Слайд 2Общее представление об обмене веществ и энергии
Слайд 3Использование химической энергии в организме называют энергетическим обменом.
Энергия выделяется в
результате катаболизма, т.е. распада химических соединений и клеточных структур организма
(диссимиляция)
Источником энергии в организме являются углеводы, жиры и белки.
В течение жизни человек потребляет 75 т продуктов:
Воды – 56 т
Углеводов – 14 т
Белков – 2,5 т
Жиров – 2,5 т
Слайд 4Калория (единица измерения энергии) – это количество энергии, которая необходима
для повышения температуры 1 г воды на 1 Со.
1
кал = 0,001 ккал; 1 ккал = 1000 кал.
1 кал = 4,19 Дж;
1 Дж = 0,239 кал.
Слайд 5Коэффициент полезного действия
100% энергии не может быть преобразовано в работу,
т.к. согласно 2-му закону термодинамики, в системе при преобразовании увеличивается
энтропия.
КПД(коэффициент полезного действия) представлен той частью вырабатываемой энергии, которая затрачивается на внешнюю работу.
КПД =Внешняя работа/Вырабатываемая энергия * 100
Например, КПД мышц = 20 %, не более 25 %.
Слайд 6Энергетический эквивалент пищи
Количество энергии, выделяемой при сгорании какого-либо вещества, не
зависит от числа промежуточных этапов его распада, а зависит только
от теплосодержания его начальных и конечных продуктов реакции (закон Гесса).
При сгорании в организме 1 г углеводов выделяется 4,1 ккал (17,16 кДж)
1 г белков – 4,1 ккал (17,16 кДж)
1 г жиров – 9,3 ккал (38,9 кДж)
Энергетическая ценность белков выше (1 г белков содержит 5,4 ккал или 22,61 кДж), т.к. при биохимических реакциях в организме белки окисляются не полностью.
Слайд 7Дыхательный коэффициент
ДК характеризует тип использования пищевых продуктов в обмене веществ.
ДК
– это соотношение объема выделенного углекислого газа к объему потребленного
кислорода.
ДК= выд.СО2/поглощ.О2
ДК углеводов = 1,00
ДК жиров = 0,70
ДК белков = 0,81
С6Н12О6+6О2 = 6СО2 + 6Н2О
2С3Н5(С15Н31СОО)3 + 145О2 = 102 СО2 + 98О2
Слайд 8Значения дыхательных коэффициентов и энергетических эквивалентов кислорода при окислении различных
пищевых веществ
Энергетический (калорический) эквивалент кислорода означает
количество энергии, которое высвобождается
при потреблении
организмом 1 л кислорода для полного окисления какого-нибудь
субстрата.
Слайд 9Определение интенсивности обменных процессов в организме
Общая теплопродукция эквивалентна затраченной энергии.
Измерив
теплопродукцию, можно определить интенсивность обмена.
Потери тепла можно измерять как прямым
способом, так и не прямым (косвенным).
Слайд 10Прямое измерение интенсивности обмена
Респирационный аппарат
Шатерникова
Биокалоримент
Этуотера-Бенедикта
Слайд 11Непрямое измерение интенсивности обменных процессов
Для этого измеряют поглощение кислорода в
единицу времени, используя закрытые и открытые респираторные системы.
Способность организма к
накоплению О2 очень мала (в отличие от СО2), поэтому поглощенный кислород является хорошей мерой того его количества, которое было использовано тканями организма.
Для расчета результаты приводят к стандартным условиям:
00 температура, 760 мм рт.ст., сухой воздух
Слайд 12Параметры обменных процессов в организме
Общий энергетический обмен (валовый обмен) состоит
из основного обмена, рабочей прибавки к основному обмену и величины
специфически-динамического действия пищи.
Основной обмен – это энерготраты организма в условиях физиологического покоя.
Из этого количества 27 % расходуется печенью, 19 % мозгом, 10 % почками, 18 % мышцами, остальные 19 % расходуются на терморегуляцию.
Основной обмен определяют при условиях:
1)утром; 2)в покое (лежа); 3) натощак, через 12 часов после еды; 4) при температуре комфорта (22-24о С), исключающей терморегуляцию.
За стандартную величину интенсивности обмена веществ в организме принимают 4,2 кДж / кг*ч (1 ккал / (кг*ч), т.е за сутки 7100 кДж или 1700 ккал.
Слайд 13Формулы расчета величины основного обмена с учетом возраста и массы
тела
Слайд 14Обменные процессы при нагрузке
Ступенчатая энергетическая шкала
Слайд 15Специфическое динамическое действие пищи
- это усиление обмена веществ после приема
пищи по сравнению с уровнем основного обмена. Повышение обмена начинается
через 30-60 мин после приема пищи и продолжается до нескольких часов (это затраты на переваривание, всасывание, транспорт и усвоение)
Белковая пища увеличивает обмен на 30 %, углеводная и жировая – на 15 %.
Слайд 16Площадь поверхности тела
Нормальное значение" ППТ обычно составляет 1,73 м² для
взрослых.
Формула Мостеллера1987:
BSA = sqr {(W · H) / 3600},
Оценка BSA используется при стандартизации результатов измерений, основного обмена, скорости фильтрации в клубочках почек, индекса Кетле, сердечного индекса, многих биохимических показателей, доз применяемых медикаментов и др.
Слайд 17Зависимость между массой тела млекопитающих и интенсивностью обмена в состоянии
покоя
Правило Рубнера
Удвоение длины при сохранении пропорций
сопровождается 4-х кратным увеличением
поверхности тела и 8-и кратным увеличением массы.
Слайд 18Теплообмен и регуляция температуры тела
Слайд 19Терморегуляция
Совокупность физиологических реакций организма, поддерживающая постоянство температуры тела.
В основе терморегуляции
лежат процессы регуляции теплопродукции и теплоотдачи.
Терморегуляцию разделяют на:
химическую
и физическую.
Слайд 20Пойкилотермия – состояние организма при котором температура тела меняется в
широких пределах в зависимости от температуры внешней среды (все беспозвоночные,
рыбы, земноводные, пресмыкающиеся).
Гомойотермия - способность поддерживать постоянной температуру тела независимо от температуры внешней среды.
Механизмы терморегуляции у холоднокровных несовершенны, т.к. интенсивность обменных процессов у них в 20—30 раз медленнее, чем у теплокровных животных животных
Слайд 21Образование и потеря тепла
Теплообразование является результатом экзотермических реакций.
Наибольшее количество тепла
дают мышцы, печень, почки.
Потеря тепла зависит от местоположения органа.
Слайд 22Циркадианный ритм.
Среднесуточные изменения температуры тела у пробандов утреннего и
вечернего типов
Слайд 23Базальная температура – один из показателей овуляции
Нормальный график базальной температуры
Слайд 24Химическая терморегуляция
Оптимальная температура (зона комфорта)
в легкой одежде – 18-20
оС,
для обнаженного тела – 28оС.
Химическая терморегуляция осуществляется путем усиления или
ослабления образования тепла, т.е. изменением интенсивности обмена веществ.
Особо важна Х.Т. В условиях охлаждения.
Способы осуществления термогенеза:
- произвольная активность мышц;
- непроизвольная активность мышц - феномен дрожи;
- недрожательный термогенез (ускорение обменных процессов, бурый жир).
Тяжелая мышечная работа увеличивает теплообразование на 400 – 500 %.
Слайд 25Физическая терморегуляция
Особо важна Ф.Т. В условиях повышенной температуры.
Физическая терморегуляция осуществляется
путем изменения интенсивности отдачи тепла телом.
Пути теплоотдачи:
- теплоизлучение (радиация);
- конвекция
(движение и перемешивание нагреваемого телом воздуха);
- теплопроведение (отдача тепла предметам, соприкасающимся с телом);
- испарение.
На испарение 1 мл воды расходуется 0,58 ккал.
За сутки в нормальных условиях с поверхности тела испаряется 700 – 850 мл воды.
Слайд 26Регуляция температуры тела
Главный центр терморегуляции – гипоталамус.
Температурные рецепторы в ЦНС
находятся в спинном мозге, ретикулярной формации и в гипоталамусе.
Физическая терморегуляция
(сужение сосудов, потоотделение) контролируется передней частью гипоталамуса – центр теплоотдачи.
Химическая терморегуляция – каудальной частью гипоталамуса – центр теплопродукции.
Температурные рецепторы (тепловые и холодовые) в коже представлены свободными нервными окончаниями, образующими тепловые пятна.
Холодовых в 10 раз больше.