Регуляция слюноотделения. Нарисуйте схему(ы) влияния симпатической и парасимпатическое нервной системы на слюноотделение.

Регуляция слюноотделения. Нарисуйте схему(ы) влияния симпатической и парасимпатическое нервной системы на слюноотделение.

См вопрос 1

 

1. 3адача.     Обоснована ли реклама, утверждающая о положительном влиянии жевательной резинки на кислотно-основное равновесие ротовой полости? Дайте развернутое пояснение с физиологической точки зрения.

 

Кислотно-основной баланс полости рта определяется кислотно-щелочным балансом слюны. Кислотно-основное равновесие (баланс) слюны в свою очередь определяется аналогичным равновесием в крови, которая питает слюнные железы.

Реклама обоснована, так как жевательная резинка способствует установлению рН среды, характерной для нормального состояния кислотно-щелочного баланса полости рта.

При жевании усиливается слюноотделение, что способствует реминерализации и

очищению зубов. При жевании жвачки, жевательные мышцы получают равномерную, сбалансированную нагрузку в силу пластических и физико-механических свойств самой жевательной резинки. Такую сбалансированную нагрузку жевательные мышцы могут получить только при жевании жвачки. Ни одна пища не может обеспечить жевательным мышцам такой равномерной нагрузки. Также при жевании, жвачка массирует десны, что в некоторой степени является профилактикой пародонтоза.

 

Напишите состав желудочного сока. Назовите фазы секреции желудочного сока, для каждой фазы перечислите и опишите основные регуляторные механизмы и методы экспериментального подтверждения.

Желудочный сок — сложный по составу пищеварительный сок, вырабатываемый различными клетками слизистой оболочки желудка – собственными, кардиальными, фундальными, пилорическими. 2-3 литра в сутки.

К основным компонентам желудочного сока относятся:

• соляная кислота (париетальные клетки) - поддержание определённого уровня кислотности в желудке, обеспечивающего превращение пепсиногена в пепсин, способствование набуханию белковых компонентов пищи.,
• гидрокарбонаты - необходимы для нейтрализации соляной кислоты у поверхности слизистой оболочки желудка и двенадцатиперстной кишки в целях защиты слизистой от воздействия кислоты. Продуцируются поверхностными добавочными (мукоидными) клетками.,
• пепсиноген (пепсин 1,5-2, гастриксин 3,2-3,5, желатиназа 3,4, реннин 4-5) (главные экзокриноциты),
• липаза 5,9-8,9
• слизь (обкладочные мукоциты) – защищают слизистую,
• вода
• лизоцим
• внутренний фактор (фактор Касла) - фермент, переводящий неактивную форму витамина B12, поступающую с пищей, в активную, усваиваемую. Секретируется париетальными клетками фундальных желёз желудка.

А также мукоиды, АМК, мочевина, мочевая кислота, хлориды, сульфаты, бикарбонаты, фосфаты, калий, натрий, кальций, магний и т.д.

Фазы секреции желудочного сока:

• Мозговая – основными регуляторными механизмами выступает нервная регуляция, «запальный сок» (условные и безусловные рефлексы)

Условный рефлекс - отделение желудочного сока:

Х пара

Выделяется немного сока, богатого ферментами - это запальный (аппетитный) сок.

Безусловный рефлекс - отделение сока:

Эта фаза - пусковая для включения желудочной секреции. Достаточно кормления в течение 2-3 мин, чтобы получить секрецию желудочного сока в течение 3-4 ч.

Доказательство – мнимое кормление по Павлову

o Желудочная – нервная регуляция через вага-вагальный рефлекс, начинается с попадания пищи в желудок.

Рефлекторный механизм - безусловный рефлекс, возникающий при раздражении рецепторов желудка.

Гуморальный механизм.

• Гормоны ЖКТ - в фазу стимулируется деятельность железистых клеток АРUD-системы, которые располагаются в пилорической части желудка.

Они возбуждаются под действием кислого содержимого желудка. Это:

1. гастрин - G-клетки пилорической части желудка. Через кровь стимулируют секрецию желудочного сока. В первую очередь - НСl;
2. болебезин - стимулирует выделение гастрина;
3. мотилин - пилорическая часть желудка. Незначительно стимулирует секрецию всех компонентов желудочного сока.

• Гормоны желез внутренней секреции. Секреция желудочного сока стимулируется инсулином, тормозится – адреналином, соматостатином, АКТГ. БАВ-гистамин. Минеральные вещества - ионы К⁺ - увеличивают секрецию.

Местный механизм. Осуществляется благодаря наличию в желудке МНС. Содержимое желудочного сока раздражает рецепторы сплетений, что ведет к изменению секреции.

Местное действие оказывают:

1. экстрактивные вещества (особенно экстракт мяса);
2. минеральные вещества;
3. наличие белков, амк;
4. пряности;
5. НСl и другие кислоты;
6. слюна.

Доказательство – методика изолированного желудочка по Павлову (неврные и гуморальные механизмы), опыт Гуденгейна (роль гуморальной регуляции)

• Кишечная – в основном гуморальная регуляция - начинается с попадания пищи в ДПК – растягивание, соляная кислота, АМК и пептиды.. 2 механизма: рефлекторный и гуморальный.

Рефлекторный механизм - по типу безусловного рефлекса.

Результат - усиление желудочной секреции.

Гуморальный механизм.

Гормоны ЖКТ:

1. гастрин - G-клетки ДПК и верхних отделов тонкого кишечника (энтерогастрин); стимулирует секрецию НСl;
2. бомбезин;
3. секретин - в ДПК и верхних отделах тонкого кишечника - стимулирует секрецию ферментов и тормозит - НСl;
4. холецистокинин - панкреоземин - действует как секретин;
5. мотилин;
6. бульбагастрон - вырабатывается в луковице ДПК и уменьшает секрецию желудочного сока.

Основные механизмы, регулирующие выделение желудочного сока:

Нервные, гуморальные факторы и паракринные механизмы регулируют секрецию желез желудка, обеспечивают выделение определенного количества сока, кислото- и ферментовыделение в зависимости от количества и качества принятой пищи, эффективности ее переваривания в желудке и тонкой кишке. Происходящую при этом секрецию делят на три фазы.

Начальная секреция желудка возникает рефлекторно в ответ на раздражение дистантных рецепторов, возбуждаемых видом и запахом пищи, всей обстановкой, связанной с ее приемом (условнорефлекторные раздражения). Кроме того, секреция желудка возбуждается рефлекторно в ответ на раздражение принимаемой пищей рецепторов полости рта и глотки (безусловно-рефлекторные раздражения). Эти рефлексы обеспечивают пусковые влияния на железы желудка.

В стимуляцию желудочных желез в первую фазу включен и гастриновый механизм. (увеличение содержания гастрина в крови людей при мнимом кормлении. После удаления пилорической части желудка, где продуцируется гастрин, секреция в первую фазу понижается.) На секрецию первой фазы наслаивается секреция второй фазы, которая называется желудочной, так как обусловлена влиянием пищевого содержимого в период его нахождения в желудке. Сокоотделение при механическом раздражении желудка возбуждается рефлекторно с механорецепторов слизистой оболочки и мышечного слоя стенки желудка.

Регуляция секреции гастрина

Секреция гастрина повышается в ответ на холинергическую (блуждающим нервом) и в меньшей степени на симпатическую стимуляцию желудка. Также секреция гастрина повышается инсулином, гистамином, присутствием в желудке или в плазме крови олигопептидов и свободных аминокислот — продуктов расщепления белков.. Секреция гастрина также повышается при гиперкальциемии.

Угнетается секреция гастрина высоким уровнем соляной кислоты в желудке, простагландином Е, эндогенными опиоидами — эндорфинами и энкефалинами, аденозином, кальцитонином. Сильно угнетает секрецию гастрина соматостатин. Повышение гастрином секреции соматостатина, угнетающего секрецию гастрина, - пример отрицательной обратной связи. Секреция гастрина также угнетается холецистокинином и секретином.

 

Дайте характеристику внешнесекреторной функции поджелудочной железы. Назовите физиологическую роль панкреатического сока, его основные компоненты, механизмы регуляции секреции сока поджелудочной железы. Нарисуйте схему рефлекса, активирующего секрецию поджелудочного сока при попадании пищи в желудок.

Внешнесекреторная функция органа реализуется выделением панкреатического сока, содержащего пищеварительные ферменты

Жевание

Этот процесс состоит в механической обработке пищи между верхними и нижними рядами зубов за счет движений нижней челюсти по отношению к верхней неподвижной. Жевательные движения осуществляются специальными жевательными мышцами, мимическими, а также мышцами языка. В процессе жевания происходит:

ü мышцы помогают удерживать пищу между жевательными поверхностями, осуществляют основные жевательные движения

ü зубы откусывают, разламвают, раздавливают, растирают пищу

ü измельчение пищи,

ü смешивание ее со слюной  

ü формирование пищевого комка,

ü создаются условия для возникновения вкусовых ощущений.

Пища, поступая в ротовую полость, раздражает механо-, термо- и хеморецепторы ее слизистой оболочки. Возбуждение от этих рецепторов по афферентным волокнам в основном тройничного нерва передается в чувствительные ядра продолговатого мозга, зрительный бугор и кору больших полушарий. От ствола мозга и зрительного бугра коллатерали отходят к ретикулярной формации. В акте жевания также принимают участие проприорецепторы жевательных мышц и механорецепторы опорного аппарата зуба - парадонта. В результате анализа и синтеза поступившей информации принимается решение о съедобности попавших в ротовую полость веществ. Несъедобная пища отвергается, съедобная - остается в полости рта.

Совокупность нейронов различных отделов мозга, управляющих актом жевания, называется жевательным центром. От двигательных ядер ретикулярной формации ствола мозга по эфферентным волокнам тройничного, подъязычного и лицевого нервов импульсы поступают к мышцам, обеспечивающим жевание. В результате происходят движения нижней челюсти. Мышцы языка и щек подают и удерживают пищу между зубами.

 

Глотание — это сложный процесс перехода пищевого комка из полости рта в пищевод. В течение нескольких секунд глотка преобразовывается в тракт для продвижения пищи. Это важно для того, чтобы из-за глотания не нарушалось дыхание.

Рефлекс глотания – сложный и безусловный.В процессе передвижения пищевого комка последовательно возбуждаются рецепторы корня языка, мягкого неба, глотки и пищевода. Импульсация по афферентным волокнам вагуса и языкоглоточного нерва поступает в центр глотания, расположенный ПМ и мосте (ядро одиночного пути и двойное ядро), РФ. В результате обеспечивается координированная последовательность сокращения мышц – челюстно-подъязычных, языка, мягкого неба, глотки, гортани, надгортанника и пищевода. Центр глотания функционально связан с центрами жевания и дяхания – эти процессы приостанавливаются во время глотания.

В целом глотание может быть разделено на:

(1) произвольную фазу, стимулирующую процесс глотания;

(2) глоточную фазу, которая является непроизвольной и обеспечивает продвижение пищи из глотки в пищевод;

(3) пищеводную фазу — также непроизвольную, во время которой происходит транспорт пищи из глотки в желудок.

Произвольная фаза глотания. Подготовленная для глотания пища произвольно уплотняется и отодвигается назад по направлению к глотке, где под давлением языка прижимается к твердому небу, а затем возвращается обратно. С этого момента глотание становится полностью непроизвольным и не может быть прервано обычным путем.

Глоточная фаза. Быстрая и непроизвольная. Попадая в задний отдел ротовой полости и глотку, пищевой комок раздражает область эпителиальных рецепторов, окружающих вход в глотку, в особенности тонзиллярный свод. Отсюда импульсы поступают в ствол мозга и вызывают серию рефлекторных глоточно-мышечных сокращений: напрягается мягкое небо, поднимается гортань, опускается надгортанник. Комок пищи перемещается в пищевод.

Пищеводная фаза. Медленная и непроизвольная.

ü Первичные и вторичные перистальтические волны

ü Парасимпатические влияния стимулируют перистальтику и расслабляют сфинктер

ü Пища проходит за 10 секунд, жидкость – за 2.

 

Пищеварительные процессы в толстом кишечнике. Секреция и моторика толстого кишечника. Основные механизмы регуляции секреторных и моторных процессов ив толстом кишечнике. Роль микрофлоры толстого кишечника в жизнедеятельности человека.

 

Основной функцией проксимальной части толстых кишок является всасывание воды. Роль дистального отдела толстого кишечника состоит в формировании каловых масс и удалении их из организма. Всасывание питательных веществ в толстом кишечнике незначительно.

Существенная роль в процессе пищеварения принадлежит микрофлоре – кишечной палочке и бактериям молочнокислого брожения.

Отрицательная роль микроорганизмов кишечника состоит в том, что они образуют эндотоксины, вызывают брожение и гнилостные процессы с образованием ядовитых веществ (индол, скатол, фенол) и в определенных случаях могут стать причиной заболеваний.

 

Моторная функция толстого кишечника. Дефекация.

Моторная функция толстого кишечника обеспечивает накапливание каловых масс и периодическое их удаление из организма. Кроме того, моторная активность кишечника способствует всасыванию воды.

В толстом кишечнике наблюдаются перистальтические, антиперистальтические и маятникообразные движения. Все они осуществляются медленно. Обеспечивают перемешивание, разминание содержимого, способствуют его сгущению и всасыванию воды. Толстому кишечнику присущ особый вид сокращения, который получил название масс-сокращение. Возникает масс-перистальтика редко, до 3—4 раз в сутки. Сокращения захватывают большую часть толстой кишки и обеспечивают быстрое опорожнение значительных ее участков.

 

Охарактеризуйте процессы переваривания белков в пищеварительном конвейере: что происходит с белками в ротовой полости, пищеводе, желудке, тонком и толстом кишечнике, где и каким образом осуществляется гидролиз и всасывание продуктов гидролиза. Назовите физиологическое значение белков в организме человека, нормы потребления

Переваривание белков в желудке

Пепсин — важный фермент желудка, расщепляющий белки. Он наиболее активен при рН 2,0-3,0 и не активен при рН выше 5,0. Вследствие этого для проявления расщепляющего действия белка ферментом желудочный сок должен быть кислым, железы желудка секретируют большое количество соляной кислоты. Эта кислота секретируется париетальными (кислотопродуцирующими) клетками желез при рН, равным приблизительно 0,8. К моменту, когда кислота смешивается с желудочным содержимым и секретом из некислотопродуцирующих железистых клеток желудка, рН уже составляет в среднем 2,0-3,0, что чрезвычайно благоприятно для активности пепсина. Одной из важных переваривающих особенностей пепсина является его способность переваривать белок коллаген — альбуминоподобный тип белка, который лишь незначительно расщепляется под действием других пищеварительных ферментов. Коллаген — главная составляющая часть межклеточной соединительной ткани мяса; поэтому для расщепления белков мяса ферментами пищеварительного тракта прежде всего необходимо переварить коллагеновые нити. В связи с этим у индивида, у которого отмечается недостаток пепсина в желудочном соке, съеденное мясо хуже подвергается обработке другими пищеварительными ферментами и, следовательно, может хуже перевариваться. Пепсин только начинает процесс переваривания белка, обычно обеспечивая только 10-20% полного переваривания белков и превращение их в альбумозы, пептоны и мелкие полипептиды. Это расщепление белков происходит в результате гидролиза пептидной связи между аминокислотами.

При недостатке белков в организме возникают серьез­ные нарушения: замедление роста и развития детей, изменения в печени взрослых, деятельности желез вну­тренней секреции, состава крови, ослабление умственной деятельности, снижение работоспособности и сопротив­ляемости к инфекционным заболеваниям.

Суточная норма потребления белка 1,2—1,6 г на 1 кг массы человека, т. е всего 57—118 г в зависимости от пола, возраста и характера труда человека. Белки живот­ного происхождения должны составлять 55 % суточной нормы. Кроме того, при составлении рациона питания следует учитывать сбалансированность аминокислотного состава пищи.

 

1. Охарактеризуйте процессы переваривания углеводов в пищеварительном конвейере: что происходит с углеводами в ротовой полости, пищеводе, желудке, тонком и толстом кишечнике, где и каким образом осуществляется гидролиз и всасывание продуктов гидролиза. Назовите физиологическое значение углеводов в организме человека, нормы потребления

Переваривание углеводов в ротовой полости и желудке. Когда пища пережевывается, она смешивается со слюной, которая содержит пищеварительный фермент амилазу, секретирующийся в основном околоушными железами. Этот фермент гидролизует крахмал на дисахарид мальтозу, содержащие от 3 до 9 молекул глюкозы. Однако в ротовой полости пища находится короткое время, и до акта глотания гидролизуется не более 5% крахмала. Тем не менее, переваривание крахмала иногда продолжается в теле и дне желудка еще в течение 1 ч до тех пор, пока пища не начнет перемешиваться с желудочным секретом. Затем активность амилазы слюны блокируется соляной кислотой желудочного секрета, т.к. амилаза как фермент в принципе не активна при снижении рН среды ниже 4,0. Несмотря на это, в среднем до 30-40% крахмала гидролизуется в мальтозу прежде, чем пища и сопутствующая ей слюна полностью перемешаются с желудочными секретами.

Переваривание углеводов в тонком кишечнике. Переваривание панкреатической амилазой. Секрет поджелудочной железы, как и слюна, содержит большое количество амилазы, т.е. он почти полностью схож в своих функциях с амилазой слюны, но в несколько раз эффективнее. Таким образом, не более чем через 15-30 мин после того, как химус из желудка попадет в двенадцатиперстную кишку и смешается с соком поджелудочной железы, все углеводы оказываются переваренными. В результате прежде чем углеводы выйдут за пределы двенадцатиперстной кишки или верхнего отдела тощей кишки, они почти полностью превращаются в мальтозу.

 

В обычной пище, в которой из всех углеводов больше всего крахмала, более 80% конечного продукта переваривания углеводов составляет глюкоза, а галактоза и фруктоза — редко более 10%

Особенность переваривания углеводов в тонком кишечнике заключается в том, что активность специфических олиго- и дисахаридаз в просвете кишечника низкая. Но ферменты активно действуют на поверхности эпителиальных клеток кишечника.

 

Для здоровых мужчин и женщин в возрасте от 18 до 29 лет, занимающихся преимущественно умственным трудом, суточная норма потребления всех разновидностей углеводов составляет 5 г на кг нормальной массы тела, что равняется примерно 350-360 г в сутки для мужчин и 290-300 г/сутки для женщин.

При тяжёлом физическом труде, активных занятиях спортом потребность в углеводах равна 8г/кг нормальной массы тела.

 

В продукты питания входят три группы углеводов: моносахариды (глюкоза, фруктоза), олигосахариды (дисахариды и трисахариды) и полисахариды (крахмал, гликоген, клетчатка, пектиновые вещества).

В организме человека глюкоза используется скелетными мышцами, в них она окисляется.

 

При этом выделяется определенное количество энергии или депонируется в виде гликогена..

Запасы гликогена, депонированные в различных органах организма человека, расходуются на удовлетворение биологических потребностей тех тканей, в которых он депонирован, и только гликоген печени, превращаясь в глюкозу, используется для нужд всего организма и поддерживает постоянство концентрации сахара в крови клеточных оболочек.

 

Клетчатка играет важную роль в процессе пищеварения: она способствует механическому передвижению пиши в желудочно-кишечном тракте и его нормальному опорожнению. При недостатке клетчатки в пищевом рационе снижается моторная функция кишечника, нарушаются процессы всасывания различных веществ в толстом кишечнике, возникают запоры, сопровождающиеся усилением процессов брожения и гниения в толстом отделе кишечника, что вызывает интоксикацию организма.

 

1. Схема регуляции акта дефекации. Механизмы, обеспечивающие произвольный и непроизвольный акт дефекации.

                   

Опорожнение нижних отделов толстой кишки от экскрементов осуществляется с помощью акта дефекации. Позыв к дефекации вызывает раздражение рецепторов прямой кишки при ее заполнении каловыми массами и повышение давления в ней до 40—50 мм водн. ст. Возникает дефекация благодаря моторной деятельности прямой кишки и ее двух сфинктеров — внутреннего гладкомышечного и наружного, образованного поперечно-полосатой мышцей. Как внутренний, так и наружный сфинктеры вне акта дефекации находятся в состоянии тонического сокращения, что препятствует выпадению каловых масс. Регуляция непроизвольного процесса опорожнения прямой кишки осуществляется интрамуральной нервной системой, парасимпатическими и соматическими нервными центрами крестцовых сегментов спинного мозга, образующими центр дефекации.

Произвольный акт дефекации осуществляется при участии центров продолговатого мозга, гипоталамуса и коры больших полушарий головного мозга. Произвольное управление актом дефекации формируется в течение первого года жизни

Непроизвольный акт дефекации. При значительном раздражении прямой кишки происходит ее сокращение и расслабление внутреннего анального сфинктера. Произвольная часть акта дефекации включает расслабление наружного сфинктера, сокращение мышц диафрагмы и брюшных мышц. Все это ведет к уменьшению объема брюшной полости и повышению внутрибрюшного давления (до 220 см водн. ст.). Рефлекс дефекации полностью исчезает после разрушения крестцовых сегментов — спинного мозга, где расположен центр дефекации. При разрушении спинного мозга выше этих сегментов спинальные рефлексы дефекации сохраняются, однако произвольный компонент рефлекса дефекации не осуществляется из-за отсутствия нисходящих влияний центров головного мозга

В норме у 70 % здоровых людей акт дефекации совершается 1 раз в сутки, у 30 % — 2 раза и чаще.

 

Валовый обмен, определение. Методы исследования. Профессиональные группы по уровню физической активности, коэффициенты физической активности, энергозатраты лиц различных профессиональных групп. Причины увеличения энергозатрат при умственной деятельности.

Интенсивность окислительных процессов и превращение энергии зависят от индивидуальных особенностей организма (пол, возраст, масса тела и рост, условия и характер питания, мышечная работа, состояние эндокринных желез, нервной системы и внутренних органов — печени, почек, пищеварительного тракта и др.), а также от условий внешней среды (температура, барометрическое давление, влажность воздуха и его состав, воздействие лучистой энергии и т. д.).

Для определения присущего данному организму уровня окислительных процессов и энергетических затрат проводят исследование в определенных стандартных условиях. При этом стремятся исключить влияние факторов, которые существенно сказываются на интенсивности энергетических затрат, а именно мышечную работу, прием пищи, влияние температуры окружающей среды. Энерготраты организма в таких стандартных условиях получили название основного обмена. Энерготраты в условиях основного обмена связаны с поддержанием минимально необходимого для жизни клеток уровня окислительных процессов и с деятельностью постоянно работающих органов и систем — дыхательной мускулатуры, сердца, почек, печени. Некоторая часть энерготрат в условиях основного обмена связана с поддержанием мышечного тонуса. Освобождение в ходе всех этих процессов тепловой энергии обеспечивает ту теплопродукцию, которая необходима для поддержания температуры тела на постоянном уровне, как правило, превышающем температуру внешней среды.

 Для определения основного обмена обследуемый должен находиться:

1) в состоянии мышечного покоя (положение лежа с расслабленной мускулатурой), не подвергаясь раздражениям, вызывающим эмоциональное напряжение;

2) натощак, т. е. через 12— 16 ч после приема пищи;

 3) при внешней температуре «комфорта» (18—20 °С), не вызывающей ощущения холода или жары.

Основной обмен определяют в состоянии бодрствования. Во время сна уровень окислительных процессов и, следовательно, энергетических затрат организма на 8—10 % ниже, чем в состоянии покоя при бодрствовании.

 

Нормальные величины основного обмена человека. Величину основного обмена обычно выражают количеством тепла в килоджоулях (килокалориях) на 1 кг массы тела или на 1 м2 поверхности тела за 1 ч или за одни сутки.

 

При работе большинство энергозатрат происходит за счет работы скелетных мышц. Они являются основными пользователями энергии съеденной вами пищи и должны сжигать ее до 90%. Именно поэтому наблюдается естественная нормализация веса при применении физических упражнений и силовых нагрузок с целью похудения, которые являются мощными активизаторами обмена веществ и способствуют уменьшению энергозапасов организма в виде жира.

При малоподвижном образе жизни мышцами во время работы сжигаются те же 26% энергии, что и в условиях покоя. Это приводит к снижению интенсивности всех процессов превращения энергии и накоплению ее избытка в виде жировых отложений. При регулярных физических упражнениях типа быстрой ходьбы, гимнастики, аэробики, бега, энергозатраты значительно повышаются за счет увеличения уровня основного обмена.

У людей, занимающихся тяжелым физическим трудом, мышечная масса больше, что обуславливает большую интенсивность основного обмена. Регулярные физические нагрузки, приводящие к увеличению мышечной массы (например, силовые тренировки), способствуют сжиганию жира в условиях покоя, когда организм отдыхает.

 

Коэффициент физической активности — это отношение среднесуточных затрат энергии человека к затратам энергии в состоянии покоя, так называемой величине основного обмена. Он применяется для оценки достаточности движений при том или ином образе жизни.

Умственный труд не требует столь значительных энергозатрат, как физический. Энергозатраты организма возрастают при умственной работе в среднем лишь на 2—3 %. Умственный труд, сопровождающийся легкой мышечной деятельностью, психоэмоциональным напряжением, приводит к повышению энергозатрат уже на 11—19 % и более. Специфически-динамическое действие пищи — это усиление интенсивности обмена веществ под влиянием приема пищи и увеличение энергетических затрат организма относительно уровней обмена и энергозатрат, имевших место до приема пищи. Специфически-динамическое действие пищи обусловлено затратами энергии на переваривание пищи, всасывание в кровь и лимфу питательных веществ из желудочно-кишечного тракта, ресинтез белковых, сложных липидных и других молекул; влиянием на метаболизм биологически активных веществ, поступающих в организм в составе пищи (в особенности белковой) и образующихся в нем в процессе пищеварения.

 

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 по нагреванию воды, протекающей по трубкам в камере. Количество протекающей воды измеряют в баке. Через окно подают пищу и удаляют экскременты. С помощью насоса воздух извлекают из камеры и прогоняют через баки с серной кислотой — для поглощения воды и с натронной известью — для поглощения СО2. О2 подают в камеру из баллона через газовые часы. Давление воздуха в камере поддерживают на постоянном уровне с помощью сосуда с резиновой мембраной.

 

Непрямая калориметрия

 

Для длительных исследований газообмена используют специальные респираторные камеры (закрытые способы непрямой калориметрии). Кратковременное определение газообмена в условиях лечебных учреждений и производства проводят более простыми не камерными методами (открытые способы калориметрии).

Кислород, поглощаемый организмом, используется для окисления белков, жиров и углеводов. Окислительный распад 1 г каждого из этих веществ требует неодинакового количества О2 и сопровождается освобождением различного количества тепла, в зависимости от того, на окисление каких веществ О2 используется. Количество тепла, освобождающегося после потребления организмом 1 л О2, носит название калорического эквивалента кислорода. Его величина также зависит от характера окисляемых веществ. Для углеводов он составляет 5 ккал, белков 4,5 ккал, жиров 4,7 ккал. Непрямая калориметрия в клинике производится с помощью аппаратов "Метатест-2", "Спиролит".

 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.

В ходе исследования собирают выдыхаемый испытуемым воздух, измеряют его объем и содержание в нем кислорода и углекислого газа. Одновременно определяют концентрацию этих газов во вдыхаемом воздухе. Затем рассчитывают количество поглощенного кислорода и выделенного углекислого газа. Далее определяют дыхательный коэффициент (соотношение объема выделенного углекислого газа к объему поглощенного кислорода за одно и тоже время) и по данному показателю находят величину энергозатрат за исследуемый промежуток времени.

 

Величина поступившей в организм энергии определяется количеством и энергетической ценностью пищевых веществ. Их энергетическую ценность исследуют путем сжигания в бомбе Бертло в атмосфере чистого кислорода. Таким путем получают физический калорический коэффициент. Для белков он равен 5,8 ккал/г, углеводов 4,1 ккал/г, жиров 9,3 ккал/г. Для расчетов используют физиологический калорический коэффициент. Для углеводов и жиров он соответствует физическому так как они в организме расщепляются до углекислого газа и воды. Для белков он меньше физического – 4,1 ккал/г. В организме они расщепляются до азотистых соединений, содержащих остаточную энергию.

 

Физиологическое значение жиров в организме человека, физический и физиологический тепловой коэффициент жиров, дыхательный коэффициент при потреблении жиров, нормы потребления и качественный состав жиров рациона человека.

Жирообразные вещества входят в состав всех живых клеток и имеют важное значение в жизненных процессах. Содержание жира в организме составляет 10—20%.

 Физиологическая роль жиров и липидов в организме человека следующая:

 1.   Структурно-пластическая — являются одним из основных компонентов биологических мембран, оказывают влияние на проницаемость клеток и активность большого количества ферментов.

2.    Энергетическая — образуют энергетический резерв организма.

3.    Принимают участие в создании межклеточных контактов.

4.    Участвуют в передаче нервного импульса, обеспечивая направленность нервных сигналов.

5.    Являются растворителями витаминов А, D, Е и К.

6.    С липидами в организм поступают биологически активные вещества.

7.    Из них синтезируются некоторые стероидные гормоны (половые, коры надпочечников) и витамин D.

8.    Принимают участие в сокращении мышц.

9.    Участвуют в имунно-химических процессах.

10.  Выполняют защитную роль (от переохлаждения, механических повреждений, предохраняют кожу от высыхания и растрескивания).

 

  Дыхательным коэффициентом (ДК) называется отношение объема выделенного СО2 к объему поглощенного О2.

При окислении углеводов дыхательный коэффициент равен 1, при окислении жиров — 0,7, белков — 0,8, а при смешанной пище дыхательный коэффициент у человека равен 0,85 — 0,9. Уменьшение дыхательного коэффициента при окислении жиров или белков обусловлено тем, что СЬ в этом случае используется не только для образования СО?, но и для образования других соединений (например, воды, мочевины). При окислении углеводов весь поступивший в организм О? используется на окисление углерода, а для образования воды достаточно б2, который содержится в углеводах.

Следовательно, дыхательный коэффициент — показатель того, какие пищевые вещества окисляются в организме.

 

Большое содержание жира в пище способствует увеличению содержания в крови холестерина, повышению свертывающих свойств крови, чего нужно избегать для профилактики атеросклероза. Отрицательное влияние избытка жира на свойства крови у пожилых людей более сильно выражено, чем у молодых. Содержание жира в суточном рационе человека не должно превышать 1,5 г на килограмм веса, а в пожилом возрасте – одного грамма на килограмм веса тела, т. е. общее количество жира в суточном рационе не должно превышать 100 г (из них 30 г – растительные масла).