Подготовка и представление публичного выступления в виде презентации

Подготовила: Сеидосманова Элеонора Эдемовна

Общий обмен – зависит от интенсивности труда (ГЛАВНЫМ ОБРАЗОМ УЧАСТИЯ МЫШЦ)

Основные этапы обмена веществ и их биологическое значение

Существуют общие закономерности, позволяющие выделить три этапа обмена веществ:

• переработку пищевых веществ в органах пищеварения;
• промежуточный обмен веществ;
• обрабатывание конечных продуктов метаболизма.

Первый этап

Первый этап – последовательное расщепление химических компонентов пищи в ЖКТ до низкомолекулярных структур и последующее всасывание образовавшихся простых химических продуктов в кровь или лимфу.

Расщепление белков, жиров и углеводов происходит под влиянием специфических ферментов. Белки расщепляются пептидами до аминокислот, жиры – липазами до глицерина и жирных кислот, сложные углеводы – амилазами до моносахаридов.

Второй этап

Промежуточный обмен веществ объединяет превращения аминокислот, моносахаридов, глицерина и жирных кислот. Процессы обмена углеводов, жиров и белков взаимосвязаны на стадии ключевых продуктов метаболизма (пировиноградная кислота, ацетилкоэнзим А) и имеют общий конечный путь – окислительный распад конечных продуктов углеводов, жиров, ацетилкоэнзима, который называется цикл трикарбоновых кислот (цикл Кребса).

Процессы промежуточного обмена веществ приводит к синтезу видоспецефических белков, жиров и углеводов и их комплексов нуклеопротеидов, фосфолипидов и др., т.е. к образованию составных частей организма. Процессы промежуточного обмена являются основными источниками энергии. Основная часть энергии (2\3) высвобождается в результате окисления в цикле Кребса.

Третий этап

Третий этап – заключается в образовании и выделении конечных продуктов обмена.

Азотсодержащие продукты выделяются с мочой и калом и в небольших количествах через кожу. Углерод выделяется главный образом, в виде CO2 через легкие и частично – с мочой и калом. Выделение «H» происходит преимущественно в виде воды через легкие и кожу, а также с мочой и калом. Таким же путем экскретируются минеральные соединения.

Методы определения основного обмена

• Метод прямой калориметрии с полным газовым анализом.
• Метод прямой калориметрии с полным газовым анализом.
• Метод непрямой калориметрии с полным газовым анализом.
• Метод непрямой калориметрии с полным газовым анализом.
• Метод непрямой калориметрии с неполным газовым анализом.
• Метод непрямой калориметрии с неполным газовым анализом.

ОБМЕН БЕЛКОВ.

Белками  (протеинами) называют высокомолекулярные соединения, построенные из аминокислот.

Некоторые аминокислоты не могут синтезироваться в организме человека и должны обязательно поступать с пищей в готовом виде. Эти аминокислоты принято называть  незаменимыми , или жизненно-необходимыми. К ним относятся: валин, метионин, треонин, лейцин, изолейцин, фенилаланин, триптофан и лизин, а у детей еще аргинин и гистидин. Недостаток незаменимых кислот в пище приводит к нарушениям белкового обмена в организме. Заменимые аминокислоты в основном синтезируются в организме.

Азотистый баланс.  Азотистым балансом называют разность между количеством азота, содержащегося в пище человека, и его уровнем в выделениях. Так как основным источником азота в организме является белок, то по азотистому балансу можно судить о соотношении количества поступившего и разрушенного в организме белка.

• Азотистое равновесие  — состояние, при котором количество выведенного азота равно количеству поступившего в организм. Азотистое равновесие наблюдается у здорового взрослого человека.
• Положительный азотистый баланс  — состояние, при котором количество азота в выделениях организма значительно меньше, чем содержание его в пище, то есть наблюдается задержка азота в организме.  Положительный азотистый баланс отмечается у детей в связи с усиленным ростом, у женщин во время беременности, при усиленной спортивной тренировке, приводящей к увеличению мышечной ткани, при заживлении массивных ран или выздоровлении после тяжелых заболеваний.
• Азотистый дефицит  (отрицательный азотистый баланс) отмечается тогда, когда количество выделяющегося азота больше содержания его в пище, поступающей в организм. Отрицательный азотистый баланс наблюдается при белковом голодании, лихорадочных состояниях, нарушениях нейроэндокринной регуляции белкового обмена.

Регуляция белкового обмена

• Гипоталамус как высший центр регуляции метаболизма, в том числе и белкового обмена обеспечивает контроль за функционированием подчиненных ему эндокринных органов посредством продукции и выделения соответствующих нейрогормонов - либеринов и статинов. Это действие, в свою очередь приводит к продукции гормонов, обеспечивающих накопление белка (анаболических) или его интенсивное расходование (катаболических). Анаболические гормоны выделяются либо в гипофизе, либо в половых железах, либо в поджелудочной или щитовидной железах, но в любом случае эффекты этих гормонов координируются с общей программой функционирования организма. Белковый обмен изменяется при сильном эмоциональном возбуждении, во сне, при гипнотических состояниях и, даже условно-рефлекторно в ожидании значительного расхода (изнашивания) структурных белков.

Сколько белка нужно употреблять?

• Определить это можно по количеству выделяемых из организма метаболитов белкового обмена, что в пересчете на белок составляет 45-55 г в сутки для человека массой 70 кг. Это и составляет белковый минимум.

Метод непрямой калориметрии для исследования уровня обмена

• Для определения уровня обмена веществ чаще всего используются способы непрямой калориметрии. При этом вначале определяется количество поглощаемого кислорода и выделяемого углекислого газа. Зная их объемы можно определить дыхательный коэффициент: отношение выделенного СО2 к поглощенному О2:
• ДК = vСО2:vO2
• ДК при окислении: жиров - 1,0; углеводов - 0,7; белков - 0,8.
• По величине дыхательного коэффициента можно косвенно судить (имеются соответствующие таблицы) об окисляемом продукте, так как в зависимости от этого выделяется различное количество тепла. Так, при окислении глюкозы выделяется 4,0 ккал/г тепла, жиров - 9,0 ккал/г, белков - 4,0 ккал/г (эти величины характеризуют энергетическую ценность соответствующих пищевых веществ).
• А, зная количество потребленного кислорода за ед. времени, можно определить интенсивность обмена.

Обмен углеводов

Биологическая роль углеводов для организма человека определяется прежде всего их энергетической функцией.  Энергетическая ценность 1 г углеводов составляет 16,7 кДж (4,0 ккал).  Углеводы являются непосредственным источником энергии для всех клеток организма, выполняют пластическую и опорную функции.

Суточная потребность взрослого человека в углеводах составляет около  0,5 кг . Основная часть их (около 70%) окисляется в тканях до воды и углекислого газа. Около 25—28% пищевой глюкозы превращается в жир и только 2—5% ее синтезируется в гликоген — резервный углевод организма.

Единственной формой углеводов, которая может всасываться, являются моносахара. Они всасываются главным образом в тонком кишечнике, током крови переносятся в печень и к тканям. В печени из глюкозы синтезируется гликоген. Этот процесс носит название  гликогенеза . Гликоген может распадаться до глюкозы. Это явление называют  гликогенолизом . В печени возможно новообразование углеводов из продуктов их распада (пировиноградной или молочной кислоты), а также из продуктов распада жиров и белков (кетокислот), что обозначается как  гликонеогенез . Гликогенез, гликогенолиз и гликонеогенез — тесно взаимосвязанные и протекающие в печени процессы, обеспечивающие оптимальный уровень сахара крови.

• В мышцах, так же как и в печени, синтезируется гликоген. Распад гликогена является одним из источников энергии мышечного сокращения. При распаде мышечного гликогена процесс идет до образования пировиноградной и молочной кислот. Этот процесс называют  гликолизом . В фазе отдыха из молочной кислоты в мышечной ткани происходит ре-синтез гликогена.

При полном отсутствии углеводов в пище они образуются в организме из продуктов распада жиров и белков.

По мере убыли глюкозы в крови происходят расщепление гликогена в печени и поступление глюкозы в кровь (мобилизация гликогена). Благодаря этому сохраняется относительное постоянство содержания глюкозы в крови.

Захват глюкозы разными органами из притекающей крови неодинаков: мозг задерживает 12% глюкозы, кишечник— 9%, мышцы — 7%, почки — 5% (Е. С. Лондон).

Регуляция обмена углеводов.

• Основным параметром регулирования углеводного обмена является поддержание уровня глюкозы в крови в пределах 4,4—6,7 ммоль/л. Изменение содержания глюкозы в крови воспринимается глюкорецепторами, сосредоточенными в основном в печени и сосудах, а также клетками вентромедиального отдела гипоталамуса. Показано участие ряда отделов ЦНС в регуляции углеводного обмена.

• Клод Бернар еще в 1849 г. показал, что укол продолговатого мозга в области дна IV желудочка (так называемый сахарный укол) вызывает увеличение содержания глюкозы (сахара) в крови. При раздражении гипоталамуса можно получить такую же гипергликемию, как и при уколе в дно IV желудочка.

Центральным звеном регуляции углеводного и других видов обмена и местом формирования сигналов, управляющих уровнем глюкозы, является гипоталамус. Отсюда регулирующие влияния реализуются вегетативными нервами и гуморальным путем, включающим эндокринные железы.

Выраженным влиянием на углеводный обмен обладает инсулин — гормон, вырабатываемый β-клетками островковой ткани поджелудочной железы. При введении инсулина уровень глюкозы в крови снижается. Это происходит за счет усиления инсулином синтеза гликогена в печени и мышцах и повышения потребления глюкозы тканями организма.

Обмен липидов

Жиры делят на  простые липиды  (нейтральные жиры, воски),  сложные липиды  (фосфолипиды, гликолипиды, сульфолипиды) и  стероиды  (холестерин и др.). Основная масса липидов представлена в организме человека нейтральными жирами.  Нейтральные жиры  пищи человека являются важным источником энергии.  При окислении 1 г жира выделяется 37,7 кДж (9,0 ккал) энергии.

• Суточная потребность взрослого человека в нейтральном жире составляет 70—80 г, детей 3—10 лет — 26—30 г.

Образование и распад жиров в организме

• Жир, всасывающийся из кишечника, поступает преимущественно в лимфу и в меньшем количестве — непосредственно в кровь. Опытами с дачей животному меченых жиров, содержащих изотопы углерода и водорода, показано, что жиры, всосавшиеся в кишечнике, поступают непосредственно в жировую ткань, которая имеет значение жирового депо организма. Находящиеся здесь жиры могут переходить в кровь и, поступая в ткани, подвергаются там окислению, т. е. используются как энергетический материал.
• Образование жиров из углеводов.  Избыточное употребление углеводов с пищей приводит к отложению жира в организме. В норме у человека 25—30% углеводов пищи превращается в жиры.
• Образование жиров из белков.  Белки являются пластическим материалом. Только при чрезвычайных обстоятельствах белки используются для энергетических целей. Превращение белка в жирные кислоты происходит, вероятнее всего, через образование углеводов.

Регуляция обмена жиров

• Процесс образования, отложения и мобилизации из депо жира регулируется нервной и эндокринной системами, а также тканевыми механизмами и тесно связаны с углеводным обменом.
• Сильным жиромобилизирующим действием обладают гормоны мозгового слоя надпочечников — адреналин и норадреналин, поэтому длительная адреналинемия сопровождается уменьшением жирового депо. Соматотропный гормон гипофиза также обладает жиромобилизирующим действием. Аналогично действует тироксин — гормон щитовидной железы, поэтому гиперфункция щитовидной железы сопровождается похуданием.
• Наоборот, тормозят мобилизацию жира глюкокортикоиды — гормоны коркового слоя надпочечника, вероятно, вследствие того, что они несколько повышают уровень глюкозы в крови.

• Имеются данные, свидетельствующие о возможности прямых нервных влияний на обмен жиров. Симпатические влияния тормозят синтез триглицеридов и усиливают их распад. Парасимпатические влияния, наоборот, способствуют отложению жира. Показано, в частности, что после перерезки чревного нерва с одной стороны у голодающей кошки к концу периода голодания на денервированной стороне в околопочечной клетчатке сохраняется значительно больше жира, чем на контрольной (не денервированной).
• Нервные влияния на жировой обмен контролируются гипоталамусом. При разрушении вентромедиальных ядер гипоталамуса развиваются длительное повышение аппетита и усиленное отложение жира. Раздражение вентромедиальных ядер, напротив, ведет к потере аппетита и исхуданию.

Витамины

Они находятся в пищевых продуктах в незначительном количестве, но оказывают выраженное влияние на физиологическое состояние организма, часто являясь компонентом молекул ферментов.

Источниками витаминов для человека являются пищевые продукты растительного и животного происхождения — в них они находятся или в готовом виде, или в форме провитаминов, из которых в организме образуются витамины.

• Авитаминоз — заболевание, являющееся следствием длительного неполноценного питания, в котором отсутствуют какие-либо витамины.
• Гиповитаминоз — болезненное состояние, возникающее при нарушении соответствия между расходованием витаминов и поступлением их в организм.

Авитаминозы и гиповитаминозы могут возникать не только в случае отсутствия витаминов в пище, но и при нарушении их всасывания при заболеваниях желудочно-кишечного тракта. Состояние гиповитаминоза может возникнуть и при обычном поступлении витаминов с пищей, но возросшем их потреблении (во время беременности, интенсивного роста), а также в случае подавления антибиотиками микрофлоры кишечника.

Спасибо за внимание