ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ. ТЕРМОРЕГУЛЯЦИЯ

специфические элементы организма синтезируются из поглощенных пищевых продуктов, называют анаболизмом.
Обменные,

или метаболические, процессы, в ходе которых специфические элементы организма или поглощенные пищевые продукты подвергаются распаду, называются катаболизмом.

Обмен веществ и энергии представляет собой совокупность процессов превращения веществ и энергии в живых системах, а также обмен веществами и энергией между организмом и внешней средой.

Состоит из трех этапов :
Поступление веществ в различные клетки (ферментативное расщепление веществ, всасывание, поступление в организм кислорода, транспорт веществ);
Использование питательных веществ клетками;
Выведение конечных продуктов метаболизма в окружающую среду.

веществ в организме. К ним относятся белки, жиры, углеводы, витамины,

минеральные вещества и вода.
Физиологической задачей является количественная оценка обмена веществ, для чего исследуют приход в организм белков, жиров и углеводов и их расход.

крови, буферные системы крови)
Защитная (антитела, гемостаз)
Транспортная
Энергетическая

использования для организма неодинакова. Из 20 аминокислот – 12 синтезируется

в организме, а 8 – незаменимые аминокислоты (лейцин, изолейцин, валин, метионин, лизин, треонин, фенилаланин, триптофан).
В связи с этим различают биологически ценные белки – содержащие весь набор аминокислот, и неполноценные.
Пища должна содержать не менее 30% белков с высокой биологической ценностью. Коэффициент превращения животных белков из растительных – 0,6-0,7%.
(Для вегетарианцев: полноценными являются белки сои, гречихи, амаранта, кинзы и посевной конопли, а также водоросли спирулина)

получать 80-100 г белка, в том числе 30 г животного

происхождения, а при физических нагрузках – 130-150 г.
Физиологический оптимум белка – 1 г/кг массы тела.
При окислении 1 г белков выделяется 4,1 ккал=16,7 Дж.

взаимосвязан. Питательные вещества могут взаимозаменяться в соответствии с их энергетической

ценностью, так как существуют промежуточные метаболиты, например, ацетилкоэнзим А, с помощью которого все виды обмена сводятся к общему пути – циклу трикарбоновых кислот. Однако белки, в связи с их пластической функцией и неспособностью к депонированию не могут заменяться ни жирами, ни углеводами.

с пищей, и количеством азота, выделяемого из организма в виде

конечных метаболитов.
16 г азота соответствуют 100 г белка (1 г азота соответствует 6,25 г белка).
Если количество поступившего азота равно количеству выделенного, то можно говорить об азотистом равновесии. Для поддержания азотистого равновесия в организме требуется 30-45 г/сут белка.
Состояние, при котором количество поступившего азота превышает выделенное, называется положительным азотистым балансом.
Состояние, при котором количество выделенного азота превышает поступившее, называется отрицательным азотистым балансом.
Минимальное количество белка, постоянно распадающегося в организме, называется коэффициентом изнашивания (Рубнер). Он составляет примерно 0,028-0,075 г азота/кг в сутки. Таким образом, потеря белка у человека массой 70 кг равна 23 г/сут. Поступление в организм белка в меньшем количестве ведет к отрицательному азотистому балансу, неудовлетворяющему пластические и энергетические потребности организма.

андроген (мужские половые железы).
Катаболизм – тироксин и трийодтиронин (щитовидная железа),

глюкокортикоиды (в печени стимулируют синтез) и адреналин (надпочечники).

холестерин);
Энергетическая;
Источник образования запасов энергии и эндогенной воды (у женщин депо

20-25% массы тела, у мужчин – 12-14%);
Регуляторная (преобразование мужских половых гормонов в женские в жировой ткани).

гормонов) необходимо присутствие в пище незаменимых жирных кислот – олеиновая,

линолевая, линоленовая, арахидоновая. Суточная потребность в них – 10-12 г.
Важное значение имеют и сложные жиры – фосфатиды и стерины. Холестерол относится к классу стеринов, включающему также стероидные гормоны, витамин D, желчные кислоты. Экзогенно – 400 мг/сут, эндогенно – 1000 мг/сут. Холестерол переносится с током крови в составе ЛПВП, ЛПНП, ЛПОНП. В норме ЛРНП/ЛПВП =1.
Кетоновые тела при длительном голодании используются в качестве дополнительного энергетического источника головным мозгом.

Суточная потребность:
70-80 г. При окислении 1 г жиров выделяется 9,3 ккал или 37,7 Дж. За счет окисления нейтральных жиров образуется 50% всей энергии.

под влиянием инсулина депонируются в жировой ткани.
При обильном углеводном питании

и отсутствии жиров в пище синтез жира в организме может происходить из углеводов.
В печени из липидов образуются кетоновые тела (β-оксимаслянная, ацетоуксусная кислоты, ацетон), глицериды, которые по мере необходимости распадаются с образованием жирных кислот.
Печень – единственный орган, определяющий уровень фосфолипидов.

синтеза – повышение концентрации глюкозы в крови, глюкокортикоиды через повышение

уровня глюкозы, ПСНС.
Катаболизм или липолиз – адреналин, инсулин, соматотропный гормон гипофиза, тироксин, СНС.

после всасывания в кровь превращаются в глюкозу. Уровень глюкозы в

капиллярной крови 3,5-5,5 ммоль/л (4,1-6,2 ммоль/л в плазме).
Функции:
Пластическая (гликопротеиды, гликолипиды, пентозы входят в состав нуклеиновых кислот);
Энергетическая (90% расходуется для выработки энергии).

г углеводов выделяется 4,1 ккал=16,7 Дж
Взаимопревращения питательных веществ:
70% углеводов пищи

окисляется в тканях до воды и СО2,
25%глюкозы крови превращается в жир;
2-5% превращается в печени и мышцах в гликоген (гликогенез).
При стрессе некоторое количество глюкозы образуется из аминокислот и глицерина (глюконеогенез).

печени, сосудах, вентромедиальном отделе гипоталамуса. Центральным звеном является гипоталамус, отсюда

регулирование осуществляется вегетативными нервами и гуморальным путем.
Инсулин – гормон β-клеток островковой ткани поджелудочной железы. Под его влияние снижается содержание глюкозы в крови и увеличивается уровень гликогена в тканях.
Активация синтеза – глюкагон, адреналин, глюкокортикоиды, соматотропин, тироксин и трийодтиронин, СНС. Гипергликемия приводит к увеличению осмотического давления плазмы.

термодинамики (Ломоносов , 1748) – закон сохранения и превращения энергии;
Второй

закон термодинамики – если любой вид энергии можно трансформировать в эквивалентное количество тепла, то в случае обратного превращения полная трансформация невозможна.
Мера термодинамической неупорядочности системы – энтропия. При совершении любого вида работы значительная часть вырабатываемой энергии теряется в виде теплоты, поэтому коэффициент полезного действия живой клетки представлен только той частью, которая затрачивается на совершение полезной внешней работы.
Вследствие энтропии КПД живых организмов меньше, чем машин.
Например, при мышечном сокращении 80% теряется на теплоту и только 20% - на механическую работу.

на единицу времени.
Калория – количество энергии (тепла), необходимое для

повышения температуры 1 г воды на 1оС.
В Международной системе единиц в качестве основной единицы энергии принят джоуль (Дж): 1 Дж=1 Вт∙с=2,39∙10-4 ккал или 1 ккал=4187 Дж.

Энергия

АТФ

Электрическая, осмотическая, механическая, тепловая

определением содержания в пищевых продуктах белков, жиров и углеводов.
Энергетическая ценность

питательных веществ.
При сжигании в калориметрической бомбе Бертло:
1 г белка выделяется 5,6 ккал тепла;
1 г углеводов – 4,1 ккал тепла;
1 г жиров – 9,3 ккал тепла.
При аэробном окислении в организме:
1 г белка выделяется 4,1 ккал тепла, т.к. окисляются в организме не полностью;
1 г углеводов – 4,1 ккал тепла;
1 г жиров – 9,3 ккал тепла.

углеводы. Среднее соотношение их массы составляет 1 : 1,2 :

4,6 или 1:1:4

*Полученный результат следует оценивать с поправкой на усвоение, в среднем составляющей 90%.

Q=4,1 (ккал/г) ∙ Б (г) ∙1 + 9,3 (ккал/г) ∙ Ж (г) ∙1 + 4,1 (ккал/г) ∙ У (г) ∙4

и непрямую калориметрию.
  Прямая калориметрия – непосредственный и полный

учет количества выделенного организмом тепла в биокалориметрах.

СО2 за период времени (полный газовый анализ) или только количество

поглощенного О2 (неполный газовый анализ) с последующим расчетом теплопродукции.
Количество кислорода, необходимое для окисления 1 г белков, жиров и углеводов – неодинаково, также как и количество выделяемо СО2 и тепла. В связи с этим определяют калорический эквивалент кислорода (КЭК) – количество тепла, освобождающееся после потребления организмом 1 л О2.

к объему поглощенного О2 различен при окислении белков, жиров и

углеводов.
ДК=VСО2/VО2
 Его высчитывают, исходя из формул окислительных химических реакций.
 Углеводы – 1,0 (6 V СО2/ 6 VО2)
Жиры – 0,71 (102 V СО2/ 145 VО2)
Белки (при расщеплении до мочевины) – 0,8 (77.5 V СО2/ 96.7 VО2)
 При смешанной пище ДК = 0,85.

Q- ккал/мин

Способ неполного газового анализа более прост: зная количество потребленного

организмом кислорода (с помощью определения наклона кривой спирограммы) – VО2, усредненный дыхательный коэффициент 0,85 и соответствующий ему КЭК 4,86, можно рассчитать энергообмен за любой промежуток времени (1 мин или 1 сут):

Q = VО2∙4,86

Газообмен у человека можно определять методом Крога в специальных камерах закрытого типа (респираторная камера закрытого типа Шатерникова) либо открытым респираторным методом Дугласа-Холдейна.

гомеостаза бодрствующего организма в условиях относительного физического и психического покоя.

Основной обмен определяют в строго контролируемых стандартных условиях:
Натощак (через 12-16 часов после приема пищи)
В положении лежа
В состоянии спокойного бодрствования
В условиях температурного комфорта (18-20оС)

Выражается количеством энергозатрат из расчета 1 ккал на 1 кг массы тела в час (в среднем равна 1 ккал/кг∙ ч, т.е. при массе 70 кг основной обмен мужчины составляет 1700 ккал/сут, у женщин с такой же массой тела на 10% ниже).

нагрузка
Прием пищи (специфическое динамическое действие пищи). При белковой пище обмен

увеличивается на 30%, при питании жирами и углеводами – на 14-15%. Алкоголь поставляет энергию 7 ккал/г, но и усиливает ее расход, т.е. повышает основной обмен, поэтому в качестве замены пищевым продуктам неприемлем.
Температура окружающей среды.

или умственной нагрузке.
Сумма основного обмена и рабочей прибавки составляет

ВАЛОВЫЙ ОБМЕН.
Предельно допустимая по тяжести работа для человека не должна превышать по энергозатратам уровень основного обмена более, чем в 3 раза.

гипоталамусе)
Эндокринная регуляция

организмом пищевых веществ, необходимых для компенсации энерготрат, построения и восстановления

клеток и тканей тела, осуществления и регуляции функций организма.
Различают питание естественное и искусственное (парентеральное и зондовое энтеральное), лечебное и лечебно-профилактическое.

В настоящее время существуют 2 основные теории питания:
Классическая (теория сбалансированного питания)
Современная (теория адекватного питания)

компонентов пищи физиологическим потребностям организма.
1. В рационе должны быть сбалансированы

белки, жиры и углеводы. Среднее соотношение их массы составляет 1 :1,2:4,6
или 1:1:4
У детей: 3 мес – 1:3:6, 6 мес – 1:2:5, старше 1 года – 1:1,2:4,6
У пожилых – 1:0,8:3,5
2. Наличие витаминов, минералов.
3. Регулярный прием в одно и тоже время суток дробно. Завтрак –30%, обед – 50%, ужин – 20%. Более рационально 5-6 разовое питание.

дополнениях, наиболее полно отражающих все стороны полноценного питания человека. Автор

– А.М. Уголев