Обмін речовин






    Головна сторінка





Скачати 16.67 Kb.
Дата конвертації01.04.2017
Розмір16.67 Kb.
Типдоповідь

Обмін речовин

Обмін речовин - основне життєве свій властивість організму, з припиненням обміну речовин настає смерть. Обмін речовин включає два взаємопов'язані процеси: засвоєння що надходять в організм речовин - асиміляцію та їх розпад - дисиміляцію. У процесі асиміляції утворюються складні органічні речовини, що йдуть на побудову клітин організму і міжклітинних структур, а при дисиміляції складні органічні речовини розпадаються, перетворюючись в більш прості. Процес дисиміляції супроводжується виділенням значної кількості енергії, необхідної для життєдіяльності організму. Кінцеві продукти розпаду, які беруть у подальших перетвореннях видаляються з організму. Головною особливістю процесу дисиміляції

є те, що при кисневому процесі розпаду велика частина енергії (около55%) запасається у вигляді АТФ і55%) запасається у вигляді АТФ і речовин (головним чином в новому синтезі органічних речовин).

В обміні речовин беруть участь білки, жири, вуглеводи, вода, мінеральні солі і вітаміни. Всі процеси обміну речовин взаємопов'язані. Інтенсивність обміну речовин залежить від віку людини, характеру виконуваної роботи, кліматичних та інших факторів. Обмін речовин регулюється нервовою системою і гуморальними факторами. При захворюваннях відбуваються різні зміни в обміні речовин, іноді вони є основними ознаками захворювання. Наприклад, при подагрі в крові підвищений вміст сечової кислоти і відбувається її відкладення в суглобах, сухожиллях і хрящах. Зміни в обміні речовин можуть спостерігатися при порушенні діяльності ендокринних залоз, недостатньому надходженні в організм вітамінів, при ураженні деяких відділів нервової системи, наприклад гіпоталамуса.

Білки, що надійшли з їжею в організм, під впливом ферментів травного тракту розпадаються до амінокислот, які всмоктуються в кров і розносяться нею по всьому організму. У клітинах органів і тканин з них синтезуються білки, властиві людині. Не використана частина білків піддається розпаду і видаляється з організму, а звільняється енергія використовується в інших реакціях (енергетична функція білків). Білки необхідні не тільки для побудови клітинних структур (будівельна функція), але є складовою частиною ферментів, гормонів та деяких інших речовин. Білки входять до складу ферментів як каталізаторів багатьох реакцій (каталітична функція) і антитіл (захисна функція).

Кінцевими продуктами розпаду білків в організмі є вода, вуглекислий газ і азотовмісні речовини (аміак, сечова кислота та ін.). Продукти розпаду білків виводяться з організму через органи виділення. Білки в організмі в запас не відкладаються (або майже не відкладаються). В здоровому дорослому організмі кількість надходження азоту дорівнює кількості виведеного, тобто білка розпадається стільки ж, скільки його надходить (азотна рівновага). У дитячому організмі, що росте синтез білків перевищує їх розпад (позитивний баланс азоту). При важких захворюваннях і при голодуванні, а також часто у дуже літніх людей може спостерігатися негативний баланс азоту: кількість виведеного азоту перевищує кількість введеного. У білках в середньому міститься 16% азоту, тобто вага білків в 6,25 рази перевищує вагу наявного в них азоту (розрахунок на 100 г білка). Отримана кількість азоту множать на 6,25 і отримують кількість білка в грамах. Добова потреба в білках - в середньому 100-118 г; вона залежить від віку, характеру професії та інших умов. Тривалий недолік білків викликає важкі порушення в організмі: затримку росту і розвитку у дітей, зміни в ферментативних системах організму, в залозах внутрішньої секреції і ін. Позитивний баланс азоту у дорослої людини може бути при зростанні новоутворень - зростанні клітин, не властивих організму. Якщо вчасно виявити цей процес, то можливо своєчасне лікування.

Складні вуглеводи, що надходять в організм з їжею, розщеплюються в травному тракті до моносахаридів, які надходять в кров, а потім - в печінку, де з глюкози синтезується глікоген. При необхідності він знову перетворюється в глюкозу, яка і розноситься по організму кров'ю. Вміст глюкози в крові підтримується на одному рівні (близько 0,1%). Печінка регулює вміст цукру в крові: в ній міститься близько 300 г вуглеводів у вигляді глікогену. Під час вступу значної кількості цукру або глюкози (150-200 г) з їжею рівень цукру в крові підвищується (харчова гіперглікемія). Надлишок цукру виводиться з сечею, тобто в сечі з'являється глюкоза - настає глюкозурія. При порушенні внутрисекреторной діяльності підшлункової залози настає захворювання, що носить назву цукрової хвороби, або цукрового діабету. При цукровому діабеті рівень цукру в крові підвищується і починається посилене виділення цукру з сечею (протягом дня може виділитися з сечею до 500 г цукру). Глікоген відкладається не тільки в печінці, він може накопичуватися в м'язах. При необхідності глюкоза надходить у кров як з глікогену печінки, так і з глікогену, що міститься в м'язах. Глюкоза не тільки структурний компонент цитоплазми клітин, але і необхідний компонент їх зростання (джерело енергії), вона дуже важлива для роботи нервової системи (глікоген відкладається і в нервових клітинах). Якщо концентрація цукру в крові знизиться до 0,04%, то починаються судоми, марення, втрата свідомості і т.д. - порушується діяльність центральної нервової системи. Досить такому хворому дати поїсти звичайного цукру або ввести в кров глюкозу, як всі порушення зникають. Різке і тривале пониження цукру в крові - гіпоглікемія може спричинити різкіші порушення діяльності організму і привести до смерті. При недостатньому надходженні вуглеводів з їжею вони можуть утворюватися з білків і жирів.

Вуглеводи легко розпадаються і є головним джерелом енергії в організмі, особливо при фізичних навантаженнях. Добова потреба людини у вуглеводах в середньому становить 450-500 г. Центр регуляції вмісту цукру в крові знаходиться в довгастому і проміжному (подбугровая область) мозку. Вищі центри знаходяться в корі великих півкуль. Адреналін - гормон мозкового шару надниркових залоз - сприяє перетворенню глікогену в глюкозу і підсилює окислювальні процеси в клітинах. Його дія протилежна інсуліну, який сприяє проникненню глюкози в клітини і синтезу глікогену. У регуляції вуглеводного обміну також беруть участь і інші гормони: гормони кори надниркових залоз, передньої долі гіпофіза і щитовидної залози.

Жири, як і вуглеводи, використовуються організмом як джерело енергії. При окисленні жиру виділяється в два з гаком рази більше енергії, ніж при окисленні такої ж кількості вуглеводів і білків: при окисленні 1 г жиру виділяється 9,3 ккал тепла, 1 г вуглеводів -4,1 ккал, 1 г білка - 4,1 ккал.

Утворений при розпаді жирів гліцерин легко всмоктується, а жирні кислоти всмоктуються тільки після омилення. В організмі людини з гліцерину і жирних кислот утворюється жир, властивий тільки організму людини. Жир входить до складу клітин, а незатребувані організмом кількості жиру відкладаються в запас у вигляді жирових крапель. Жир відкладається переважно в підшкірній клітковині, сальнику, навколо нирок, міститься в печінці і м'язах. У людини жир становить 10-20% ваги, а при ожирінні - до 50%. При ожирінні порушуються обмінні процеси. Жир синтезується не тільки з спожитого жиру, але і з білків і вуглеводів. При голодуванні з жирів утворюються вуглеводи, які використовуються в якості джерела енергії. У регуляції жирового обміну велику роль грає центральна нервова система, а також багато залози внутрішньої секреції (статеві, гіпофіз, щитовидна, надниркові залози).

Гормональна регуляція білкового обміну ще менш вивчена, ніж гормональна регуляція обміну ліпідів. Оскільки зростання полягає в відкладення нового білка в цитоплазмі, якусь роль в цій регуляції грає гіпофізарний гормон росту, але механізм його дії відомий мало. У регуляції білкового обміну беруть участь також інсулін, статеві гормони і кортизол, що виділяється корою наднирників. Дуже важливу роль в збереженні життя організму грає обмін ліпоїдів, або жироподібних речовин, що входять до складу нервової тканини і беруть участь в її діяльності. За своєю будовою липоиди близькі деяких гормонів і, мабуть, є основою для утворення статевих гормонів, гормону кори надниркових залоз і вітаміну D.

Вода і мінеральні солі не є джерелами енергії і поживними речовинами, але їх роль надзвичайно важлива. Вода становить до 65% ваги організму, а у дітей - до 80%. Без їжі, але при наявності води (її споживанні) людина може обходитися 40-50 днів, а без води гине через кілька днів. Вода і мінеральні солі створюють внутрішнє середовище організму, будучи основною частиною плазми, лімфи і тканинної рідини. Розчинені у воді мінеральні солі підтримують постійне осмотичний тиск, необхідний для нормальної життєдіяльності клітин організму. Вода в невеликій кількості утворюється в організмі в ході окислення поживних речовин, особливо багато її виходить при окисленні жирів (118 г води при окисленні 100 г жирів). Вода надходить в організм при питті і з їжею, виділяється, в основному, нирками (1,5 л), частково - з повітрям, що видихається (500 мл) і при випаровуванні з поверхні шкіри (500 мл). Добова потреба дорослої людини у воді становить 2-2,5 л, вона може коливатися в залежності від кліматичних умов і умов роботи. У спекотну погоду вода споживається у великій кількості, так само як і при роботі в гарячих цехах. Вода є розчинником багатьох речовин, в ній протікають все фізико-хімічні реакції організму, вона відіграє важливу роль в транспорті речовин. Відношення кількості спожитої води до кількості виділеної називається водним балансом; важливо, щоб прихід води покривав витрати, в іншому випадку в результаті втрати води наступають серйозні порушення життєдіяльності організму.

З їжею в організм вводиться близько 15 хімічних елементів, частина яких надходить в мізерно малих кількостях. За добу людині до 10 г кухонної солі, 1 г калію, 0,3 г магнію, 1,5 г фосфору, 0,8 г кальцію, 0,012 г заліза, 0,001 мг міді, 0,0003 г марганцю і 0,00003 г йоду. Солі розподілені в різних клітинах і тканинах організму нерівномірно. Так, багато солей натрію міститься в плазмі і міжклітинної рідини; солей калію в клітинах більше, ніж в рідких середовищах організму; кістки містять багато кальцію і фосфору; гемоглобін - мідь і залізо, а клітини щитовидної залози - йод. Оскільки мінеральні речовини постійно виводяться з організму, вони повинні бути в рівній кількості заповнені з прийомом їжі. Відсутність солей в харчовому раціоні може привести до смерті швидше, ніж повне голодування. Необхідність в кухонної солі обумовлена ​​тим, що її розчин грає головну роль в підтримці осмотичного тиску. Солі кальцію необхідні для підтримки діяльності серця: при їх відсутності діяльність серця сповільнюється і незабаром повністю припиняється. Співвідношення солей калію і кальцію також важливо для нормальної діяльності серцевого м'яза. Іони натрію, калію, кальцію і хлору грають роль в процесах збудження і гальмування, м'язового скорочення. Солі, які необхідні в мінімальних кількостях (мікроелементи), також важливі для нормального функціонування організму (наприклад, кобальт входить до складу вітаміну В12; цинк, входить до складу ферменту - вугільної ангідрази, що зв'язує вуглекислий газ крові; фтор попереджає руйнування зубів і ін.) .

Раціональне харчування повинно повністю покривати потребу людини в енергії і пластичних речовинах. У добовий раціон людини, яка не займається фізичною працею, мають входити близько 100 г білка, 90 г жиру і 400 г вуглеводів (близько 3 000 Ккал); необхідні мінеральні солі, вітаміни і вода. При фізичному навантаженні зростає потреба в енергії і пластичних речовинах, в зв'язку з цим в дієті має збільшуватися зміст не тільки жирів і вуглеводів, а й білків.

Рекомендується близько 50% білків і жирів споживати у вигляді продуктів тваринного походження і при збільшенні калорійності їжі зберігати співвідношення білків, жирів і вуглеводів - 1: 1: 4.В такому співвідношенні продукти краще засвоюються. Одностороннє харчування (переважання або білкової, або вуглеводної їжі) недоцільно, так як воно порушує процеси травлення і обміну речовин. Для зниження ваги тіла слід знизити прийом вуглеводів.

Добова потреба в енергії для осіб

різних категорій праці

(В кілокалорії)

2 800

Люди розумової праці

3 000

механізованих виробництвах

3 200

Робочі фізичної праці

(Часткова або відсутня

механізація)

3 700

Особи, які виконують важку

м'язову роботу

Обмін речовин супроводжується обміном енергії - обидва процеси взаємопов'язані. Виділена при дисиміляції енергія витрачається у вигляді механічної (в м'язах), електричної (нервова і інші тканини), хімічної (синтез нових речовин) та інших видів енергії. Важливо, що всі ці види енергії перетворюються в теплову, що виділяється в навколишнє середовище. Інтенсивність обміну речовин можна визначити за кількістю утворився в організмі тепла. В середньому організмом людини засвоюється близько 90% вступників поживних речовин. Витрата енергії в організмі піддається обліку. При прямій калориметрії кількість виділеної теплоти визначають в спеціальних камерах, при непрямої калориметрії за допомогою спеціальних приладів встановлюють обсяг вдихуваного кисню і повітря, що видихається вуглекислого газу (газообмін) і вираховують дихальний коефіцієнт (відношення обсягу видихнути вуглекислого газу до об'єму поглиненого кисню - СО2 / О2), користуючись яким за спеціальними таблицями можна підрахувати витрата енергії.

Основний обмін - кількість енергії, що витрачається організмом тільки на підтримку життя, тобто на процеси, що відбуваються при повному спокої (робота серця, скорочення дихальних м'язів, мочеобразование, виділення гормонів і т.д.). Величина основного обміну змінюється в залежності від статі, ваги, віку людини та інших факторів. Вона коливається в межах від 1 000 до 2 000 великих калорій на добу у дорослих чоловіків і від 1 000 до 1 700 у жінок (в середньому по 24 великих калорії на кілограм ваги). При фізичних навантаженнях крім основного обміну відбувається додаткова витрата енергії (робочий обмін організму). Загальна витрата енергії, таким чином, складається з основного і робочого обмінів і при високих фізичних навантаженнях може досягати 5 000 і більше великих калорій. Існує пряма залежність між обміном речовин і теплоутворення: підвищення обміну речовин супроводжується посиленням теплоутворення і, навпаки, при зниженні обміну речовин знижується і теплоутворення. Тепловіддача здійснюється через шкіру при випаровуванні поту, з повітрям, що видихається, з сечею та калом. Регуляція тепловіддачі заснована в значній мірі на зміну обсягу крові, що протікає через судини шкіри, і на інтенсивності потовиділення. При розширенні судин шкіри і посиленому припливі крові тепловіддача підвищується, а при звуженні судин і зменшення припливу крові - знижується. Процес тепловіддачі і теплоутворення регулюється нервовою системою - «теплової центр» знаходиться на проміжному відділі мозку.

В організмі здорової людини між освітою тепла і його віддачею існує рівновага: у навколишнє середовище виділяється стільки тепла, скільки його утворюється, завдяки чому температура тіла підтримується на одному рівні. Середня температура тіла при вимірюванні в пахвовій западині становить 36,5-36,9 оС. Найбільш низька температура відзначається з 4 до 6 годин, найбільш висока - з 16 до 18 годин. При захворюванні спостерігається підвищення температури тіла внаслідок порушення терморегуляції; підвищення її понад 41 оС є загрозливим для організму, так як порушуються життєві процеси, що протікають при певних межах температури. При високій температурі різко підвищується обмін речовин: посилюється розпад власних білків (негативний баланс азоту), частішають робота серця і дихання, підвищується кров'яний тиск і т.п. При інтенсивній м'язовій роботі підвищення температури може призвести до теплового удару, особливо в умовах високої температури повітря. При тривалому охолодженні температура тіла в порівнянні з нормальною може знизитися, тобто може розвивається гіпотермія. В умовах жаркого клімату або в гарячих цехах головним засобом охолодження тіла є потовиділення. Людина в добу може втрачати з потім до 9-15 л води і віддавати 5 000-9 000 ккал тепла (1 мл води забирає 0,58 ккал). При зміні температури зовнішнього середовища рефлекторно змінюється робота залоз внутрішньої секреції: щитовидної залози, надниркових залоз і підшлункової залози (їх гормони посилюють окисні процеси). Гіпофіз гальмує секрецію гормону щитовидної залози, знижує обмін речовин і знижує температуру тіла.


















  • Добова потреба в енергії для осіб

  • Скачати 16.67 Kb.