Шпаргалка по "Физиология человека"

 

10.Обмен липидов.

Липиды – нерастворимые  в воде вещества, которые можно  извлечь из клеток органическими  растворителями: эфиром, хлороформом  или бензолом.

Основные функции  жиров/липидов в организме:

– участие в  энергетическом обмене (при окисление 1 г жира из жирового депо выделяется 9,3 ккал);

– предшественники  стероидных гормонов (простагландинов, тромбоксана,   лейкотриенов и  др.);

– источники  некоторых пластических веществ, желчных  кислот, холестерина;

– растворение  жирорастворимых питательных веществ (напр.витаминов);

– терморегуляция (изолирующие свойства жировой клетчатки, расщепление с выделением воды для  повышения потоотделения при  высоких физических нагрузках);

– участие в  синтезе фосфолипидов клеточных  мембран.

Обмен жиров. Основная группа пищевых жиров – триглицериды. Жиры, поступившие с пищей, гидролизуются  в 12-перстной кишке под действием  липазы поджелудочного сока, эмульгируются  желчью и  всасываются в тонком кишечнике в виде жирных кислот, глицерола, холестерина, изолецитина (компонент  фосфолипидов). В энтероцитах (клетках  тонкого кишечника) происходит ресинтез, т.е. из поступивших веществ образуются собственные жиры более низкой плотности  и откладываются в аппарате Гольджи, откуда путем эндоцитоза покидают кишечную  клетку и с током крови разносятся к клеткам и тканям организма. Депонированный жир может использоваться для дыхания через превращение  в глюкозу (глюконеогенез) или через  гликолиз до жирных кислот и глицерола  и участии глицерола в реакциях фосфорилирования,  также анаэробного  окисления жирных кислот. При окислении  одной молекулы глицерола в процессе аэробного дыхания образуется 19 молекул АТФ, при окислении жирных кислот (напр. олеиновой) – 147 молекул  АТФ. Поэтому 50 % всех энергетических затрат сердечной мышцы, печени, почек, скелетных  мышц (в покое) покрывается за счет окисления жирных кислот. Жиры могут  образоваться из глюкозы (глюконеогенез), однако обратно в глюкозу может  переходить только глицерол (10 % от общей  массы жира).

Особая роль в  жировом обмене принадлежит печени, где гепатоциты (клетки печени) участвуют  в превращении в жиры избытка  углеводов, поглощают из крови и  расщепляют холестерол и фосфолипиды, а в случае надобности их синтезируют, образуют глобулины для транспорта липидов.

 

11.Обмен углеводов.

Углеводы –  органические вещества с общей формулой Сх(Н2О)у , являются альдегидами или  кетонами, в их молекулах всегда есть несколько гидроксильных групп. Углеводы легко окисляются, являясь  мощными восстановителями, поэтому  в организме выполняют энергетическую функцию, а также входят в состав сложных соединений (гормонов, ферментов  и т.д.). Кроме того, глюкоза –  единственный источник энергии для  нервных клеток, клеток мозгового  вещества почек и эритроцитов.

Сложные углеводы пищи гидролизуются в ЖКТ и  всасываются в тонком кишечнике  и поступают в кровь в виде мономеров- моносахаридов. Основную энергетическую функцию несет глюкоза, которая  является основой углеводного обмена (аэробного и анаэробного дыхания  с выделением энергии). Глюкоза вступает в биохимические реакции сразу  же после поступления в организм, т.е. является «текущим» источником энергии обменных процессов. При  окислении  1 г глюкозы выделяется энергия, эквивалентная 4,1 ккал. Содержание глюкозы в крови остается постоянным даже при избыточном ее поступлении  с пищей вследствие гормональной регуляции поджелудочной железы (гормон гликоген стимулирует процесс  гликогенеза – перевод «лишней» глюкозы в гликоген, а гормон глюкогон – расщепление гликогена до глюкозы  при недостатке ее в крови). Таким  образом, «обменный запас» глюкозы  откладываются в виде животного  крахмала- гликогена в печени и  мышцах (около 200 г), остальные избытки  превращаются в жиры и откладываются  в жировой клетчатке.

Потребность в  углеводах. Норма суточного потребления  – 500 г, определяется степенью физической активности человека.

 

12.Обмен минеральных солей и  воды.

Вода – самый  необходимый компонент питания. При достаточном потреблении  воды человек может обходиться без  пищи 2 месяца, без воды – 5–7 суток. Вода составляет 1/2  или 2/3 массы тела, в зависимости от возраста. Потребность  в воде – 2,5 литра в сутки.   В процессе   метаболизма  добавляется  еще  около      300 мл метаболической воды, которая образуется при окислении  липидов и углеводов. В жировой  ткани лишь 10 % воды. Поэтому у  худых людей вода составляет 75 % , а у полных – 45 % массы тела.

Функции воды:

1) перенос и  растворение питательных веществ,  кислорода, тепла, метаболитов  и гормонов;

2) основа межклеточной  жидкости, лимфы, плазмы крови;

3) входит в  состав клеток и клеточных  органелл;

4) гомеостаз (осмотическое  давление, концентрация и растворение  веществ и продуктов обмена  в жидкостях тела).

Потери воды: 1,8 л/сут  в виде мочи, 0,6 л/сут –  в виде пота, 0,3 л/сут при дыхании, 0,1 л/сут с калом. В условиях повышенного  потоотделения или дисфункции почек  потери многократно возрастают.

Минеральные вещества играют важную роль в обмене веществ. По потребностям организма различают  макро- и микроэлементы.

Макроэлементы – элементы, потребность в которых составляет более      100 мг/сут. К ним относят:

• натрий – главный компонент внеклеточной жидкости, регулирует осмотическое давление, кислотно-щелочной баланс;
• калий – компонент внутриклеточной жидкости, регулирует возбудимость клеточных мембран;
• кальций – возбуждение нервных и мышечных клеток, свертывание крови, входит в состав костей и зубов;
• хлор – поддержание осмотического давления, компонент желудочного сока;
• магний – в составе ферментов, костей, зубов, участие в реакциях фосфорилирования (АТФ);
• фосфор – участие в реакциях фосфорилирования в составе молекулы АТФ, АДФ, АМФ, синтезе нуклеиновых кислот, в составе костей и зубов.

Микроэлементы – элементы, потребность в которых составляет менее 100 мг/сут. Наиболее изучена роль следующих ионов:

• железо двухвалентное – в составе гемоглобина и цитохромов (катализаторов реакций в дыхательной цепи аэробного дыхания), перенос кислорода крови;
• медь – в составе ферментов, участие в процессе аэробного дыхания;
• йод – компонент гормонов щитовидной железы (трийодтиронина и тироксина);
• хром – участие в углеводном обмене в составе дыхательных пигментов;
• марганец, молибден, селен, цинк – в составе ферментов;
• фтор – повышает твердость костей и зубов.

 

13.Витамины, их классификация и   функциональное значение.

Витамины участвуют  в ферментативных реакциях  и  необходимы для нормального метаболизма. Витамины бывают жиро- и водорастворимые.

Функции витаминов в организме

1. Жирорастворимые:

• А (ретинол) – в составе зрительных пигментов (родопсина), рост эпителия и нервных тканей;
• Д (кальцийферолы) – регуляция обмена кальция и фосфора в костной ткани.
• Е(токоферолы и токотриенолы) – антиоксиданты, поддержание репродуктивной функции;
• К – активатор свертывания крови;
• F (незаменимые жирные кислоты) – обмен веществ;

2. Водорастворимые

• В1 (тиамин) – окисление глюкозы (анаэробное дыхание);
• В2 (рибофлафин)- перенос электронов (тканевое дыхание);
• В3 (пантотеновая кислота) – окисление глюкозы (анаэробное дыхание), синтез жирных кислот;
• В6 (пиридоксин) – белковый обмен;
• В9(фолиевая кислота) – биосинтез пуриновых и пиримидиновых оснований для ДНК и РНК;
• В12 (кобаламин) – синтез метионина, участие в белковом обмене;
• РР (никотиновая кислота) – участие в окислительно-восстановительных реакциях;
• С (аскорбиновая кислота) – антиоксидант, синтез коллагена, катаболизм тирозина, не накапливается в организме, поэтому необходимо ежедневное поступление 100–120 мг/сут;
• Н (биотин) – синтез белков, жирных кислот, нуклеиновых кислот;
• Р (рутин) – стабилизация соединительных тканей;

При недостатке витаминов в пище развивается  гиповитаминоз (авитаминоз), который  проявляется в разнообразных  нарушениях (напр. цинга при недостатке витамина С; ксерофтальмия при недостатке витамина А). При избытке витаминов  развивается гипервитаминоз, также  ведущий к различным нарушениям обмена веществ.

 

14.Превращение энергии и общий  обмен веществ. Механизмы регуляции.

 

Общий обмен веществ  – энергозатраты на осуществление  обычной жизнедеятельности. Основной потребитель энергии – скелетные  мышцы, которые получают ее в виде глюкозы, лактата, кетоновых тел, свободных  жирных кислот из плазмы крови или  собственной цитоплазмы. В положении  сидя общий обмен составляет 140 % к величине основного обмена, в  положении стоя  170 %, в положении  лежа – 110 %. Это так называемый «обмен покоя». При выполнении какой либо физической нагрузки (работы) энергозатраты  на общий обмен возрастают. Легкая канцелярская работа увеличивает расход энергии в два раза к уровню основного обмена, ходьба – в 3 раза, половой акт – в 4 раза, бег  трусцой – в 18 раз, кратковременные  максимальные физические нагрузки –  в 20 раз.

КПД организма  при использовании энергии (энергии  химических связей) составляет 25 %. Остальная  часть тратится на поддержание температуры  тела и теплопотери.

В результате метаболизма  организм способен накапливать (аккумулировать) энергию в виде химических связей запасающих веществ – белков, жиров  и гликогена. При использовании 2000 ккал/сут запасов этой энергии  достаточно для 7 недель полного голодания (запаса жиров – на 40 суток, гликогена  и глюкозы крови – на 1 сутки, белка – на 6 суток).

 

15.Основной обмен.

Основной обмен  –- энергозатраты на поддержание  самого процесса жизни (натрий-калиевый насос, сокращение сердца, перистальтика  кишечника, дыхательные движения и  т.д.) без накопления запасающих веществ. Интенсивность обмена (скорость метаболизма) принято измерять в ккал/мин, ккал/час, ккал/сут. Величина основного обмена зависит от площади поверхности  тела, веса, пола, возраста, генетических особенностей. Например,  для мужчины  весом 70 кг величина основного обмена составит 1,1 ккал/мин или 1 ккал/кг в  час, или 70 ккал/час, или 1600–1700 ккал/сут. Снижение основного обмена возможно при нарушениях обмена веществ или  при длительном голодании. Усиление возможно при повышении скорости метаболизма вследствие приема смешанной  пищи (на 5–15%), гиперфункции гормонов щитовидной железы, курения, холода, поддержания  позы, эмоций, алкоголя, стрессов.

 

16.Дыхательный коэффициент и  его изменения при изменении  физической нагрузки.

 

Дыхательный коэффициент  – это соотношение объема выделяемого  углекислого газа  и поглощаемого за это же время кислорода:

          ДК = Vco2 / Vo2

Для окисления  белков, жиров и углеводов требуется  различное количество кислорода (КЭК  – калорический эквивалент кислорода). Например, при окислении с участием 1 литра кислорода выделяется:

                – из углеводов – 5 ккал;

                – из жиров –  4,6-4,7 ккал;

                – из белка  –  4,5 – 4,6 ккал;

                – при  смешанном питании  – 4,83 ккал.

 Поскольку  окисление жиров, белков и углеводов  (ЖБУ)  в организме происходит  одновременно, необходимо знать  дыхательный коэффициент ДК, который  определяется разной величиной  углекислого газа, образующегося  в реакциях гидролиза ЖБУ:

• При окислении углеводов объем потребляемого кислорода равен объему выделяющегося углекислого газа и  ДК=1:

                             С6Н12О6 +6О2  =  6 СО2 + 6Н2О. 

• При окислении белков: часть поглощенного кислорода не выходит с выдохом, а образует соединения с азотом и выводится с мочой, поэтому объем поглощенного кислорода несколько выше и ДК=0,81.
• При окислении жиров: объем поглощенного кислорода выше, чем выделяемого углекислого газа и ДК= 0,7.

Таким образом, ДК показывает, в каком соотношении  используются в метаболических процессах  жиры, белки и углеводы в данную минуту.

При выполнении тяжелой физической работы накапливающаяся  в мышцах молочная кислота вытесняет  из крови повышенное количество углекислого  газа и его объем в выдохе увеличивается  быстрее, чем потребляется кислород, тогда ДК приближается к 1. При длительной нагрузке при ДК =1,2  наблюдается  ацидоз, человек сильно устает и  прекращает работу.

Исследование  ДК и КЭК проводят с помощью  газоанализаторов, который определяет минутный объем дыхания и концентрацию углекислого газа и кислорода.

 

17. Обмен веществ в покое и при физической нагрузке.

Величина основного  обмена зависит от площади поверхности  тела, веса, пола, возраста, генетических особенностей. Например,  для мужчины  весом 70 кг величина основного обмена составит 1,1 ккал/мин или 1 ккал/кг в  час, или 70 ккал/час, или 1600–1700 ккал/сут. Снижение основного обмена возможно при нарушениях обмена веществ или  при длительном голодании

 

18. Энергозатраты  в покое  и при различных видах профессиональной  деятельности.

В положении сидя общий обмен составляет 140 % к величине основного обмена, в положении  стоя  170 %, в положении лежа – 110 %. Это так называемый «обмен покоя». При выполнении какой либо физической нагрузки (работы) энергозатраты на общий обмен возрастают. Легкая канцелярская работа увеличивает расход энергии  в два раза к уровню основного обмена, ходьба – в 3 раза, половой акт – в 4 раза, бег трусцой – в 18 раз, кратковременные максимальные физические нагрузки – в 20 раз.