Тема 2.2 : роль основних поживних речовин у життєдіяльності організму

Питання, які винесено на самостійне вивчення:

• Особливості питного режиму для робітників працюючих в гарячих цехах та в умовах жаркого клімату.

• Особливості обміну речовин і енергії в організмі людини.

Література : Л. 2. ст 122 – 124

Методичні рекомендації

Сукупність біохімічних та енергетичних перетворень, які відбуваються в організмі і забезпечують його життєдіяльність в умовах навколишнього середовища, називають обміном речовин та енергії.

Обмін речовин, або метаболізм, включає надходження харчових речовин, кисню та води в організм, використання їх у життєвих процесах та виділення кінцевих продуктів обміну у навколишнє середовище.

Вивчивши дане питання студенти повинні знати:

• Поняття про обмін речовин та енергії;

• Етапи обміну речовин;

• Поняття про анаболізм та катаболізм;

• На які види енергії перетворюється енергія хімічних зв’язків у харчових речовинах.

• Етапи обміну речовин;

Вивчивши дане питання студенти повинні вміти:

• Аналізувати як відбувається обмін речовин і енергії в організмі людини.

• Підбирати питний режим для робітників працюючих в гарячих цехах та в умовах жаркого клімату.

Питання для самоконтролю:

1. Що таке обмін речовин та енергії? Дайте визначення.

2. Що таке анаболізм та катаболізм?

3. На які види енергії перетворюється енергія хімічних зв’язків у харчових речовинах?

4. Які етапи обміну речовин ви знаєте?

5. Які особливості питного режиму для робітників працюючих в гарячих цехах та в умовах жаркого клімату?

Завдання для самостійної роботи

- Розробити конспект за планом:

1. Поняття про обмін речовин та енергії;

2. Етапи обміну речовин;

3. Поняття про анаболізм та катаболізм;

4. Етапи обміну речовин

5. Особливості питного режиму для робітників працюючих в гарячих цехах та в умовах жаркого клімату.

Форми контролю самостійної роботи:

• Поточний контроль:

Перевірка конспектів по матеріалу теми.

• Підсумковий контроль:

Опитування на семінарському занятті.

Питання теми контролюється на екзамені з дисципліни.

Лекційний матеріал

Особливості обміну речовин і енергії в організмі людини.

Життєдіяльність людського організму пов'язана з постійною витратою матерії та енергії.

Сукупність біохімічних та енергетичних перетворень, які відбуваються в організмі і забезпечують його життєдіяльність в умовах навколишнього середовища, називається обміном речовин та енергії.

Обмін речовин, або метаболізм, включає надходження харчових речовин, кисню та води в організм, використання їх у життєвих процесах та виділення кінцевих продуктів обміну в навколишнє середовище. Обмін речовин об'єднує два постійно діючих і нерозривно зв'язаних процеси: асиміляцію, або анаболізм і дисиміляцію, або катаболізм. Анаболізм— це синтез нових сполук в організмі, на який затрачається енергія, а катаболізм — розкладання складних речовин на простіші, за якого вивільняється енергія.

У процесі перетворення харчових речовин в організмі вивільняється потенційна енергія хімічних зв'язків, яка в них міститься, і перетворюється на кінетичну енергію (теплову, механічну, хімічну, електричну). В кількісному відношенні переважає теплова і механічна енергія. Електрична енергія утворюється в мінімальній кількості, але має першочергове значення для передачі імпульсів, зокрема в нервовій системі. Енергія, яка вивільняється при метаболізмі, необхідна для росту, розвитку, синтезу та функції усіх клітинних елементів, для підтримання сталої температури тіла та для виконання фізичної роботи. Після використання організмом усі види енергії пере­творюються на теплову.

У різні вікові періоди співвідношення асиміляційних та диси-міляційних процесів неоднакове. Так, у період росту організму переважає асиміляція; у зрілому віці встановлюється відносна рівновага між анаболізмом і катаболізмом, а в похилому віці переважає дисиміляція.

Обмін білків, жирів і вуглеводів має специфічні особливості. Існують три загальні закономірності, завдяки яким формуються такі три етапи обміну речовин: 1) перетравлювання харчових речовин у травній системі; 2) проміжний обмін речовин; 3) утворення та виділення кінцевих продуктів обміну (вуглекислий газ, вода, сеча, сечова кислота та ін.).

На першому етапі відбувається послідовний гідроліз їжі в шлунково-кишковому каналі до низькомолекулярних сполук та всмоктування їх у кров і лімфу. Кількість виділеної при цьому енергії в шлунку й тонкій кишці мала (0,6 % від наявної кількості білків та вуглеводів та близько 1 % від жирів). Значення першого етапу переважно полягає у перетворенні основних харчових речовин (білків, жирів і вуглеводів) на низькомолекулярні сполуки (амінокислоти, гліцерол, жирні кислоти, моносахариди^, які використовуються в проміжному обміні як пластичний матеріал і джерело енергії.

Останнім часом виникла потреба зважати ще на так звану невраховану енергію. Доведено, що кишкові бактерії можуть розкладати за допомогою своїх ферментів різні субстрати, які надходять у товсту кишку з їжею (целюлоза, елементи сполучної тканини, мукополісахариди м'яса, слиз, злущений епітелій кишок). В результаті дії бактеріальних ферментів утворюються леткі жирні кислоти, масляна, оцтова, пропіонова, молочна кис­лоти, спирт, які хоча і не є джерелом енергії, проте викорис­товуються організмом шляхом включення у проміжний обмін з іншими джерелами енергії.

Другий етап обміну речовин відбувається в тканинах орга­нізму і включає перетворення амінокислот, моносахаридів, гліцеролу та жирних кислот. При цьому утворюються специ­фічні для людини білки, жири, вуглеводи та їх комплексні спо­луки (нуклеопротеїни, ліпопротеїни, нуклеотиди, гліколіпіаи, глікопротеїни, фосфоліпіди та інші, тобто пластичні елементи організму людини).

Крім синтетичних, на другому етапі відбуваються і дисимі-ляційні процеси, в результаті яких розщеплюються аміно­кислоти, глюкоза, жирні кислоти та гліцерол до сполук, таких як піровиноградна кислота та ацетилкоензим А, які здійснюють зв'язок з обміном вуглеводів, білків та жирів.

Проміжний обмін є важливим джерелом енергії, основна кількість якої вивільняється в циклі ди- та трикарбонових кислот (цикл Кребса). Після циклу Кребса енергія стає доступною для використання організмом у вигляді високоенергетичних фос­фатних сполук, зокрема АТФ (аденозинтрифосфат). При від­щепленні від АТФ однієї фосфорильної сполуки виділяється близько 9 ккал (42 кДж) вільної енергії на 1 грам-атом фосфору. Енергія АТФ практично повністю використовується для про­цесу скорочення м'язів, активного транспорту, генерування та проведення нервового імпульсу, синтезу та поділу клітин та ін.

Близько 50 % енергії, яка утворюється при розкладанні харчо­вих речовин і акумулюється у високоенергетичних сполуках, безпосередньо використовується організмом. Решта енергії харчових речовин розсіюється у вигляді теплоти.

АТФ — найважливіша високоенергетична сполука. Це універсальний постачальник енергії для всіх життєвих процесів. М'язи людини містять близько 5 ммоль/г тканини АТФ і загалом до 10 г високоенергетичних сполук на 1 кг м'язів. Енергія, яку містять фосфатні зв'язки високоенергетичних сполук, є достат­ньою для активної діяльності організму протягом 5—6 с. Відразу після розривання фосфатних зв'язків після фосфорилювання субстратів у циклі Кребса утворюється енергія. АТФ забезпечує енергією майже всі процеси, які відбуваються в організмі.

Третій етап обміну речовин характеризується утворенням і виділенням кінцевих продуктів обміну речовин. Ті з них, що містять азот, виділяються переважно з фекаліями та потом, а із вмістом вуглекислого газу — через легені. З видихуваним повітрям, потом, фекаліями виділяються також вода та міне­ральні речовини. На цьому етапі вивільняється також; значна кількість енергії.

Процес обміну речовин та енергії регулюється центральною нервовою системою та залозами внутрішньої секреції.