Обмен веществ и энергии (метаболизм)

Тема: Обмен веществ и энергии (метаболизм)

В процессе жизнедеятельности человеческий организм расходует энергию на работу внутренних органов, поддержание температуры тела и выполнение трудовых процессов.

Метаболизм (от греч. «превращение, изменение»), обмен веществ — полный процесс превращения химических веществ в организме, обеспечивающих его рост, развитие, деятельность и жизнь в целом.

Обмен веществ представляет собой комплекс биохимических и энергетических процессов, обеспечивающих использование пищевых веществ для нужд организма и удовлетворения его потребностей в пластических и энергетических веществах.

Этапы метаболизма

Первый этап — ферментативное расщепление белков, жиров и углеводов до растворимых в воде аминокислот, моно- и дисахаридов, глицерина, жирных кислот и других соединений, происходящее в различных отделах желудочно-кишечного тракта, и всасывание их в кровь и лимфу.

Второй этап — транспорт питательных веществ кровью к тканям и клеточный метаболизм, результатом которого является их ферментативное расщепление до конечных продуктов. Часть этих продуктов используется для построения составных частей мембран, цитоплазмы, для синтеза биологически активных веществ и воспроизведения клеток и тканей. Расщепление веществ сопровождается выделением энергии, которая используется для процесса синтеза и обеспечения работы каждого органа и организма в целом.

Третий этап — выведение конечных продуктов метаболизма в составе мочи, кала, пота, через легкие в виде CO² и т. д.

Выделение энергии происходит в результате окисления сложных органических веществ, входящих в состав клеток, тканей и органов человека до образования более простых соединений. Расход этих питательных веществ организмом называется диссимиляцией (катаболизм). Об­разующиеся в процессе окисления простые вещества (вода, углекис­лый газ, аммиак, мочевина) выводятся из организма с мочой, ка­лом, выдыхаемым воздухом, через кожу. Процесс диссимиляции находится в прямой зависимости от расхода энергии на физический труд и теплообмен.

Восстановление и создание сложных органических веществ клеток, тканей, органов человека происходит за счет простых веществ переваренной пищи. Процесс накопления этих питательных веществ и энергии в организме называется ассимиляцией (анаболизм). Процесс асси­миляции, следовательно, зависит от состава пищи, обеспечивающей организм всеми питательными веществами.

Процессы диссимиляции и ассимиляции протекают одновременно, в тесном взаимодействии и имеют общее название — процесс обмена веществ. Он складывается из обмена белков, жиров, углеводов, минеральных веществ, витаминов и водного обмена.

Обмен веществ находится в прямой зависимости от расхода энер­гии (на труд, теплообмен и работу внутренних органов) и состава пищи.

В период роста и развития человека, у беременных и кормящих женщин преобладает процесс ассимиляции, так как в это время появляются новые клетки, а, следовательно, накапливаются питательные вещества в организме. При повышенных физических нагрузках, голодании, тяжелых заболеваниях преобладает процесс дис­симиляции, что приводит к расходу питательных веществ и поху­данию человека. В зрелом возрасте устанавливается равновесие в обмене веществ, в старческом — наблюдается снижение интенсив­ности всех процессов.

Обмен веществ в организме человека регулируется центральной нервной системой непосредственно и через гормоны, вырабатывае­мые железами внутренней секреции. Так, на белковый обмен влияет гормон щитовидной железы (тироксин), на углеводный — гормон поджелудочной железы (инсулин), на жировой обмен — гормоны щитовидной железы, гипофиза, надпочечников.

 Для обеспечения человека пищей, соответствующей его энергети­ческим затратам и пластическим процессам, необходимо определить суточный расход энергии. За единицу измерения энергии человека принято считать килокалорию.

В течение суток человек тратит энергию на работу внутренних органов (сердца, пищеварительного аппарата, легких, печени, почек и т.д.), теплообмен и выполнение общественно полезной деятельно­сти (работа, учеба, домашний труд, прогулки, отдых). Энергия, затрачиваемая на работу внутренних органов и теплообмен, называется основным обменом. При температуре воздуха 20° С, полном покое, натощак основной обмен составляет 1 ккал в 1ч на 1 кг массы тела человека. Следовательно, основной обмен зависит от массы тела, а также от пола и возраста человека.

Для определения суточного расхода энергии человека введен ко­эффициент физической активности (КФА) — это соот­ношение общих энергозатрат на все виды жизнедеятельности человека с величиной основного обмена.

Коэффициент физической активности является основным физиологическим критерием для отнесения населения к той или иной трудовой группе в зависимости от интенсивности труда, т.е. от энергозатрат, разработан Институтом питания АМН в 1991 г.

Коэфициент физической активности КФА

Мужчины		Женщины
Группа труда	КФА		Группа труда	КФА
I II III IV V	1,4 1,6 1,9 2,2 2,4		I II III IV -	1,4 1,6 1,9 2,2

Суточный расход энергии зависит от вида труда, связанного с мышечной деятельностью человека.

В зависимости от характера трудовой деятельности все трудовое население по интенсивности труда делят на пять групп.

Для расчета суточного расхода энергии необходимо ве­личину основного обмена (соответствующую возрасту и массе тела человека) умножить на коэффициент физической активности (КФА) определенной группы населения.

I группа — работники преимущественно умственного труда, очень легкая физическая активность, КФА-1,4: научные работники, сту­денты гуманитарных специальностей, операторы ЭВМ, контролеры, педагоги, диспетчеры, работники пультов управления, медработни­ки, работники учета, секретари и т.д. Суточный расход энергии в зависимости от пола и возраста составляет 1800—2450 ккал.

II группа — работники, занятые легким трудом, легкая физичес­кая активность, КФА-1,6: водители транспорта, работники конвейе­ров, весовщицы, упаковщицы, швейники, работники радиоэлект­ронной промышленности, агрономы, медсестры, санитарки, работ­ники связи, сферы обслуживания, продавцы промтоваров и др. Суточный расход энергии в зависимости от пола и возраста состав­ляет 2100-2800 ккал.

 III группа — работники средней тяжести труда, средняя физическая активность, КФА-1,9: слесари, наладчики, настройщики, станочники, буровики, водители экскаваторов, бульдозеров, угольных комбайнов, автобусов, врачи-хирурги, текстильщики, обувщики, железнодорожники, продавцы продтоваров, водники, аппаратчики, металлурги-доменщики, работники химзаводов, работники общественного питания и др. Суточный расход энергии в зависимости от пола и возраста составляет 2500—3300 ккал.

IV группа — работники тяжелого физического труда, высокая физическая активность, КФА-2,2: строительные рабочие, помощни­ки буровиков, проходчики, хлопкоробы, сельхозрабочие и механи­заторы, доярки, овощеводы, деревообработчики, металлурги, ли­тейщики и др. Суточный расход энергии в зависимости от пола и возраста составляет 2850—3850 ккал.

V  группа — работники особо тяжелого физического труда, очень высокая физическая активность, КФА-2,4: механизаторы и сельхоз­ рабочие в посевной и уборочный периоды, горнорабочие, вальщики леса, бетонщики, каменщики, землекопы, грузчики немеханизированного труда, оленеводы и др. Суточный расход энергии в зависи­мости от пола и возраста составляет 3750—4200 ккал.

Тесты и задания

1. Выделение энергии происходит в результате

А. окисления сложных органических веществ на более простые вещества;

Б. распада веществ клетки с освобождением энергии;

В. образования в клетке веществ с накоплением энергии;

Г. всасывания веществ в кровь;

Д. переваривания пищи;

2. Расход питательных веществ организмом-

А. ассимиляция;

Б. диссимиляция;

В. трансляция;

Г. анаболизм;

Д. метаболизм;

3. Процесс накопления питательных веществ и энергии в организме-

А.ассимиляция;

Б. диссимиляция;

В. трансляция;

Г. катаболизм;

Д. метаболизм;

4. Обмен веществ находится в прямой зависимости от…

А. количества потребляемой пищи;

Б. качественного состава продуктов;

В. расхода энергии;

Г. накопления энергии;

Д. расхода питательных веществ;

5. У людей пожилого возраста наблюдается

А. равновесие в обмене веществ;

Б. преобладание процесса ассимиляции;

В. преобладание процесса диссимиляции;

Г. снижение интенсивности всех процессов;

Д. снижение процесса ассимиляции

6. Обмен веществ в организме человека регулируется

А. Сердечнососудистой системой;

Б. желудочно-кишечным трактом;

В.центральной нервной системой;

Г. опорно-двигательной системой;

Д. дыхательной системой.

7.На белковый обмен в организме человека влияет

А. гормон щитовидной железы;

Б. гормон надпочечников;

В. гормон поджелудочной железы;

Г. гормон гипофиза;

Д. гормон гипоталамуса

1. Единица измерения энергии человека

А. килограмм;

Б. килопаскаль;

В. киловатт;

Г. килоньютон;

Д. килоджоуль.

1. В зависимости от характера трудовой деятельности работники пищевой и легкой промышленности по интенсивности труда относятся

А. к первой группе;

Б. ко второй группе;

В. к третей группе;

Г. к четвертой группе;

Д. к пятой группе.

10. Суточный расход энергии инженерно-технических работников составляет:

А. 3900-4300 ккал.

Б. 2500-3200 ккал.

В. 2900-3700 ккал.

Г.2200-2800 ккал.

Д. 2350-3000 ккал.

Задание №1. Процесс обмена веществ складывается из обмена следующих веществ:

1. белков;

2. жиров;

3. жирных кислот;

4. углеводов;

5. аминокислот;

6. минеральных веществ;

7. гликогена;

8. витаминов;

9. глицерина;

10.водного обмена

Задание №2. Метаболизм организма состоит из процессов ассимиляции и диссимиляции. Постройте правильную схему протекание процесса метаболизма.

Ассимиляция

Диссимиляция

Питательные вещества

Остатки

Продукты синтеза

Продукты расщепления

Задание №3.

При повышенных физических на­грузках, голодании, тяжелых заболеваниях преобладает ……………………….., что приводит к расходу питательных веществ и поху­данию человека.

Обмен веществ в организме человека регулируется центральной нервной системой непосредственно и через гормоны, вырабатывае­мые железами внутренней секреции. Так, на белковый обмен влияет гормон ……………………….. (тироксин), на углеводный — гормон …………………………….. (инсулин), на жировой обмен — гормоны …………………………………………...

Процессы диссимиляции и ассимиляции протекают одновременно, в тесном взаимодействии и имеют общее название — …………………………

. За единицу измерения энергии человека принято считать ……………………….

Задание №4. Определите соответствующие группы по характеру трудовой деятельности

1 - работники преимущественно умственного труда, научные работники, сту­денты гуманитарных специальностей, контролеры, педагоги, работники пультов управления, медработни­ки, работники учета, секретари и т.д.

5 - механизаторы и сельхоз­ рабочие в посевной и уборочный периоды, горнорабочие, вальщики леса, бетонщики, каменщики, землекопы, грузчики немеханизированного труда, оленеводы и др.

4 - строительные рабочие, помощни­ки буровиков, проходчики, хлопкоробы, сельхозрабочие и механи­заторы, доярки, овощеводы, деревообработчики, металлурги, ли­тейщики и др.

3 - слесари, наладчики, настройщики, станочники, буровики, водители экскаваторов, бульдозеров, угольных комбайнов, автобусов, врачи-хирурги, текстильщики, обувщики, железнодорожники, продавцы продтоваров, водники, аппаратчики, металлурги-доменщики, работники химзаводов, работники общественного питания и др.

2 - водители транспорта, работники конвейе­ров, весовщицы, упаковщицы, швейники, работники радиоэлект­ронной промышленности, агрономы, медсестры, санитарки, работ­ники связи, сферы обслуживания, продавцы промтоваров и др.

Задание №5

Определить суточный расход энергии по виду деятельности

.