AIVAN JA ENERGIAN FYSIOLOGIA

Aineenvaihdunta kehossa. Ravinteiden plastinen ja energinen rooli

Jatkuva aineiden ja energian vaihto kehon ja ympäristön välillä on sen välttämätön edellytys

olemassaolosta ja heijastaa niiden yhtenäisyyttä. Tämän vaihdon ydin on, että ruuansulatusmuutosten jälkeen elimistöön tulevat ravintoaineet käytetään muovimateriaalina. Näiden muutosten aikana syntyvä energia täydentää kehon energiakustannuksia. Kehon monimutkaisten tiettyjen aineiden synteesi

Ruoansulatuskanavasta vereen imeytyviä yksinkertaisia ​​yhdisteitä kutsutaan assimilaatioksi tai anabolismiksi, ja kehon aineiden hajoamista lopputuotteiksi, johon liittyy energian vapautumista, kutsutaan dissimilaatioksi tai kataboliksi. Nämä kaksi prosessia liittyvät erottamattomasti toisiinsa. "Assimilaatio varmistaa energian kertymisen, ja dissimilaatiossa vapautuva energia on välttämätöntä aineiden synteesiä varten. Anabolismi ja katabolismi yhdistyvät yhdeksi prosessiksi ATP:n ja NADP:n avulla. Niiden avulla saadaan aikaan energia, joka syntyy aineenvaihdunnan tuloksena. dissimilaatio siirretään assimilaatioprosesseihin Proteiinit ovat pääosin muovimateriaalia Ne ovat osa solukalvoja, organelleja. Proteiinimolekyylit uusiutuvat jatkuvasti. Mutta tämä uusiutuminen ei tapahdu pelkästään ruokaproteiinien ansiosta, vaan myös kehon omien proteiinien kierrätyksen kautta. Proteiineja muodostavista 20 aminohaposta välttämättömiä on 10. Eli ei niitä voi muodostua elimistössä Proteiinien hajoamisen lopputuotteita ovat typpeä sisältävät yhdisteet kuten urea, virtsahappo, kreatiniini Proteiiniaineenvaihdunnan tila arvioidaan typpitasapainolla. Tämä on suhde typpimäärästä, joka ruokaproteiinien mukana tulee ja typpeä sisältävien aineenvaihduntatuotteiden mukana elimistöstä erittyy. Proteiini sisältää noin 16 g typpeä, joten 1 g typen vapautuminen viittaa 6,25 g proteiinia kehossa. Jos vapautuvan typen määrä on yhtä suuri kuin kehon absorboima määrä, syntyy typpitasapaino. Jos typpeä tulee enemmän kuin typpeä, sitä kutsutaan positiiviseksi typpitaseeksi. Typpiretentio tapahtuu kehossa. Positiivinen typpitase havaitaan kehon kasvun aikana, toipuessaan vakavasta sairaudesta, johon liittyy painonpudotus, ja pitkäaikaisen paaston jälkeen. Kun elimistöstä erittyvän typen määrä on suurempi kuin otetun typen määrä, syntyy negatiivinen typpitase. Sen esiintyminen selittyy kehon omien proteiinien hajoamisella. Sitä esiintyy paaston aikana, elintarvikkeiden välttämättömien aminohappojen puutteen, ruoansulatuksen ja proteiinin imeytymisen heikkenemisen sekä vakavien sairauksien aikana. Proteiinioptimimääräksi kutsutaan sitä proteiinimäärää, joka täyttää täysin kehon tarpeet. Minimi, joka varmistaa vain typpitasapainon säilymisen - proteiiniminimi. WHO suosittelee proteiinin saantia vähintään 0,75 g painokiloa kohden päivässä. Proteiinien energiarooli on suhteellisen pieni.

Kehon rasvat ovat triglyseridejä, fosfolipidejä ja steroleja. Niillä on myös tietty plastinen rooli, koska fosfolipidit, kolesteroli ja rasvahapot ovat osa solukalvoja ja organelleja. Heidän pääroolinsa on energinen. Lipidien hapettuminen vapauttaa eniten energiaa, joten noin puolet kehon energiankulutuksesta saadaan lipideistä. Lisäksi ne ovat kehon energian kerääjä, koska ne varastoidaan rasvavarastoihin ja käytetään tarpeen mukaan. Rasvavarastot muodostavat noin 15 % kehon painosta. Sisäelimiä peittävä rasvakudos suorittaa myös plastisen toiminnon. Esimerkiksi perinefrinen rasva auttaa kiinnittämään munuaisia ​​ja suojaamaan niitä mekaaniselta rasitukselta. Lipidit ovat veden lähteitä, koska 100 g rasvaa hapettamalla syntyy noin 100 g vettä. Erityisen toiminnon suorittaa ruskea rasva, joka sijaitsee suurten alusten varrella. Sen rasvasoluissa oleva polypeptidi estää ATP:n uudelleensynteesiä lipidien kustannuksella. Tämän seurauksena lämmöntuotanto lisääntyy jyrkästi. Välttämättömät rasvahapot - linoli-, linoleeni- ja arakidonihappo - ovat erittäin tärkeitä. Niitä ei muodostu kehossa. Ilman niitä solufosfolipidien synteesi, prostaglandiinien muodostuminen jne. on mahdotonta. Niiden puuttuessa kehon kasvu ja kehitys viivästyvät.

Hiilihydraateilla on pääasiassa energiarooli, koska ne toimivat solujen pääasiallisena energialähteenä.

Neuronien tarpeet tyydytetään yksinomaan glukoosilla. Hiilihydraatit varastoituvat maksassa glykogeeninä

ja lihaksia. Hiilihydraatilla on tietty plastinen merkitys. Glukoosi on välttämätön nukleotidien muodostumiselle

ja joidenkin aminohappojen synteesi.

Kehon energiatasapainon mittausmenetelmiä

Ruoan mukana kehoon tulevan energian ja kehon aikana vapautuvan energian välinen suhde

ulkoista ympäristöä kutsutaan organismin energiatasapainoksi. On olemassa 2 menetelmää allokoidun määrän määrittämiseen

energian runko.

1. Suora kalorimetria. Suoran kalorimetrian periaate perustuu siihen, että kaikki energiatyypit muunnetaan lopulta lämmöksi. Siksi suoralla kalorimetrialla määritetään kehon ympäristöön vapauttaman lämmön määrä aikayksikköä kohti. Tätä tarkoitusta varten käytetään erityisiä kammioita, joissa on hyvä lämmöneristys ja lämmönvaihtoputkijärjestelmä, joissa vesi kiertää ja lämmitetään.

2. Epäsuora kalorimetria. Se koostuu vapautuneen hiilidioksidin ja absorboidun hapen suhteen määrittämisestä aikayksikköä kohti. Nuo. täydellinen kaasuanalyysi. Tätä suhdetta kutsutaan hengityskertoimeksi (RQ). US02 DK=-U02

Hengityskertoimen arvo määräytyy sen mukaan, mikä aine hapettuu kehon soluissa. Esimerkiksi hiilihydraattimolekyylissä on paljon happiatomeja, joten niiden hapettumiseen menee vähemmän happea ja niiden hengityskerroin on 1. Lipidimolekyylissä on paljon vähemmän happea, joten hengityskerroin niiden hapettumisen aikana on 0,7. Proteiinien hengityskerroin on 0,8. Sekaruokavaliossa sen arvo on 0,85-0,9. Hengitysosamäärä tulee suuremmaksi kuin 1 raskaassa fyysisessä työssä, asidoosissa, hyperventilaatiossa ja kehon hiilihydraattien muuttuessa rasvoiksi. Se sattuu olemaan alle 0,7, kun rasvat muuttuvat hiilihydraateiksi. Hengityskertoimen perusteella lasketaan hapen kaloriekvivalentti, ts. energiamäärä, jonka keho vapauttaa kuluttaessaan 1 litra happea. Sen arvo riippuu myös hapettuneiden aineiden luonteesta. Hiilihydraateissa se on 5 kcal, proteiineissa 4,5 kcal, rasvoissa 4,7 kcal. Epäsuora kalorimetria klinikalla suoritetaan "Metatest-2"- ja "Spirolite"-laitteilla.

Kehoon tulevan energian määrä määräytyy ravintoaineiden määrän ja energiaarvon mukaan. Niiden energia-arvo määräytyy palamalla Berthelot-pommissa puhtaan hapen ilmakehässä. Tällä tavalla saadaan fysikaalinen kalorikerroin. Proteineilla 5,8 kcal/g, hiilihydraatilla 4,1 kcal/g, rasvoilla 9,3 kcal/g. Laskennassa käytetään fysiologista kalorikerrointa. Hiilihydraateille ja rasvoille se vastaa fyysistä arvoa ja proteiineille 4,1 kcal/g. Sen pienempi arvo proteiineille selittyy sillä, että elimistössä ne eivät hajoa hiilidioksidiksi ja vedeksi, vaan typpeä sisältäviksi tuotteiksi. BX

Energiamäärää, jonka keho käyttää elintoimintojen suorittamiseen, kutsutaan perusaineenvaihdunnaksi. Tämä on energiankulutusta kehon lämpötilan, sisäelinten, hermoston ja rauhasten toiminnan ylläpitämiseen. Perusaineenvaihdunta mitataan suoralla ja epäsuoralla kalorimetrialla perusolosuhteissa, ts. makuulla rento lihaksilla, mukavassa lämpötilassa, tyhjään vatsaan. Rubnerin ja Richetin 1800-luvulla muotoileman pintalain mukaan perustan suuruus on suoraan verrannollinen kehon pinta-alaan. Tämä johtuu siitä, että suurin osa energiasta kuluu kehon vakiolämpötilan ylläpitämiseen. Lisäksi perusaineenvaihdunnan määrään vaikuttavat sukupuoli, ikä, ympäristöolosuhteet, ravitsemus, umpirauhasten tila ja hermosto. Miesten perusaineenvaihdunta on 10 % korkeampi kuin naisten. Lapsilla sen arvo suhteessa ruumiinpainoon on suurempi kuin aikuisiässä, mutta vanhuksilla se on päinvastoin pienempi. Kylmässä ilmastossa tai talvella se lisääntyy ja vähenee kesällä. Kilpirauhasen liikatoiminnassa se lisääntyy merkittävästi, ja kilpirauhasen vajaatoiminnassa se vähenee. Keskimäärin miesten perusaineenvaihdunta on 1700 kcal/vrk ja naisten 1550 kcal.

Yleinen energia-aineenvaihdunta

Yleinen energia-aineenvaihdunta on perusaineenvaihdunnan, työvoiton ja ruoan erityisen dynaamisen toiminnan energian summa. Työhyöty on fyysisen ja henkisen työn energiankulutusta. Tuotantotoiminnan luonteen ja energiankulutuksen perusteella erotetaan seuraavat työntekijäryhmät:

1. Henkistä työtä tekevät henkilöt (opettajat, opiskelijat, lääkärit jne.). Niiden energiankulutus on 2200-3300 kcal/vrk.

2. Mekanisoitua työtä tekevät työntekijät (kuljetinhihnalla olevat kokoajat). 2350-3500 kcal/päivä.

3. Osittain koneellista työtä tekevät henkilöt (kuljettajat). 2500-3700 kcal/päivä. .

1. Raskaassa ei-mekaanisessa työssä työskentelevät (kuormaajat). 2900-4200 kcal/päivä. Ruoan erityisen dynaaminen vaikutus on energiankulutus ravintoaineiden imeytymiseen. Tämä vaikutus on selkein proteiineissa, vähemmän rasvoissa ja hiilihydraateissa. Erityisesti proteiinit lisäävät energia-aineenvaihduntaa 30 % ja rasvat ja hiilihydraatit 15 %. Ravinnon fysiologinen perusta.

2. Virtatilat. SISÄÄN Iästä, sukupuolesta, ammatista riippuen proteiinien, rasvojen ja hiilihydraattien kulutuksen tulisi olla:

Viime vuosisadalla Rubner muotoili isodynamiikan lain, jonka mukaan ruoka-aineet voidaan vaihtaa energia-arvossaan. Sillä on kuitenkin suhteellinen merkitys, koska plastisen roolin suorittavia proteiineja ei voida syntetisoida muista aineista. Sama koskee välttämättömiä rasvahappoja. Siksi tarvitaan tasapainoista ruokavaliota, joka sisältää kaikki ravintoaineet. Lisäksi on otettava huomioon ruoan sulavuus. Tämä on ulosteeseen imeytyneiden ja erittyneiden ravintoaineiden suhde. Eläintuotteet ovat helpoimmin sulavia. Siksi eläinproteiinin tulee muodostaa vähintään 50 % päivittäisestä proteiiniruokavaliosta, ja rasvojen osuus ei saa ylittää 70 % rasvasta.

Ruokavaliolla tarkoitamme ruuan saannin tiheyttä ja sen kaloripitoisuuden jakautumista kullekin aterialle. Kun ateria on kolme kertaa päivässä, aamiaisen tulee muodostaa 30 % päivittäisestä kalorisaannista, lounaan 50 % ja päivällisen 20 %. Fysiologisemmalla neljällä aterialla päivässä, aamiaiseksi 30%, lounaaksi 40%, iltapäiväpalaksi 10%, illalliseksi 20%. Aamiaisen ja lounaan välinen aika on enintään 5 tuntia, ja illallisen tulee olla vähintään 3 tuntia ennen nukkumaanmenoa. Ruokailuaikojen tulee olla vakioita.

Veden ja mineraalien vaihto

Kehon vesipitoisuus on keskimäärin 73 %. Elimistön vesitasapainoa ylläpidetään tasaamalla kulutettua ja erittynyttä vettä. Päivittäinen vedentarve on 20-40 ml/kg. Noin 1200 ml vettä tulee nesteiden mukana, 900 ml ruoan mukana ja 300 ml muodostuu ravinteiden hapettumisen aikana. Veden vähimmäistarve on 1700 ml. Veden puutteessa tapahtuu kuivumista ja jos sen määrä kehossa vähenee 20%, kuolema tapahtuu. Ylimääräiseen vesiin liittyy vesimyrkytys, johon liittyy keskushermoston stimulaatiota ja kouristuksia.

Natrium, kalium, kalsium, kloori ovat välttämättömiä kaikkien solujen normaalille toiminnalle, erityisesti tarjoamalla mekanismeja kalvopotentiaalin ja toimintapotentiaalin muodostumiselle. Päivittäinen natriumin ja kaliumin tarve on 2-3 g, kalsiumia 0,8 g, klooria 3-5 g. Suuri määrä kalsiumia on luissa. Lisäksi sitä tarvitaan veren hyytymiseen ja solujen aineenvaihdunnan säätelyyn. Suurin osa fosforista on myös keskittynyt luihin. Samalla se on osa kalvon fosfolipidejä ja osallistuu aineenvaihduntaprosesseihin. Sen päivittäinen tarve on 0,8 g. Suurin osa raudasta on hemoglobiinissa ja myoglobiinissa. Se varmistaa hapen sitoutumisen. Fluori on osa hammaskiillettä. Rikki proteiineissa ja vitamiineissa. Sinkki on useiden entsyymien komponentti. Koboltti ja kupari ovat välttämättömiä erytropoieesille. Kaikkien näiden mikroelementtien tarve vaihtelee kymmenistä satoihin mg päivässä.

Aineenvaihdunnan ja energian säätely

Korkeimmat energia-aineenvaihdunnan ja aineenvaihdunnan säätelyn hermokeskukset sijaitsevat hypotalamuksessa. Ne vaikuttavat näihin prosesseihin autonomisen hermoston ja hypotalamuksen ja aivolisäkkeen kautta. ANS:n sympaattinen osasto stimuloi dissimilaatioprosesseja, parasympaattista assimilaatiota. Se sisältää myös vesi-suola-aineenvaihdunnan säätelykeskuksia. Mutta päärooli näiden perusprosessien säätelyssä kuuluu endokriinisille rauhasille. Erityisesti insuliini ja glukagoni säätelevät hiilihydraatti- ja rasva-aineenvaihduntaa. Lisäksi insuliini estää rasvan vapautumista varastosta. Lisämunuaisen glukokortikoidit stimuloivat proteiinien hajoamista. Somatotropiini päinvastoin parantaa proteiinisynteesiä. Mineralokortikoidit natrium kalium. Päärooli energia-aineenvaihdunnan säätelyssä kuuluu kilpirauhashormoneille. Ne tehostavat sitä voimakkaasti. Ne ovat myös pääasiallisia proteiiniaineenvaihdunnan säätelijöitä. Lisää merkittävästi energia-aineenvaihduntaa ja adrenaliinia. Suuri määrä sitä vapautuu paaston aikana.

LÄMPÖSÄÄTELY

Fylogeneettisesti on syntynyt kahdenlaisia ​​kehon lämpötilan säätelyä. Kylmäverisissä tai poikilotermisissä organismeissa aineenvaihduntanopeus on alhainen ja siksi lämmöntuotanto on vähäistä. He eivät pysty ylläpitämään tasaista ruumiinlämpöä ja se riippuu ympäristön lämpötilasta. Haitalliset lämpötilan muutokset kompensoidaan käyttäytymismuutoksilla (lepotila). Lämminverisillä eläimillä aineenvaihduntaprosessien intensiteetti on erittäin korkea ja lämmönsäätelyyn on erityisiä mekanismeja. Siksi niillä on ympäristön lämpötilasta riippumaton aktiivisuustaso. Isotermia takaa lämminveristen eläinten korkean sopeutumiskyvyn. Ihmisillä päivittäinen lämpötilanvaihtelu on 36,5-36,9 astetta. Ihmisen korkein ruumiinlämpö on klo 16.00. Alin kello 4. hänen kehonsa on erittäin herkkä kehon lämpötilan muutoksille. Kun se laskee 27-3 0 °C:seen, vakava

Kaikkien toimintojen heikkeneminen, ja 25°:n pakkasessa kuolee (on raportoitu elinkelpoisuuden säilymisestä 18°C:ssa). Rotille tappava lämpötila on 12°C (erikoismenetelmät 1°C). Kun ruumiinlämpö nousee 40 asteeseen, esiintyy myös vakavia häiriöitä. 42°:ssa voi tapahtua kuolema. Ihmisen lämpötilamukavuusalue on 18-20 astetta. On myös heterotermisiä eläviä olentoja, jotka voivat väliaikaisesti alentaa ruumiinlämpöään (taltioutuneet eläimet).

Lämpösäätely on joukko fysiologisia lämmöntuotto- ja lämmönsiirtoprosesseja, jotka varmistavat kehon normaalin lämpötilan ylläpitämisen. Lämmönsäätö perustuu näiden prosessien tasapainoon. Kehonlämmön säätelyä muuttamalla aineenvaihduntaa kutsutaan kemialliseksi lämmönsäätelyksi. Termogeneesi lisää tahatonta lihastoimintaa vapinana ja tahdonalaisena motorisena toiminnan muodossa. Aktiivisin lämmöntuotanto tapahtuu toimivissa lihaksissa. Raskaalla fyysisellä työllä se kasvaa 500 %. Lämmönmuodostus lisääntyy aineenvaihduntaprosessien kiihtyessä, tätä kutsutaan ei-väreileväksi termogeneesiksi ja sen varmistaa ruskea rasva. Sen solut sisältävät monia mitokondrioita ja erityistä peptidiä, joka stimuloi lipidien hajoamista lämmön vapautuessa. Nuo. hapettumis- ja fosforylaatioprosessit erotetaan toisistaan.

Lämmönsiirto vapauttaa ylimääräistä syntyvää lämpöä ja sitä kutsutaan fysikaaliseksi lämmönsäätelyksi. >"0na tapahtuu lämpösäteilyn kautta, jonka kautta vapautuu 60 % lämmöstä, konvektiolla (15 %),

lämmönjohtavuus (3 °/o), veden haihtuminen kehon pinnalta ja keuhkoista (20 %). Lämmöntuotto- ja lämmönsiirtoprosessien tasapaino varmistetaan hermostuneella ja humoraalisella mekanismilla. Kun ruumiinlämpö poikkeaa normaaliarvoista, ihon, verisuonten, sisäelinten ja ylempien hengitysteiden lämpöreseptorit jännittyvät. Nämä reseptorit ovat sensoristen hermosolujen prosesseja sekä C-tyypin ohuita kuituja. Ihossa on enemmän kylmäreseptoreita kuin lämpöreseptoreita ja ne sijaitsevat pinnallisemmin. Näistä neuroneista tulevat hermoimpulssit kulkevat spinotalamuksen kautta hypotalamukseen ja aivokuoreen. Muodostuu kylmän tai lämmön tunne. Lämmönsäätelykeskus sijaitsee hypotalamuksen takaosassa ja etummaisen hypotalamuksen prepoptialla. Takaosan neuronit tarjoavat pääasiassa kemiallista lämpösäätelyä. Edessä fyysinen. Tässä keskustassa on kolmen tyyppisiä neuroneja. Ensimmäiset ovat lämpötilaherkkiä hermosoluja. Ne sijaitsevat prepoptisella alueella ja reagoivat aivojen läpi kulkevan veren lämpötilan muutoksiin. Samat neuronit ovat läsnä selkäytimessä ja medulla oblongatassa. Toinen ryhmä ovat interneuronit ja saavat tietoa lämpötilareseptoreista ja lämpöreseptorihermosoluista. Nämä neuronit toimivat asetuspisteen ylläpitäjänä, ts. tietty ruumiinlämpö. Toinen osa näistä neuroneista saa tietoa kylmistä, toinen lämpöreseptoreista ja lämpöreseptorihermosoluista. Kolmas neuronityyppi on efferentti. Ne sijaitsevat takaosassa hypotalamuksessa ja säätelevät lämmöntuotantomekanismeja. Lämmönsäätelykeskus vaikuttaa efektorimekanismeihin sympaattisen ja somaattisen hermoston sekä umpieritysrauhasten kautta. Kun kehon lämpötila nousee, ihon, sisäelinten, verisuonten ja hypotalamuksen lämpöreseptorihermosolujen lämpöreseptorit jännittyvät. Niistä tulevat impulssit kulkevat interneuroniin ja sitten efektorihermosoluihin. Efektorihermosolut ovat hypotalamuksen sympaattisia keskuksia. Niiden kiihtymisen seurauksena aktivoituvat sympaattiset hermot, jotka laajentavat ihon verisuonia ja kiihdyttävät hikoilua. Kun kylmäreseptorit ovat innoissaan, havaitaan päinvastainen kuva. Ihon verisuoniin ja hikirauhasiin menevien hermoimpulssien taajuus vähenee, verisuonet kapenevat ja hikoilu estyy. Samaan aikaan sisäelinten verisuonet laajenevat. Jos tämä ei johda lämpötilan homeostaasin palautumiseen, muut mekanismit aktivoituvat. Ensinnäkin sympaattinen hermosto tehostaa katabolisia prosesseja ja siten lämmöntuotantoa. Sympaattisten hermojen päistä vapautuva norepinefriini stimuloi lipolyysiprosesseja. Ruskealla rasvalla on tässä erityinen rooli. Tätä ilmiötä kutsutaan ei-väreileväksi termogeneesiksi. Toiseksi hermoimpulssit alkavat kulkea takaosan hypotalamuksen neuroneista keskiaivojen ja pitkittäisytimen motorisiin keskuksiin. Ne ovat innoissaan ja aktivoivat selkäytimen a-motoneuronit. Tahaton lihastoiminta ilmenee kylmänä vapinana. Kolmas tapa on vahvistaa vapaaehtoista motorista toimintaa. Vastaava käyttäytymismuutos, jonka aivokuori tarjoaa, on erittäin tärkeä. Humoraalisista tekijöistä tärkeimmät ovat adrenaliini, norepinefriini ja kilpirauhashormonit. Kaksi ensimmäistä hormonia lisäävät lyhytaikaista lämmöntuotantoa lipolyysin ja glykolyysin lisääntymisen vuoksi. Pitkäaikaiseen jäähdytykseen sopeutuessa tyroksiinin ja trijodityroniinin synteesi lisääntyy. Ne lisäävät merkittävästi energian aineenvaihduntaa ja lämmöntuotantoa lisäämällä entsyymien määrää mitokondrioissa.

Kehonlämmön laskua kutsutaan hypotermiaksi, nousua kutsutaan hypertermiaksi. Hypotermia tapahtuu, kun olet ylijäähtynyt. Kehon tai aivojen hypotermiaa käytetään kliinisesti pidentääkseen ihmiskehon tai aivojen elinkykyä elvytystoimenpiteiden aikana. Hypertermia tapahtuu lämpöhalvauksen aikana, kun lämpötila nousee 40-41 asteeseen. Yksi lämmönsäätelymekanismien rikkomuksista on kuume. Se kehittyy lisääntyneen lämmöntuotannon ja vähentyneen lämmönsiirron seurauksena. Lämmönsiirto vähenee perifeeristen verisuonten kapenemisen ja hikoilun vähenemisen vuoksi. Lämmöntuotto lisääntyy johtuen bakteeri- ja leukosyyttipyrogeenien, jotka ovat lipopolysakkarideja, vaikutuksesta hypotalamuksen lämmönsäätelykeskukseen. Tähän vaikutukseen liittyy kuumeinen vapina. Toipumisaikana lämpötila palautuu normaaliksi ihon verisuonten laajentumisen ja voimakkaan hikoilun vuoksi.

ERITTITYSPROSESSIEN FYSIOLOGIA

Munuaisten toiminnot. Virtsan muodostumismekanismit Munuaisten parenkyyma erittää aivokuorta ja ydintä. Munuaisen rakenneyksikkö on nefroni. Jokaisessa munuaisessa on noin miljoona nefronia. Jokainen nefroni koostuu Shumlyansky-Bowman-kapselissa sijaitsevasta vaskulaarisesta glomeruluksesta ja munuaistiehyestä. Afferentti arterioli lähestyy glomeruluksen kapillaareja ja efferentti arterioli lähtee siitä pois. Afferentin arteriolin halkaisija on suurempi kuin efferentti. Kortikaalisessa kerroksessa sijaitsevat glomerulukset luokitellaan aivokuoren ja syvälle munuaisiin - juxtamedullar. Virtsan muodostuminen tapahtuu useiden mekanismien kautta.

1. Glomerulaarinen ultrasuodatus. Kapillaarikeräs, joka sijaitsee kapselin ontelossa, koostuu 20-40 kapillaarisilmukasta. Suodatus tapahtuu kapillaarin endoteelikerroksen, tyvikalvon ja kapselin epiteelin sisäkerroksen läpi. Päärooli kuuluu tyvikalvolle. Se on verkosto, jonka muodostavat ohuet kollageenikuidut, jotka toimivat molekyyliseulana. Ultrasuodatus suoritetaan korkean verenpaineen vuoksi glomeruluksen kapillaareissa - 70 - 80 mmHg. Sen suuri arvo johtuu afferentin ja efferentin arteriolien halkaisijaeroista. Veriplasma, jossa on kaikki siihen liuenneet pienimolekyyliset aineet, mukaan lukien pienimolekyylipainoiset proteiinit, suodatetaan kapselin onteloon. Fysiologisissa olosuhteissa suuria proteiineja ja muita suuria kolloidisia plasmahiukkasia ei suodateta. Plasmaan jäävät proteiinit luovat 25-30 mmHg:n onkoottisen paineen, joka estää osan vedestä suodattumasta kapselin onteloon. Lisäksi sitä vaikeuttaa kapselissa olevan suodoksen hydrostaattinen paine 10-20 mmHg. Siksi suodatusnopeus määräytyy tehokkaan suodatuspaineen mukaan. Normaalisti se on: Reff.=Rdk. -(Roem.- Rhydr.) = 70 - (25 + 10) = 35 mmHg. Munakerässuodatusnopeus on 110-120 ml/min. Siksi suodosta tai primäärivirtsaa muodostuu 180 litraa päivässä. 2. Tubulaarinen reabsorptio. Kaikki tuloksena oleva primaarinen virtsa menee Henlen tubuluksiin ja silmukkaan, jossa 178 litraa vettä ja siihen liuenneita aineita imeytyy takaisin. Kaikki eivät palaa veren mukana veden mukana. Kaikki primäärivirtsassa olevat aineet on jaettu kolmeen ryhmään niiden kykynsä perusteella imeytyä takaisin:

1. Kynnys. Normaalisti ne imeytyvät kokonaan takaisin. Näitä ovat glukoosi ja aminohapot.

2. Matala kynnys. Osittain imeytynyt takaisin. Esimerkiksi urea.

3. Ei-kynnys. Ne eivät imeydy takaisin. Kreatiniini, sulfaatit. Kaksi viimeistä ryhmää muodostavat osmoottisen paineen ja aikaansaavat tubulaarista diureesia, ts. Tietyn määrän virtsaa pidättyminen tubuluksiin Glukoosin ja aminohappojen reabsorptio tapahtuu proksimaalisessa kierteisessä tubuluksessa ja se tapahtuu natriumin kuljetusjärjestelmän avulla. Ne kuljetetaan pitoisuusgradienttia vasten. Diabetes mellituksessa verensokeritaso nousee yli eritysrajan ja glukoosia ilmaantuu virtsaan. Munuaisdiabeteksessa glukoosin kuljetusjärjestelmä tubulusepiteelissä on häiriintynyt ja se erittyy virtsaan huolimatta normaalista veren tasosta. Muiden kynnysarvojen ja ei-kynnysten aineiden reabsorptio tapahtuu diffuusion kautta. Välttämättömien ionien ja veden pakollinen reabsorptio tapahtuu proksimaalisessa tubuluksessa, Henlen silmukassa. Valinnainen distaalisessa tubuluksessa. Ne muodostavat pyörivän vastavirtajärjestelmän, koska niissä tapahtuu keskinäistä ionien vaihtoa. Henlen silmukan proksimaalisessa tubuluksessa ja laskevassa raajassa tapahtuu aktiivista suurten määrien natriumionien kuljetusta. Sen suorittaa natrium-kalium-ATPaasi. Natriumin jälkeen suuret määrät vettä imeytyvät passiivisesti takaisin solujen väliseen tilaan. Tämä vesi puolestaan ​​edistää natriumin passiivista uudelleenabsorptiota vereen. Samaan aikaan myös bikarbonaattianionit imeytyvät takaisin. Silmukan laskevassa raajassa ja distaalisessa tubuluksessa suhteellisen pieni määrä natriumia imeytyy takaisin ja sen jälkeen vesi. Tässä nefronin osassa natriumionit imeytyvät takaisin kytketyn natrium-protoni- ja natrium-kalium-vaihdon kautta. Kloori-ionit siirtyvät täällä virtsasta kudosnesteeseen aktiivisen kloorin kuljetuksen avulla. Pienen molekyylipainon proteiinit imeytyvät takaisin proksimaaliseen kierteiseen tubulukseen.

3. Tubuluseritys ja erittyminen. Ne esiintyvät tubulusten proksimaalisessa osassa. Tämä on sellaisten aineiden kuljettamista virtsaan verestä ja putkimaisista epiteelisoluista, joita ei voida suodattaa. Aktiivista eritystä suorittaa kolme kuljetusjärjestelmää. Ensimmäinen kuljettaa orgaanisia happoja, esimerkiksi para-aminohippurihappoa. Toinen on luomupohja. Kolmas on etyleenidiamiinitetraasetaatti (EDTA). Heikkojen happojen ja emästen erittyminen tapahtuu ionittomalla diffuusiolla. Tämä on niiden siirto dissosioitumattomassa tilassa. Heikkojen happojen erittymisen suorittamiseksi on välttämätöntä, että putkimaisen virtsan reaktio on emäksinen ja alkalien erittyminen hapanta. Näissä olosuhteissa ne ovat dissosioitumattomassa tilassa ja niiden vapautumisnopeus kasvaa. Tällä tavalla protoneja ja ammoniumkationeja erittyy. Päivittäinen diureesi on 1,5-2 litraa. Lopullisessa virtsassa on lievästi hapan reaktio pH = 5,0 - 7,0. Ominaispaino vähintään 1,018. Proteiinia enintään 0,033 g/l. Sokeri, ketoaineet, urobiliini, bilirubiini puuttuvat. Punasolut, leukosyytit, epiteeli ovat yksittäisiä soluja näkökentässä. Pylväsepiteeli 1. Bakteereja enintään 50 000/ml. Virtsan muodostumisen säätely.

Munuaisilla on korkea itsesäätelykyky. Mitä alhaisempi veren osmoottinen paine, sitä selvempiä suodatusprosessit ovat ja sitä heikompi takaisinabsorptio ja päinvastoin. Hermosäätely tapahtuu sympaattisten hermojen kautta, jotka hermottavat munuaisten valtimoita. Kun ne ovat virittyneet, efferentit arteriolit kapenevat, verenpaine glomerulaarisissa kapillaareissa, minkä seurauksena tehokas suodatuspaine kasvaa ja glomerulusten suodatus kiihtyy. Myös sympaattiset hermot tehostavat glukoosin, natriumin ja veden imeytymistä. Huumorin säätely tapahtuu ryhmällä tekijöitä.

1. Antidiureettinen hormoni (ADH). Sitä alkaa vapautua aivolisäkkeen takalohkosta, kun veren osmoottinen paine kohoaa ja hypotalamuksen osmoreseptorihermosolut kiihtyvät. ADH on vuorovaikutuksessa keräyskanavien epiteelin reseptoreiden kanssa, jotka lisäävät niissä olevan syklisen adenosiinimonofosfaatin pitoisuutta; cAMP aktivoi proteiinikinaaseja, jotka lisäävät distaalisten tubulusten ja keräyskanavien epiteelin läpäisevyyttä veteen. Tämän seurauksena veden takaisinimeytyminen lisääntyy ja se varastoituu verisuonikerrokseen.

2. Aldosteroni. Stimuloi natrium-kalium-ATPaasin aktiivisuutta ja lisää siten natriumin reabsorptiota, mutta samalla kaliumin ja protonien erittymistä tubuluksiin. Tämän seurauksena virtsan kalium- ja protonipitoisuus kasvaa. Adosteronin puutteessa elimistö menettää natriumia ja vettä.

3. Natriureettinen hormoni tai atriopeptidi. Se muodostuu pääosin vasempaan eteiseen, kun sitä venytetään, sekä aivolisäkkeen etulohkoon ja lisämunuaisten kromafiinisoluihin. Se tehostaa suodatusta ja vähentää natriumin takaisinabsorptiota. Tämän seurauksena natriumin ja kloorin erittyminen munuaisten kautta lisääntyy ja päivittäinen diureesi lisääntyy.

4. Lisäkilpirauhashormoni ja kalsitoniini. Lisäkilpirauhashormoni tehostaa kalsiumin ja magnesiumin imeytymistä ja vähentää fosfaatin imeytymistä. Kalsitoniini vähentää näiden ionien uudelleenabsorptiota.

5. Reniini-angiotensiini-aldosteronijärjestelmä. Reniini on proteaasi, jota tuottavat munuaisten arteriolien juxtaglomerulaariset solut. Reniinin vaikutuksesta angiotensiini I lohkeaa veriplasman proteiinista a2-globuliini-angiotensiinistä, jonka jälkeen reniini muuttaa angiotensiini I:n angiotensiini II:ksi. Tämä on tehokkain vasokonstriktori. Reniinin muodostuminen ja vapautuminen munuaisissa johtuu seuraavista tekijöistä:

a) Verenpaineen lasku.

b) Kiertävän veren määrän väheneminen.

c) kun stimuloidaan sympaattisia hermoja, jotka hermottavat munuaisten verisuonia. Reniinin vaikutuksesta munuaisten valtimot kapenevat ja glomerulaarisen kapillaarin seinämän läpäisevyys heikkenee. Tämän seurauksena suodatusnopeus laskee. Samaan aikaan angiotensiini II stimuloi aldosteronin vapautumista lisämunuaisissa. Aldosteroni tehostaa putkimaista natriumin ja veden takaisinabsorptiota. Veden ja natriumin kertyminen tapahtuu kehossa. Angiotensiinin toimintaan liittyy lisääntynyt aivolisäkkeen antidiureettisen hormonin synteesi. Veden ja natriumkloridin lisääntyminen verisuonikerroksessa, jolla on sama plasmaproteiinipitoisuus, johtaa veden vapautumiseen kudoksiin. Munuaisten turvotus kehittyy. Tämä tapahtuu korkean verenpaineen taustalla.

6. Kallikrein-kinin-järjestelmä. Se on reniini-angiotensiiniantagonisti. Munuaisten verenkierron heikkeneessä kallikreiinientsyymi alkaa muodostua distaalisten tubulusten epiteelissä. Se muuttaa inaktiiviset plasmaproteiinit, kininogeenit aktiivisiksi kiniineiksi. Erityisesti bradykiniini. Kiniinit laajentavat munuaisten verisuonia, lisäävät glomerulusten ultrasuodatuksen nopeutta ja vähentävät reabsorptioprosessien intensiteettiä. Diureesi lisääntyy.

7. Prostaglandiinit. Prostaglandiinisyntetaasit syntetisoivat niitä munuaisytimessä ja stimuloivat natriumin ja veden erittymistä. Munuaisten erittymistoiminnan häiriöitä esiintyy akuutissa tai kroonisessa munuaisten vajaatoiminnassa. Typpeä sisältävät aineenvaihduntatuotteet kerääntyvät vereen - virtsahappo, urea, kreatiniini. Sen sisältö lisääntyy

kalium ja natrium vähenevät. Asidoosi esiintyy. Tämä tapahtuu kohonneen verenpaineen, turvotuksen ja vähentyneen päivittäisen diureesin taustalla. Munuaisten vajaatoiminnan lopputulos on uremia. Yksi sen ilmenemismuodoista on virtsan muodostumisen lopettaminen anuria. Munuaisten erittymättömät toiminnot:

1. Kehon solujen välisen nesteen ionikoostumuksen ja tilavuuden pysyvyyden säätely. Veren tilavuuden ja solujen välisen nesteen säätelyn perusmekanismi on natriumpitoisuuden muutos. Kun sen määrä veressä kasvaa, veden saanti lisääntyy ja vedenpidätys tapahtuu kehossa. Nuo. havaitaan positiivinen natrium- ja vesitasapaino. Tässä tapauksessa kehon nesteiden isotonisuus säilyy. Kun ruokavalion natriumkloridipitoisuus on alhainen, natriumin erittyminen elimistöstä on vallitseva, ts. natriumtasapaino on negatiivinen. Mutta munuaisten ansiosta vesitase on negatiivinen ja/veden eritys alkaa ylittää sen kulutuksen. Näissä tapauksissa 2-3 viikon kuluttua muodostuu uusi natrium-vesitasapaino. Mutta natriumin ja veden erittyminen munuaisten kautta on joko enemmän tai vähemmän kuin alkuperäinen. Kiertävän veren tilavuuden (CBV) tai hypervolemian lisääntyessä valtimoiden ja tehokas suodatuspaine kasvaa. Samaan aikaan natriureettista hormonia alkaa vapautua eteisessä. Tämän seurauksena natriumin ja veden erittyminen munuaisten kautta lisääntyy. Verenkierron pienentyessä tai hypovolemiassa verenpaine laskee, tehokas suodatuspaine laskee ja joukko lisämekanismeja aktivoituu varmistamaan natriumin ja veden säilyminen kehossa. Maksan, munuaisten, sydämen ja kaulavaltimon poskionteloiden verisuonissa on perifeerisiä osmoreseptoreita ja hypotalamuksessa osmoreseptorihermosoluja. Ne reagoivat veren osmoottisen paineen muutoksiin. Niiden impulssit menevät osmoregulaation keskustaan, joka sijaitsee supraoptisten ja paraventrikulaaristen ytimien alueella. Sympaattinen hermosto aktivoituu. Verisuonet, mukaan lukien munuaiset, kapenevat. Samaan aikaan aivolisäkkeen antidiureettisen hormonin muodostuminen ja vapautuminen alkaa. Lisämunuaisten vapauttama adrenaliini ja norepinefriini supistavat myös afferentteja valtimoita. Tämän seurauksena suodatus munuaisissa vähenee ja reabsorptio lisääntyy. Samaan aikaan reniini-angiotensiinijärjestelmä aktivoituu. Samana aikana kehittyy janon tunne. Natrium- ja kalium-ionien suhdetta säätelevät mineralokortikoidit, kalsiumin ja fosforin suhdetta parhormoni ja kalsitoniini.

2. Osallistuminen systeemisen verenpaineen säätelyyn. Ne suorittavat tämän tehtävän ylläpitämällä jatkuvaa kiertävän veren tilavuutta sekä reniini-angiotensiini- ja kallikreiini-kiniinijärjestelmiä.

3. Happo-emästasapainon ylläpitäminen. Kun veren reaktio siirtyy happamalle puolelle, happoanionit ja protonit erittyvät tubuluksiin, mutta natriumionit ja bikarbonaattianionit imeytyvät samanaikaisesti takaisin. Alkaloosin yhteydessä alkalikationit ja bikarbonaattianionit erittyvät.

1. Hematopoieesin säätely. Ne tuottavat erytropoietiinia. Se on hapan glykoproteiini, joka koostuu proteiinista ja heterosakkaridista. Erytropoietiinin tuotantoa stimuloi veren alhainen happipaine.

2. Virtsan erittyminen

Virtsaa muodostuu jatkuvasti munuaisissa ja se virtaa keräyskanavien kautta lantioon ja sitten virtsajohtimien kautta virtsarakkoon. Virtsarakon täyttönopeus on noin 50 ml/tunti. Tänä aikana, jota kutsutaan täyttöjaksoksi, virtsaaminen on joko vaikeaa tai mahdotonta. Kun virtsarakkoon kertyy 200-300 ml virtsaa, syntyy virtsaamisrefleksi. Virtsarakon seinämässä on venytysreseptoreita. He ovat innoissaan ja niistä tulevat impulssit kulkevat lantion parasympaattisten hermojen afferenttisäikeiden kautta virtsan keskipisteeseen. Se sijaitsee selkäytimen 2-4 sakraalisessa segmentissä. Impulssit kulkevat talamukseen ja sitten aivokuoreen. Virtsaamistarve ilmaantuu ja virtsarakon tyhjennysjakso alkaa. Virtsauskeskuksesta efferenttejä parasympaattisia lantion hermoja pitkin impulssit alkavat virrata virtsarakon seinämän sileisiin lihaksiin. Ne supistuvat ja virtsarakon paine kasvaa. Virtsarakon tyvessä nämä lihakset muodostavat sisäisen sulkijalihaksen. Siinä olevien sileiden lihaskuitujen erityissuunnan vuoksi niiden supistuminen johtaa sulkijalihaksen passiiviseen avautumiseen. Samaan aikaan aukeaa välilihan poikkijuovaisten lihasten muodostama ulkoinen virtsan sulkijalihas. Niitä hermottavat hermohermon oksat. Rakko tyhjenee. Kuoren avulla virtsaamisen alkamista ja kulkua säädellään. Samalla se voidaan havaita

psykogeeninen virtsanpidätyskyvyttömyys. Kun yli 500 ml virtsaa kerääntyy rakkoon, voi ilmetä suojaava reaktio, tahaton virtsaaminen. Häiriöt, kystiitti, virtsanpidätys.

AIVAN JA ENERGIAN FYSIOLOGIA. TASAPAINOINEN RUOKAVALIO.

Luentosuunnitelma.

1. Käsite aineenvaihdunnasta eläinten ja ihmisten kehossa. Energian lähteet kehossa.

Ihmiskeho on avoin termodynaaminen järjestelmä, jolle on ominaista aineenvaihdunta ja energia.

Aineenvaihdunta ja energiaTämä on joukko fysikaalisia, biokemiallisia ja fysiologisia prosesseja, joissa aineet ja energia muuttuvat ihmiskehossa sekä aineiden ja energian vaihto kehon ja ympäristön välillä. Näitä ihmiskehossa tapahtuvia prosesseja tutkivat monet tieteet: biofysiikka, biokemia, molekyylibiologia, endokrinologia ja tietysti fysiologia.

Aineenvaihdunta ja energia-aineenvaihdunta liittyvät läheisesti toisiinsa, mutta käsitteiden yksinkertaistamiseksi niitä tarkastellaan erikseen.

Aineenvaihdunta (aineenvaihdunta)joukko kemiallisia ja fysikaalisia muutoksia, jotka tapahtuvat kehossa ja varmistavat sen elintärkeän toiminnan ulkoisen ympäristön yhteydessä.

Aineenvaihdunnassa on kaksi prosessisuuntaa suhteessa kehon rakenteisiin: assimilaatio eli anabolismi ja dissimilaatio eli katabolismi.

Assimilaatio (anabolismi) joukko prosesseja elävän aineen luomiseksi. Nämä prosessit kuluttavat energiaa.

Dissimilaatio (katabolismi) joukko elävän aineen hajoamisprosesseja. Dissimilaation seurauksena energia uusiutuu.

Eläinten ja ihmisten elämä on assimilaatio- ja dissimilaatioprosessien yhtenäisyys. Nämä prosessit yhdistävät kaksi järjestelmää:

• ATP ADP (ATP - adenosiinitrifosfaatti, ADP adenosiinidifosfaatti;
• NADP (hapetettu) NADP (pelkistetty), jossa NADP nikotiiniamididifosfaatti.

Näiden assimilaatio- ja dissimilaatioprosessien välisten yhteyksien välittäminen varmistetaan sillä, että ATP- ja NADP-molekyylit toimivat universaaleina biologisina energian kerääjinä, sen kantajana, eräänlaisena kehon "energiavaluuttana". Ennen kuin energiaa kertyy ATP- ja NADP-molekyyleihin, se on kuitenkin uutettava ravintoaineista, jotka tulevat kehoon ruoan mukana. Nämä ravintoaineet ovat proteiineja, rasvoja ja hiilihydraatteja, jotka tunnet. On myös lisättävä, että ravinteet eivät toimi vain energiantoimittajina, vaan myös solujen, kudosten ja elinten rakennusmateriaalien toimittajina (muovitoiminto). Eri ravintoaineiden rooli kehon muovi- ja energiatarpeiden tyydyttämisessä ei ole sama. Hiilihydraatit suorittavat ensisijaisesti energiatehtävää, hiilihydraattien plastinen tehtävä on merkityksetön. Rasvat suorittavat yhtäläisesti energia- ja muovitoimintoja. Proteiinit ovat kehon päärakennusmateriaali, mutta tietyissä olosuhteissa ne voivat olla myös energianlähteitä.

Energian lähteet kehossa.

Kuten edellä todettiin, kehon tärkeimmät energianlähteet ovat ravintoaineet: hiilihydraatit, rasvat ja proteiinit. Ravintoaineiden sisältämän energian vapautuminen ihmiskehossa tapahtuu kolmessa vaiheessa:

Vaihe 1. Proteiinit hajoavat aminohapoiksi, hiilihydraatit heksooseiksi, esimerkiksi glukoosiksi tai fruktoosiksi, rasvat glyseroliksi ja rasvahapoiksi. Tässä vaiheessa elimistö kuluttaa energiaa pääasiassa aineiden hajottamiseen.

Vaihe 2. Aminohapot, heksoosit ja rasvahapot muuttuvat biokemiallisissa reaktioissa maito- ja palorypälehapoiksi sekä asetyylikoentsyymi A:ksi. Tässä vaiheessa ravinteista vapautuu jopa 30 % potentiaalisesta energiasta.

Vaihe 3. Täydellisen hapettumisen yhteydessä kaikki aineet hajoavat CO:ksi 2 ja N 2 V. Tässä vaiheessa Krebsin aineenvaihduntakattilassa jäljellä oleva energia vapautuu, noin 70 %.Kaikki vapautunut energia ei kuitenkaan kerry ATP:n kemialliseen energiaan. Osa energiasta hajaantuu ympäristöön. Tätä lämpöä kutsutaan primäärilämmöksi ( Q 1) . ATP:n keräämä energia kuluu myöhemmin erityyppisiin työhön kehossa: mekaaniseen, sähköiseen, kemialliseen ja aktiiviseen kuljetukseen. Tässä tapauksessa osa energiasta menetetään niin sanotun sekundaarilämmön muodossa Q2. Katso kaavio 1.

H20 + CO 2 + Q1 + ATP

Kaavio 1. Kehon energialähteet, ravinteiden täydellisen hapettumisen tulokset ja kehossa syntyvän lämmön tyypit.

On lisättävä, että hapettumisen aikana vapautuvien elintarvikeaineiden määrä ei riipu välireaktioiden lukumäärästä, vaan riippuu kemiallisen järjestelmän alku- ja lopputilasta. Tämän kannan muotoili ensin Hess (Hessin laki).

Pohdit näitä prosesseja tarkemmin luennoilla ja tunneilla, joita opettavat sinulle biokemian laitoksen opettajat.

Ravinteiden energia-arvo.

Ravinteiden energia-arvo arvioidaan erityisillä laitteilla - oksikalorimetreillä. On todettu, että kun 1 g hiilihydraatteja hapetetaan täydellisesti, vapautuu 4,1 kcal (1 kcal = 4187 J), 1 g rasvaa - 9,45 kcal, 1 g proteiinia - 5,65 kcal. On lisättävä, että osa kehoon tulevista ravintoaineista ei imeydy. Esimerkiksi keskimäärin noin 2 % hiilihydraateista, 5 % rasvoista ja jopa 8 % proteiineista ei sula. Lisäksi kaikki kehon ravintoaineet eivät hajoa lopputuotteiksi hiilidioksidiksi (hiilidioksidiksi) ja vedeksi. Esimerkiksi osa proteiinien epätäydellisen hajoamisen tuotteista urean muodossa erittyy virtsaan.

Edellä esitetyn perusteella voidaan todeta, että ravinteiden todellinen energiaarvo on jonkin verran pienempi kuin koeolosuhteissa todettu. 1 gramman hiilihydraattien todellinen energia-arvo on 4,0 kcal, 1 g rasvaa 9,0 kcal, 1 g proteiinia 4,0 kcal.

1. Aineenvaihdunnan ja energian fysiologian peruskäsitteet ja määritelmät.

Ihmiskehon energia-aineenvaihdunnan olennainen (yleinen) ominaisuus on energian kokonaiskulutus tai bruttoenergiankulutus.

Bruttoenergiankulutus kehon - kehon energiankulutuksen kokonaismäärä päivän aikana sen normaalin (luonnollisen) olemassaolon olosuhteissa. Bruttoenergiankulutus sisältää kolme komponenttia: perusaineenvaihdunta, ruoan spesifinen dynaaminen vaikutus ja työn lisäys. Bruttoenergiankulutus on arvioitu kJ/kg/vrk tai kcal/kg/vrk (1 kJ = 0,239 kcal).

BX.

Perusaineenvaihdunnan tutkimus alkoi Tarton yliopiston tutkijoiden Bidderin ja Schmidtin ( Bidder ja Schmidt, 1852).

BX energiankulutuksen vähimmäistaso, joka tarvitaan kehon elintoimintojen ylläpitämiseen.

Ajatus perusaineenvaihdunnasta kehon energiankulutuksen vähimmäistasona asettaa myös joukon vaatimuksia olosuhteille, joissa tätä indikaattoria tulisi arvioida.

Olosuhteet, joissa perusaineenvaihdunta tulisi arvioida:

1. täydellisen fyysisen ja henkisen levon tila (mieluiten makuuasennossa);
2. ympäristön mukavuuslämpötila (18-20 celsiusastetta);
3. 10 12 tuntia viimeisen aterian jälkeen, jotta vältetään ruoan nauttimiseen liittyvä energia-aineenvaihdunnan lisääntyminen.

Perusaineenvaihduntaan vaikuttavat tekijät.

Perusaineenvaihdunta riippuu iästä, pituudesta, painosta ja sukupuolesta.

Iän vaikutus päävaihtoon.

Korkein perusaineenvaihdunta 1 kg kohti. Vastasyntyneiden ruumiinpaino (50-54 kcal/kg/vrk), pienin vanhemmilla (70 vuoden jälkeen perusaineenvaihdunta on keskimäärin 30 kcal/kg/vrk). Perusaineenvaihdunta saavuttaa tasaisen tason murrosiän aikaan 12-14-vuotiaana ja pysyy vakaana 30-35-vuotiaaksi (noin 40 kcal/kg/vrk).

Pituuden ja painon vaikutus kehon perusaineenvaihduntaan.

Ruumiinpainon ja perusaineenvaihdunnan välillä on lähes lineaarinen suora suhde - mitä suurempi ruumiinpaino, sitä korkeampi on perusaineenvaihdunta. Tämä riippuvuus ei kuitenkaan ole ehdoton. Lihaskudoksesta johtuvan painon nousun myötä tämä suhde on lähes lineaarinen, mutta jos kehon painon nousu liittyy rasvakudoksen määrän kasvuun, tämä suhde muuttuu epälineaariseksi.

Koska ruumiinpaino, muiden asioiden ollessa sama, riippuu pituudesta (mitä suurempi pituus, sitä suurempi ruumiinpaino), pituuden ja perusaineenvaihdunnan välillä on suora yhteys; mitä suurempi pituus, sitä suurempi perusaineenvaihdunta.

Ottaen huomioon sen tosiasian, että pituus ja ruumiinpaino vaikuttavat koko kehon pinta-alaan, M. Rubner ( M.Rubner) muotoili lain, jonka mukaan perusaineenvaihdunta riippuu kehon alueesta: mitä suurempi kehon pinta-ala, sitä suurempi perusaineenvaihdunta. Tämä laki lakkaa kuitenkin käytännössä toimimasta olosuhteissa, joissa ympäristön lämpötila on yhtä suuri kuin kehon lämpötila. Lisäksi ihon epätasainen karvaisuus muuttaa merkittävästi lämmönvaihtoa kehon ja ympäristön välillä ja siksi Rubnerin lailla on myös rajoituksia näissä olosuhteissa.

Vaikutus sukupuoliperusaineenvaihdunnan tasolle.

Miehillä perusaineenvaihdunta on 5-6 % korkeampi kuin naisilla. Tämä selittyy rasva- ja lihaskudoksen erilaisella suhteella 1 painokiloa kohden sekä erilaisilla aineenvaihdunnan tasoilla, jotka johtuvat sukupuolihormonien kemiallisen rakenteen eroista ja niiden fysiologisista vaikutuksista.

Ruoan erityinen dynaaminen toiminta.

Ruoan spesifinen dynaaminen toiminta otettiin ensimmäisen kerran tieteelliseen käyttöön M. Rubnerin toimesta vuonna 1902.

Ruoan erityinen dynaaminen vaikutus on ravinnon saantiin liittyvän ihmiskehon energia-aineenvaihdunnan lisääntyminen. Ruoan erityinen dynaaminen vaikutus on kehon energiankulutus nautitun ruoan hyödyntämismekanismeihin. Tämä energia-aineenvaihdunnan muutosvaikutus havaitaan aterioiden valmisteluhetkestä, aterioiden aikana ja kestää 10-12 tuntia ruokailun jälkeen. Suurin energia-aineenvaihdunnan lisääntyminen syömisen jälkeen havaitaan 3 3,5 tunnin kuluttua. Erikoistutkimukset ovat osoittaneet, että 6-10 % sen energia-arvosta kuluu ruoan hävittämiseen.

Työ lisääntyy.

Työhyöty on kolmas osa kehon bruttoenergiankulutuksesta.Työhyöty on osa kehon energiankulutusta lihasten toimintaan ympäristössä. Raskaan fyysisen työn aikana kehon energiankulutus voi kasvaa 2-kertaiseksi perusaineenvaihdunnan tasoon verrattuna.

1. Menetelmät energia-aineenvaihdunnan tutkimiseksi ihmisillä.

Ihmisten energia-aineenvaihdunnan tutkimiseksi on kehitetty useita menetelmiä yleisnimellä kalorimetria.

KALORIMETRIAMENETELMÄT

Suora epäsuora

Suorat kalorimetriset menetelmätmenetelmät, joilla mitataan suoraan kehon tietyissä olosuhteissa tuottamaa lämpöä. Menetelmän periaate perustuu siihen, että mitä korkeampi energian aineenvaihdunta kehossa on, sitä suurempi määrä lämpöä hajoaa ympäristöön. Tältä osin, jos tutkittava biologinen esine sijoitetaan lämpöä absorboivaa ainetta sisältävään lämpöä eristävään huoneeseen, mitataan alkulämpötila ja tietyn ajan kuluttua lopullinen lämpötila, sekä tiedetään myös lämpökapasiteetin ominaislämpökapasiteetti. lämpöä absorboivasta aineesta ja sen massasta on mahdollista laskea kehon hävittämän lämmön määrä ( Q) tunnetun kaavan mukaan.

Q = c x m x  t, missä

c lämpöä absorboivan aineen ominaislämpökapasiteetti;

m lämpöä absorboivan aineen massa;

 t lämpötilan muutos.

Menetelmän haittoja ovat sen monimutkaisuus, suhteellisen pitkä toteutusaika ja kyvyttömyys käyttää luonnollisissa olosuhteissa, mm. todellisissa tuotantoolosuhteissa.

Epäsuoran kalorimetrian menetelmät.

Epäsuorat kalorimetriset menetelmät perustuvat kehon energiankulutuksen epäsuoraan arviointiin. Epäsuoran kalorimetrian menetelmiä ovat ruoka-annosmenetelmä, aikataulumenetelmä sekä sisään- ja uloshengitysilman kaasujen analyysi.

Ruoka-annosmenetelmäperustuu väitteeseen, että energia-aineenvaihduntaa voidaan arvioida tuntemalla kulutettujen elintarvikkeiden ravintoaineiden suhde ja niiden energiaarvo. Tämä menetelmä on erittäin epätarkka, koska siinä ei oteta huomioon ravintoaineiden yksilöllistä sulavuutta, niiden hajoamisastetta kehossa eikä siten niiden energiavaikutusta.

Ajoitus-taulukkomenetelmäperustuu ihmisen toiminnan ajoitukseen tietyn ajanjakson aikana, jotta voidaan tunnistaa tiettyjen toimien osuus, joilla on tietty energian "hinta". Tiettyjen toimien energian "hinta" arvioidaan erityisillä taulukoilla, jotka on laadittu useiden ihmisen toiminnan energia-aineenvaihduntaa koskevien tutkimusten perusteella.

Hengitetyn ja uloshengitetyn ilman kaasujen analysointimenetelmät.

Suurin osa eläinten ja ihmisten kehon energiasta tuotetaan ravinteiden hapettumisen aikana hapen mukana (O 2 ) lopputuotteiksi hiilidioksidiksi (CO 2) ja vettä (H2 NOIN). Samanaikaisesti tiettyjen ravintoaineiden hapettumisen aikana vapautuu epätasainen määrä energiaa niiden epätasaisen energiaarvon vuoksi. Näin ollen kulutetun hapen ja vapautuneen hiilidioksidin määrän tuntemalla voidaan arvioida kehon energia-aineenvaihduntaa. Energia-aineenvaihdunnan arvioimiseksi analysoimalla uloshengitysilman kaasujen pitoisuutta, ensimmäisessä vaiheessa lasketaan hengityskerroin. Hengityskerroin (RK) on vapautuneen hiilidioksidin tilavuuden suhde samana aikana imeytyneen hapen määrään.

DK = V CO 2 / V O 2

Tutkimukset ovat osoittaneet, että tasavirta vaihtelee tyypillisesti välillä 0,7 - 1,0. DC saa maksimiarvonsa hiilihydraattien hapettumisen aikana:

C 6 H 12 O 6 + 6O 2 = 6CO 2 + 6H 2 0 + Q

Koska minkä tahansa kaasun molekyylin gramman tilavuus on sama, DC tässä tapauksessa on yhtä suuri:

DK = 6СО 2 / 6О 2 = 1,0

Rasvojen DC on 0,7; Proteiinien DC on noin 0,8; Sekaravinnon DC on 0,85.

Tietty hengityskerroin vastaa tiettyä hapen kaloriekvivalenttia (CEO 2). KEO 2 vastaavaa virkistyskeskusta varten löytyy erityisten taulukoiden avulla.

Kalorihappiekvivalentti on energian määrä, joka vapautuu ravinteiden hapettumisen aikana 1,0 litrassa happea. Kun tiedät KEO2:n ja kulutetun hapen määrän, voit helposti laskea vapautuneen energian kokonaismäärän tietyissä olosuhteissa

A = KEO 2 x V O 2 / 1000

Tämä menetelmä on melko yksinkertainen, luotettava ja siksi sitä käytetään laajasti lääketieteessä ihmisen energia-aineenvaihdunnan arvioimiseen.

5. Järkevän ravinnon käsite. Ruoka-annosten valmistussäännöt.

Termi tasapainoinen ravitsemus tarkoittaa kirjaimellisesti älykästä syömistä. Koska ravitsemustekijä määrää suurelta osin yksilön terveyden tason, käsittelemme tämän päivän luennossa joitain ihmisen järkevän ravitsemuksen periaatteita.

Ensimmäinen periaate rationaalisen ravitsemuksen energian riittävyyden periaate.

Tämän periaatteen mukaan kulutetun ruoan sisältämien ravintoaineiden energiaarvon tulee vastata kehon bruttoenergiankulutusta. Kun kehon bruttoenergiankulutus lisääntyy tuotantotoiminnan yhteydessä (työvoiton lisääntyminen), vastaanotetun ruoan energiaarvon on välttämättä lisättävä.

Toinen periaate järkevä ravinto periaate ravintoaineiden optimaalisesta tasapainosta. Nykyään venäläisessä ravitsemusfysiologian koulukunnassa hyväksytään yleisesti, että optimaalinen suhde ruoasta saatavien proteiinien, rasvojen ja hiilihydraattien välillä on suhde 1:1:4. Tämä suhde osoittaa, että proteiinit ovat kvantitatiivisesti rationaalisessa suhteessa. ruokavalion tulisi olla 1 osa, rasvoja - 1 osa ja hiilihydraatteja - 4 osaa.

Kolmas periaate rationaalinen ravitsemus sanoo, että biologisesti kulutetun ruoan tulee olla täydellistä, ts. Välttämättömät aminohapot, tyydyttyneet ja tyydyttymättömät rasvahapot, vitamiinit, ravintokuitu ja kaikki tarvittavat kivennäissuolat on saatava täysimääräisesti ruoan mukana. Käytännössä tämä ongelma ratkaistaan ​​seuraavasti: proteiinien tulee olla paitsi eläinperäistä, myös kasviperäistä (55% eläinperäisiä proteiineja, 45% kasviperäisiä proteiineja). Kasviperäisiä proteiineja löytyy palkokasvien hedelmistä. On välttämätöntä, että 60 % ruokavalion rasvoista tulee kasvirasvoista (auringonkukka-, oliivi- ja muut kasviöljyt) ja 40 % eläinrasvoista. Tämä vaatimus johtuu siitä, että kasvirasvat sisältävät tyydyttymättömiä rasvahappoja. Vitamiinien ja kivennäissuolojen lisäämiseksi ruokavalioon on sisällytettävä riittävä määrä raakoja hedelmiä ja vihanneksia.

Neljäs periaatejärkevä ravitsemus edellyttää optimaalista ruokailutiheyttä ja optimaalista kulutetun ruoan määrän jakautumista koko päivän ajan. Parhaimmillaan pidetään neljä ateriaa päivässä, mukaan lukien aamiainen, lounas, iltapäivän välipala ja illallinen. Samaan aikaan aamiaisen aikana tulisi kuluttaa 20-25% ruoan kokonaismäärästä sen kaloripitoisuuden perusteella, 40-45% lounaalla, 5-10% iltapäivällä, 15-20% päivällisellä.

Viides periaate järkevä ravitsemus edellyttää väestön kansallisten, kulttuuristen ja uskonnollisten perinteiden huomioon ottamista, jolle rationaalisen ravitsemuksen asiantuntija laatii ruokavalion.

Aineenvaihdunta ja energia eli aineenvaihdunta, - joukko aineiden ja energian kemiallisia ja fysikaalisia muutoksia, jotka tapahtuvat elävässä organismissa ja varmistavat sen elintärkeän toiminnan. Aineen ja energian aineenvaihdunta muodostaa yhden kokonaisuuden ja on aineen ja energian säilymislain alainen.

Aineenvaihdunta koostuu assimilaatio- ja dissimilaatioprosesseista. Assimilaatio (anabolia)- aineiden imeytymisprosessi kehossa, jonka aikana energiaa kulutetaan. Dissimilaatio (katabolismi)- monimutkaisten orgaanisten yhdisteiden hajoamisprosessi, joka tapahtuu energian vapautuessa.

Ainoa energianlähde ihmiskeholle on ruoan mukana tulevien orgaanisten aineiden hapettuminen. Kun elintarvikkeet hajotetaan loppuelementeiksi - hiilidioksidiksi ja vedeksi - vapautuu energiaa, josta osa menee lihasten suorittamaan mekaaniseen työhön, toinen osa käytetään monimutkaisempien yhdisteiden synteesiin tai kerääntyy erityiseen korkeaenergiseen työhön. yhdisteet.

Makroergiset yhdisteet ovat aineita, joiden hajoamiseen liittyy suuri määrä energiaa. Ihmiskehossa korkeaenergisten yhdisteiden roolia hoitavat adenosiinitrifosforihappo (ATP) ja kreatiinifosfaatti (CP).

proteiiniaineenvaihdunta.

Proteiinit(proteiinit) ovat suurimolekyylisiä yhdisteitä, jotka on rakennettu aminohapoista. Toiminnot:

Rakenteellinen tai muovinen toiminto Proteiinit ovat kaikkien solujen ja solujen välisten rakenteiden pääkomponentti. Katalyyttinen tai entsymaattinen Proteiinien tehtävänä on niiden kyky nopeuttaa biokemiallisia reaktioita kehossa.

Suojaustoiminto proteiinit ilmenee immuunikappaleiden (vasta-aineiden) muodostumisena, kun vieras proteiini (esimerkiksi bakteeri) pääsee kehoon. Lisäksi proteiinit sitovat elimistöön joutuvia myrkkyjä ja myrkkyjä sekä varmistavat veren hyytymisen ja pysäyttävät verenvuodon haavojen sattuessa.

Kuljetustoiminto liittyy monien aineiden siirtoon. Proteiinien tärkein tehtävä on välittäminen perinnöllisiä ominaisuuksia , jossa nukleoproteiineilla on johtava rooli. Nukleiinihappoja on kahta päätyyppiä: ribonukleiinihapot (RNA) ja deoksiribonukleiinihapot (DNA).

Sääntelytoiminto proteiinien tarkoituksena on ylläpitää biologisia vakioita kehossa.

Energia rooli Proteiinit ovat vastuussa energian tuottamisesta kaikkiin elämiseen liittyviin prosesseihin eläinten ja ihmisten kehossa. Kun 1 g proteiinia hapetetaan, vapautuu keskimäärin yhtä paljon energiaa kuin 16,7 kJ (4,0 kcal).

Proteiinin tarve. Keho hajottaa ja syntetisoi jatkuvasti proteiineja. Ainoa uuden proteiinisynteesin lähde on ruokaproteiinit. Ruoansulatuskanavassa proteiinit pilkkoutuvat entsyymien vaikutuksesta aminohapoiksi ja imeytyvät ohutsuolessa. Aminohapoista ja yksinkertaisista peptideistä solut syntetisoivat oman proteiininsa, joka on ominaista vain tietylle organismille. Proteiineja ei voida korvata muilla ravintoaineilla, koska niiden synteesi elimistössä on mahdollista vain aminohapoista. Samalla proteiinilla voidaan korvata rasvoja ja hiilihydraatteja, eli sitä voidaan käyttää näiden yhdisteiden synteesiin.

Proteiinien biologinen arvo. Joitakin aminohappoja ei voida syntetisoida ihmiskehossa, ja ne on toimitettava ruoan mukana valmiissa muodossa. Näitä aminohappoja kutsutaan yleisesti korvaamaton tai elintärkeää. Näitä ovat: valiini, metioniini, treoniini, leusiini, isoleusiini, fenyylialaniini, tryptofaani ja lysiini sekä lapsilla myös arginiini ja histidiini. Välttämättömien happojen puute ruoassa johtaa häiriöihin proteiinien aineenvaihdunnassa elimistössä. Ei-välttämättömät aminohapot syntetisoidaan pääasiassa kehossa.

Proteiineja, jotka sisältävät kaikki tarvittavat aminohapot, kutsutaan biologisesti täydellinen. Proteiinien suurin biologinen arvo on maito, muna, kala ja liha. Biologisesti puutteellisia proteiineja ovat proteiineja, joista puuttuu vähintään yksi aminohappo, jota keho ei pysty syntetisoimaan. Epätäydelliset proteiinit ovat maissista, vehnästä ja ohrasta peräisin olevia proteiineja.

Typpitasapaino. Typpitase on ero ihmisen ravinnon sisältämän typen määrän ja sen pitoisuuden välillä ulosteissa.

Typpitasapaino- tila, jossa erittyneen typen määrä on yhtä suuri kuin kehoon joutuneen typen määrä. Typpitasapaino havaitaan terveellä aikuisella.

Positiivinen typpitase- tila, jossa typen määrä kehon eritteissä on huomattavasti pienempi kuin sen pitoisuus ruoassa, eli typen pidättymistä kehossa havaitaan. Positiivinen typpitase havaitaan lapsilla lisääntyneen kasvun vuoksi, naisilla raskauden aikana, intensiivisen urheiluharjoittelun aikana, mikä johtaa lihaskudoksen kasvuun, massiivisten haavojen paranemisen tai vakavista sairauksista toipumisen aikana.

Typen puute(negatiivinen typpitasapaino) havaitaan, kun vapautuvan typen määrä on suurempi kuin sen pitoisuus kehoon tulevassa ruoassa. Negatiivinen typpitasapainoa havaitaan proteiinin nälän, kuumeisten tilojen ja proteiiniaineenvaihdunnan neuroendokriinisen säätelyn häiriöiden aikana.

Proteiinien hajoaminen ja ureasynteesi. Tärkeimmät typpipitoiset proteiinien hajoamistuotteet, jotka erittyvät virtsaan ja hikeen, ovat urea, virtsahappo ja ammoniakki.

RASVAAINEENVAIHTO.

Rasvat jaetaan päällä yksinkertaiset lipidit(neutraalit rasvat, vahat), monimutkaiset lipidit(fosfolipidit,glykolipidit, sulfolipidit) ja steroideja(kolesteroli jajne.). Suurin osa ihmiskehon lipideistä on neutraaleja rasvoja. Neutraaleja rasvoja Ihmisten ruoka on tärkeä energianlähde. Kun 1 g rasvaa hapettuu, vapautuu 37,7 kJ (9,0 kcal) energiaa.

Aikuisen päivittäinen neutraalirasvan tarve on 70-80 g, 3-10-vuotiaille lapsille 26-30 g.

Energianeutraalit rasvat voidaan korvata hiilihydraatilla. On kuitenkin olemassa tyydyttymättömiä rasvahappoja - linoli-, linoleeni- ja arakidonihappoja, jotka on välttämättä sisällytettävä ihmisen ruokavalioon, niitä kutsutaan Ei vaihdettava lihavoitu hapot.

Neutraaleja rasvoja, jotka muodostavat ruoan ja ihmisen kudokset, edustavat pääasiassa rasvahappoja sisältävät triglyseridit - palmitiini,steariini, öljyhappo, linoli ja linoleeni.

Maksalla on tärkeä rooli rasva-aineenvaihdunnassa. Maksa on pääelin, jossa ketonikappaleita (beeta-hydroksivoihappo, asetoetikkahappo, asetoni) muodostuu. Ketonikappaleita käytetään energianlähteenä.

Fosfo- ja glykolipidejä löytyy kaikista soluista, mutta pääasiassa hermosoluista. Maksa on käytännössä ainoa elin, joka ylläpitää veren fosfolipidipitoisuutta. Kolesterolia ja muita steroideja voidaan saada ruoasta tai syntetisoitua kehossa. Kolesterolin pääasiallinen synteesipaikka on maksa.

Rasvakudoksessa neutraalia rasvaa kertyy triglyseridien muodossa.

Rasvojen muodostuminen hiilihydraateista. Liiallinen hiilihydraattien saanti ruoasta johtaa rasvan kertymiseen elimistöön. Normaalisti ihmisillä 25-30 % ruoan hiilihydraateista muuttuu rasvoiksi.

Rasvojen muodostuminen proteiineista. Proteiinit ovat muovimateriaaleja. Proteiineja käytetään energiatarkoituksiin vain äärimmäisissä olosuhteissa. Proteiinin muuttuminen rasvahapoiksi tapahtuu todennäköisimmin hiilihydraattien muodostumisen kautta.

HIILIHYDRaattiaineenvaihdunta.

Hiilihydraattien biologinen rooli ihmiskehossa määräytyy ensisijaisesti niiden energiatoiminnasta. 1 gramman hiilihydraattien energia-arvo on 16,7 kJ (4,0 kcal). Hiilihydraatit ovat suora energianlähde kaikille kehon soluille ja ne suorittavat plastisia ja tukitoimintoja.

Aikuisen ihmisen päivittäinen hiilihydraattitarve on noin 0,5 kg. Suurin osa niistä (noin 70 %) hapettuu kudoksissa vedeksi ja hiilidioksidiksi. Noin 25-28 % ravinnon glukoosista muuttuu rasvaksi ja vain 2-5 % siitä syntetisoituu glykogeeniksi eli kehon varahiilihydraatiksi.

Ainoa hiilihydraattimuoto, joka voi imeytyä, ovat monosakkaridit. Ne imeytyvät pääasiassa ohutsuolessa ja kulkeutuvat verenkierron mukana maksaan ja kudoksiin. Glykogeeni syntetisoidaan maksassa glukoosista. Tätä prosessia kutsutaan glykogeneesi. Glykogeeni voidaan hajottaa glukoosiksi. Tätä ilmiötä kutsutaan glykogenolyysi. Maksassa uusien hiilihydraattien muodostuminen on mahdollista niiden hajoamistuotteista (pyruviinihappo tai maitohappo) sekä rasvojen ja proteiinien hajoamistuotteista (ketohapot), joita kutsutaan nimellä glykoneogeneesi. Glykogeneesi, glykogenolyysi ja glykoneogeneesi ovat läheisesti toisiinsa liittyviä maksassa tapahtuvia prosesseja, jotka varmistavat optimaalisen verensokeritason.

Lihaksissa, samoinMaksassa syntetisoidaan glykogeenia. Glykogeenin hajoaminen on yksi lihasten supistumisen energianlähteistä. Kun lihasglykogeeni hajoaa, prosessi etenee pyruviini- ja maitohappojen muodostumiseen. Tätä prosessia kutsutaan glykolyysi. Lepovaiheen aikana glykogeenin uudelleensynteesi tapahtuu maitohaposta lihaskudoksessa.

Aivot sisältää pieniä hiilihydraattivarastoja ja vaatii jatkuvaa glukoosia. Aivokudoksessa oleva glukoosi hapettuu pääosin, ja pieni osa siitä muuttuu maitohapoksi. Aivojen energiankulutus katetaan yksinomaan hiilihydraatilla. Aivojen glukoosin saannin vähenemiseen liittyy muutoksia hermokudoksen aineenvaihduntaprosesseissa ja heikentynyt aivojen toiminta.

Hiilihydraattien muodostuminen proteiineista ja rasvoista (glykoneogeneesi). Aminohappojen muuntumisen seurauksena muodostuu palorypälehappoa, rasvahappojen hapettumisen aikana muodostuu asetyylikoentsyymi A:ta, joka voi muuttua glukoosin esiasteeksi, palorypälehapoksi. Tämä on tärkein yleinen reitti hiilihydraattien biosynteesiin.

Kahden pääenergianlähteen – hiilihydraattien ja rasvojen – välillä on läheinen fysiologinen suhde. Verensokerin nousu lisää triglyseridien biosynteesiä ja vähentää rasvojen hajoamista rasvakudoksessa. Vähemmän vapaita rasvahappoja pääsee vereen. Jos hypoglykemiaa esiintyy, triglyseridien synteesi estyy, rasvan hajoaminen kiihtyy ja vapaita rasvahappoja pääsee vereen suuria määriä.

VEDEN-SUOLON VAIHTO.

Kaikki kehossa tapahtuvat kemialliset ja fysikaalis-kemialliset prosessit tapahtuvat vesiympäristössä. Vesi suorittaa seuraavat tärkeät toiminnot kehossa: toimintoja: 1) toimii ruoan ja aineenvaihdunnan liuottimena; 2) kuljettaa siihen liuenneita aineita; 3) vähentää kitkaa kontaktipintojen välillä ihmiskehossa; 4) osallistuu kehon lämpötilan säätelyyn korkean lämmönjohtavuuden ja korkean haihtumislämmön ansiosta.

Aikuisen ihmisen kehon kokonaisvesipitoisuus on 50 —60% massastaan ​​eli ulottuu 40-45 l.

Vesi on tapana jakaa solunsisäiseen, solunsisäiseen (72 %) ja solunulkoiseen, solunulkoiseen (28 %). Solunulkoinen vesi sijaitsee verisuonikerroksen sisällä (osana verta, imusolmuketta, aivo-selkäydinnestettä) ja solujen välisessä tilassa.

Vesi tulee kehoon ruuansulatuskanavan kautta nesteen tai veden muodossa, joka sisältyy tiheäänelintarvikkeita. Osa vedestä muodostuu kehossa itse aineenvaihduntaprosessin aikana.

Kun kehossa on liikaa vettä, sitä on yleinen ylihydraatio(vesimyrkytys), veden puutteessa aineenvaihdunta häiriintyy. 10 %:n veden menetys johtaa tilaan nestehukka(dehydraatio), kuolema tapahtuu, kun 20 % vedestä katoaa.

Veden mukana kehoon pääsee myös mineraaleja (suoloja). Lähellä 4% Ruoan kuivamassan tulee koostua mineraaliyhdisteistä.

Elektrolyyttien tärkeä tehtävä on niiden osallistuminen entsymaattisiin reaktioihin.

Natrium varmistaa solunulkoisen nesteen osmoottisen paineen pysyvyyden, osallistuu biosähköisen kalvopotentiaalin luomiseen ja happo-emästilan säätelyyn.

kalium tarjoaa solunsisäisen nesteen osmoottisen paineen, stimuloi asetyylikoliinin muodostumista. Kaliumionien puute estää anabolisia prosesseja kehossa.

Kloori Se on myös tärkein anioni solunulkoisessa nesteessä, mikä varmistaa jatkuvan osmoottisen paineen.

Kalsiumia ja fosforia niitä löytyy pääasiassa luukudoksesta (yli 90 %). Plasman ja veren kalsiumpitoisuus on yksi biologisista vakioista, koska pienetkin muutokset tämän ionin tasossa voivat johtaa vakaviin seurauksiin kehossa. Kalsiumpitoisuuden lasku veressä aiheuttaa tahattomia lihassupistuksia, kouristuksia ja kuoleman tapahtuu hengityspysähdyksissä. Veren kalsiumpitoisuuden nousuun liittyy hermo- ja lihaskudoksen kiihtymisen väheneminen, pareesin ilmaantuminen, halvaus ja munuaiskivien muodostuminen. Kalsiumia tarvitaan luuston rakentamiseen, joten sitä on saatava elimistölle riittävästi ravinnon kautta.

Fosfori osallistuu monien aineiden aineenvaihduntaan, koska se on osa korkeaenergisiä yhdisteitä (esim. ATP). Fosforin laskeutuminen luihin on erittäin tärkeää.

Rauta on osa hemoglobiinia ja myoglobiinia, jotka vastaavat kudoshengityksestä, sekä entsyymeistä, jotka osallistuvat redox-reaktioihin. Riittämätön raudan saanti elimistössä häiritsee hemoglobiinin synteesiä. Hemoglobiinin synteesin väheneminen johtaa anemiaan (anemiaan). Aikuisen raudan päivittäinen tarve on 10-30 mcg.

Jodi sitä löytyy elimistöstä pieninä määrinä. Sen merkitys on kuitenkin suuri. Tämä johtuu siitä, että jodi on osa kilpirauhashormoneja, joilla on voimakas vaikutus kaikkiin aineenvaihduntaprosesseihin, kasvuunja kehon kehitystä.

Koulutus ja energiankulutus.

Orgaanisten aineiden hajoamisen aikana vapautuva energia kertyy ATP:n muodossa, jonka määrä kehon kudoksissa pysyy korkealla tasolla. ATP:tä löytyy jokaisesta kehon solusta. Suurin määrä löytyy luurankolihaksista - 0,2-0,5%. Mikä tahansa solutoiminta osuu aina täsmälleen samaan aikaan ATP:n hajoamisen kanssa.

Tuhotetut ATP-molekyylit on palautettava. Tämä johtuu energiasta, joka vapautuu hiilihydraattien ja muiden aineiden hajoamisen aikana.

Kehon kuluttaman energian määrää voidaan arvioida sen lämmön määrän perusteella, jonka se luovuttaa ulkoiseen ympäristöön.

Energiankulutuksen mittausmenetelmät (suora ja epäsuora kalorimetria).

Hengityskerroin.

Suora kalorimetria perustuu kehon elinkaaren aikana vapautuvan lämmön suoraan määritykseen. Henkilö sijoitetaan erityiseen kalorimetriseen kammioon, jossa huomioidaan koko ihmiskehon luovuttama lämpömäärä. Kehon tuottama lämpö imeytyy kammion seinien väliin asetettavan putkijärjestelmän läpi virtaavaan veteen. Menetelmä on erittäin työläs ja sitä voidaan käyttää erityisissä tieteellisissä laitoksissa. Tämän seurauksena niitä käytetään laajasti käytännön lääketieteessä. epäsuora menetelmä kalorimetria. Tämän menetelmän ydin on, että ensin määritetään keuhkojen ventilaation tilavuus ja sitten imeytyneen hapen ja vapautuneen hiilidioksidin määrä. Vapautuneen hiilidioksidin tilavuuden suhdetta absorboituneen hapen määrään kutsutaan hengitysosamäärä . Hengityskertoimen arvon avulla voidaan arvioida hapettuneiden aineiden luonnetta kehossa.

Hapettumisen yhteydessä hiilihydraattien hengitysosamäärä on 1 koska yhden molekyylin täydelliseen hapettumiseen glukoosi Hiilidioksidin ja veden saavuttamiseksi tarvitaan 6 happimolekyyliä, ja 6 hiilidioksidimolekyyliä vapautuu:

С 6 Н12О 6 +60 2 = 6С0 2 +6Н 2 0

Hengityskerroin proteiinin hapettumiselle on 0,8, rasvan hapettumiselle - 0,7.

Energiankulutuksen määrittäminen kaasunvaihdolla. Määrälämpö vapautuu elimistöön, kun 1 litra happea kuluu - hapen kaloriekvivalentti - riippuu siitä, minkä aineiden hapettumisesta happea käytetään. Kalori ekvivalentti happi hiilihydraattien hapettumisen aikana on yhtä suuri kuin 21,13 kJ (5,05 kcal), proteiinit— 20,1 kJ (4,8 kcal), rasva - 19,62 kJ (4,686 kcal).

Energiankulutus ihmisillä määritetään seuraavasti. Henkilö hengittää 5 minuuttia suuhun asetetun suukappaleen kautta. Suukappale, joka on yhdistetty kumimateriaalista valmistettuun pussiin, on venttiilit Ne on järjestetty näin Mitä mies hengittää vapaasti ilmakehän ilmaa ja puhaltaa ilmaa pussiin. Kaasun käyttö tuntia mittaa uloshengityksen tilavuus ilmaa. Kaasuanalysaattorin ilmaisimet määrittävät hapen ja hiilidioksidin prosenttiosuuden ihmisen sisään- ja uloshengittämästä ilmasta. Sitten lasketaan imeytyneen hapen ja vapautuneen hiilidioksidin määrä sekä hengitysosamäärä. Sopivan taulukon avulla määritetään hapen kaloriekvivalentti hengityskertoimen perusteella ja määritetään energiankulutus.

Perusaineenvaihdunta ja sen merkitys.

BX- vähimmäismäärä energiaa, joka tarvitaan kehon normaalin toiminnan ylläpitämiseen täydellisessä levossa, pois lukien kaikki sisäiset ja ulkoiset vaikutukset, jotka voivat lisätä aineenvaihduntaprosessien tasoa. Perusaineenvaihdunta määritetään aamulla tyhjään vatsaan (12-14 tuntia viimeisen aterian jälkeen), makuuasennossa, täydellisessä lihasrelaksaatiossa, lämpötilamukavuusolosuhteissa (18-20 °C). Perusaineenvaihdunta ilmaistaan ​​kehon vapauttamana energiamääränä (kJ/vrk).

Täydellisen fyysisen ja henkisen rauhan tilassa keho kuluttaa energiaa 1) jatkuvasti esiintyviin kemiallisiin prosesseihin; 2) yksittäisten elinten (sydän, hengityslihakset, verisuonet, suolet jne.) suorittama mekaaninen työ; 3) rauhas-erityslaitteiston jatkuva toiminta.

Perusaineenvaihdunta riippuu iästä, pituudesta, painosta ja sukupuolesta. Voimakkain perusaineenvaihdunta 1 painokiloa kohden havaitaan lapsilla. Kun ruumiinpaino kasvaa, perusaineenvaihdunta kiihtyy. Terveen ihmisen keskimääräinen perusaineenvaihduntanopeus on noin 4,2 kJ (1 kcal) 1 tunnissa per 1 painokilo kehon.

Lepotilan energiankulutuksen kannalta kehon kudokset ovat heterogeenisiä. Sisäelimet kuluttavat energiaa aktiivisemmin, lihaskudos vähemmän aktiivisesti.

Perusaineenvaihdunnan intensiteetti rasvakudoksessa on 3 kertaa pienempi kuin kehon muussa solumassassa. Laihat ihmiset tuottavat enemmän lämpöä kiloa kohdenruumiinpaino kuin täysi.

Naisilla on alhaisempi perusaineenvaihdunta kuin miehillä. Tämä johtuu siitä, että naisilla on vähemmän massaa ja kehon pinta-alaa. Rubnerin säännön mukaan perusaineenvaihdunta on suunnilleen verrannollinen kehon pinta-alaan.

Perusaineenvaihdunnan arvon kausivaihtelut havaittiin - se lisääntyi keväällä ja laski talvella. Lihastoiminta lisää aineenvaihduntaa suhteessa suoritetun työn vakavuuteen.

Merkittävät muutokset perusaineenvaihdunnassa johtuvat kehon elinten ja järjestelmien toimintahäiriöistä. Lisääntynyt kilpirauhasen toiminta, malaria, lavantauti, tuberkuloosi, johon liittyy kuume, perusaineenvaihdunta lisääntyy.

Energiankulutus liikunnan aikana.

Lihastyön aikana kehon energiankulutus lisääntyy merkittävästi. Tämä energiakustannusten nousu on työn lisäystä, joka on sitä suurempi mitä intensiivisempi työ on.

Uneen verrattuna energiankulutus kasvaa 3 kertaa hitaasti kävellessä ja yli 40 kertaa juoksussa lyhyitä matkoja kilpailun aikana.

Lyhytaikaisen harjoittelun aikana energiaa kuluu hiilihydraattien hapettumisen kautta. Pitkän lihaskuntoharjoittelun aikana elimistö hajottaa pääasiassa rasvoja (80 % kaikesta tarvittavasta energiasta). Koulutetuilla urheilijoilla lihasten supistumisenergia saadaan yksinomaan rasvan hapetuksesta. Fyysistä työtä tekevälle henkilölle energiakustannukset nousevat suhteessa työn intensiteettiin.

RAVITSEMUS.

Kehon energiakustannusten täydentyminen tapahtuu ravintoaineiden kautta. Ruoan tulee sisältää proteiineja, hiilihydraatteja, rasvoja, kivennäissuoloja ja vitamiineja pieninä määrinä ja oikeassa suhteessa. Ruoansulatuskykyravintoaineet riippuvatkehon yksilöllisistä ominaisuuksista ja kunnosta, ruoan määrästä ja laadusta, sen eri aineosien suhteesta ja valmistustavasta. Kasviruoat ovat huonommin sulavia kuin eläintuotteet, koska kasviruoat sisältävät enemmän kuitua.

Proteiiniruokavalio edistää ravintoaineiden imeytymistä ja sulavuutta. Kun hiilihydraatit ovat ruoassa vallitsevia, proteiinien ja rasvojen imeytyminen heikkenee. Kasvituotteiden korvaaminen eläinperäisillä tuotteilla tehostaa kehon aineenvaihduntaprosesseja. Jos annat lihasta tai maitotuotteista peräisin olevia proteiineja kasvisten sijaan ja vehnäleipää ruisleivän sijaan, elintarvikkeiden sulavuus paranee merkittävästi.

Siten ihmisten oikean ravinnon varmistamiseksi on tarpeen ottaa huomioon elintarvikkeiden imeytymisaste. Lisäksi ruoassa on välttämättä oltava kaikki välttämättömät (välttämättömät) ravintoaineet: proteiinit ja välttämättömät aminohapot, vitamiinit,erittäin tyydyttymättömiä rasvahappoja, kivennäisaineita ja vettä.

Suurin osa ruoasta (75-80 %) koostuu hiilihydraateista ja rasvoista.

Ruokavalio- henkilön päivässä tarvitsemien elintarvikkeiden määrä ja koostumus. Sen tulee täydentää kehon päivittäistä energiankulutusta ja sisältää riittävästi kaikkia ravintoaineita.

Ruoka-annosten laatimista varten on tiedettävä elintarvikkeiden proteiinien, rasvojen ja hiilihydraattien pitoisuudet sekä niiden energiaarvo. Näiden tietojen avulla on mahdollista luoda tieteellisesti perusteltu ruokavalio eri ikäisille, sukupuolille ja ammateille.

Ruokavalio ja sen fysiologinen merkitys. On tarpeen noudattaa tiettyä ruokavaliota ja järjestää se oikein: jatkuvat ruokailuajat, sopivat välit niiden välillä, päivittäisen ruokavalion jakautuminen päivän aikana. Sinun tulee aina syödä tiettyyn aikaan, vähintään 3 kertaa päivässä: aamiainen, lounas ja päivällinen. Aamiaisen energia-arvon tulisi olla noin 30 % kokonaisruokavaliosta, lounaan 40-50 % ja päivällisen 20-25 %. On suositeltavaa syödä illallinen 3 tuntia ennen nukkumaanmenoa.

Oikea ravitsemus varmistaa normaalin fyysisen kehityksen ja henkisen toiminnan, lisää kehon suorituskykyä, reaktiivisuutta ja vastustuskykyä ympäristön vaikutuksille.

I. P. Pavlovin ehdollisista reflekseistä annettujen opetusten mukaan ihmiskeho sopeutuu tiettyyn syömisaikaan: ruokahalu ilmestyy ja ruoansulatusmehut alkavat vapautua. Oikeat väliajat aterioiden välillä takaavat kylläisyyden tunteen tänä aikana.

Kolme kertaa päivässä syöminen on yleensä fysiologista. Kuitenkin neljä ateriaa päivässä on parempi, mikä lisää ravinteiden, erityisesti proteiinien, imeytymistä, yksittäisten aterioiden välissä ei ole nälän tunnetta ja hyvä ruokahalu säilyy. Tässä tapauksessa aamiaisen energia-arvo on 20%, lounaan - 35%, iltapäivän välipalan - 15%, illallisen - 25%.

Tasapainoinen ruokavalio. Ravitsemista pidetään järkevänä, jos ravinnontarve on täysin tyydytetty määrällisesti ja laadullisesti ja kaikki energiakustannukset korvataan. Se edistää kehon oikeaa kasvua ja kehitystä, lisää sen vastustuskykyä ulkoisen ympäristön haitallisia vaikutuksia vastaan, edistää kehon toimintakykyjen kehittymistä ja lisää työn intensiteettiä. Järkevä ravitsemus tarkoittaa ruoka-annosten ja ruokavalioiden kehittämistä suhteessa eri väestöryhmiin ja elinolosuhteisiin.

Kuten jo todettiin, terveen ihmisen ravitsemus perustuu päivittäisiin ruoka-annoksiin. Potilaan ruokavaliota ja ruokavaliota kutsutaan ruokavalioksi. Jokainen ruokavalio sisältää tiettyjä ruokavalion osia ja sille ovat tunnusomaisia ​​seuraavat ominaisuudet: 1) energiaarvo; 2) kemiallinen koostumus; 3) fysikaaliset ominaisuudet (tilavuus, lämpötila, sakeus); 4) ruokavalio.

Aineenvaihdunnan ja energian säätely.

Ehdollisia refleksimuutoksia aineenvaihdunnassa ja energiassa havaitaan ihmisillä ennen käynnistystä ja työskentelyä edeltävässä tilassa. Urheilijat ennen kilpailun alkua ja työntekijä ennen työtä kokevat aineenvaihdunnan ja kehon lämpötilan nousun, hapenkulutuksen lisääntymisen ja hiilidioksidin vapautumisen. Voi aiheuttaa ehdollisia refleksimuutoksia aineenvaihdunnassa, energiaa ja lämpöprosessit ihmisillä on sanallinen ärsyke.

Hermostovaikutus aineenvaihdunta- ja energiajärjestelmät prosesseja kehossa suoritetaan useilla tavoilla:

Hermoston suora vaikutus (hypotalamuksen, efferenttihermojen kautta) kudoksiin ja elimiin;

Epäsuora vaikutus hermostoon kauttaaivolisäke (somatotropiini);

Epäsuorahermoston vaikutus tropiikin kautta hormonit aivolisäke ja sisäisen perifeeriset rauhaset eritys;

Suoraan vaikuttanut järjestelmä (hypotalamus) umpieritysrauhasten toimintaan ja niiden kautta kudosten ja elinten aineenvaihduntaprosesseihin.

Keskushermoston pääosasto, joka säätelee kaikenlaisia ​​aineenvaihdunta- ja energiaprosesseja, on hypotalamus. Sillä on huomattava vaikutus aineenvaihduntaprosesseihin ja lämmöntuotantoon sisäiset rauhaset eritys. Lisämunuaiskuoren ja kilpirauhasen hormonit suuret määrät lisäävät kataboliaa eli proteiinien hajoamista.

Keho osoittaa selvästi hermoston ja endokriinisen järjestelmän läheisen toisiinsa liittyvän vaikutuksen aineenvaihdunta- ja energiaprosesseihin. Siten sympaattisen hermoston virityksellä ei ole vain suoraa stimuloivaa vaikutusta aineenvaihduntaprosesseihin, vaan se lisää myös kilpirauhas- ja lisämunuaishormonien (tyroksiini ja adrenaliini) eritystä. Tämän ansiosta aineenvaihdunta ja energia lisääntyvät entisestään. Lisäksi nämä hormonit itse lisäävät sympaattisen hermoston sävyä. Merkittäviä muutoksia aineenvaihdunnassa Ja lämmönvaihto tapahtuu, kun kehossa on puutos hormonitoimintaa umpirauhasten. Esimerkiksi tyroksiinin puute johtaa perusaineenvaihdunnan vähenemiseen. Tämä johtuu kudosten hapenkulutuksen vähenemisestä ja lämmöntuotannon vähenemisestä. Tämän seurauksena kehon lämpötila laskee.

Endokriinisten rauhasten hormonit osallistuvat aineenvaihdunnan säätelyyn Ja energiaa, muuttaa solukalvojen läpäisevyyttä (insuliini), aktivoi kehon entsyymijärjestelmiä (adrenaliini, glukagoni jne.) ja vaikuttaa niiden biosynteesissä (glukokortikoidit).

Siten aineenvaihdunnan ja energian säätelyä hoitavat hermo- ja hormonijärjestelmät, jotka varmistavat kehon sopeutumisen ympäristönsä muuttuviin olosuhteisiin.

Aineenvaihdunta kehossa. Muovisen RF-energian rooli

ravinteita

Jatkuva aineiden ja energian vaihto organismin ja ympäristön välillä on sen olemassaolon välttämätön edellytys ja heijastaa niitä

yhtenäisyys. Tämän vaihdon ydin on, että ruuansulatusmuutosten jälkeen elimistöön tulevat ravintoaineet käytetään muovimateriaalina. Tässä tapauksessa tuotettu energia täydentää kehon energiakustannuksia. Monimutkaisten kehospesifisten aineiden synteesiä vereen imeytyneistä yksinkertaisista yhdisteistä kutsutaan assimilaatioksi tai anabolismiksi. Kehon aineiden hajoamista lopputuotteiksi, johon liittyy energian vapautumista, kutsutaan dissimilaatioksi tai kataboliksi. Nämä prosessit liittyvät erottamattomasti toisiinsa. Assimilaatio varmistaa energian kertymisen, ja dissimilaatiossa vapautuva energia on tarpeen aineiden synteesiä varten. Anabolismi ja katabolismi yhdistetään yhdeksi prosessiksi ATP:n ja NADP:n avulla. Niiden kautta dissimilaation tuloksena syntyvä energia siirretään assimilaatioprosesseihin.

Proteiinit ovat pohjimmiltaan muovimateriaalia. Ne ovat osa solukalvoja ja organelleja. Proteiinimolekyylit uusiutuvat jatkuvasti. Mutta tämä uusiutuminen ei tapahdu pelkästään ruokaproteiinien ansiosta, vaan myös omien proteiinien uudelleenkäytön kautta. Kuitenkin 20 aminohaposta, jotka muodostavat proteiineja, 10 on välttämättömiä. Nuo. niitä ei voi muodostua kehossa. Proteiinien hajoamisen lopputuotteita ovat typpeä sisältävät yhdisteet, kuten urea, virtsahappo ja kreatiniini. Siksi proteiiniaineenvaihdunnan tila voidaan määrittää typpitasapainolla. Tämä on elintarvikeproteiinien mukana toimitetun ja elimistöstä typpeä sisältävien aineenvaihduntatuotteiden mukana erittyneen typen suhde. 100 g proteiinia sisältää noin 16 g typpeä. Siksi 1 gramman typen vapautuminen osoittaa 6,25 gramman proteiinin hajoamista kehossa. Jos vapautuvan typen määrä on yhtä suuri kuin kehon absorboima määrä, syntyy typpitasapaino. Jos typpeä otetaan enemmän kuin typpeä erittyy, sitä kutsutaan positiiviseksi typpitaseeksi. Typpiretentio tapahtuu kehossa. Positiivinen typpitase havaitaan kehon kasvun aikana, vakavasta sairaudesta toipumisen aikana ja pitkäaikaisen paaston jälkeen. Kun elimistöstä erittyvän typen määrä on suurempi kuin otetun typen määrä, syntyy negatiivinen typpitase. Sen esiintyminen selittyy kehon omien proteiinien hallitsevalla hajoamisella. Sitä esiintyy paaston aikana, elintarvikkeiden välttämättömien aminohappojen puutteen, ruoansulatuksen ja proteiinin imeytymisen heikkenemisen sekä vakavien sairauksien aikana. Proteiinioptimimääräksi kutsutaan sitä proteiinimäärää, joka täyttää täysin kehon tarpeet. Minimi, joka varmistaa vain typpitasapainon säilymisen - proteiiniminimi. WHO suosittelee proteiinin saantia vähintään 0,75 g painokiloa kohden päivässä. Proteiinien energiarooli on suhteellisen pieni.

Kehon rasvat ovat triglyseridejä ja fosfolipidejä. ja steroleja. Heidän pääroolinsa on energinen. Lipidien hapettuminen vapauttaa eniten energiaa, joten noin puolet kehon energiankulutuksesta saadaan lipideistä. Ne ovat myös kehon energian kerääjä, koska ne kerääntyvät rasvavarastoihin ja niitä käytetään tarpeen mukaan. Rasvavarastot muodostavat noin 15 % kehon painosta. Rasvoilla on tietty plastinen rooli, sillä fosfolipidit, kolesteroli ja rasvahapot ovat osa solukalvoja ja organelleja. Lisäksi ne peittävät sisäelimet. Esimerkiksi perinefrinen rasva auttaa kiinnittämään munuaisia ​​ja suojaamaan niitä mekaaniselta rasitukselta. Lipidit ovat myös endogeenisen veden lähteitä. Kun 100 g rasvaa hapettuu, muodostuu noin 100 g vettä. Erityisen toiminnon suorittaa ruskea rasva, joka sijaitsee suuria suonia pitkin ja lapaluiden välissä. Sen rasvasoluissa oleva polypeptidi estää kehon jäähtyessä ATP:n uudelleensynteesiä lipidien vaikutuksesta. Tämän seurauksena lämmöntuotanto lisääntyy jyrkästi. Välttämättömät rasvahapot - linoli-, linoleeni- ja arakidonihappo - ovat erittäin tärkeitä. Ilman niitä solufosfolipidien synteesi, prostaglandiinien muodostuminen jne. on mahdotonta. Niiden puuttuessa kehon kasvu ja kehitys viivästyvät.

Hiilihydraateilla on pääasiassa energiarooli, koska ne toimivat solujen pääasiallisena energialähteenä. Esimerkiksi neuronien energiantarpeet tyydytetään yksinomaan glukoosilla. Ne kerääntyvät glykogeeninä maksaan ja lihaksiin. Hiilihydraatilla on tietty plastinen merkitys, koska glukoosia tarvitaan nukleotidien muodostumiseen ja tiettyjen aminohappojen synteesiin.

Kehon energiatasapainon mittausmenetelmiä

Ruoasta saatavan energian määrän ja ulkoiseen ympäristöön vapautuvan energian välistä suhdetta kutsutaan kehon energiatasapainoksi.Kehon vapauttaman energian määrittämiseen on 2 menetelmää.

1. Suora kalorimetria. Sen periaate perustuu siihen, että kaikki energiatyypit muuttuvat lopulta lämmöksi. Siksi suoralla kalorimetrialla määritetään kehon ympäristöön vapauttaman lämmön määrä aikayksikköä kohti. Tätä tarkoitusta varten käytetään erityisiä kammioita, joissa on hyvä lämmöneristys ja lämmönvaihtoputkijärjestelmä, joiden läpi vesi kiertää ja lämmitetään.

2. Epäsuora kalorimetria. Se koostuu vapautuneen hiilidioksidin ja absorboidun hapen suhteen määrittämisestä aikayksikköä kohti. Tämä on täydellinen kaasuanalyysi, jota kutsutaan hengityskertoimeksi (RQ).

Esityksen kuvaus Aineenvaihdunnan ja energian fysiologia. Diojen lämpösäätelyn fysiologia

Aineenvaihdunnan ja energian fysiologia. Lämpösäätelyn fysiologia VALMISTAJA: ALIMZHAN SERZHAN (39 -01)

Aineenvaihdunta (aineenvaihdunta) on joukko kemiallisia reaktioita elävissä organismeissa, jotka varmistavat niiden kasvun, kehityksen ja elintärkeät prosessit. Plastinen aineenvaihdunta eli anabolismi (assimilaatio) on orgaanisten aineiden (hiilihydraatit, rasvat, proteiinit) synteesiä energiankulutuksella . Energia-aineenvaihdunta eli katabolismi (dissimilaatio) on orgaanisten aineiden hajoamista energian vapautuessa. Lopulliset hajoamistuotteet ovat hiili, vesi ja ATP.

Aineenvaihdunnassa on 4 vaihetta: 1. Ravinteiden hydrolyysi ruoansulatuskanavassa - ravinteiden entsymaattinen hajoaminen. 2. Hydrolyysin lopputuotteiden imeytyminen vereen ja imusolmukkeeseen. 3. Ravinteiden ja O2:n kuljetus soluun - solunsisäinen aineenvaihdunta ja energia. 4. Aineenvaihdunnan lopputuotteiden eristäminen.

Solujen säätely perustuu entsyymin ja substraatin välisen vuorovaikutuksen ominaisuuksiin. Entsyymi biologisena katalyyttinä muuttaa reaktion nopeutta yhdistymällä substraatin kanssa ja muodostamalla entsyymi-substraattikompleksin. Kun substraatissa on tapahtunut muutoksia, entsyymi jättää tämän kompleksin koskemattomaksi ja aloittaa uuden syklin.

Humoraalinen säätely Jotkut hormonit säätelevät suoraan entsyymien synteesiä tai hajoamista ja solukalvojen läpäisevyyttä muuttaen solun substraattipitoisuutta, kofaktoreita ja ionikoostumusta.

Hermosäätelyä suoritetaan eri tavoilla: - umpieritysrauhasten toiminnan voimakkuuden muuttaminen, entsyymien suora aktivointi. Keskushermosto, joka vaikuttaa solujen ja humoraalisten säätelymekanismeihin, muuttaa riittävästi solujen trofismia

Proteiinit (80-100 g) Pääasiallinen proteiinin lähde keholle on ruokaproteiini. Proteiinien merkitys: Plastinen rooli Energinen Motorinen toiminta (aktiini, myosiini). Entsymaattinen toiminta (entsyymit ovat proteiineja, jotka tarjoavat kehon perustoiminnot: hengitys, ruoansulatus, erittäminen. Proteiiniaineenvaihdunnan säätely - Säätelykeskukset hypotalamuksen ytimissä. Sympaattinen hermosto tehostaa proteiinien dissimilaatiota. Parasympaattinen hermosto tehostaa proteiinisynteesiä Tehostaa proteiinisynteesiä - kasvuhormoni, trijodityroksiini, tyroksiini

Välttämättömät aminohapot Valiini (liha, sienet, maito- ja viljatuotteet) Isoleusiini (kananliha, maksa, munat, kala) Leusiini (liha, kala, pähkinät) Lysiini (kala, muna, liha, pavut) Metioniini (maito, pavut, kala) , pavut) Treoniini (maitotuotteet, munat, pähkinät) Tryptofaani (banaanit, taatelit, kana, maitotuotteet) Fenyylialaniini (naudanliha, kala, munat, maito) Arginiini (kurpitsansiemenet, naudanliha, sianliha, seesami) Histidiini (naudanliha, kana, linssit) , lohi)

Proteiinien muuntaminen kehossa Ruokaproteiinit Ruoansulatuskanava Veren aminohapot Eri kudosten solut Maksan transaminaatio Aminohappojen deaminaatio. Maksan aminohapot Ammoniakki Ketohapot Urea Hapetus Glyserolisynteesi Rasvahapposynteesi. Veren jäännöstyppi. Munuaiset. Virtsan typpi Maksaentsyymit Maksaproteiinit. Veren plasman proteiinit

Proteiiniaineenvaihdunnan säätely Keskussäätelymekanismit Hypotalamus Aivolisäke Haima Lisämunuaiset. Parasympaattiset vaikutukset Sympaattiset vaikutukset Somatotrooppiset hormonit Glukokortikoidit Maksassa Lihakset, imukudos Anabolismi Katabolismi Kilpirauhashormonit Insuliini. Kilpirauhanen

Rasvat (80 -100 g) Muovi, energiarooli. Rasvat imeytyvät suolistosta imusolmukkeisiin ja vereen glyserolin ja rasvahappojen muodossa (muodostavat misellejä sappihappojen kanssa). Sääntelyä suorittaa hypotalamus. Rasvan hajoaminen tapahtuu adrenaliinin, norepinefriinin, kasvuhormonin ja tyroksiinin vaikutuksesta Sympaattisen hermoston ärsytys lisää rasvan hajoamista. Parasympaattinen – edistää rasvan kertymistä.

Rasvojen muuttuminen kehossa Ruokarasva (triglyseridit) RUOKAKANAVA VEREN LYMFAAT E R D C E L I P E T riglyseridit v i d e c h i l o m i c r o n about v. Lyhytketjuiset rasvahapot Glyseroli Pitkäketjuiset rasvahapot

Hiilihydraatit (400-500 g) Pääasiallinen energianlähde tulee dipolysakkarideista, jotka imeytyvät monosakkaridien muodossa. Glykogeeni syntetisoidaan maksassa glukoosista. Kun verensokeri laskee, maksan glukogeenin hajoaminen lisääntyy. Hiilihydraattiaineenvaihdunnan säätely: Hyperglykemia aiheuttaa hypotalamuksen ja aivokuoren ärsytystä, vaikutus toteutuu autonomisten hermojen kautta. Sympaattinen hermosto tehostaa glykogeenin hajoamista - glykolyysiä. Parasympaattinen hermosto tehostaa glykogeenin synteesiä glukoosista - glykogeneesiä.

Ruokahiilihydraatit Ruokakanava Verihiilihydraatit Aivot MAKSAN LIHAS LEPOESSA TYÖLIHAS H 2 O + CO 2 Veren laktaatti. Hiilihydraattien aineenvaihdunta kehossa Glykogeeni Pyruviinihappo Maitohappo H 2 O + CO

Edellyttäen, että kaikki energiankulutus korvataan hiilihydraatilla ja rasvalla, eli proteiinittomalla ruokavaliolla, noin 331 mg proteiinia 1 painokiloa kohden tuhoutuu päivässä. 70 kg painavalla henkilöllä tämä on 23,2 g. M. Rubner kutsui tätä arvoa "kulumiskertoimeksi".

TYPITASAPAINO Ruoasta otetun ja virtsaan ja hikeen erittyneen typen suhdetta kutsutaan typpitasapainoksi. Proteiinikerroin on proteiinin määrä, joka hajotettuna tuottaa 1 gramman typpeä. Se on 6,25 g Positiivinen typpitasapaino - kun proteiinia tulee enemmän kuin erittyy. Negatiivinen typpitase on, kun proteiinia otetaan vähemmän kuin poistuu. Typpitasapaino - kun proteiinien mukana tulee sama määrä typpeä kuin se poistuu.

PERUSaineenvaihdunnan MÄÄRITTÄMISEN VAKIO-EHDOT: Perusaineenvaihdunta on energiankulutuksen vähimmäistaso kehon elintoimintojen ylläpitämiseksi suhteellisen täydellisen fyysisen ja henkisen levon olosuhteissa. Aamulla tyhjään vatsaan. 25-28 asteen lämpötilassa. Täydellisen fyysisen ja henkisen levon tilassa, selällään.

Perusaineenvaihdunnan määritysmenetelmät Suora kalorimetrinen menetelmä täydellisellä kaasuanalyysillä. Epäsuoran kalorimetrian menetelmä epätäydellisen kaasuanalyysin kanssa.

Veden merkitys keholle Osallistuminen aineenvaihduntaprosesseihin (hydrolyysi, hapettumisreaktiot jne.); Edistää aineenvaihdunnan lopputuotteiden poistumista; Tukee lämpötilan homeostaasia; Mekaaninen rooli (vähentää kitkaa sisäelinten, nivelpintojen jne. välillä); Universaali liuotin.

Lämmönsäätö LÄMPÖSÄÄTÖ on fysiologinen prosessi, joka varmistaa tasaisen lämpötilan ylläpitämisen lämminveristen eläinten ja ihmisten kehossa. Lämpötilan pysyvyys on seurausta kehon itsesäätelystä, joka on välttämätöntä normaalille toiminnalle. Kehon lämpötila riippuu lämmöntuotannosta ja lämmönsiirrosta.

Lämpösäätelytyypit Homeoterminen on elävän olennon kyky ylläpitää vakiona ruumiinlämpöä ympäristön lämpötilasta riippumatta. Poikiloterminen on lajin tai (lääketieteessä ja fysiologiassa) eliön tilan evoluution mukainen sopeutuminen, jossa elävän olennon ruumiinlämpötila vaihtelee suuresti riippuen ulkoisen ympäristön lämpötilasta. Heterotermiset Homeotermiset eläimet, joiden ruumiinlämpö voi laskea lepotilan tai torporin aikana

Lämpösäätelyn mekanismit Kemiallinen lämpösäätely 1) kudosten aineenvaihduntaprosessien lisääntyminen, proteiinien, rasvojen ja hiilihydraattien voimakas hapettuminen lämmön muodostuessa 2) kilpirauhas- ja lisämunuaishormonien tason nousu, perusaineenvaihdunnan ja lämmönmuodostuksen tehostaminen Fyysinen lämpösäätely 1) ihon verisuonet 2) lisääntynyt verenkierto ihon verisuonissa 3) lisääntynyt hikoilu 4) lisääntynyt hengitys ja veden haihtuminen keuhkojen läpi, mikä antaa kehon luovuttaa ylimääräistä lämpöä

Kemiallinen lämmönsäätely Lämmönmuodostus liittyy aineenvaihduntaan, proteiinien, rasvojen ja hiilihydraattien hapettumiseen. Nämä ovat eksotermisiä reaktioita. Lämmönmuodostus eri elimissä: Lihaksissa – 60-70%. Maksassa, maha-suolikanavassa - 20-30%. Munuaisissa ja muissa elimissä - 10-20%.

Fysikaalinen lämpösäätely Lämmönsiirtoreitit: Lämmönjohtavuus (kosketuksessa muihin esineisiin). Konvektio on lämmön siirtoa kiertävän ilman avulla. Lämpösäteily (säteily) on lämpösäteilyä infrapuna-alueella. Haihtuminen (limakalvoilta, keuhkojen kautta, hikoilu)

Isotermia on kehon lämpötilan ja kehon sisäisen ympäristön pysyvyys. Isotermia on yksi tärkeimmistä homeostaasin indikaattoreista.Kehon lämpötilan pysyvyyden varmistaa toimiva järjestelmä, joka sisältää useita lämpöä tuottavia elimiä sekä lämmönsiirtoa tuottavia rakenteita sekä niiden toimintaa sääteleviä mekanismeja. .

Isotermian säätely Lämpöreseptorit: Perifeeriset (iho, limakalvot, maha-suolikanava). - kylmäreseptorit (Krause-kartiot) - lämpöreseptorit (Ruffini-korpuskkelit) Keski- (hypotalamus, keskiaivot, aivokuori) Hypotalamuksen anterioriset ytimet säätelevät fyysistä lämmönsäätelyä. Hypotalamuksen takaytimet säätelevät kemiallista lämmönsäätelyä.

Ihmisen ruumiinlämpötila Ihmisen kehon yksittäisten osien lämpötila on erilainen. Alhaisin ihon lämpötila havaitaan käsissä ja jaloissa, korkein - kainalossa. Terveellä ihmisellä lämpötila tällä alueella on 36-37° C. Päivän aikana havaitaan lieviä nousuja ja laskuja ihmisen kehon lämpötilassa päivittäisen biorytmin mukaisesti: minimilämpötila on 2-4 o'. aamulla kello, maksimi klo 16-19. Lihaskudoksen lämpötila levossa ja työssä voi vaihdella 7° C. Sisäelinten lämpötila riippuu aineenvaihduntaprosessien intensiteetistä. Voimakkaimmat aineenvaihduntaprosessit tapahtuvat maksassa, lämpötila maksakudoksessa on 38-38,5 °C. Lämpötila peräsuolessa on 37-37,5 °C. Se voi kuitenkin vaihdella 4-5 °C:n sisällä läsnäolosta riippuen. ulosteessa, limakalvojen verenkierrossa ja muista syistä.