Взаимосвязь обмена веществ и энергии.

Обмен веществ и энергии.

Взаимосвязь обмена веществ и энергии.

Явления обмена веществ заключаются:

1) в поступлении в организм из внешней среды различных веществ;

2) в усвоении и изменении их;

3) в выделении образующихся продуктов распада.

Обмен веществ представляет собой единство двух противоположных процессов: ассимиляции и диссимиляции.

Ассимиляция – это сумма процессов созидания живой материи.

Диссимиляция – разрушение живой материи, распад, расщепление веществ, входящих в состав клеточных структур. При этом образуются удаляемые из организма продукты распада.

Процессы ассимиляции и диссимиляции неотделимо связаны, но не всегда являются взаимно уравновешенными.

При расщеплении питательных веществ аккумулированная в них энергия освобождается и расходуется на нужды организма, превращаясь в электрическую, тепловую, механическую.

Организм животных постоянно расходует различные вещества и энергию. Поэтому он нуждается в пище, содержащей сложные органические вещества: белки, жиры и углеводы.

Питательные вещества выполняют 2 функции:

1) пластическую;

2) энергетическую.

Характеристика энергообеспечения функций.

Заключается в получении энергии анаэробным, аэробным способами, или их комбинацией.

Использование энергии.

В организме:

1) на поддержание температуры;

2) на обеспечение структурно – функционального состояния тканей;

3) на осуществление различных процессов: осмотических, химических, электрических. При этом большая часть энергии переходит в тепловую.

В органах:

1) на поддержание тонуса;

2) обеспечение ритмических сокращений;

3) секрецию;

4) всасывание;

5) активный транспорт веществ (например, работа Na – К насоса) при биоэлектрических явлениях.

Пластическая функция питательных веществ связана с необходимостью:

1) образования структур макромолекул;

2) обновления структур, т. к. продолжительность жизни у сахаров и полисахаридов часы и дни. Жиры и жирные кислоты ≈ 74 дня, липиды – 167 дней, коллаген – 1000 дней.

Принципы регуляции обмена веществ.

Регуляция обмена веществ направлена на поддержание концентрации белков, жиров и углеводов в микросреде и во внутренней среде на определенном уровне, который связан с функциональным состоянием организма: покой, деятельность, после деятельности. Сдвиги содержания питательных веществ являются системообразующим фактором.

Формируется функциональная система, деятельность которой нормализует уровень питательных веществ.

Характеристика обмена углеводов.

Значение углеводов.

а) Энергетическая функция.

Резерв углеводов представлен гликогеном но топливным веществом является глюкоза.

Окисление – 1г. глюкозы приводит к выделению 4 ккал. тепла. При суточном потреблении углеводов 500г. выделяется 2000 ккал.

Запасы гликогена:

в печени – 500гр.;

в скелетных мышцах – 200гр.;

в сердце – 90гр.

Мобильные заносы гликогена находятся в скелетных мышцах. Они используются для энергообеспечения кратковременной работы в экстремальных ситуациях.

Пластическая функция.

Углеводы являются компонентами мембран, межклеточных контактов соединительной ткани, различных молекулярных и межмолекулярных связей, в том числе и ответственных за иммунитет.

Особенности регуляции обмена глюкозы.

Обменглюкозы состоит из:

1) расходования ее резерва из депо гликогена или пополнение депо;

2) использования глюкозы клетками. Интенсивность утилизации зависит от активности ферментов фосфорилазы и гексокиназы. Уровень глюкозы в крови реализуют инсулин и контринсулярные гормоны.

Функциональная система регуляции обмена глюкозы.

кора → поведение потребление углеводов

↑ ↓ АНС 1) инсулин ↓

ЛРК 2) контринсулерные гормоны СОФ

ЖВС глюкоза → глюкорецепторн

- адреналин N = 3,4 – 4,6 ммоль/л

- глюкогон

- глюкокортикоиды

- соматостатин

гуморальная регуляция

 

нервная регуляция

 

Значение для организма.

1) Энергетическая функция.

1г жира при сгорании выделяет 9г ккал. Суточная потребность в жирах 60г, что обеспечивает 540 ккал.

Наличие депо нейтрального жира позволяет обходиться без пищи в течение недель.

Адипоциты (жировая ткань) является в основном хранилищем биологической энергии. Но

жиры используются только при нехватке углеводов.

2) Пластическая функция:

а) нейтральные жиры – подушка для органов;

б) фосфолипиды – компоненты мембран, предшественники многих БАВ (ферментов, гормонов),

переносчики.

в) холестерин – предшественник стероидных гормонов, желчных кислот, обеспечивают

текучесть мембран.

Особенности обмена липидов (изучается в курсе биохимии).

Регуляция обмена липидов.

Обмен липидов заключается в накоплении их в адипоцитах и освобождении с включением

в обмен жирных кислот. Адипоциты размножаются в первые годы жизни (нельзя ребенка

перекармливать). Адипоциты превращают в жиры углеводы, белки и даже фрагменты различных

молекул.

Гормональная регуляция.

1) Гипофиз:

соматотропный гормон обладает жиромобилизующим действием: стимулирует окисление нейтральных жиров.

2) Щитовидная железа – тироксин – действие такое же, как и у соматотропного гормона, но в скелетной мускулатуре.

3) Надпочечник – глюкокортикоиды – тормозят окисление жиров.

Поджелудочная железа – инсулин:

а) увеличивает переход глюкозы в жиры;

б) стимулирует поглощение свободных жирных кислот в адипоцитах;

в) ингибирует распад триацилглицеролов в адипоцитах.

Нервная регуляция осуществляется автономной нервной системой:

ЭТО → сегментарный отдел симпатической системы → адренорецепторы адипоцита

(гипоталамус) ↓

увеличение выхода свободных жирных кислот ← усиление окисления жиров

Парасимпатическая система способствует накоплению жиров в адиппоцитах.

Поведение – определяет количество потребления, качественный состав пищи и уровень активности организма.

Особенности обмена.

Обмен белков определяют по поступающему и выводимому азоту.

Различают.

1) Азотистое равновесие: введенный с пищей азот = выводимому.

2) Отрицательный азотистый баланс: выводится азота больше, чем поступает с пищей.

3) Положительный азотистый баланс: выводится азота меньше, чем поступает с пищей.

Распад белка и выведение азота происходит постоянно, даже при голодании. Наименьшие потери белка в условиях покоя обозначаются как коэффициент изнашивания белка, равен 32г в сутки.

Значение белка для организма:

1) энергетическая функция. 1г белка при сгорании выделяет 4 ккал. тепла, суточная потребность в белках составляет 120г, что обеспечивает выделение 480 ккал тепла.

2) пластическая функция связана с действием:

а) глобулярных белков (образуют гормоны, ферменты).

б) фибриллярных белков. Это компоненты мембран, межклеточного вещества.

Для обеспечения пластической функции необходимо учитывать:

- наличие в пище незаменимых аминокислот;

- достаточность поступления белка в организм.

При несоблюдении этих условий наблюдается нарушение массы тела, роста, снижение иммунитета, изменение поведения. В зависимости от содержания незаменимых аминокислот различают полноценные белки (Это белки мяса, яиц, рыбы) и неполноценные (кукуруза, пшеница). Поэтому не менее 30% суточного рациона должны составлять животные белки.

Регуляция обмена белков.

1) гормональная:

а) передняя доля гипофиза выделяет СТГ → увеличивает биосинтез белка и рост организма;

б) щитовидная железа – тиреоидные гормоны увеличивают протеолитические процессы.

Нервная регуляция.

Центр обмена белка находится в гипоталамусе. При его повреждении наблюдается повышение распада белка, и усиленное питание не спасает организм.

Рол поведения. В виде пищевого предпочтения.

Построение рациона.

В зависимости от индивидуального режима работы может быть выбран любой вариант распределения пищи по объему в течение суток. Наиболее рациональный и здоровый следующий вариант: I завтрак – 20%, II завтрак – 30%, обед – 30%, ужин – 20% (не позднее 3 часов до сна).

Необходимо учитывать, что после плотного обеда умственная деятельность затрудняется.

Большие промежутки между приемами пищи повышают аппетит, и количество пищи будет съедено больше, чем нужно.

Характер питания может изменяться с профилактической целью.

Существует диетическое питание.

 

 

Обмен веществ и энергии.

Взаимосвязь обмена веществ и энергии.

Явления обмена веществ заключаются:

1) в поступлении в организм из внешней среды различных веществ;

2) в усвоении и изменении их;

3) в выделении образующихся продуктов распада.

Обмен веществ представляет собой единство двух противоположных процессов: ассимиляции и диссимиляции.

Ассимиляция – это сумма процессов созидания живой материи.

Диссимиляция – разрушение живой материи, распад, расщепление веществ, входящих в состав клеточных структур. При этом образуются удаляемые из организма продукты распада.

Процессы ассимиляции и диссимиляции неотделимо связаны, но не всегда являются взаимно уравновешенными.

При расщеплении питательных веществ аккумулированная в них энергия освобождается и расходуется на нужды организма, превращаясь в электрическую, тепловую, механическую.

Организм животных постоянно расходует различные вещества и энергию. Поэтому он нуждается в пище, содержащей сложные органические вещества: белки, жиры и углеводы.

Питательные вещества выполняют 2 функции:

1) пластическую;

2) энергетическую.