Методы изучения энергетического баланса организма человека. Опишите принципы прямой и непрямой калориметрии.

См вопрос 19

 

34. Основной обмен, характеристика понятия. Условия определения основного обмена, факторы, влияющие на основной обмен.

 

Основной обмен представляет собой наименьший уровень затрат энергии на поддержание основных процессов жизни в клетках и органах, на сокращения дыхательной мускулатуры, сердца, деятельность желез. При определении основного обмена следует учесть, что больше всего тепловой энергии освобождается при окислительных процессах в мускулатуре.

Средний основной обмен у здорового человека среднего возраста равен приблизительно 4,2 кДж в 1 ч на 1 кг массы тела.

Интенсивность основного обмена (ИОО). Обычно предусматриваются следующие четыре условия для измерения интенсивности основного обмена: 1) утром, 2) в покое (в лежачем положении), 3) натощак и 4) в условиях температурного комфорта.

Четыре стандартных условия измерения основного обмена приняты с учетом следующих факторов, способных влиять на интенсивность процессов обмена веществ у человека.

1. Интенсивность процессов обмена подвергается суточным колебаниям - возрастает утром и снижается в ночной период.

2.    Интенсивность процессов обмена возрастает в условиях физической и умственной нагрузки, что связано с увеличением числа клеток, интенсивность метаболизма в которых превышает уровень готовности. В обоих указанных случаях основным органом, определяющим интенсивность обмена веществ, являются мышцы.

3.    Интенсивность процессов обмена повышается во время приема пищи и ее последующего переваривания, особенно если пища была белковой. Этот эффект называют специфическим динамическим действием пищи. Возрастание интенсивности метаболизма после еды связано не только с пищеварительной активностью, но и с последующими процессами обмена веществ; оно может продолжаться в течение 12 ч, а в случае потребления большого количества белка этот период может достигать 18 ч.

4.    Интенсивность обмена веществ возрастает, если температура окружающей среды отклоняется от комфортной; сдвиги в сторону охлаждения приводят к большему усилению обмена веществ, чем сдвиги в сторону повышения температуры. Процессы изменений температуры тела подчиняются закону Вант-Гоффа.

Расчет степени отклонения основного обмена от нормы проводят по формуле Рида, которая основана на существовании взаимосвязи между АД, ЧСС и теплопродукцией организма:

                              Δ00 = 0,75 • (ЧСС+ПД ∙ 0,74) - 72, где

                       ЧСС - частота сердечных сокращений (по пульсу)

                        ПД - пульсовое давление

Худые люди производят на 50% больше тепла на 1 кг массы* чем полные. Однако эта разница почти исчезает, если произвести расчет на 1 м2 поверхности тела. Это позволило считать, что основной обмен веществ приблизительно пропорционален поверхности тела и не зависит от величины тела (правило Рубнера). Эта закономерность не подтвердилась. Оказалось, что обмен веществ зависит не только от поверхности, но и от величины тела животного, например, у лошади основной обмен на 1 м- почти в 2 раза больше, чем у крысы.

Интенсивность обмена веществ определяется главным образом активностью цитоплазмы, особенно мышечной деятельностью, а не величиной внешней поверхности, например, в первый год жизни вес ребенка увеличивается в 3 раза, а величина его наружной поверхности резко уменьшается (В. Н. Никитин, 1963).

Ведущая роль в регуляции уровня основного обмена: веществ в соответствии с условиями существования принадлежит нервной системе.

Возрастные, суточные, климатические и другие изменения основного обмена. Основной обмен уменьшается с возрастом. Во всех возрастах у мужчин основной обмен больше, чем у женщин.

Интенсивность основного обмена наполовину обусловлена метаболизмом печени и покоящейся скелетной мускулатуры. В связи с тем что во время сна мышечный тонус снижается, интенсивность обмена веществ у спящего или находящегося в состоянии наркоза человека может оказаться ниже основного уровня. В условиях голодания интенсивность процессов обмена также может падать ниже стандартного значения вследствие ослабления работы печени.

Нормальные величины основного обмена. Значения интенсивности основного обмена у здоровых людей, измеренные даже в строго стандартных условиях, варьируют. Вариабельность связана с влиянием таких факторов, как возраст, пол, рост и масса тела

Во время сна основной обмен понижается до 13% вследствие полного расслабления скелетной мускулатуры. При повышении температуры тела на 1°С основной обмен увеличивается в среднем на 10%. В жарком климате основной обмен ниже на 10—20%, и, наоборот, он значительно выше в холодном климате. Основной обмен зависит и от деятельности желез внутренней секреции, например, при увеличении функции щитовидной железы он значительно повышается, а при понижении функции гипофиза и щитовидной железы — резко понижается.

Специфически-динамическое действие пищи состоит в том, что после приема пищи увеличивается обмен веществ. Поэтому основной обмен определяется до приема пищи.

 

1. Как и почему изменяется уровень энергетического обмена у спящего человека по сравнению с уровнем его основного обмена?

Основной обмен - минимальный (базисный) уровень энерготрат, необходимый для поддержания жизнедеятелньости организма в условиях физического и эмоционального покоя Условия основного обмена: утро, положение лежа, состояние бодрствования, мышцы расслаблены, натощак. температура среды около 22 0. Условные нормы основного обмена: у мужчин среднего возраста - 1 ккал/кг/час у женщин среднего возраста - 0,9 ккал/кг/час у детей 7 лет - 1,8 ккал/кг/час; 12 лет - 1,3 ккал/кг/ч у стариков - 0,7 ккал/кг/час

Основной обмен представляет собой наименьший уровень затрат энергии на поддержание основных процессов жизни в клетках, наших и органах, на сокращения дыхательной мускулатуры, сердца, деятельность желез. При определении основного обмена следует учесть, что больше всего тепловой энергии освобождается при окислительных процессах в мускулатуре.

Средний основной обмен у здорового человека среднего возраста равен приблизительно 4,2 кДж в 1 ч на 1 кг массы тела.

 

Во время сна основной обмен понижается до 13% вследствие полного расслабления скелетной мускулатуры. Интенсивность основного обмена наполовину обусловлена метаболизмом покоящейся скелетной мускулатуры. В связи с тем что во время сна мышечный тонус снижается, интенсивность обмена веществ у спящего или находящегося в состоянии наркоза человека может оказаться ниже основного уровня.

 

1. В результате закупорки общего желчного протока поступление желчи в двенадцаперстную кишку прекратилось. Нарушение каких процесов пищеварения нужно ожидать и почему? Поясните роль желчи в пищеварениию

При закупорке желчного протока нарушается процесс выведения желчи из желчного пузыря и соответствии с этим и из печени. Желчь будет накапливаться и будут образовываться камни-желчекаменная болезнь.

Также желчные кислоты участвуют в процессе всасывания жиров, если желчи будет выделяться недостаточно, то жиры в полной мере не будут всасываться в кровь, а значит необходимые вещества не смогут усвоится.

Желчь принимает активное участие в деятельности желудочно-кишечного тракта. Но в отличие от других пищеварительных соков она, с одной стороны, является секретом и обладает свойствами пищеварительного сока, с другой – экскретом, так как с нею выводятся из крови различные экзо- и эндогенные вещества. «Главная роль желчи, – по мнению И. П. Павлова, – сменять желудочное переваривание на кишечное, уничтожая действие пепсина как опасного для ферментов поджелудочного сока агента и чрезвычайно благоприятствуя ферментам поджелудочного сока, в особенности жировому». Желчь усиливает действие ферментов панкреатического сока (трипсина, амилазы) и активирует липазу. Ее влияние на переваривание белков, жиров и углеводов осуществляется не только путем активации соответствующих ферментов поджелудочной железы и желез топкого кишечника, по и в результате непосредственного участия в этом процессе ее собственных ферментов (амилазы, иротеаз).

Выделившиеся вместе с желчью в просвет кишечника желчные кислоты играют большую роль в ассимиляции жира. Благодаря способности резко уменьшать поверхностное натяжение на поверхности раздела жир-вода желчные кислоты не только облегчают эмульгирование, но и стабилизируют уже образовавшуюся эмульсию. Соли желчных кислот сами по себе не могут давать достаточно тонкой эмульсии жира, необходимой для всасывания последнего без предварительного расщепления. Только комбинация желчная соль+жирная кислота+моио-глицерид способна давать необходимую степень диспергирования жира. Таким образом, желчные кислоты облегчают расщепление жиров, с одной стороны, активируя поджелудочную и кишечную липазы, а с другой, – обеспечивая для липаз, за счет эмульгирования, более обширную поверхность воздействия.

Желчь играет важную роль в процессе всасывания жирных кислот, каротина, витаминов D, Е, К, аминокислот, холестерина, солей кальция. Она повышает тонус и усиливает перистальтику кишечника, преимущественно двенадцатиперстной и толстой кишок. Благодаря эптерогепатическому кругообороту желчь участвует в поддержании нормального уровня холереза, так как желчные кислоты являются мощными холеретиками. Они повышают объем желчи, выделение холестерина и холатов. Их холере-тическое действие, очевидно, обусловлено усилением функциональной активности гепатоцитов, а также снижением реабсорбции основных компонентов желчи в желчевъшосящих путях. Последний эффект отчасти связан с влиянием желчных кислот на систему гиалуроповая кислота-гиалуронидаза.

В желчи обнаружено комплексное липопротеиновое соединение, в состав которого входят фосфолипиды, желчные кислоты, холестерин, некоторое количество белка и билирубин. Оно представляет собой транспортную систему для переноса липидов из печени в кишечник н является одним из факторов, участвующих в общем метаболизме.

Желчь оказывает бактериостатическое действие на кишечную флору, предупреждая развитие гнилостных процессов. Она участвует в пристеночном пищеварении: ее присутствие в кишечнике, возможно, создает благоприятные условия для фиксации фермента на кишечной поверхности.

 

1. У больной обнаружена недостаточная секреция энтерокиназы. Что это за вещество? Где оно синтезируется? Какова его функция? Нарушения каких пищеварительных функций будет у больной?

Энтерокиназа (или энтеропептидаза) – специфичекий пищеварительный фермент вырабатываемый энтероцитами слизистой оболочки кишечника (в основном 12-ти перстной кишки). Является строго специфичным веществом – единственный субстрат для воздействия – фермент поджелудочной железы трипсиноген. Который под воздействием этого фермента переходит в активную форму – трипсин. Выходу энтерокиназы из клеток слизистой оболочки в просвет двенадцатиперстной кишки способствует один из гастроинтестинальных гормонов — секретин. Активация трипсиногена – главная функция энтерокиназы. Таким образом физиологическое значение энтерокиназы очень велико, поскольку без трипсина не возможна активация других проферментов поджелудочной железы.

Вследствие дефицита энтерокиназы нарушается перевод трипсиногена в трипсин, и как следствие – нарушение процесса расщепления белка в тонкой кишке. Клиническими проявлениями будут диарея, низкая усвояемость пищи, белковая недостаточность, гипопротеинемические отеки.

 

1. Почему атрофические гастриты при которых уменьшается количество желез желудка сопровождаются развитием анемии? Охарактеризуйте причины и гематологические особенности развивающейся при патологии желудка анемии.

Прогрессирующий атрофический гастрит приводит к нарушению всасывания витамина В12, вследствие дефицита внутреннего фактора Касла (вырабатывается обкладочными клетками), переводящего неактивную форму витамина в активную (усвояемую). В результате возникает В12-дефицитная анемия. Другой причиной развития анемии может служить нарушение всасывания поступившего с пищей железа, обусловленное снижением активности ферментов и клеточного дыхания в слизистой оболочке желудка. Общими гематологическими особенностями анемии при патологии желудка будут являться снижение числа эритроцитов, уровня гемоглобина, лейкопения и тромбоцитопения.

 

1. После оперативного удаления отрезка кишечника у больного образовался свищ, отделяемое которого разъедало брюшную стенку. Какой отдел кишечника подвергался оперативному вмешательству? Объясните свой ответ.

 

Оперативному вмешательству подвергался верхний отдел тонкой кишки, скорее всего 12-ти перстная кишка. Так как в неё из желудка поступает химус, смоченный желудочным соком, имеющим кислую среду. Наружные свищи образуются после операции на двенадцатиперстной кишке, при расхождении швов на ней. Содержимое 12 перстной кишки, вызвав местный перитонит, затем прорывается через операционную рану. Образуется свищ, через который непрерывно выделяются пищеварительные соки и пищевые массы; потеря их приводит к резкому истощению больного. Панкреатический сок разъедает кожу живота, вызывая обширное изъязвление, с чем бороться очень трудно.

 

1. Как измениться слюноотделение у человека при введении в организм атропина, почему? Укажите место действия атропина на схеме слюноотделительного рефлекса

 

Эффекты действия атропина противоположны эффектам, наблюдающимся при возбуждении парасимпатических нервов. Блокируя м-холинорецепторы, он делает их нечувствительными к ацетилхолину, они расположены в области окончаний постганглионарных парасимпатических (холинергических) нервов. Введение атропина в организм сопровождается уменьшением секреции слюнных желез,

 

1. Объясните, почему, у пациента, длительное время принимавшего антибиотики, может наблюдаться светлая окраска кала. Какие рекомендации врач может дать этому пациенту?

Длительный прием антибиотиков приводит к специфическому побочному эффекту- дисбактериозу, нарушение состава микрофлоры кишечника связано с тем, что антибиотики уничтожают не только патогенные микроорганизмы, но и полезные, чувствительные к данному препарату. При физиологическом течении процессов пищеварения каловые массы имеют коричневое окрашивание за счет наличия желчных пигментов. Так как непосредственно процессы превращения желчных пигментов происходят в кишечнике, то при развитии нарушения нормальной микрофлоры (при дисбактериозе) может наблюдаться светлое окрашивание каловых масс.

Действия врача – по возможности прекратить прием антибиотика пациентом, и назначить лечение, направленное на восстановление микрофлоры. Чтобы устранить дисбактериоз кишечника как можно быстрее, когда невозможно отменить лечение антибиотиками, назначаются параллельно препараты, восстанавливающие полезные штаммы кишечных бактерий. Наиболее популярными препаратами являются Линекс или Хилак-Форте.

 

1. Для лечения язвенной болезни желудка в хирургии иногда применяют удаление пилорического отдела желудка в сочетании с денервацией фундальных желез. Дайте физиологическое обоснование данного оперативного вмешательства.

 

Такую операцию выполняют при пилородуоденальных язвах с резко повышенной секрецией соляной кислоты. Проводят антрумэктомию совместно с селективной ваготомией. После удаления пилорического отдела желудка наблюдается изменение характера секреторной функции фундальных желез (повышение слизеобразования и возрастание переваривающей силы желудочного сока) сопровождающееся изменением морфологии эпителиоцитов. Поэтому совместно с удалением пилорической части проводят денервацию фундальных желез, для уменьшения активности желудочной секреции. Таким образом целью операции служит удаление пораженной части слизистой оболочки желудка, и снижение активности желудочной секреции.

 

1. Больному с гиперсекрецией желудочного сока врач рекомендовал исключить из пищи насыщенные бульоны и отвары. Объясните, какими физиологическими данными руководствовался врач?

 

Гиперсекреция желудочного сока может привести к повреждению слизистой оболочки желудка, поэтому необходимо исключить из рациона продукты содержащие вещества, стимулирующие секрецию. Насыщенные бульоны и отвары содержат экстрактивные вещества, которые подразделяются на азотистые и безазотистые. Азотистые экстрактивные вещества — карнозин, креатин, ансерин, пуриновые основания (гипоксантин) и др. Безазотистые экстрактивные вещества — гликоген, глюкоза, молочная кислота — содержатся в мясе в количестве около 1%. По своей активности они значительно уступают азотистым экстрактивным веществам. Основное значение экстрактивных веществ заключается в их вкусовых свойствах и стимулирующем действии на секрецию пищеварительных желез.

 

1. Как и почему отличаются физиологический и физический тепловые коэффициенты белка? (В ответе дайте определение понятию тепловой коэффициент, назовите значение тепловых коэффициентов питательных веществ)

Тепловым, или калорическим, коэффициентом называют количество тепла, освобождаемое при сгорании 1 г вещества.

Значение тепловых коэфф. питательных веществ

1 г белка   4,1 ккал

1» жира    9,3»

1» углеводов       4,1»

 

Почему отличаются физические и физиологические тепловые коэффициенты белка? Дело том, что определение тепловых коэффициентов питательных веществ проводят с помощью пробы Бертло. В отличие от жиров и углеводов белки при сжигании в калориметре образуют большее количество тепла, чем при окислении в организме. Это объясняется тем, что в калориметре белки сгорают до СО2, Н2О и NH3; при окислении же белков в организме образуются конечные продукты распада (мочевина, мочевая кислота, креатинин), обладающие еще довольно высокой теплотворной способностью.

 

1. Как и почему измениться со временем масса тела экспериментального животного, если у него разрушить латеральные ядра гипоталамуса?

 

Латеральные ядра гипоталамуса являются центрами голода, стимуляция которых приводит к прожорливости (гиперфагии). Напротив, разрушение этих структур сопровождается отказом от еды и нарастающим истощением (состоянием, которое характеризуется заметной потерей веса, мышечной слабостью, снижением метаболизма). Центр голода реализует свои влияния путем формирования побуждения, направленного на поиск пищи. Таким образом масса тела экспериментального животного будет снижаться

 

1. Перед едой большого количества мяса один испытуемый выпил стакан воды, второй – стакан сливок; третий – стакан бульона. Как это повлияет на переваривание мяса? Дайте объяснение с физиологической точки зрения.

Вода непосредственно на переваривание не влияет, но она разбавляет соляную кислоту, активирующую пепсин. Поэтому переваривание мяса будет замедленно. Сливки содержат жир, который тормозит желудочную секрецию. Бульоны же содержат экстрактивные вещества, стимулирующую секрецию желудка. Таким образом, у третьего испытуемого переваривание мяса будет ускорено, у второго – заторможено. У первого эффект торможения будет незначительным, так как вода очень быстро поступает из желудка в кишечник.

 

1. У двух больных по медицинским показаниям произвели двустороннее удаление слюнных желез: у первого - околоушных, у второго - подчелюстных и подъязычных. Измениться ли после этого состав ротовой жидкости? Какие неблагоприятные последствия для ротовой полости можно ожидать после проведенной операции?

 

Как известно, формирование слюны происходит с помощью трёх пар больших слюнных желез (околоушных, подчелюстных, подъязычных) и большого количества (600-1000) малых слюнных желёзок, локализованных на слизистой оболочке губ, языка, дёсен, нёба, щёк, миндалин и носоглотки. Каждая из этих желёз образует свой собственный слюнной секрет, который выделяется в ротовую полость и участвует в формировании «конечной» субстанции – смешанной слюны.