студента, выявление индивидуальных и типичных ошибок и их корректировка	5 мин
Заключительная часть занятия			5-10 %
	Подведение итогов занятия	Оценка деятельности студентов, определение достижения цели занятия. Преподаватель анализирует работу каждого студента. Подводит итоги занятия, делает выводы, определяет выполнение учебно-воспитательных целей, а также общий уровень подготовки студентов к занятию. Объявляет оценки студентам, отмечает хорошо и слабо подготовленных студентов, отвечает на вопросы.	7 мин
	Общие и индивидуальные задания на СРС во внеучебное время	Указание на самоподготовку студентов, ее содержание и характер	3 мин

Ориентировочная основа действия (ОДД) по проведению практического занятия: в ходе отработки учебного материала используются интерактивные педагогические технологии, основанные на активизации индивидуальной (межличностный диалог, индивидуальная «мозговая атака») и коллективной мыследеятельности («мозговая атака», кейс – технология, групповая дискуссия).

Самостоятельная работа студентов направлена на закрепление темы при расчёте азотистого баланса, определении величины основного обмена по количеству поглощенного кислорода и выделенного углекислого газа, вычисление основного обмена по таблице Гарриса- Бенедикта, определении процентного отклонения основного обмена по формуле Рида

Задание	Программа действия	Ориентировочная основа действия
1.Расчёт азотистого баланса	Вычислить азотистый баланс по данным: принято за сутки 128,7 г. белка; выделено 17,6 азота с мочой, 0,3 г. с калом	Для расчёта азотистого баланса необходимо знать количество поступившего азота с пищей и количество азота, выделенного с мочой и потом. Поскольку не весь азот усваивается организмом, а часть его теряется с калом, необходимо из количества принятого с пищей азота вычесть количество азота, содержащегося в кале. Кол-во поступившего с пищей азота определяется, зная, сколько белка поступило в организм, на том основании, что содержание азота в белке составляет в среднем 10% (1 г. азота содержится в 6,25 г. белка
2. Определение величины основного обмена по количеству поглощенного кислорода и выделенного углекислого газа.	Рассчитать обмен за сутки; если за 10 мин было поглощено 2,444 л.кислорода , выделено 2.132 л. углекислого газа.	Для решения задачи необходимо определить дыхательный коэффициент (отношение выделенного СО2и поглощенного О2). По специальной таблице находят калорический эквивалент кислорода( кол-во тепла, освобож дающегося при потреблении 1л. кислорода), соответствующий данному дыхательному коэффициенту. Знать количество потреблённого кислорода за 1 мин. Калорический эквивалент кислорода умножают на кол-во поглощённого кислорода за 1 мин ( 10 мин) и за сутки.
3.Вычисление основного обмена по таблице Гарриса- Бенедикта.	Рассчитать основной обмен по данным пола, веса, роста, возраста для:1.Мужчина 69 лет, рост 160, вес 50кг. 2.Молодой человек 25 лет, рост-160, вес-50 кг 3.Мальчик 13лет, рост-160, вес-50 кг 4.Мальчик-3 года, рост -64, вес- 15 кг. 5.Для себя.	Для работы используются специальные таблицы Гарриса-Бенедикта для мужчин и женщин. Найти в таблице вес исследуемого, против него – число (например 892). Затем по вертикали найти рост и по горизонтали возраст и на их пересечении число, например 788. Сложив два найденных числа, получают основной обмен за сутки (892 + 788 = 1680)- таков нормальный основной обмен для испытуемого. По таблице определяют должный основной обмен для данного человека.
4.Определение процентного отклонения основного обмена по формуле Рида.	Вычислить % отклонения основного обмена от нормы для себя по формуле: ПО = 0,75(ЧП+ПДх0,74)- 72.	Данное определение основано на существовании взаимосвязи между артериальным давлением, частотой пульса и теплопродукцией организма. ПО - процент отклонения ЧП – частота пульса ПД – пульсовое давление, равное разности величины систолического и диастолического давления. Для работы необходимо определить артериальное давление и частоту пульса. Допустимым считается отклонение до +(-) 10% от нормы.

Задания для контроля уровня сформированности компетенций в учебное время:

Тесты

1.Является ли окисление белков, жиров и углеводов в тканях экзотермическим

процессом? 1) да 2) нет

2.В каком случае при потреблении 1 л кислорода в организме окисляется большее

число молекул вещества?

1) при окислении белков; 2) при окислении жиров; 3) при окислении углеводов.

3.В каком случае у человека будет наблюдаться отрицательный азотистый баланс?

1) при голодании; 2) в период роста 3) при беременности

4.Все ли белки, поступающие с пищей, участвуют в обменных процессах?

1) да 2) нет

5.Энергозатраты организма в условиях физиологического покоя в положении лёжа,

натощак, при температуре комфорта, составляют обмен:

1) рабочий 2) основной 3) энергии 4) веществ 5) валовый.

6. Общие (на протяжении суток) энергозатраты организма складываются из следующих компонентов:

1) основной обмен, рабочая прибавка 2) основной обмен, специфически–динамическое действие пищи 3) основной обмен, специфически - динамическое действие пищи, рабочая прибавка.

7.Энергозатраты организма в покое можно определить путём измерения:

1) ЧСС и АД 2) количества выделенного тепла 3) уровня глюкозы и свободных жирных кислот в крови 4) поглощённого кислорода 5) выделенного углекислого газа

8.Дыхательный коэффициент отражает:

1) количество тепла, освобождаемое при окислении 1г вещества

2) количество тепла, освобождаемое при потреблении 1л кислорода

3) соотношение объёма выделенного СО₂ к объёму поглощенного кислорода

4) отношение объёма поглощённого кислорода к объёму выделенного СО₂.

9.Прямая калориметрия заключается в определении энергетических затрат по количеству:

1) потреблённого кислорода и выделенного СО₂

2) потреблённого кислорода

3) выделенного углекислого газа

4) выделенного тепла

10.Не может быть компонентом основного обмена:

1) повышение энергорасхода при эмоциях и действии на организм холода

2) затраты энергии на клеточный метаболизм

3) затраты энергии на дыхание

4) затраты энергии на кровообращение

Задачи

1. В крови больного обнаружено 12 ммоль/л глюкозы. В анализах мочи присутствует сахар. Какой обмен страдает? С чем может быть связано данное явление?

2. Перед исследованием обмена животному ввели адреналин. Как повлияет это на энергетический обмен?

3. Одинаков ли уровень обмена у двух здоровых людей одного пола, возраста, роста и веса, если один из них перед исследованием получил 200 г. мяса, другой – 200 г. картофеля? Почему?

4. У каких животных в норме дыхательный коэффициент относительно выше – у хищников или травоядных?

Ответы к тестам: 1. – 1; 2 – 3; 3 – 1; 4 – 1; 5 – 2; 6 – 3; 7 – 2,4;5 8 – 3; 9 – 4; 10 – 1.

Ответы к задачам

1. В данном случае нарушен углеводный обмен; может быть связано с уменьшением утилизации глюкозы тканями при недостатке инсулина.

2. Энергетический обмен увеличится, т.к. существует связь между артериальным давлением (в данном случае оно увеличится) и продукцией тепла в организме. Кроме того, адреналин регулирует окислительные реакции ( через посредников).

3. Неодинаков, т.к. белки ( мясо) и углеводы (картофель) обладают неодинаковым специфически-динамическим действием: белки повышают обмен на 30%.

4. У травоядных выше, т.к. при окислении углеводов ДК выше, чем при окислении белков и жиров.

Задания для самостоятельной подготовки к практическому занятию:

Перечень контрольных вопросов для самоконтроля знаний

1.Общее понятие об обмене веществ. Процессы ассимиляции и диссимиляции веществ.

2.Общее представление об обмене белков. Азотистое равновесие. Регуляция белкового обмена.

3.Общее представление об обмене жиров. Регуляция липидного обмена.

4.Обмен углеводов и его регуляция.

5.Составляющие энергетического обмена. Основной обмен, методы определения.

6.Обмен веществ в старческом и пожилом возрасте.

Задания для ССР во внеучебное время

1.Дать определение азотистого равновесия.

2.Перечислить гормоны, участвующие в регуляции белкового обмена.

3.Перечислить действие инсулина на углеводный обмен.

4.Перечислить основные методы определения основного обмена.

5.Перечислить условия определения основного обмена.

6.Назвать нормы энергетических затрат для различных групп населения.

Вопросы для самоконтроля подготовки к практическому занятию

1.О чём можно судить по азотистому балансу?

2.Какие гормоны обладают анаболическим действием?

3.Какие гормоны понижают содержание углеводов в крови?

4.Какие гормоны обладают жиромобилизирующим действием?

5.От чего зависит должный основной обмен человека?

6.Какие факторы влияют на энергетический обмен?

7.На чём основана непрямая калориметрия?

8.О чём свидетельствует отклонение от должного основного обмена?

9. Что такое дыхательный коэффициент? Чему он равен для белков, жиров и углеводов?

10. Сколько килокалорий энергии выделяется при расщеплении 1 г. жира, 1г. белка, 1 г. углеводов.

Задания для самоконтроля подготовки к следующему занятию

«Физиологические основы рационального питания»

1. Основные принципы рационального питания. Теории рационального питания.

2. Энергетический баланс. Общий обмен и его составляющие (основной обмен, рабочая надбавка). Специфически - динамическое действие пищевых веществ.

3. Калорическая ценность пищевых веществ. Закон изодинамии. Основные группы населения по энергетическим затратам.

4. Удовлетворение потребности организма в основных веществах (белки, жиры, углеводы, витамины, минеральные вещества, вода).

5. Режим питания.

6. Особенности питания в пожилом и старческом возрасте.

Оснащение практического занятия:

Наглядные пособия:

а) таблицы по физиологии обмена веществ;

б) таблицы Гарриса – Бенедикта;

в) таблицы калорического эквивалента кислорода;

г) видеофильм «Обмен веществ».

Технические средства обучения: TV, DVD.

Литература:

Основная

1. Нормальная физиология. / Под ред. В.М. Смирнова / Учебник. М.: Академия», 2012

2. Нормальная физиология. Учебник. / Под ред. А.В, Завьялова. В.М. Смирнова.- М.: «Медпресс-информ», 2009

3. Физиология человека. Учебник./ Под ред. В.М. Покровского, Г.Ф. Коротько.- М.: Медицина, 2003

4. Физиология человека. Учебник./ Под ред. Н.А. Агаджаняна, В.И. Циркина.-СП.: СОТИС, 2002

5. Нормальная физиология. Учебник. / Под ред. Р.С. Орлова, А.Д. Н Орлова. М. Издателькая группа «ГЭОТАР-Медиа», 2005

6. Нормальная физиология. Учебник. / Под ред.В.Н. Яковлева. М.: Издательский центр «Академия», 2006

7. Руководство к практическим занятиям по нормальной физиологии. / Под ред. С.М. Будылиной, В.М. Смирнова. М.: Издательский центр «Академия», 2005

Дополнительная литература:

1. Руководство к практическим занятиям по физиологии / Под ред. К.В.Судакова М.: Медицина, 2002

2. Нормальная физиология. Учебник. / Под ред. К.В. Судакова – М.: «ГЭОТАР-Медиа», 2012

3. Физиология человека: атлас динамических систем /К.В. Судаков, В.В. Андрианов, Ю.Е. Вагин, И.И. Киселёв - М.: ГЭОТАР – Медиа, 2009