Физиология человека и животных.Обмен в

ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ
1
Содержание
 Единицы измерения энергетического обмена.
Параметры обмена веществ. Методы измерения
 Этапы обмена веществ. Виды обмена веществ.
Уровни взаимодействия углеводного, липидного
и белкового обменов. Основы рационального
питания
 Регуляция обмена веществ
 Регуляция обмена белков
 Регуляция обмена липидов
 Регуляция обмена углеводов
 Регуляция водно-солевого баланса
 Особенности обмена веществ и энергии у детей
2

Цель: рассмотреть процессы обмена веществ и энергии
в организме

Задачи:
1. Охарактеризовать единицы измерения и методы оценки
обмена веществ и энергии.
2. Рассмотреть:
- процессы анаболизма и катаболизма белков, жиров,
углеводов;
- процессы обмена воды и минеральных веществ;
- механизмы регуляции обмена веществ и энергии в
организме.
3. Разобрать основы рационального питания.
4. Рассмотреть особенности обмен вещест и энергии
детского организма.
Калория:
– количество теплоты, которое затрачивается
на
нагревание
атмосферном
1
мл
давлении
воды
на
101,325
1°C
кПа
при
(1
атмосфера);
– единица количества работы и энергии.
ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ
4
Единицы измерения энергетического обмена. Параметры обмена
веществ. Методы измерения
Джоуль:
– это работа, которая совершается при перемещении
точки приложения силы, равной одному ньютону, на
расстояние одного метра в направлении действия силы.
ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ
5

1
ньютон
(Н)
равен
силе,
которая
сообщает телу массой 1 кг ускорение 1
м/с2 в направлении действия силы:
1 Н = 1 кг  м/с2).

Соответственно:
1 Дж = кгм²/с² = Нм = Втс.


1 кДж ~ 0,24 ккал.
1 ккал ~ 4,19 кДж
Единицы измерения энергетического обмена. Параметры
обмена веществ. Методы измерения
Метод прямой калориметрии
Формула расчета количества выделившегося
тепла:
Q = c  m  (t2 – t1),
где: с – теплоемкость воды, равная 1;
m – количество воды в камере;
t2 и t1 – конечная и начальная температура воды.
ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ
8
Единицы измерения энергетического обмена. Параметры обмена
веществ. Методы измерения
Параметры, используемые в методе непрямой
калориметрии:
−
количество поглощенного кислорода;
− ДК – дыхательный коэффициент (отношение
объема выделенного углекислого газа к объему
потребленного кислорода);
9
Единицы измерения энергетического обмена. Параметры обмена
веществ. Методы измерения
Параметры, используемые в методе непрямой
калориметрии:
−
КЭО2
–
калорический
определяется
как
образуется
организме
в
эквивалент
количество
при
кислорода,
энергии,
которое
потреблении
1л
кислорода.
− КЭО2 при окислении белков составляет ~ 4,5 ккал
(18,7 к Дж),
при окислении жиров – ~ 4,7 ккал (19,8 к Дж),
при окислении углеводов – ~ 5 ккал (21 к Дж).
10
Этапы обмена веществ. Виды обмена веществ. Уровни взаимодействия
углеводного, липидного и белкового обменов.
Основы рационального питания
Обмен веществ и энергии (метаболизм):
совокупность всех химических
протекающих в организме;
–
реакций,
– совокупность всех процессов превращения
веществ и энергии в организме, а также обмен
веществами и энергией между организмом и
окружающей средой.
ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ
11



Основной обмен
Рабочая прибавка
Поправочный коэффициент
- процессы мембранного транспорта,
- функционирование нервной системы,
- работа внутренних органов,
- поддержание температурного баланса.


Умственная деятельность
Физическая деятельность
- процессы переваривания пищи (секреция,
моторика, всасывание);
- динамическая составляющая пищи:
 белки - 25−30%,
 углеводы, жиры - 10%.
ОО + РП + ПК
Группы населения, разделенные по коэффициенту
физической активности и суточному расходу энергии
Группа
Особенности
профессии
Первая
Умственный труд
1,4
Вторая
Легкий физический труд
1,6
Третья
Физический труд
средней тяжести
1,9
12360 – 13827
(2950 – 3300)
Тяжелый физический
труд
2,2
14246 – 16131
(3400 – 3850)
Особо тяжелый
физический труд
2,5
16131 – 17598
(3850 – 4200)
Четверта
я
Пятая
Коэффициент
Суточный
физической расход энергии
активности
кДж (ккал)
9799 – 10265
(2100 – 2450)
10475 – 11732
(2500 – 2800)
18
общее количество суточных энергозатрат
______________________________________________________________________
величина основного обмена
Этапы обмена веществ. Виды обмена веществ. Уровни взаимодействия
углеводного, липидного и белкового обменов.
Основы рационального питания
Обмен веществ и энергии (метаболизм)
ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ
20
Этапы обмена веществ. Виды обмена веществ. Уровни взаимодействия
углеводного, липидного и белкового обменов.
Основы рационального питания
Катаболизм (диссимиляция)
ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ
21
Этапы обмена веществ. Виды обмена веществ. Уровни взаимодействия
углеводного, липидного и белкового обменов.
Основы рационального питания
Анаболизм (ассимиляция)
ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ
22
Этапы обмена веществ. Виды обмена веществ. Уровни взаимодействия
углеводного, липидного и белкового обменов.
Основы рационального питания
Процессы анаболизма и катаболизма
23
Анаболизм
1)процессы обновления клеток и тканей,
2)процессы роста и развития,
3)осуществление
транспорта
веществ
через
мембрану и др.
24
Общая схема катаболизма и анаболизма белков,
жиров, углеводов
ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ
25


АТФ
НАДФН
Ценность продуктов питания
27
29
Функции белков
1) строительная;
2) ферментативная;
3) транспортная;
4) сократительная;
5) защитная;
6) рецепторная и др.




Поступивший белок = Разрушенный белок
Разрушенный белок - количество выделяемого
азота.
100г Б – 16г N2
23г Б – 3,7г N2 (сутки)


Положительный азотистый баланс (в
период роста, беременности, во время
интенсивных физических нагрузок)
Отрицательный азотистый баланс (при
белковом
голодании,
при
питании
неполноценными белками)
Расщепление жиров в процессе пищеварения
34
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Триглицериды (глицерин + свободные
жирные кислоты)
Клетки кишечного эпителия
Хиломикроны (лимфа → кровь)
Печень (липиды)
Липопротеины
Ткани организма
Эндоцитоз
Лизосомы
1) энергетическая;
2) структурная;
3) защитная;
4) запасающая (в подкожной жировой клетчатке, в
брюшной полости, в мышцах);
5) липиды являются источниками эндогенной воды.
Количество запасающегося жира:
- количество пищи,
- характер питания,
- конституция.
Углеводы → Жиры.
Схема превращений углеводов в пищеварительной
системе
39
1)
2)
структурная,
энергетическая.
Схема катаболизма глюкозы
41
Метаболизм глюкозы
42



Норма - около 5,5 ммоль/л.
Гипергликемия.
Глюкозурия.
Обмен белков, жиров, углеводов
44
~ 73 – 76% (1/2 – 1/3) массы тела.
1)
2)
3)
4)
входит в состав протоплазмы клеток, плазмы
крови, межклеточной жидкости,
участвует в процессах транспорта веществ и
тепла, в поддержании осмотического
давления,
в водной среде протекают процессы обмена
веществ,
является растворителем различных веществ
и т.д.



Потребление – около 2,5 л воды (1,2 л - при
питье, около 1 л - с пищей и 0,3 л воды является
эндогенной).
Выделение - около 2,8 л воды.
Недостаточное
поступление
(повышенное
выделение) → дегидратация → сгущение крови
→ нарушение процессов кровообращения.






натрий
калий
хлор
кальций
фосфор
магний




железо
йод
медь
марганец, фтор, хром, молибден, цинк,
селен.
Суточная потребность в витаминах
В1 (тиамин)
Суточная
потребность
1 – 2 мг
В2 (рибофлавин)
2 – 4 мг
В3 (пантотеновая кислота)
10 мг
В6 (пиридоксин)
2 мг
Вс (фолиевая кислота)
200 мкг
В12 (кобаламин)
2 – 5 мкг
РР (никотиновая кислота)
15 – 25 мг
С (аскорбиновая кислота)
100 – 120 мг
Н (биотин)
150 – 200 мкг
А (ретинол)
1 – 2 мг
Д (антирахитический)
12 – 25 мкг
К (антигеморрагический)
20 – 30 мг
Витамины
50



Гиповитаминоз
Авитаминоз
Гипервитаминоз



Пища = Энергозатраты + Пластичекие
процессы
Пища = Качество + Количество
Б : Ж : У = 1 : 1,2 : 4,6.


У - 400 – 500 г,
Ж и Б – 80–100 г.




Незаменимые
аминокислоты
(валин,
лейцин,
изолейцин,
триптофан,
фенилаланин,
метионин,
треонин,
аргинин, гистидин, лизин).
Полноценные и неполноценные белки.
1 г / кг /сут.
55–60%
белки
животного
происхождения.


Незаменимые (ненасыщенные) жирные
кислоты:
линолевая, линоленовая, арахидоновая.
Арахидоновая к-та → тканевые или
местные
гормоны
–
эйкозаноиды
(простагландины,
простациклины,
лейкотриены, тромбоксаны).


Не менее 30% общего жира – растительные
жиры.
Витамины, макро- и микроэлементы.





гипоталамус,
лимбическая система,
кора больших полушарий,
содержание
в
крови
промежуточных
продуктов обмена (в частности, глюкозы и
жирных кислот),
гормоны.






Гормон гипофиза соматотропин (гормон
роста).
Гормоны щитовидной железы – тироксин и
трийодтиронин.
Гормон поджелудочной железы инсулин.
Гормоны яичников эстрогены (матка).
Мужские половые гормоны андрогены
(различные ткани, мышцы).
Гормоны коркового слоя надпочечников –
глюкокортикоиды (печень).


Гормоны коркового слоя надпочечников –
глюкокортикоиды (большинство тканей)
Аминокислоты → глюконеогенез.




Гипоталамус.
Концентрация жирных кислот в крови.
Концентрация глюкозы в крови (липолиз или
липогенез).
ВНС.



Гормон гипофиза соматотропин
Гормоны мозгового слоя надпочечников –
адреналин и норадреналин
Гормон щитовидной железы тироксин


Гормоны коркового слоя надпочечников
глюкокортикоиды (торможение липолиза)
Гормон поджелудочной железы – инсулин
–
Рецепторы к глюкозе:
кровеносные сосуды, печень, поджелудочная
железа, гипоталамус.
 Стимуляция
продолговатого
мозга,
гипоталамуса, коры больших полушарий →
гипергликемия.

Инсулин
 Контринсулярные гормоны:
глюкагон,
адреналин,
тироксин
трийодтиронин, соматотропин.
 GLUT

и
Вазопрессин (АДГ):
осмо-, волюмо-, барорецепторы.
Альдостерон
Натрийуретический гормон сердца
Паратгормон, кальцитонин
1.
2.
3.
4.
Анаболизм
преобладает
над
катаболизмом.
Положительный азотистый баланс.
Наличие бурого жира у новорожденного
(теплопродукция).
Повышенное содержание глюкагона в
крови.