Обмен воды и минеральных солей. Значение микроэлементов.

Обмен воды и минеральных солей. Значение микроэлементов

В теле человека содержится около 65% воды, наиболее богата водой кровь, а наименее - ткани зубов. Потребность человека в воде составляет 2 - 2,5 л/сутки. Основной путь поступления воды в организм - питье и поступление воды в составе продуктов питания. В норме выделяется 75% выпитой жидкости, но выделяется не та вода, которая была выпита накануне. Период полужизни воды в организме человека составляет 7 - 7,5 сутки. Выведение воды осуществляется почками, органами дыхания и потовыми железами и зависит от количества поступающей в организм жидкости, температуры и влажности окружающей среды. Минеральные соли содержатся в организме человека в различных пропорциях, границей между условно обозначаемыми макро- и микроэлементами служит порог концентрации в 1 мг %. Минеральные соли поступают в организм с пищей, выводятся преимущественно с мочой, потом, желчью. В организме есть депо для ряда минеральных веществ: хлорида натрия - подкожная клетчатка, солей железа и меди - печень, кальция - костная ткань, калия - мышцы. Наиболее регулируемыми в организме являются обмен кальция - фосфора (гормоны паращитовидной, С-клеток щитовидной железы и витамин D) и натрия – калия (вазопрессин, альдостерон и атриальный натрий-уретический пептид), регуляция всех прочих минеральных веществ осуществляется пассивно - сочетанно с регуляцией вышеназванных солей или путем регуляции синтеза в печени транспортных белков (церулоплазмина, трансферрина и других).

Значение микроэлементов:

1) йод обеспечивает процесс йодирования тирозина с образованием тиреоидных гормонов;

2) кобальт и медь активируют ферменты синтеза гема, регулируют процессы кроветворения;

3) селен обеспечивает функционирование антиоксидантных систем клетки;

4) цинк и селен регулируют процесс синтеза и ресинтеза инсулина;

5) литий обеспечивает регуляцию синтеза инозитол-трифосфата (вторичного мессенджера в клетке);

6) фтор необходим для процесса синтеза эмали зубов.

При мышечной работе увеличивается образование воды в окислительных процессах и одновременно возрастают потери, которые могут достигать 3-6 литров при потоотделении и в процессе дыхания. Дегидратация в 2-4% от массы тела снижает физическую работоспособность. Происходит потеря минеральных веществ и одновременно при мышечных сокращениях происходит увеличение в крови ионов калия, которое приводит к ивеличению нервно-мышечной возбудимости и может явиться причиной остановки сердца.

 

25. Методы исследования обмена энергии (прямая и непрямая калориметрия). а) прямая калориметрия основана на измерении количества тепла, непосредственно выделяемого организмом. Для ее осуществления требуются специальные теплоизолированные камеры. Метод характеризуется высокой точностью, однако не позволяет осуществить обследование каждого человека при выполнении свойственной ему работы;б) непрямая калориметрия основана на определении потребления кислорода, по величине которого, зная калорический эквивалент кислорода (КЭО₂) - количество тепла, образующееся при потреблении 1 л кислорода, - можно рассчитать энергопродукцию. При потреблении 1 л кислорода на процессы окисления в организме образуется примерно 5 ккал энергии;в) сочетание непрямой калориметрии с определением дыхательногокоэффициента позволяет более точно определить расход энергии в организме и достичь точности определения интенсивности метаболизма, как и при методе прямой калориметрии. Дыхательный коэффициент - соотношение выделяющегося организмом углекислого газак потребляемому в это время кислороду. Зависит от химической структуры расщепляемого в организме питательного вещества. При расщеплении углеводов равен 1, белков - 0,8, жиров - 0,7. Полный газовый анализ включает определение потребления кислорода и выделяемого углекислого газа, неполный - только потребление кислорода. Полный позволяет рассчитать дыхательный коэффициент и сделать анализ энергозатрат более точным.

26. Основной обмен. Рабочая прибавка.Основной обмен - минимальный уровень энергозатрат, необходимый для поддержания жизнедеятельности организма в условиях физического и эмоционального покоя. Измеряют в строго стандартных условиях: утром, натощак, после пробуждения, при максимальном расслаблении мышц, в условиях температурного комфорта (около 22^оС), до вставания из постели. Энергия "основного обмена" тратится на осуществление функций нервной системы, синтез веществ, работу ионных насосов, поддержание температуры тела, работу мускулатуры внутренних органов, сердца, дыхательных мышц, деятельность почек, синтетические процессы в печени. В среднем равен 1 ккал на каждый кг массы тела за каждый час, примерно 1550 - 1700 ккал в сутки. Факторы, определяющие основной обмен, - соотношение процессов ана- и катаболизма. Преобладание анаболизма в детском возрасте обеспечивает более высокий уровень основного обмена (у детей 1,3 - 1,8 ккал/кг/час). Повышен при тиреотоксикозе, выздоровлении. Наряду с возрастом, на основной обмен влияют пол (у женщин менее интенсивен), преобладание мышечной массы повышает основной обмен. У всех теплокровных животных расход энергии на единицу площади поверхности тела примерно одинаков. Из внешних факторов наиболее значительным является акклиматизация к холоду, приводящая к его повышению.

Понятие о рабочей прибавке. Интенсивность обменных процессов в организме возрастает пропорционально интенсивности физической нагрузки. Рабочей прибавкой называется разница между величинами энергозатрат организма при выполнении работы и основным обменом. Предельно допустимая нагрузка в течение длительного времени (недели и месяцы) не должна превышать основной обмен в 3 раза. Примерный уровень энергозатрат: основной обмен - 1700 ккал; выполнение работы, не требующей физических усилий, - 2300 ккал; физическая нагрузка легкой степени -2800 ккал; умеренная - 3300 ккал; тяжелая - 3800; очень тяжелая - 4800 ккал. У лиц умственного труда энергозатраты возрастают на 2-3 %. Сочетание умственного труда с легкой физической нагрузкой усиливает метаболизм на 10 - 20%. В зависимости от интенсивности труда выделяются профессиональные группы:

Энергетический баланс поступления и расхода энергии достигается на фоне неизменной массы тела, физической активности, соответствующих скоростях роста и обновления организма. Потребность организма в энергии удовлетворяется за счет кинетической энергии питательных веществ. Часть химической энергии пищи в организме превращается в макроэргические связи АТФ, часть превращается в тепло. Теплота, выделяющаяся сразу же в процессе биологического окисления питательных веществ, называется первичной. При биологическом окислении глюкозы 22,7% энергии химических связей используется на синтез АТФ и 77,3% превращается в теплоту (К.П.Д. = 22,7%). Аккумулированная в АТФ энергия в последующем используется для осуществления в организме работы: механической, химической, электрической и в конечном итоге также превращается в теплоту, называемую вторичной. Поэтому по количеству образовавшегося в организме тепла можно судить о величине энергетических затрат, необходимых для процессов жизнедеятельности.

Основным источником энергии в организме является биологическое окисление питательных веществ, на которое расходуется кислород. Поэтому по потреблению кислорода также можно судить о энергозатратах организма. Поступление энергии в организм можно рассчитать исходя из содержания в пище белков, жиров и углеводов и калорической ценности этих веществ (1 гр. углеводов и белков дают 4,1 ккал; 1 гр. жиров - 9,3 ккал), такой метод определения калорийности пищевого рациона называется алиментарной калориметрией. Физическая калориметрия заключается в измерении энергетической ценности пищи её сжиганием в специальных калориметрических приборах.