METABOLİZMA VE ENERJİ FİZYOLOJİSİ

Vücuttaki metabolizma. Besinlerin plastik ve enerjik rolü

Vücut ve çevre arasında sürekli madde ve enerji değişimi, onun için gerekli bir koşuldur.

varlığını ve birliğini yansıtır. Bu alışverişin özü, sindirim dönüşümleri sonrasında vücuda giren besinlerin plastik malzeme olarak kullanılmasıdır. Bu dönüşümler sırasında üretilen enerji vücudun enerji maliyetlerini yeniler. Vücudun karmaşık spesifik maddelerinin sentezi

Sindirim kanalından kana emilen basit bileşiklere asimilasyon veya anabolizma denir. Vücuttaki maddelerin enerji salınımıyla birlikte nihai ürünlere parçalanmasına disimilasyon veya katabolizma denir. Bu iki süreç ayrılmaz bir şekilde bağlantılıdır. "Asimilasyon, enerji birikimini sağlar ve disimilasyon sırasında açığa çıkan enerji, maddelerin sentezi için gereklidir. Anabolizma ve katabolizma, ATP ve NADP'nin yardımıyla tek bir işlemde birleştirilir. Onların yardımıyla, sonuçta üretilen enerji, disimilasyon asimilasyon işlemleri için aktarılır.Proteinler esas olarak plastik malzemedir.Hücre zarlarının, organellerin bir parçasıdır.Protein molekülleri sürekli yenilenir.Fakat bu yenilenme sadece gıda proteinleri nedeniyle değil, aynı zamanda vücudun kendi proteinlerinin geri dönüşümü yoluyla da gerçekleşir. Proteinleri oluşturan 20 amino asitten 10'u esansiyeldir, yani vücutta oluşamazlar.Protein parçalanmasının son ürünleri, üre, ürik asit, kreatinin gibi nitrojen içeren bileşiklerdir.Protein metabolizmasının durumu değerlendirilir. nitrojen dengesi ile.Besin proteinleriyle sağlanan ve nitrojen içeren metabolik ürünlerle vücuttan atılan nitrojen miktarının oranıdır.Protein yaklaşık 16 gr nitrojen içerir.Dolayısıyla 1 gr nitrojenin salınması, besinlerin parçalandığını gösterir. Vücutta 6,25 gr protein var. Salınan nitrojen miktarı vücut tarafından emilen miktara eşitse nitrojen dengesi oluşur. Azot girişinin azot çıkışından daha fazla olması durumunda buna pozitif nitrojen dengesi denir. Azot tutulması vücutta meydana gelir. Vücut büyümesi sırasında, kilo kaybının eşlik ettiği ciddi bir hastalıktan iyileşme sırasında ve uzun süreli açlıktan sonra pozitif bir nitrojen dengesi gözlenir. Vücut tarafından atılan nitrojen miktarı alınan miktardan fazla olduğunda negatif nitrojen dengesi oluşur. Oluşumu vücudun kendi proteinlerinin parçalanmasıyla açıklanmaktadır. Oruç sırasında, besinlerde esansiyel amino asitlerin bulunmaması, proteinin sindirimi ve emiliminin bozulması ve ciddi hastalıklar sırasında ortaya çıkar. Vücudun ihtiyacını tam olarak karşılayan protein miktarına protein optimumu denir. Minimum, yalnızca nitrojen dengesinin korunmasını sağlar - minimum protein. DSÖ, günde vücut ağırlığının kilogramı başına en az 0,75 g protein alımını önermektedir. Proteinlerin enerji rolü nispeten küçüktür.

Vücut yağları trigliseritler, fosfolipidler ve sterollerdir. Ayrıca fosfolipidler, kolesterol ve yağ asitleri hücre zarlarının ve organellerinin bir parçası olduğundan belirli bir plastik role de sahiptirler. Ana rolleri enerjiktir. Lipitlerin oksidasyonu en büyük miktarda enerjiyi açığa çıkarır, dolayısıyla vücudun enerji harcamasının yaklaşık yarısı lipitler tarafından sağlanır. Ayrıca yağ depolarında depolanıp ihtiyaç duyuldukça kullanıldığı için vücutta enerji biriktiricidirler. Yağ depoları vücut ağırlığının yaklaşık %15'ini oluşturur. İç organları kaplayan yağ dokusu aynı zamanda plastik bir fonksiyon da yerine getiriyor. Örneğin perinefrik yağ böbreklerin onarılmasına ve mekanik strese karşı korunmasına yardımcı olur. Lipitler su kaynağıdır çünkü 100 g yağın oksidasyonu yaklaşık 100 g su üretir. Büyük damarlar boyunca yer alan kahverengi yağ özel bir işlev görür. Yağ hücrelerinde bulunan polipeptit, lipitler pahasına ATP'nin yeniden sentezini engeller. Sonuç olarak, ısı üretimi keskin bir şekilde artar. Esansiyel yağ asitleri (linoleik, linolenik ve araşidonik) büyük önem taşımaktadır. Vücutta oluşmazlar. Onlar olmadan hücre fosfolipidlerinin sentezi, prostaglandin oluşumu vb. imkansızdır. Onların yokluğunda vücudun büyümesi ve gelişmesi gecikir.

Karbonhidratlar, hücreler için ana enerji kaynağı olarak hizmet ettikleri için esas olarak enerji rolü oynarlar.

Nöronların ihtiyaçları yalnızca glikoz tarafından karşılanır. Karbonhidratlar karaciğerde glikojen olarak depolanır

ve kaslar. Karbonhidratların belirli bir plastik önemi vardır. Nükleotidlerin oluşumu için glikoz gereklidir

ve bazı amino asitlerin sentezi.

Vücudun enerji dengesini ölçme yöntemleri

Besinlerle vücuda giren enerji miktarı ile beslenme sırasında vücudun açığa çıkardığı enerji arasındaki ilişki

dış çevreye organizmanın enerji dengesi denir. Tahsis edilen miktarı belirlemek için 2 yöntem vardır.

enerji bedeni.

1. Doğrudan kalorimetri. Doğrudan kalorimetri prensibi, her türlü enerjinin sonuçta ısıya dönüştürüldüğü gerçeğine dayanmaktadır. Bu nedenle direkt kalorimetri ile vücudun birim zamanda çevreye verdiği ısı miktarı belirlenir. Bu amaçla, iyi ısı yalıtımına sahip özel odalar ve içinde suyun dolaştığı ve ısıtıldığı bir ısı değişim boru sistemi kullanılır.

2. Dolaylı kalorimetri. Birim zaman başına salınan karbondioksit ve emilen oksijen oranının belirlenmesinden oluşur. Onlar. tam gaz analizi. Bu orana solunum katsayısı (RQ) denir. US02 DK=-U02

Solunum katsayısının değeri, vücut hücrelerinde hangi maddenin oksitlendiğine göre belirlenir. Örneğin, bir karbonhidrat molekülünde çok sayıda oksijen atomu vardır, bu nedenle oksidasyona daha az oksijen girer ve solunum katsayısı 1'dir. Lipit molekülünde çok daha az oksijen vardır, dolayısıyla oksidasyon sırasındaki solunum katsayısı 0,7'dir. Proteinlerin solunum katsayısı 0,8'dir. Karışık beslenmeyle değeri 0,85-0,9'dur. Ağır fiziksel çalışma, asidoz, hiperventilasyon ve vücudun karbonhidratları yağlara dönüştürmesi sırasında solunum katsayısı 1'den büyük olur. Yağlar karbonhidratlara dönüştüğünde bu oran 0,7'den az olur. Solunum katsayısına dayanarak oksijenin kalorik eşdeğeri hesaplanır; 1 litre oksijen tüketildiğinde vücudun açığa çıkardığı enerji miktarı. Değeri aynı zamanda oksitlenmiş maddelerin doğasına da bağlıdır. Karbonhidratlar için 5 kcal, proteinler için 4,5 kcal, yağlar için 4,7 kcal'dir. Klinikte indirekt kalorimetri “Metatest-2” ve “Spirolite” cihazları kullanılarak yapılmaktadır.

Vücuda giren enerji miktarı besinlerin miktarına ve enerji değerine göre belirlenir. Enerji değerleri, saf oksijen atmosferinde Berthelot bombasında yakılarak belirlenir. Bu şekilde fiziksel kalori katsayısı elde edilir. Proteinler için bu değer 5,8 kcal/g, karbonhidratlar için 4,1 kcal/g, yağlar için ise 9,3 kcal/g'dır. Hesaplamalar için fizyolojik kalori katsayısı kullanılır. Karbonhidratlar ve yağlar için fiziksel değere karşılık gelir ve proteinler için 4,1 kcal/g'dır. Proteinler için daha düşük değeri, vücutta karbondioksit ve suya değil, nitrojen içeren ürünlere parçalanmalarıyla açıklanmaktadır. BX

Vücudun hayati fonksiyonları yerine getirmek için harcadığı enerji miktarına bazal metabolizma denir. Bu, sabit bir vücut ısısını, iç organların, sinir sisteminin ve bezlerin işleyişini korumak için yapılan enerji harcamasıdır. Bazal metabolizma, temel koşullar altında doğrudan ve dolaylı kalorimetri yöntemleriyle ölçülür; Aç karnına, rahat bir sıcaklıkta, rahat kaslarla uzanmak. 19. yüzyılda Rubner ve Richet tarafından formüle edilen yüzey yasasına göre temelin büyüklüğü, vücudun yüzey alanıyla doğru orantılıdır. Bunun nedeni, en büyük miktarda enerjinin sabit vücut sıcaklığının korunmasına harcanmasıdır. Ayrıca bazal metabolizma miktarı cinsiyet, yaş, çevre koşulları, beslenme, endokrin bezlerinin durumu ve sinir sisteminden de etkilenir. Erkeklerin bazal metabolizma hızı kadınlara göre %10 daha yüksektir. Çocuklarda vücut ağırlığına göre değeri yetişkinliğe göre daha fazladır, ancak yaşlılarda tam tersi daha azdır. Soğuk iklimlerde veya kışın artar, yazın azalır. Hipertiroidizmde önemli ölçüde artar ve hipotiroidizmde azalır. Ortalama bazal metabolizma hızı erkekler için 1700 kcal/gün, kadınlar için ise 1550 kcal'dir.

Genel enerji metabolizması

Genel enerji metabolizması, bazal metabolizmanın, iş kazancının ve gıdanın spesifik dinamik etkisinin enerjisinin toplamıdır. İş kazancı, fiziksel ve zihinsel çalışma için harcanan enerjidir. Üretim faaliyetlerinin ve enerji tüketiminin niteliğine bağlı olarak aşağıdaki işçi grupları ayırt edilir:

1. Zihinsel çalışma yapan kişiler (öğretmenler, öğrenciler, doktorlar vb.). Enerji tüketimleri 2200-3300 kcal/gündür.

2. Mekanize emekle uğraşan işçiler (taşıma bandındaki montajcılar). 2350-3500 kcal/gün.

3. Kısmen mekanize işçilikle uğraşan kişiler (sürücüler). 2500-3700 kcal/gün. .

1. Mekanize olmayan ağır işlerde çalışanlar (yükleyiciler). 2900-4200 kcal/gün. Gıdanın özellikle dinamik bir etkisi, besinlerin emilimi için enerji tüketimidir. Bu etki en çok proteinlerde, daha az ise yağlarda ve karbonhidratlarda belirgindir. Özellikle proteinler enerji metabolizmasını %30, yağlar ve karbonhidratlar ise %15 oranında artırır. Beslenmenin fizyolojik temeli.

2. Güç modları. İÇİNDE Yaşa, cinsiyete, mesleğe bağlı olarak protein, yağ ve karbonhidrat tüketimi şöyle olmalıdır:

Geçen yüzyılda Rubner, gıda maddelerinin enerji değerlerinde değiştirilebileceği izodinamik yasasını formüle etti. Ancak plastik rol oynayan proteinler diğer maddelerden sentezlenemediği için göreceli öneme sahiptir. Aynı durum esansiyel yağ asitleri için de geçerlidir. Bu nedenle tüm besinlerin dengeli bir şekilde beslenmesi gerekir. Ayrıca gıdanın sindirilebilirliğini de hesaba katmak gerekir. Bu, emilen ve dışkıyla atılan besinlerin oranıdır. Hayvansal ürünler sindirimi en kolay olanlardır. Bu nedenle günlük protein diyetinin en az %50'sini hayvansal protein oluşturmalı, yağlar ise yağın %70'ini geçmemelidir.

Diyet derken, gıda alım sıklığını ve kalori içeriğinin her öğüne göre dağılımını kastediyoruz. Günde üç öğün, kahvaltı günlük kalori alımının %30'unu, öğle yemeği %50'sini, akşam yemeği ise %20'sini oluşturmalıdır. Günde dört öğün daha fizyolojik olarak, kahvaltıda %30, öğle yemeğinde %40, ikindi atıştırmalığında %10, akşam yemeğinde %20. Kahvaltı ile öğle yemeği arasındaki aralık 5 saatten fazla olmamalıdır ve akşam yemeği yatmadan en az 3 saat önce olmalıdır. Yemek saatleri sabit olmalıdır.

Su ve mineral değişimi

Vücuttaki su içeriği ortalama %73'tür. Tüketilen ve atılan suyun eşitlenmesiyle vücudun su dengesi korunur. Günlük su ihtiyacı 20-40 ml/kg vücut ağırlığıdır. Yaklaşık 1200 ml su sıvılarla, 900 ml'si besinlerle gelir ve 300 ml'si besinlerin oksidasyonu sırasında oluşur. Minimum su gereksinimi 1700 ml'dir. Su eksikliği ile dehidrasyon meydana gelir ve vücuttaki miktarı %20 oranında azalırsa ölüm meydana gelir. Aşırı suya, merkezi sinir sistemi uyarımı ve kasılmalarla birlikte su zehirlenmesi eşlik eder.

Sodyum, potasyum, kalsiyum, klor, tüm hücrelerin normal işleyişi için, özellikle de membran potansiyeli ve aksiyon potansiyellerinin oluşumuna yönelik mekanizmaların sağlanması için gereklidir. Günlük sodyum ve potasyum ihtiyacı 2-3 gr, kalsiyum 0,8 gr, klor 3-5 gr.Kemiklerde büyük miktarda kalsiyum bulunur. Ayrıca kanın pıhtılaşması ve hücresel metabolizmanın düzenlenmesi için de gereklidir. Fosforun büyük kısmı da kemiklerde yoğunlaşmıştır. Aynı zamanda membran fosfolipitlerinin bir parçasıdır ve metabolik süreçlere katılır. Günlük gereksinim 0,8 g'dır Demirin çoğu hemoglobin ve miyoglobinde bulunur. Oksijenin bağlanmasını sağlar. Florür diş minesinin bir parçasıdır. Proteinlerde ve vitaminlerde kükürt. Çinko birçok enzimin bir bileşenidir. Kobalt ve bakır eritropoez için gereklidir. Tüm bu mikro elementlere olan ihtiyaç günde onlarca ila yüzlerce mg arasında değişmektedir.

Metabolizma ve enerjinin düzenlenmesi

Enerji metabolizmasının ve metabolizmanın düzenlenmesinden sorumlu en yüksek sinir merkezleri hipotalamusta bulunur. Bu süreçleri otonom sinir sistemi ve hipotalamik-hipofiz sistemi aracılığıyla etkilerler. ANS'nin sempatik bölümü, disimilasyon, parasempatik asimilasyon süreçlerini uyarır. Aynı zamanda su-tuz metabolizmasını düzenleyen merkezler de içerir. Ancak bu temel süreçlerin düzenlenmesindeki asıl rol endokrin bezlerine aittir. Özellikle insülin ve glukagon karbonhidrat ve yağ metabolizmasını düzenler. Üstelik insülin depodan yağ salınımını da engeller. Adrenal glukokortikoidler proteinlerin parçalanmasını uyarır. Somatotropin ise tam tersine protein sentezini arttırır. Mineralokortikoidler sodyum potasyum. Enerji metabolizmasının düzenlenmesindeki ana rol tiroid hormonlarına aittir. Bunu keskin bir şekilde yoğunlaştırıyorlar. Aynı zamanda protein metabolizmasının ana düzenleyicileridirler. Enerji metabolizmasını ve adrenalini önemli ölçüde artırır. Oruç sırasında büyük miktarda salınır.

TERMOREGÜLASYON

Filogenetik olarak iki tür vücut ısısı düzenlemesi ortaya çıkmıştır. Soğukkanlı veya poikilotermik organizmalarda metabolizma hızı düşüktür ve dolayısıyla ısı üretimi de düşüktür. Sabit bir vücut ısısını koruyamazlar ve bu ortam sıcaklığına bağlıdır. Zararlı sıcaklık değişiklikleri davranış değişiklikleriyle (hazırda bekletme) telafi edilir. Sıcakkanlı hayvanlarda metabolik süreçlerin yoğunluğu çok yüksektir ve özel termoregülasyon mekanizmaları vardır. Bu nedenle ortam sıcaklığından bağımsız bir aktivite düzeyine sahiptirler. İzotermi, sıcakkanlı hayvanların yüksek adaptasyon kabiliyetini sağlar. İnsanlarda günlük sıcaklık dalgalanmaları 36,5-36,9°C'dir. İnsan vücudunun en yüksek sıcaklığı saat 16:00'dadır. En düşük saat 4 yönünde. vücudu vücut sıcaklığındaki değişikliklere karşı çok hassastır. 27-3 0°C’ye düştüğünde şiddetli

tüm fonksiyonlarda bozulma olur ve 25° soğukta ölüm meydana gelir (18° C'de canlılığın korunduğuna dair raporlar vardır). Sıçanlar için öldürücü sıcaklık 12°C'dir (özel yöntemlerde 1°C). Vücut ısısı 40°'ye yükseldiğinde ciddi rahatsızlıklar da ortaya çıkar. 42° sıcaklıkta ölüm meydana gelebilir. İnsanlar için sıcaklık konfor bölgesi 18-20°'dir. Ayrıca vücut ısısını geçici olarak düşürebilen (kış uykusundaki hayvanlar) heterotermik canlılar da vardır.

Termoregülasyon, normal vücut sıcaklığının korunmasını sağlayan bir dizi fizyolojik ısı üretimi ve ısı transferi sürecidir. Termoregülasyon bu süreçlerin dengesine dayanır. Metabolik hızı değiştirerek vücut sıcaklığının düzenlenmesine kimyasal termoregülasyon denir. Termojenez, titreme ve istemli motor aktivite şeklinde istemsiz kas aktivitesini arttırır. En aktif ısı üretimi çalışan kaslarda meydana gelir. Ağır fiziksel çalışma ile% 500 artar. Metabolik süreçlerin yoğunlaşmasıyla ısı oluşumu artar, buna titremeyen termojenez denir ve kahverengi yağ ile sağlanır. Hücreleri çok sayıda mitokondri ve ısı salınımıyla lipitlerin parçalanmasını uyaran özel bir peptit içerir. Onlar. Oksidasyon ve fosforilasyon süreçleri ayrılır.

Isı transferi, üretilen fazla ısının serbest bırakılmasına hizmet eder ve buna fiziksel termoregülasyon denir. >"0na, ısının %60'ının açığa çıktığı ısı radyasyonu, konveksiyon (%15) yoluyla gerçekleştirilir,

termal iletkenlik (3 °/o), suyun vücut yüzeyinden ve akciğerlerden buharlaşması (%20). Isı üretimi ve ısı transferi süreçlerinin dengesi sinir ve humoral mekanizmalar tarafından sağlanır. Vücut ısısı normal değerlerden saptığında ciltte, kan damarlarında, iç organlarda ve üst solunum yollarında bulunan termoreseptörler uyarılır. Bu reseptörler duyusal nöronların süreçlerinin yanı sıra C tipi ince liflerdir. Deride termal olanlardan daha fazla soğuk reseptör vardır ve bunlar daha yüzeysel olarak bulunur. Bu nöronlardan gelen sinir uyarıları spinotalamik yollardan hipotalamusa ve serebral kortekse doğru ilerler. Soğuk veya sıcaklık hissi oluşur. Termoregülasyon merkezi arka hipotalamusta ve ön hipotalamusun prepoptik bölgesinde bulunur. Arka nöronlar esas olarak kimyasal termoregülasyonu sağlar. Ön fiziksel. Bu merkezde üç tip nöron vardır. Birincisi sıcaklığa duyarlı nöronlardır. Prepoptik bölgede bulunurlar ve beyinden geçen kanın sıcaklığındaki değişikliklere tepki verirler. Aynı nöronlar omurilik ve medulla oblongata'da da bulunur. İkinci grup ise internöronlardır ve bilgiyi sıcaklık reseptörlerinden ve termoreseptör nöronlarından alırlar. Bu nöronlar ayar noktasının korunmasına hizmet eder, yani. belirli bir vücut sıcaklığı. Bu nöronların bir kısmı soğuk olanlardan, diğer kısmı ise termal periferik reseptörlerden ve termoreseptör nöronlardan bilgi alır. Üçüncü tip nöronlar efferenttir. Posterior hipotalamusta bulunurlar ve ısı üretim mekanizmalarının düzenlenmesini sağlarlar. Termoregülasyon merkezi, sempatik ve somatik sinir sistemleri ve endokrin bezleri aracılığıyla efektör mekanizmalar üzerindeki etkisini gösterir. Vücut ısısı yükseldiğinde derinin termal reseptörleri, iç organlar, kan damarları ve hipotalamusun termoreseptör nöronları uyarılır. Onlardan gelen uyarılar ara nöronlara, ardından efektör nöronlara gider. Efektör nöronlar hipotalamusun sempatik merkezleridir. Uyarılmalarının bir sonucu olarak, cildin kan damarlarını genişleten ve terlemeyi uyaran sempatik sinirler aktive olur. Soğuk reseptörleri uyarıldığında ise tam tersi bir tablo gözlenir. Deri damarlarına ve ter bezlerine giden sinir uyarılarının sıklığı azalır, damarlar daralır ve terleme engellenir. Aynı zamanda iç organların kan damarları da genişler. Bu, sıcaklık homeostazisinin restorasyonuna yol açmazsa, diğer mekanizmalar devreye girer. İlk olarak sempatik sinir sistemi katabolik süreçleri ve dolayısıyla ısı üretimini artırır. Sempatik sinirlerin uçlarından salınan norepinefrin, lipoliz süreçlerini uyarır. Kahverengi yağın bunda özel bir rolü vardır. Bu olaya titremeyen termojenez denir. İkinci olarak, sinir uyarıları arka hipotalamusun nöronlarından orta beyin ve medulla oblongata'nın motor merkezlerine doğru ilerlemeye başlar. Heyecanlanırlar ve omuriliğin a-motor nöronlarını aktive ederler. İstemsiz kas aktivitesi soğuk titreme şeklinde ortaya çıkar. Üçüncü yol ise istemli motor aktiviteyi güçlendirmektir. Buna karşılık korteksin sağladığı davranış değişikliği büyük önem taşımaktadır. Humoral faktörlerden adrenalin, norepinefrin ve tiroid hormonları en büyük öneme sahiptir. İlk iki hormon, artan lipoliz ve glikoliz nedeniyle ısı üretiminde kısa süreli bir artışa neden olur. Uzun süreli soğumaya uyum sağlarken tiroksin ve triiyodotironin sentezi artar. Mitokondrideki enzim sayısını artırarak enerji metabolizmasını ve ısı üretimini önemli ölçüde artırırlar.

Vücut sıcaklığının düşmesine hipotermi, yükselmesine ise hipertermi denir. Aşırı soğuduğunuzda hipotermi meydana gelir. Vücudun veya beynin hipotermisi, resüsitasyon önlemleri sırasında insan vücudunun veya beyninin yaşayabilirliğini uzatmak için klinik olarak kullanılır. Hipertermi, sıcak çarpması sırasında sıcaklık 40-41°'ye yükseldiğinde ortaya çıkar. Termoregülasyon mekanizmalarının ihlallerinden biri ateştir. Isı üretiminin artması ve ısı transferinin azalması sonucu gelişir. Periferik kan damarlarının daralması ve terlemenin azalması nedeniyle ısı transferi azalır. Lipopolisakkaritler olan bakteriyel ve lökosit pirojenlerin hipotalamusun termoregülasyon merkezi üzerindeki etkisine bağlı olarak ısı üretimi artar. Bu etkiye ateşli titreme eşlik eder. İyileşme döneminde ciltteki kan damarlarının genişlemesi ve aşırı terleme nedeniyle normal ısıya kavuşur.

BOŞALTIM SÜREÇLERİNİN FİZYOLOJİSİ

Böbrek fonksiyonları. İdrar oluşum mekanizmaları Böbrek parankimi korteks ve medullayı salgılar. Böbreğin yapısal birimi nefrondur. Her böbrekte yaklaşık bir milyon nefron bulunur. Her nefron, Shumlyansky-Bowman kapsülünde yer alan bir vasküler glomerulus ve bir renal tübülden oluşur. Afferent arteriyol, glomerulusun kılcal damarlarına yaklaşır ve efferent arteriyol ondan ayrılır. Afferent arteriyol çapı, glomerulusunkinden daha büyüktür. efferent olan. Kortikal tabakada bulunan glomerüller kortikal olarak sınıflandırılır ve böbreklerin derinliklerinde - jukstamedüller olarak sınıflandırılır. Shumlyansky-Bowman kapsülünden, Henle halkasına geçen proksimal kıvrımlı Kanadalı ortaya çıkar. toplama kanalına açılan distal kıvrımlı kanada idrarına geçer.İdrar oluşumu çeşitli mekanizmalarla gerçekleşir.

1. Glomerüler ultrafiltrasyon. Kapsül boşluğunda bulunan kılcal glomerulus 20-40 kılcal halkadan oluşur. Filtrasyon, kılcal endotel tabakası, bazal membran ve kapsül epitelinin iç tabakası yoluyla gerçekleşir. Ana rol bodrum zarına aittir. Moleküler elek görevi gören ince kollajen liflerinden oluşan bir ağdır. Ultrafiltrasyon, glomerulusun kılcal damarlarındaki yüksek tansiyon nedeniyle gerçekleştirilir - 70 - 80 mmHg. Büyük değeri, afferent ve efferent arteriyollerin çapındaki farktan kaynaklanmaktadır. Düşük moleküler ağırlıklı proteinler de dahil olmak üzere, içinde çözünmüş tüm düşük moleküler ağırlıklı maddeleri içeren kan plazması, kapsül boşluğuna filtrelenir. Fizyolojik koşullar altında büyük proteinler ve diğer büyük koloidal plazma parçacıkları filtrelenmez. Plazmada kalan proteinler, suyun bir kısmının kapsül boşluğuna filtrelenmesini engelleyen 25-30 mmHg'lik bir onkotik basınç oluşturur. Ek olarak, kapsül içinde bulunan filtratın 10-20 mmHg'lik hidrostatik basıncı da engellenir. Bu nedenle filtrasyon hızı, etkin filtrasyon basıncına göre belirlenir. Normalde şu şekildedir: Reff.=Rdk. -(Roem.-Rhidr.)= 70 - (25 + 10) = 35 mmHg. Glomerüler filtrasyon hızı 110-120 ml/dakikadır. Bu nedenle günde 180 litre filtrat veya birincil idrar oluşur. 2. Boru şeklinde yeniden emilim. Ortaya çıkan tüm birincil idrar, 178 litre suyun ve içinde çözünen maddelerin yeniden emildiği Henle tübüllerine ve döngüsüne girer. Hepsi su ile birlikte kana dönmez. Yeniden emilme yeteneklerine göre birincil idrardaki tüm maddeler üç gruba ayrılır:

1. Eşik. Normalde tamamen yeniden emilirler. Bunlar glikoz ve amino asitlerdir.

2. Düşük eşik. Kısmen yeniden emilir. Örneğin üre.

3. Eşiksiz. Yeniden emilmezler. Kreatinin, sülfatlar. Son 2 grup ozmotik basınç yaratır ve tübüler diürez sağlar, yani. tübüllerde belirli bir miktarda idrarın tutulması Glukoz ve amino asitlerin yeniden emilmesi, proksimal kıvrımlı tübülde meydana gelir ve sodyum taşıma sistemi kullanılarak gerçekleştirilir. Konsantrasyon gradyanına karşı taşınırlar. Diabetes Mellitus'ta kan şekeri düzeyi atılım eşiğinin üzerine çıkar ve idrarda glikoz görülür. Böbrek diyabetinde, tübüler epiteldeki glikoz taşıma sistemi bozulur ve kandaki seviyeleri normal olmasına rağmen idrarla atılır. Diğer eşik ve eşik dışı maddelerin yeniden emilimi difüzyonla gerçekleşir. Esansiyel iyonların ve suyun zorunlu olarak yeniden emilmesi, Henle kulpu olan proksimal tübülde meydana gelir. Distal tübülde isteğe bağlıdır. İçlerinde karşılıklı iyon değişimi meydana geldiğinden, döner bir karşı akım sistemi oluştururlar. Henle kulpunun proksimal tübülünde ve inen kolunda büyük miktarda sodyum iyonunun aktif taşınması meydana gelir. Sodyum-potasyum ATPaz tarafından gerçekleştirilir. Sodyumun ardından büyük miktarlarda su pasif olarak hücreler arası boşluğa yeniden emilir. Buna karşılık, bu su, sodyumun kana pasif olarak yeniden emilmesini sağlar. Aynı zamanda bikarbonat anyonları da yeniden emilir. Döngünün inen kolunda ve distal tübülde nispeten az miktarda sodyum ve ardından su yeniden emilir. Nefronun bu kısmında sodyum iyonları, birleşik sodyum-proton ve sodyum-potasyum değişimi yoluyla yeniden emilir. Klor iyonları burada aktif klor taşınması kullanılarak idrardan doku sıvısına aktarılır. Düşük molekül ağırlıklı proteinler proksimal kıvrımlı tübülde yeniden emilir.

3. Tübüler sekresyon ve atılım. Tübüllerin proksimal kısmında meydana gelirler. Bu, kandan ve tübüler epitel hücrelerinden filtrelenemeyen maddelerin idrara taşınmasıdır. Aktif sekresyon üç taşıma sistemi tarafından gerçekleştirilir. Birincisi organik asitleri, örneğin para-aminohippurik asidi taşır. İkincisi organik zeminlerdir. Üçüncüsü etilendiamintetraasetattır (EDTA). Zayıf asit ve bazların atılımı iyonik olmayan difüzyonla gerçekleşir. Bu onların ayrışmamış bir durumdaki transferleridir. Zayıf asitlerin atılımını gerçekleştirmek için, tübüler idrarın reaksiyonunun alkali olması ve alkalilerin atılımının asidik olması gerekir. Bu koşullar altında ayrışmamış bir durumdadırlar ve salınım oranları artar. Bu sayede protonlar ve amonyum katyonları salgılanır. Günlük diürez 1,5-2 litredir. Nihai idrar, pH = 5,0 - 7,0 olan hafif asidik bir reaksiyona sahiptir. En az 1,018 özgül ağırlık. Protein 0,033 g/l'den fazla olmamalıdır. Şeker, keton cisimleri, ürobilin, bilirubin yoktur. Kırmızı kan hücreleri, lökositler, epitel görüş alanında tek hücrelerdir. Sütunlu epitel 1. Bakteriler ml başına 50.000'den fazla değildir. İdrar oluşumunun düzenlenmesi.

Böbreklerin kendi kendini düzenleme yeteneği yüksektir. Kanın ozmotik basıncı ne kadar düşük olursa, filtreleme süreçleri o kadar belirgin olur ve yeniden emilim o kadar zayıf olur ve bunun tersi de geçerlidir. Sinir düzenlemesi renal arteriyolleri innerve eden sempatik sinirler aracılığıyla gerçekleştirilir. Uyarıldıklarında efferent arteriyoller daralır, glomerüler kılcal damarlardaki kan basıncı ve bunun sonucunda etkin filtrasyon basıncı artar ve glomerüler filtrasyon hızlanır. Ayrıca sempatik sinirler glikoz, sodyum ve suyun yeniden emilimini arttırır. Humoral düzenleme bir grup faktör tarafından gerçekleştirilir.

1. Antidiüretik hormon (ADH). Kanın ozmotik basıncı arttığında ve hipotalamusun ozmoreseptör nöronları uyarıldığında hipofiz bezinin arka lobundan salınmaya başlar. ADH, içlerindeki siklik adenosin monofosfat içeriğini artıran toplama kanallarının epitelindeki reseptörlerle etkileşime girer; cAMP, distal tübüllerin epitelinin ve toplama kanallarının suya geçirgenliğini artıran protein kinazları aktive eder. Bunun sonucunda suyun geri emilimi artar ve damar yatağında depolanır.

2. Aldosteron. Sodyum-potasyum ATPaz aktivitesini uyarır ve bu nedenle sodyumun yeniden emilimini arttırır, ancak aynı zamanda tübüllerdeki potasyum ve protonların atılımını da arttırır. Sonuç olarak idrardaki potasyum ve proton içeriği artar. Adosteron eksikliğinde vücut sodyum ve su kaybeder.

3. Natriüretik hormon veya atriopeptid. Esas olarak gerildiğinde sol atriyumda, ayrıca hipofiz bezinin ön lobunda ve adrenal bezlerin kromaffin hücrelerinde oluşur. Filtrelemeyi artırır ve sodyumun yeniden emilimini azaltır. Bunun sonucunda böbreklerden sodyum ve klorun atılımı artar ve günlük diürez artar.

4. Paratiroid hormonu ve kalsitonin. Paratiroid hormonu kalsiyum ve magnezyumun yeniden emilimini arttırır ve fosfatın yeniden emilimini azaltır. Kalsitonin bu iyonların yeniden emilimini azaltır.

5. Renin-anjiyotensin-aldosteron sistemi. Renin, böbreklerin arteriollerinin jukstaglomerüler hücreleri tarafından üretilen bir proteazdır. Renin etkisi altında, anjiyotensin I, kan plazma proteini a2-globulin-anjiyotensinden ayrılır ve daha sonra anjiyotensin I, renin tarafından anjiyotensin II'ye dönüştürülür. Bu en güçlü vazokonstriktördür. Böbrekler tarafından renin oluşumu ve salınımı aşağıdaki faktörlerden kaynaklanır:

a) Kan basıncının düşmesi.

b) Dolaşımdaki kan hacminde azalma.

c) böbreklerin damarlarını innerve eden sempatik sinirlerin uyarılması üzerine. Renin etkisi altında böbreklerin arteriyolleri daralır ve glomerüler kılcal duvarın geçirgenliği azalır. Sonuç olarak filtreleme hızı azalır. Anjiyotensin II aynı zamanda adrenal bezlerden aldosteron salınımını da uyarır. Aldosteron, tübüler sodyumun yeniden emilimini ve suyun yeniden emilimini artırır. Vücutta su ve sodyum tutulumu meydana gelir. Anjiyotensinin etkisine, hipofiz bezinin antidiüretik hormonunun artan sentezi eşlik eder. Aynı plazma protein içeriğine sahip damar yatağında su ve sodyum klorürün artması, suyun dokulara salınmasına yol açar. Böbrek ödemi gelişir. Bu, yüksek tansiyonun arka planında meydana gelir.

6. Kallikrein-kinin sistemi. Bir renin-anjiyotensin antagonistidir. Renal kan akışındaki azalmayla birlikte distal tübüllerin epitelinde kallikrein enzimi üretilmeye başlar. Aktif olmayan plazma proteinlerindeki kininojenleri aktif kininlere dönüştürür. Özellikle bradikinin. Kininler böbrek damarlarını genişletir, glomerüler ultrafiltrasyon hızını arttırır ve yeniden emilim süreçlerinin yoğunluğunu azaltır. Diürez artar.

7. Prostaglandinler. Böbrek medullasında prostaglandin sentetazlarla sentezlenirler ve sodyum ve su atılımını uyarırlar. Böbreklerin boşaltım fonksiyonunun ihlali akut veya kronik böbrek yetmezliğinde ortaya çıkar. Azot içeren metabolik ürünler kanda birikir - ürik asit, üre, kreatinin. İçindeki içerik artar

potasyum ve sodyum azalır. Asidoz oluşur. Bu, artan kan basıncı, ödem ve günlük diürezin azalmasının arka planında ortaya çıkar. Böbrek yetmezliğinin nihai sonucu üremidir. Tezahürlerinden biri idrar oluşumunun anüri durmasıdır. Böbreklerin boşaltım dışı görevleri:

1. İyonik bileşimin sabitliğinin ve vücudun hücreler arası sıvısının hacminin düzenlenmesi. Kan hacmini ve hücreler arası sıvıyı düzenleyen temel mekanizma, sodyum içeriğindeki değişikliktir. Kandaki miktarı arttıkça su alımı artar ve vücutta su tutulması meydana gelir. Onlar. pozitif bir sodyum ve su dengesi gözlenir. Bu durumda vücut sıvılarının izotonikliği korunur. Diyetteki düşük sodyum klorür içeriği ile vücuttan sodyum atılımı baskın olur; Negatif bir sodyum dengesi vardır. Ancak böbrekler sayesinde negatif su dengesi kurulur ve su atılımı tüketimi aşmaya başlar. Bu durumlarda 2-3 hafta sonra yeni bir sodyum-su dengesi kurulur. Ancak böbrekler tarafından sodyum ve suyun atılımı orijinalinden ya daha fazla ya da daha az olacaktır. Dolaşımdaki kan hacminde (CBV) veya hipervolemide artışla birlikte arteriyel ve etkili filtrasyon basıncı artar. Aynı zamanda kulakçıklarda natriüretik hormon salgılanmaya başlar. Bunun sonucunda böbreklerden sodyum ve su atılımı artar. Dolaşımdaki kan hacminde veya hipovolemide azalma ile kan basıncı düşer, etkili filtrasyon basıncı düşer ve vücutta sodyum ve suyun korunmasını sağlamak için bir dizi ek mekanizma etkinleştirilir. Karaciğer damarlarında, böbreklerde, kalpte ve şah damarlarında periferik osmoreseptörler, hipotalamusta ise osmoreseptör nöronlar bulunur. Kan ozmotik basıncındaki değişikliklere yanıt verirler. Onlardan gelen impulslar, supraoptik ve paraventriküler çekirdeklerin bölgesinde bulunan osmoregülasyon merkezine gider. Sempatik sinir sistemi aktive olur. Böbrek damarları da dahil olmak üzere kan damarları daralır. Aynı zamanda hipofiz bezi tarafından antidiüretik hormonun oluşumu ve salınımı da başlar. Adrenal bezlerden salınan adrenalin ve norepinefrin de afferent arteriyolleri daraltır. Bunun sonucunda böbreklerdeki filtrasyon azalır ve geri emilim artar. Aynı zamanda renin-anjiyotensin sistemi de aktive edilir. Aynı dönemde susuzluk hissi de gelişir. Sodyum ve potasyum iyonlarının oranı mineralokortikoidler, kalsiyum ve fosfor ise parthormon ve kalsitonin tarafından düzenlenir.

2. Sistemik kan basıncının düzenlenmesine katılım. Bu işlevi, dolaşımdaki kanın yanı sıra renin-anjiyotensin ve kallikrein-kinin sistemlerini sabit bir hacimde tutarak yerine getirirler.

3. Asit-baz dengesinin korunması. Kan reaksiyonu asidik tarafa kaydığında, asit anyonları ve protonlar tübüllerden atılır, ancak sodyum iyonları ve bikarbonat anyonları aynı anda yeniden emilir. Alkaloz ile alkali katyonlar ve bikarbonat anyonları atılır.

1. Hematopoezin düzenlenmesi. Eritropoietin üretirler. Protein ve heterosakaritten oluşan asidik bir glikoproteindir. Eritropoietin üretimi kandaki düşük oksijen gerilimi ile uyarılır.

2. İdrarla atılım

İdrar sürekli olarak böbreklerde üretilir ve toplama kanallarından pelvise, ardından üreterler yoluyla mesaneye akar. Mesanenin dolum hızı yaklaşık 50 ml/saattir. Doldurma dönemi olarak adlandırılan bu dönemde idrara çıkma ya zorlaşır ya da imkansızdır. Mesanede 200-300 ml idrar biriktiğinde idrara çıkma refleksi meydana gelir. Mesane duvarında gerilme reseptörleri vardır. Heyecanlanırlar ve onlardan gelen impulslar pelvik parasempatik sinirlerin afferent lifleri yoluyla idrara çıkma merkezine doğru ilerler. Omuriliğin 2-4 sakral segmentinde bulunur. Uyarılar talamusa ve oradan da kortekse gider. İdrar yapma isteği oluşur ve mesanenin boşaltılma dönemi başlar. İdrarın ortasından efferent parasempatik pelvik sinirler boyunca uyarılar mesane duvarının düz kaslarına akmaya başlar. Kasılırlar ve mesanedeki basınç artar. Mesanenin tabanında bu kaslar iç sfinkteri oluşturur. İçerdiği düz kas liflerinin özel yönelimi nedeniyle kasılmaları sfinkterin pasif olarak açılmasına yol açar. Aynı zamanda perinenin çizgili kaslarının oluşturduğu dış idrar sfinkteri açılır. Pudental sinirin dalları tarafından innerve edilirler. Mesane boşalır. Kabuğun yardımıyla idrara çıkma sürecinin başlangıcı ve gidişatı düzenlenir. Aynı zamanda gözlemlenebilir

psikojenik idrar kaçırma. Mesanede 500 ml'den fazla idrar biriktiğinde istemsiz idrara çıkma gibi koruyucu bir reaksiyon meydana gelebilir. Bozukluklar, sistit, idrar retansiyonu.

METABOLİZMA VE ENERJİ FİZYOLOJİSİ. DENGELİ BESLENME.

Ders planı.

1. Hayvanların ve insanların vücudundaki metabolizma kavramı. Vücuttaki enerji kaynakları.

İnsan vücudu, metabolizma ve enerjinin varlığıyla karakterize edilen açık bir termodinamik sistemdir.

Metabolizma ve enerjibu, insan vücudundaki maddelerin ve enerjinin dönüşümünün ve vücut ile çevre arasındaki madde ve enerji alışverişinin bir dizi fiziksel, biyokimyasal ve fizyolojik sürecidir. İnsan vücudunda meydana gelen bu süreçler birçok bilim tarafından incelenmektedir: biyofizik, biyokimya, moleküler biyoloji, endokrinoloji ve tabii ki fizyoloji.

Metabolizma ve enerji metabolizması birbiriyle yakından ilişkilidir, ancak kavramları basitleştirmek için ayrı ayrı ele alınırlar.

Metabolizma (metabolizma)vücutta meydana gelen ve dış çevre ile birlikte hayati aktivitesini sağlayan bir dizi kimyasal ve fiziksel dönüşüm.

Metabolizmada, vücudun yapılarına göre süreçlerin iki yönü vardır: asimilasyon veya anabolizma ve disimilasyon veya katabolizma.

Asimilasyon (anabolizma) canlı maddenin yaratılmasına yönelik bir dizi süreç. Bu işlemler enerji tüketir.

Disimilasyon (katabolizma) canlı maddenin bir dizi bozunma süreci. Ayrışma sonucunda enerji yeniden üretilir.

Hayvanların ve insanların yaşamı, asimilasyon ve disimilasyon süreçlerinin birliğidir. Bu süreçleri birbirine bağlayan faktörler iki sistemdir:

• ATP ADP (ATP - adenosin trifosfat, ADP adenosin difosfat;
• NADP (oksitlenmiş) NADP (indirgenmiş), burada NADP nikotin amid difosfattır.

Asimilasyon ve disimilasyon süreçleri arasındaki bu bağlantıların aracılığı, ATP ve NADP moleküllerinin evrensel biyolojik enerji akümülatörleri, onun taşıyıcısı, vücudun bir tür "enerji para birimi" olarak hareket etmesiyle sağlanır. Ancak enerjinin ATP ve NADP moleküllerinde birikmesinden önce vücuda gıdayla giren besinlerden çıkarılması gerekir. Bu besinler bildiğiniz proteinler, yağlar ve karbonhidratlardır. Besinlerin yalnızca enerji sağlayıcı işlevini değil aynı zamanda hücreler, dokular ve organlar için yapı malzemesi sağlayıcısı (plastik işlev) işlevini de yerine getirdiğini de eklemek gerekir. Vücudun plastik ve enerji ihtiyacının karşılanmasında çeşitli besinlerin rolü aynı değildir. Karbonhidratlar öncelikle bir enerji işlevi görür; karbonhidratların plastik işlevi önemsizdir. Yağlar enerji ve plastik fonksiyonlarını eşit şekilde yerine getirir. Proteinler vücudun ana yapı malzemesidir ancak belirli koşullar altında enerji kaynağı da olabilirler.

Vücuttaki enerji kaynakları.

Yukarıda belirtildiği gibi vücuttaki ana enerji kaynakları besinlerdir: karbonhidratlar, yağlar ve proteinler. Besinlerin içerdiği enerjinin insan vücudunda salınması üç aşamada gerçekleşir:

1. Aşama. Proteinler amino asitlere, karbonhidratlar glikoz veya fruktoz gibi heksozlara, yağlar ise gliserol ve yağ asitlerine parçalanır. Bu aşamada vücut esas olarak maddelerin parçalanması için enerji harcar.

2. aşama. Amino asitler, heksozlar ve yağ asitleri, biyokimyasal reaksiyonlar sırasında laktik ve piruvik asitlerin yanı sıra asetil koenzim A'ya dönüştürülür. Bu aşamada besinlerden potansiyel enerjinin% 30'a kadarı salınır.

Sahne 3. Tam oksidasyonla tüm maddeler CO'ya parçalanır. 2 ve N 2 C. Bu aşamada Krebs metabolik kazanında kalan enerjinin yaklaşık %70'i açığa çıkar.Ancak açığa çıkan enerjinin tamamı ATP'nin kimyasal enerjisinde birikmez. Enerjinin bir kısmı çevreye dağılır. Bu ısıya birincil ısı denir ( Soru 1) . ATP tarafından biriken enerji daha sonra vücutta çeşitli iş türlerine harcanır: mekanik, elektrik, kimyasal ve aktif taşıma. Bu durumda enerjinin bir kısmı ikincil ısı olarak kaybedilir. Q2. Diyagram 1'e bakın.

H2O + CO2 + Q1 + ATP

Şema 1. Vücuttaki enerji kaynakları, besinlerin tamamen oksidasyonunun sonuçları ve vücutta üretilen ısı türleri.

Oksidasyon sırasında açığa çıkan gıda maddesi miktarının ara reaksiyonların sayısına bağlı olmadığı, kimyasal sistemin başlangıç ​​ve son durumuna bağlı olduğu da eklenmelidir. Bu pozisyon ilk olarak Hess (Hess yasası) tarafından formüle edildi.

Biyokimya Bölümü öğretmenlerinin size anlatacağı ders ve derslerde bu süreçleri daha detaylı ele alacaksınız.

Besinlerin enerji değeri.

Besinlerin enerji değeri özel cihazlar - oksikalorimetreler kullanılarak değerlendirilir. 1 g karbonhidratın tamamen oksidasyonu ile 4,1 kcal (1 kcal = 4187 J), 1 g yağ - 9,45 kcal, 1 g protein - 5,65 kcal salındığı tespit edilmiştir. Vücuda giren besinlerin bir kısmının emilmediğini de eklemek gerekir. Örneğin, ortalama olarak karbonhidratların yaklaşık %2'si, yağların %5'i ve proteinlerin %8'e kadarı sindirilmez. Ayrıca vücuttaki tüm besinler, nihai ürünler olan karbondioksit (karbondioksit) ve suya parçalanmaz. Örneğin, proteinlerin üre formunda eksik parçalanmasıyla oluşan ürünlerin bir kısmı idrarla atılır.

Yukarıdakiler dikkate alındığında, besinlerin gerçek enerji değerinin deneysel koşullar altında belirlenen değerden biraz daha düşük olduğu not edilebilir. 1 gr karbonhidratın gerçek enerji değeri 4,0 kcal, 1 gr yağın 9,0 kcal, 1 gr proteinin 4,0 kcal'dir.

1. Metabolizma ve enerji fizyolojisinin temel kavramları ve tanımları.

İnsan vücudunun enerji metabolizmasının ayrılmaz (genel) bir özelliği, toplam enerji harcaması veya brüt enerji harcamasıdır.

Brüt enerji harcaması vücut - normal (doğal) varoluş koşulları altında vücudun gün içindeki enerji harcamalarının toplamı. Brüt enerji harcaması üç bileşen içerir: bazal metabolizma, gıdanın spesifik dinamik etkisi ve iş kazanımı. Brüt enerji harcaması kJ/kg/gün veya kcal/kg/gün (1 kJ=0,239 kcal) cinsinden tahmin edilir.

BX.

Temel metabolizmanın incelenmesi Tartu Bidder ve Schmidt Üniversitesi'nden bilim adamlarının çalışmalarıyla başladı ( Teklifçi ve Schmidt, 1852).

BX Vücudun hayati fonksiyonlarını sürdürmek için gerekli olan minimum enerji harcama düzeyi.

Bazal metabolizmanın vücudun minimum enerji harcama düzeyi olduğu düşüncesi, bu göstergenin hangi koşullar altında değerlendirilmesi gerektiği konusunda da bir takım gereklilikler getirmektedir.

Bazal metabolizmanın değerlendirilmesi gereken koşullar:

1. tam bir fiziksel ve zihinsel dinlenme durumu (tercihen yatar pozisyonda);
2. ortam konfor sıcaklığı (18-20 santigrat derece);
3. Gıda alımıyla ilişkili enerji metabolizmasındaki artışı önlemek için son yemekten 12 saat sonra.

Bazal metabolizmayı etkileyen faktörler.

Bazal metabolizma yaş, boy, vücut ağırlığı ve cinsiyete bağlıdır.

Yaşın etkisi ana borsaya.

1 kg başına en yüksek bazal metabolizma hızı. Yenidoğanlarda vücut ağırlığı (50-54 kcal/kg/gün), yaşlılarda en düşük seviyededir (70 yaşından sonra bazal metabolizma ortalama 30 kcal/kg/gündür). Bazal metabolizma ergenlik döneminde 12-14 yaşlarında sabit bir düzeye ulaşır ve 30-35 yaşlarına kadar sabit kalır (yaklaşık 40 kcal/kg/gün).

Boy ve kilonun etkisi Bazal metabolizma için vücut.

Vücut ağırlığı ile bazal metabolizma arasında neredeyse doğrusal, doğrudan bir ilişki vardır; vücut ağırlığı ne kadar büyükse, bazal metabolizma düzeyi de o kadar yüksek olur. Ancak bu bağımlılık mutlak değildir. Kas dokusuna bağlı vücut ağırlığındaki artış ile bu ilişki neredeyse doğrusaldır, ancak vücut ağırlığındaki artış, yağ dokusu miktarındaki artışla ilişkilendirilirse bu ilişki doğrusal olmayan hale gelir.

Vücut ağırlığı, diğer şeyler eşit olmak üzere, boya bağlı olduğundan (boy ne kadar büyük olursa, vücut ağırlığı da o kadar fazla olur), boy ile bazal metabolizma arasında doğrudan bir ilişki vardır; boy ne kadar büyük olursa, bazal metabolizma da o kadar fazla olur.

Boy ve vücut ağırlığının toplam vücut alanını etkilediğini dikkate alan M. Rubner ( Bay Rubner) Bazal metabolizmanın vücudun alanına bağlı olduğu bir yasa formüle etti: vücut alanı ne kadar büyükse, bazal metabolizma da o kadar büyük olur. Ancak bu yasa, ortam sıcaklığının vücut sıcaklığına eşit olduğu koşullarda pratik olarak çalışmayı durdurur. Ayrıca eşit olmayan cilt tüylülüğü, vücut ile çevre arasındaki ısı alışverişini önemli ölçüde değiştirir ve dolayısıyla Rubner yasasının da bu koşullar altında sınırlamaları vardır.

Etkilemek cinsiyetbazal metabolizma düzeyine ulaşır.

Erkeklerde bazal metabolizma düzeyi kadınlara göre %5-6 daha yüksektir. Bu, 1 kg vücut ağırlığı başına farklı yağ ve kas dokusu oranının yanı sıra seks hormonlarının kimyasal yapısındaki farklılıklar ve bunların fizyolojik etkileri nedeniyle farklı metabolizma seviyeleri ile açıklanmaktadır.

Gıdanın spesifik dinamik etkisi.

Gıdanın spesifik dinamik etkisi terimi ilk kez 1902'de M. Rubner tarafından bilimsel kullanıma sunuldu.

Gıdanın spesifik dinamik etkisi, insan vücudunun gıda alımıyla ilişkili enerji metabolizmasındaki artıştır. Gıdanın spesifik dinamik etkisi, vücudun, yutulan gıdanın kullanım mekanizmaları üzerindeki enerji harcamasıdır. Enerji metabolizmasını değiştiren bu etki, öğünlerin hazırlandığı andan itibaren, yemek sırasında görülür ve yemekten sonra 10-12 saat kadar sürer. Yemekten sonra enerji metabolizmasındaki maksimum artış 3 3,5 saat sonra gözlenir. Özel çalışmalar, enerji değerinin %6 ila %10'unun gıda imhasına harcandığını göstermiştir.

İş artışı.

İş kazancı vücudun brüt enerji harcamasının üçüncü bileşenidir.İş kazancı, vücudun çevredeki kas aktivitesine harcadığı enerjinin bir parçasıdır. Ağır fiziksel çalışma sırasında vücudun enerji harcaması bazal metabolizma seviyesine göre 2 kat artabilir.

1. İnsanlarda enerji metabolizmasını inceleme yöntemleri.

İnsanlarda enerji metabolizmasını incelemek için kalorimetri genel adı altında bir dizi yöntem geliştirilmiştir.

KALORİMETRİ YÖNTEMLERİ

Doğrudan dolaylı

Doğrudan kalorimetri yöntemleriBelirli koşullar altında vücudun ürettiği ısının doğrudan ölçülmesine yönelik yöntemler. Yöntemin prensibi, vücuttaki enerji metabolizması ne kadar yüksek olursa, çevreye yayılan ısı miktarının da o kadar fazla olduğu gerçeğine dayanmaktadır. Bu bağlamda, incelenen biyolojik nesne, ısı emici bir madde içeren ısı yalıtımlı bir odaya yerleştirilirse, başlangıç ​​ve belirli bir süre sonra son sıcaklık ölçülür ve ayrıca spesifik ısı kapasitesi de bilinir. ısı emici madde ve kütlesi, vücut tarafından yayılan ısı miktarını hesaplamak mümkündür ( Q) iyi bilinen bir formüle göre.

Q = c x m x  t, burada

C ısı emici maddenin spesifik ısı kapasitesi;

M ısı emici maddenin kütlesi;

 t sıcaklık değişimi.

Yöntemin dezavantajları karmaşıklığı, nispeten uzun uygulama süresi ve doğal koşullarda kullanılamamasıdır. gerçek üretim koşullarında.

Dolaylı kalorimetri yöntemleri.

Dolaylı kalorimetri yöntemleri, vücudun enerji harcamasının dolaylı bir değerlendirmesine dayanır. Dolaylı kalorimetri yöntemleri arasında yiyecek tayınları yöntemi, zaman çizelgesi yöntemi ve solunan ve solunan havadaki gazların analizi yer alır.

Yiyecek tayın yöntemiTüketilen gıda ürünlerindeki besin maddelerinin oranları ve enerji değerlerinin bilinmesiyle enerji metabolizmasının değerlendirilebileceği önermesine dayanmaktadır. Bu yöntem, besinlerin bireysel sindirilebilirliğini, vücutta parçalanma derecesini ve dolayısıyla enerji etkilerini hesaba katmadığı için çok yanlıştır.

Zamanlama tablosu yöntemiBelirli bir enerji “bedeli” olan belirli eylemlerin oranını belirlemek için belirli bir süre boyunca insan faaliyetinin zamanlamasına dayanır. Belirli eylemlerin enerji “fiyatı”, insan faaliyetinin enerji metabolizmasına ilişkin çok sayıda çalışmaya dayanarak derlenen özel tablolar kullanılarak tahmin edilmektedir.

Solunan ve solunan havadaki gazları analiz etme yöntemleri.

Hayvanların ve insanların vücudundaki enerjinin ana kısmı, besin maddelerinin oksijenin katılımıyla oksidasyonu sırasında yeniden üretilir (O 2 ) nihai ürün karbondioksite (CO 2) ve su (H2 HAKKINDA). Aynı zamanda bazı besin maddelerinin oksidasyonu sırasında eşit olmayan enerji değerlerinden dolayı eşit olmayan miktarda enerji açığa çıkar. Böylece tüketilen oksijen ve salınan karbondioksit miktarı bilinerek vücudun enerji metabolizması değerlendirilebilir. Solunan havadaki gazların konsantrasyonunu analiz ederek enerji metabolizmasını değerlendirmek için ilk aşamada solunum katsayısı hesaplanır. Solunum katsayısı (RK), salınan karbondioksit hacminin aynı anda emilen oksijen hacmine oranıdır.

DK = VCO2 / V02

Çalışmalar DC'nin tipik olarak 0,7 ile 1,0 arasında değiştiğini göstermiştir. DC, karbonhidratların oksidasyonu sırasında maksimum değerini alır:

C6H12O6 + 6O2 = 6CO2 + 6H20 + Q

Herhangi bir gazın bir gram molekülünün hacmi aynı olduğundan, bu durumda DC şuna eşittir:

DK = 6СО 2 / 6О 2 = 1,0

Yağların DC'si 0,7'dir; Proteinlerin DC'si yaklaşık 0,8'dir; Karışık gıdanın DC'si 0,85'tir.

Belirli bir solunum katsayısı, belirli bir kalorik oksijen eşdeğerine karşılık gelir (CEO 2). KEO2 ilgili rekreasyon merkezi için özel masalar kullanılarak bulunur.

Kalori oksijen eşdeğeri, 1,0 litre oksijendeki besin maddelerinin oksidasyonu sırasında açığa çıkan enerji miktarıdır. KEO2'yi ve tüketilen oksijen hacmini bilerek, belirli koşullar altında açığa çıkan toplam enerji miktarını kolayca hesaplayabilirsiniz.

A = KEO 2 x V Ç 2 / 1000

Bu yöntem oldukça basit, güvenilirdir ve bu nedenle tıpta insan enerji metabolizmasını değerlendirmek için yaygın olarak kullanılmaktadır.

5. Rasyonel beslenme kavramı. Yiyecek rasyonlarının hazırlanmasına ilişkin kurallar.

Dengeli beslenme terimi tam anlamıyla akıllı beslenme anlamına gelir. Beslenme faktörü büyük ölçüde bireysel sağlık düzeyini belirlediğinden, bugünkü dersimizde rasyonel insan beslenmesinin bazı ilkelerine değineceğiz.

İlk prensip Enerji yeterliliğinin rasyonel beslenme ilkesi.

Bu prensibe göre tüketilen besinlerin içerdiği besinlerin enerji değerinin, vücudun brüt enerji harcamasına karşılık gelmesi gerekir. Üretim faaliyetleriyle bağlantılı olarak vücudun brüt enerji harcamasındaki artışla (iş kazancındaki artış), alınan gıdanın enerji değerinin mutlaka artması gerekir.

İkinci prensip rasyonel beslenme, gıda alımında yer alan besinlerin optimal dengesi ilkesidir. Günümüzde Rus beslenme fizyolojisi ekolünde, gıdalardan elde edilen proteinler, yağlar ve karbonhidratlar arasındaki optimal oranın 1: 1: 4 olduğu genel olarak kabul edilmektedir. Bu oran, proteinlerin niceliksel açıdan rasyonel bir durumda olduğunu göstermektedir. Diyet 1 kısım, yağlar - 1 kısım ve karbonhidratlar - 4 kısım olmalıdır.

Üçüncü prensip rasyonel beslenme, biyolojik açıdan tüketilen gıdanın tam olması gerektiğini ifade eder, yani. Esansiyel amino asitler, doymuş ve doymamış yağ asitleri, vitaminler, diyet lifi ve gerekli tüm mineral tuzlar yiyeceklerle eksiksiz olarak sağlanmalıdır. Pratik açıdan bu sorun şu şekilde çözülür: Proteinler sadece hayvansal kökenli değil aynı zamanda bitki kökenli olmalıdır (%55'i hayvansal kökenli proteinler, %45'i bitkisel kökenli proteinler olmalıdır). Bitkisel proteinler baklagillerin meyvelerinde bulunur. Diyetteki yağların %60'ının bitkisel yağlardan (ayçiçek, zeytin ve diğer bitkisel yağlar), %40'ının ise hayvansal yağlardan gelmesi gerekmektedir. Bu gereklilik, bitkisel yağların doymamış yağ asitleri içermesinden kaynaklanmaktadır. Diyetin vitamin ve mineral tuzlarını sağlamak için yeterli miktarda çiğ meyve ve sebze içermesi gerekir.

Dördüncü prensiprasyonel beslenme, öğünlerin optimal sıklığını ve gün boyunca tüketilen yiyecek hacminin optimal dağılımını gerektirir. En uygun olanı, kahvaltı, öğle yemeği, öğleden sonra atıştırmalıkları ve akşam yemeği dahil olmak üzere günde dört öğün yemek olarak kabul edilir. Aynı zamanda kalori içeriğine göre toplam besin miktarının %20-25'i kahvaltıda, %40-45'i öğle yemeğinde, %5-10'u öğleden sonra atıştırmalıklarında, %15-20'si akşam yemeğinde tüketilmelidir.

Beşinci prensip Rasyonel beslenme, rasyonel beslenme alanında uzman bir kişinin diyet geliştirdiği nüfusun ulusal, kültürel ve dini geleneklerini dikkate almayı gerektirir.

Metabolizma ve enerji veya metabolizma, - canlı bir organizmada meydana gelen ve onun hayati aktivitesini sağlayan maddelerin ve enerjinin bir dizi kimyasal ve fiziksel dönüşümü. Madde ve enerji metabolizması tek bir bütün oluşturur ve madde ve enerjinin korunumu yasasına tabidir.

Metabolizma asimilasyon ve disimilasyon süreçlerinden oluşur. Asimilasyon (anabolizma)- Enerjinin tüketildiği maddelerin vücut tarafından emilme süreci. Disimilasyon (katabolizma)- Enerjinin salınmasıyla ortaya çıkan karmaşık organik bileşiklerin ayrışma süreci.

İnsan vücudu için tek enerji kaynağı, besinlerle sağlanan organik maddelerin oksidasyonudur. Gıda ürünleri son elementlerine (karbondioksit ve su) parçalandığında enerji açığa çıkar, bunun bir kısmı kaslar tarafından gerçekleştirilen mekanik çalışmaya gider, diğer kısmı daha karmaşık bileşiklerin sentezi için kullanılır veya özel yüksek enerjide birikir. Bileşikler.

Makroerjik bileşikler parçalanmasına büyük miktarda enerji salınımının eşlik ettiği maddelerdir. İnsan vücudunda yüksek enerjili bileşiklerin rolü, adenozin trifosforik asit (ATP) ve kreatin fosfat (CP) tarafından gerçekleştirilir.

PROTEİN METABOLİZMASI.

Proteinler(proteinler) amino asitlerden oluşan yüksek moleküler bileşiklerdir. İşlevler:

Yapısal veya plastik işlev proteinlerin tüm hücrelerin ve hücreler arası yapıların ana bileşeni olmasıdır. Katalitik veya enzimatik Proteinlerin işlevi vücuttaki biyokimyasal reaksiyonları hızlandırma yetenekleridir.

Koruyucu fonksiyon proteinler, yabancı bir protein (örneğin bakteri) vücuda girdiğinde bağışıklık cisimlerinin (antikorların) oluşumunda kendini gösterir. Ayrıca proteinler vücuda giren toksinleri ve zehirleri bağlayarak kanın pıhtılaşmasını ve yara durumunda kanamanın durmasını sağlar.

Taşıma işlevi birçok maddenin transferini içerir. Proteinlerin en önemli görevi iletimdir kalıtsal özellikler Nükleoproteinlerin öncü rol oynadığı. İki ana nükleik asit türü vardır: ribonükleik asitler (RNA) ve deoksiribonükleik asitler (DNA).

Düzenleme işlevi proteinler vücuttaki biyolojik sabitleri korumayı amaçlamaktadır.

Enerji rolü Proteinler, hayvanların ve insanların vücudundaki tüm yaşam süreçlerine enerji sağlamaktan sorumludur. 1 g protein oksitlendiğinde ortalama olarak şuna eşit enerji açığa çıkar: 16,7 kJ (4,0 kcal).

Protein gereksinimi. Vücut sürekli olarak proteinleri parçalayıp sentezler. Yeni protein sentezinin tek kaynağı gıda proteinleridir. Sindirim sisteminde proteinler enzimler tarafından amino asitlere parçalanır ve ince bağırsakta emilir. Amino asitlerden ve basit peptitlerden hücreler, yalnızca belirli bir organizmanın özelliği olan kendi proteinlerini sentezler. Proteinlerin yerini başka besinler alamaz çünkü vücutta sentezleri yalnızca amino asitlerden mümkündür. Aynı zamanda protein, yağların ve karbonhidratların yerini alabilir, yani bu bileşiklerin sentezi için kullanılabilir.

Proteinlerin biyolojik değeri. Bazı amino asitler insan vücudunda sentezlenemez ve gıdalarla bitmiş formda sağlanması gerekir. Bu amino asitlere genel olarak denir yeri doldurulamaz veya hayati derecede gerekli. Bunlar şunları içerir: valin, metiyonin, treonin, lösin, izolösin, fenilalanin, triptofan ve lizin ve çocuklarda ayrıca arginin ve histidin. Gıdalarda esansiyel asitlerin eksikliği vücutta protein metabolizmasında rahatsızlıklara yol açar. Esansiyel olmayan amino asitler esas olarak vücutta sentezlenir.

Gerekli tüm amino asitleri içeren proteinlere denir biyolojik olarak tamamlanmış. Proteinlerin en yüksek biyolojik değeri süt, yumurta, balık ve ettir. Biyolojik olarak eksik proteinler, vücutta sentezlenemeyen en az bir amino asitten yoksun olan proteinlerdir. Eksik proteinler mısır, buğday ve arpadan elde edilen proteinlerdir.

Azot dengesi. Azot dengesi, insan gıdasında bulunan azot miktarı ile dışkıdaki düzeyi arasındaki farktır.

Azot dengesi- Atılan nitrojen miktarının vücuda giren miktara eşit olduğu bir durum. Sağlıklı bir yetişkinde nitrojen dengesi gözlenir.

Pozitif nitrojen dengesi- Vücudun salgılarındaki nitrojen miktarının gıdadaki içeriğinden önemli ölçüde daha az olduğu, yani vücutta nitrojen tutulmasının gözlendiği bir durum. Çocuklarda büyümenin artması nedeniyle, kadınlarda hamilelik sırasında, kas dokusunda artışa neden olan yoğun spor antrenmanları sırasında, büyük yaraların iyileşmesi veya ciddi hastalıkların iyileşmesi sırasında pozitif nitrojen dengesi gözlenir.

Azot eksikliği(negatif nitrojen dengesi), salınan nitrojen miktarının vücuda giren gıdanın içeriğinden fazla olması durumunda gözlenir. Negatif nitrojenprotein açlığı, ateşli koşullar ve protein metabolizmasının nöroendokrin regülasyonunun bozuklukları sırasında denge gözlenir.

Protein parçalanması ve üre sentezi. Protein parçalanmasının idrar ve terle atılan en önemli azotlu ürünleri üre, ürik asit ve amonyaktır.

YAĞ METABOLİZMASI.

Yağlar bölünür Açık basit lipitler(nötr yağlar, mumlar), karmaşık lipitler(fosfolipidler,glikolipitler, sülfolipitler) ve steroidler(kolesterol vevesaire.). İnsan vücudundaki lipitlerin büyük kısmı nötr yağlarla temsil edilir. Nötr yağlar İnsan gıdası önemli bir enerji kaynağıdır. 1 gr yağ oksitlendiğinde 37,7 kJ (9,0 kcal) enerji açığa çıkar.

Bir yetişkinin nötr yağa olan günlük ihtiyacı 70-80 gr, 3-10 yaş arası çocuklar için - 26-30 gr.

Enerji açısından nötr yağlar karbonhidratlarla değiştirilebilir. Bununla birlikte, insan diyetinde mutlaka bulunması gereken doymamış yağ asitleri vardır - linoleik, linolenik ve araşidonik, bunlara denir Olumsuz değiştirilebilir kalın asitler.

Gıda ve insan dokularını oluşturan nötr yağlar esas olarak yağ asitleri içeren trigliseritlerle temsil edilir - palmitik,stearik, oleik, linoleik ve linolenik.

Karaciğer yağ metabolizmasında önemli bir rol oynar. Karaciğer, keton cisimciklerinin (beta-hidroksibütirik asit, asetoasetik asit, aseton) oluşumunun meydana geldiği ana organdır. Keton cisimleri enerji kaynağı olarak kullanılır.

Fosfo ve glikolipidler tüm hücrelerde bulunur, ancak esas olarak sinir hücrelerinde bulunur. Karaciğer pratik olarak kandaki fosfolipid seviyesini koruyan tek organdır. Kolesterol ve diğer steroidler yiyeceklerden elde edilebilir veya vücutta sentezlenebilir. Kolesterol sentezinin ana yeri karaciğerdir.

Yağ dokusunda nötr yağ, trigliseritler formunda biriktirilir.

Karbonhidratlardan yağ oluşumu. Yiyeceklerden aşırı karbonhidrat alımı vücutta yağ birikmesine yol açar. Normalde insanlarda gıdadaki karbonhidratların %25-30'u yağa dönüştürülür.

Proteinlerden yağ oluşumu. Proteinler plastik malzemelerdir. Proteinler yalnızca aşırı koşullar altında enerji amacıyla kullanılır. Proteinin yağ asitlerine dönüşümü büyük olasılıkla karbonhidratların oluşumu yoluyla gerçekleşir.

KARBONHİDRAT METABOLİZMASI.

Karbonhidratların insan vücudu için biyolojik rolü öncelikle enerji işlevleriyle belirlenir. 1 g karbonhidratın enerji değeri 16,7 kJ'dir (4,0 kcal). Karbonhidratlar vücudun tüm hücreleri için doğrudan bir enerji kaynağıdır ve plastik ve destek fonksiyonlarını yerine getirir.

Yetişkin bir insanın günlük karbonhidrat ihtiyacı yaklaşık olarak 0,5 kg. Bunların büyük bir kısmı (yaklaşık %70) dokularda su ve karbondioksite oksitlenir. Diyetteki glikozun yaklaşık %25-28'i yağa dönüştürülür ve bunun yalnızca %2-5'i vücudun rezerv karbonhidratı olan glikojene sentezlenir.

Emilebilen tek karbonhidrat türü monosakkaritlerdir. Esas olarak ince bağırsakta emilirler ve kan dolaşımıyla karaciğere ve dokulara taşınırlar. Glikojen karaciğerde glikozdan sentezlenir. Bu süreç denir glikojenez. Glikojen glikoza parçalanabilir. Bu fenomene denir glikojenoliz. Karaciğerde, parçalanma ürünlerinden (piruvik veya laktik asit) ve ayrıca yağların ve proteinlerin parçalanma ürünlerinden (keto asitler) yeni karbonhidrat oluşumu mümkündür. glikoneogenez. Glikojenez, glikojenoliz ve glikoneogenez, karaciğerde meydana gelen ve optimal kan şekeri seviyelerini sağlayan birbiriyle yakından ilişkili süreçlerdir.

Kaslarda daKaraciğerde glikojen sentezlenir. Glikojenin parçalanması kas kasılması için enerji kaynaklarından biridir. Kas glikojeni parçalandığında süreç piruvik ve laktik asitlerin oluşumuna doğru ilerler. Bu süreç denir glikoliz. Dinlenme aşamasında kas dokusundaki laktik asitten glikojen yeniden sentezi meydana gelir.

Beyin Küçük karbonhidrat rezervleri içerir ve sürekli bir glikoz kaynağı gerektirir. Beyin dokusundaki glikoz ağırlıklı olarak oksitlenir ve küçük bir kısmı laktik asite dönüştürülür. Beynin enerji harcaması yalnızca karbonhidratlar tarafından karşılanır. Beyne glikoz tedarikindeki azalmaya, sinir dokusundaki metabolik süreçlerdeki değişiklikler ve beyin fonksiyonundaki bozulma eşlik eder.

Proteinlerden ve yağlardan karbonhidrat oluşumu (glikoneogenez). Amino asitlerin dönüşümü sonucunda piruvik asit oluşur, yağ asitlerinin oksidasyonu sırasında glikozun öncüsü olan piruvik asit haline dönüştürülebilen asetil koenzim A oluşur. Bu karbonhidrat biyosentezi için en önemli genel yoldur.

İki ana enerji kaynağı olan karbonhidratlar ve yağlar arasında yakın bir fizyolojik ilişki vardır. Kan glukozundaki bir artış, trigliseritlerin biyosentezini arttırır ve yağ dokusundaki yağların parçalanmasını azaltır. Daha az serbest yağ asitleri kana girer. Hipoglisemi meydana gelirse, trigliserit sentezi süreci engellenir, yağ parçalanması hızlanır ve serbest yağ asitleri büyük miktarlarda kana girer.

SU-TUZ DEĞİŞİMİ.

Vücutta meydana gelen tüm kimyasal ve fiziksel-kimyasal işlemler su ortamında gerçekleştirilir. Su vücutta aşağıdaki önemli işlevleri yerine getirir: işlevler: 1) gıda ve metabolizma için çözücü görevi görür; 2) içinde çözünmüş maddeleri taşır; 3) insan vücudundaki temas eden yüzeyler arasındaki sürtünmeyi azaltır; 4) Yüksek ısı iletkenliği ve yüksek buharlaşma ısısı nedeniyle vücut sıcaklığının düzenlenmesine katılır.

Yetişkin insan vücudundaki toplam su içeriği 50 —60% kütlesinden yani ulaşır 40—45 litre.

Suyu hücre içi, hücre içi (%72) ve hücre dışı, hücre dışı (%28) olarak bölmek gelenekseldir. Hücre dışı su, damar yatağının içinde (kan, lenf, beyin omurilik sıvısının bir parçası olarak) ve hücreler arası boşlukta bulunur.

Su vücuda sindirim sistemi yoluyla sıvı veya yoğun olarak bulunan su şeklinde girer.Gıda Ürünleri. Suyun bir kısmı metabolik süreç sırasında vücudun kendisinde oluşur.

Vücutta aşırı su olduğunda genel aşırı hidrasyon(su zehirlenmesi), su eksikliği olduğunda metabolizma bozulur. % 10'luk su kaybı bu duruma yol açar dehidrasyon(Dehidrasyon), suyun %20'si kaybolduğunda ölüm meydana gelir.

Vücuda su ile birlikte mineraller (tuzlar) da girer. Yakın 4% Kuru yiyecek kütlesi mineral bileşiklerinden oluşmalıdır.

Elektrolitlerin önemli bir işlevi enzimatik reaksiyonlara katılmalarıdır.

Sodyum hücre dışı sıvının ozmotik basıncının sabit kalmasını sağlar, biyoelektrik membran potansiyelinin oluşturulmasına ve asit-baz durumunun düzenlenmesine katılır.

Potasyum hücre içi sıvının ozmotik basıncını sağlar, asetilkolin oluşumunu uyarır. Potasyum iyonlarının eksikliği vücuttaki anabolik süreçleri engeller.

Klor Aynı zamanda hücre dışı sıvıdaki en önemli anyondur ve sabit ozmotik basınç sağlar.

Kalsiyum ve fosfor esas olarak kemik dokusunda bulunur (%90'ın üzerinde). Plazma ve kandaki kalsiyum içeriği biyolojik sabitlerden biridir, çünkü bu iyon seviyesindeki küçük değişiklikler bile vücut için ciddi sonuçlara yol açabilir. Kandaki kalsiyum seviyesinin azalması istemsiz kas kasılmalarına, kasılmalara neden olur ve solunum durması nedeniyle ölüm meydana gelir. Kandaki kalsiyum içeriğindeki artışa, sinir ve kas dokusunun uyarılabilirliğinde bir azalma, parezi, felç görünümü ve böbrek taşı oluşumu eşlik eder. Kalsiyum kemiklerin yapımı için gereklidir, bu nedenle vücuda besinler yoluyla yeterli miktarda sağlanması gerekir.

Fosfor yüksek enerjili bileşiklerin (örneğin ATP) bir parçası olduğu için birçok maddenin metabolizmasına katılır. Fosforun kemiklerde birikmesi büyük önem taşımaktadır.

Ütü doku solunumundan sorumlu olan hemoglobin ve miyoglobinin yanı sıra redoks reaksiyonlarında yer alan enzimlerin bir parçasıdır. Vücuda yetersiz demir alımı hemoglobin sentezini bozar. Hemoglobin sentezindeki azalma anemiye (anemi) yol açar. Yetişkin bir insanın günlük demir ihtiyacı 10-30 mcg.

İyot vücutta az miktarda bulunur. Ancak önemi büyüktür. Bunun nedeni, iyotun tüm metabolik süreçler, büyüme üzerinde belirgin bir etkiye sahip olan tiroid hormonlarının bir parçası olmasıdır.ve organizmanın gelişimi.

Eğitim ve enerji tüketimi.

Organik maddelerin parçalanması sırasında açığa çıkan enerji, vücut dokularındaki miktarı yüksek seviyede tutulan ATP formunda birikir. ATP vücudun her hücresinde bulunur. En büyük miktar iskelet kaslarında bulunur - %0,2-0,5. Herhangi bir hücre aktivitesi her zaman tam olarak ATP'nin parçalanmasıyla aynı zamana denk gelir.

Yok edilen ATP moleküllerinin onarılması gerekir. Bu, karbonhidratların ve diğer maddelerin parçalanması sırasında açığa çıkan enerji nedeniyle oluşur.

Vücudun harcadığı enerji miktarı, dış ortama verdiği ısı miktarıyla değerlendirilebilir.

Enerji harcamasını ölçme yöntemleri (doğrudan ve dolaylı kalorimetri).

Solunum katsayısı.

Doğrudan kalorimetri Vücudun ömrü boyunca açığa çıkan ısının doğrudan belirlenmesine dayanır. Bir kişi, insan vücudunun verdiği ısı miktarının tamamının dikkate alındığı özel bir kalorimetrik odaya yerleştirilir. Vücut tarafından üretilen ısı, odanın duvarları arasına döşenen boru sistemi boyunca akan su tarafından emilir. Yöntem çok hantaldır ve özel bilimsel kurumlarda kullanılabilir. Sonuç olarak pratik tıpta yaygın olarak kullanılmaktadırlar. dolaylı yöntem kalorimetri. Bu yöntemin özü, önce pulmoner ventilasyon hacminin, ardından emilen oksijen ve salınan karbondioksit miktarının belirlenmesidir. Salınan karbondioksit hacminin emilen oksijen hacmine oranına denir. solunum katsayısı . Solunum katsayısının değeri vücuttaki oksitlenmiş maddelerin doğasını yargılamak için kullanılabilir.

Oksidasyon üzerine karbonhidratların solunum katsayısı 1'dirÇünkü 1 molekülün tamamen oksidasyonu için glikoz Karbondioksit ve suya ulaşmak için 6 molekül oksijen gerekir ve 6 molekül karbondioksit açığa çıkar:

С 6 Н12О 6 +60 2 =6С0 2 +6Н 2 0

Protein oksidasyonu için solunum katsayısı 0,8, yağ oksidasyonu için ise 0,7'dir.

Gaz değişimi ile enerji tüketiminin belirlenmesi. Miktar1 litre oksijen tüketildiğinde vücutta açığa çıkan ısı - oksijenin kalori eşdeğeri - oksijenin kullanıldığı maddelerin oksidasyonuna bağlıdır. Kalori eşdeğeri oksijen Karbonhidratların oksidasyonu sırasında eşittir 21,13 kJ (5,05 kcal), proteinler— 20,1 kJ (4,8 kcal), yağ - 19,62 kJ (4,686 kcal).

Enerji tüketimi insanlarda şu şekilde belirlenir. Kişi ağzına yerleştirilen ağızlık sayesinde 5 dakika boyunca nefes alır. Kauçuklu kumaştan yapılmış bir torbaya bağlanan ağızlık, vanalar Onlar bu şekilde düzenlenmiş Ne adam özgürce nefes alır atmosferik hava verir ve havayı torbaya verir. Gaz kullanmak saat verilen nefesin hacmini ölçmek hava. Gaz analiz cihazı göstergeleri, bir kişinin soluduğu ve verdiği havadaki oksijen ve karbondioksit yüzdesini belirler. Daha sonra emilen oksijen miktarı ve salınan karbondioksit miktarı ile solunum katsayısı hesaplanır. Uygun tablo kullanılarak solunum katsayısına göre oksijenin kalorik eşdeğeri belirlenir ve enerji tüketimi belirlenir.

Temel metabolizma ve önemi.

BX- Metabolik süreçlerin seviyesini artırabilecek tüm iç ve dış etkiler hariç, vücudun normal işleyişini tam bir dinlenme durumunda sürdürmek için gereken minimum enerji miktarı. Temel metabolizma sabahları aç karnına (son yemekten 12-14 saat sonra), sırtüstü pozisyonda, tam kas gevşemesiyle, sıcaklık konfor koşullarında (18-20 ° C) belirlenir. Temel metabolizma, vücut tarafından salınan enerji miktarı (kJ/gün) ile ifade edilir.

Tam bir fiziksel ve zihinsel huzur halinde vücut tüketiyor enerji 1) sürekli olarak meydana gelen kimyasal süreçler; 2) bireysel organlar (kalp, solunum kasları, kan damarları, bağırsaklar vb.) tarafından gerçekleştirilen mekanik çalışma; 3) glandüler salgı aparatının sürekli aktivitesi.

Temel metabolizma yaş, boy, vücut ağırlığı ve cinsiyete bağlıdır. 1 kg vücut ağırlığı başına en yoğun bazal metabolizma çocuklarda görülür. Vücut ağırlığı arttıkça bazal metabolizma artar. Sağlıklı bir insanın ortalama bazal metabolizma hızı yaklaşık olarak 1 kg ağırlık başına 1 saatte 4,2 kJ (1 kcal) vücut.

Dinlenme halindeki enerji tüketimi açısından vücut dokuları heterojendir. İç organlar enerjiyi daha aktif, kas dokusu ise daha az aktif tüketir.

Yağ dokusundaki bazal metabolizmanın yoğunluğu, vücudun geri kalan hücresel kütlesinden 3 kat daha düşüktür. Zayıf insanlar kilo başına daha fazla ısı üretirvücut ağırlığı tamdan fazladır.

Kadınların bazal metabolizması erkeklere göre daha düşüktür. Bunun nedeni kadınların daha az kütleye ve vücut yüzey alanına sahip olmasıdır. Rubner kuralına göre bazal metabolizma yaklaşık olarak vücudun yüzey alanıyla orantılıdır.

Bazal metabolizma değerinde mevsimsel dalgalanmalar kaydedildi; ilkbaharda arttı, kışın azaldı. Kas aktivitesi, yapılan işin ciddiyeti ile orantılı olarak metabolizmanın artmasına neden olur.

Bazal metabolizmadaki önemli değişiklikler, vücudun organ ve sistemlerindeki işlev bozukluklarından kaynaklanır. Artan tiroid fonksiyonu, sıtma, tifo, tüberküloz ve ateşin eşlik etmesiyle bazal metabolizma artar.

Fiziksel aktivite sırasında enerji tüketimi.

Kas çalışması sırasında vücudun enerji harcaması önemli ölçüde artar. Enerji maliyetlerindeki bu artış, iş yoğunluğu arttıkça daha fazla iş artışı oluşturmaktadır.

Uykuyla karşılaştırıldığında, enerji harcaması yavaş yürürken 3 kat, yarışma sırasında kısa mesafe koşarken ise 40 kattan fazla artar.

Kısa süreli egzersiz sırasında enerji, karbonhidratların oksidasyonu yoluyla tüketilir. Uzun süreli kas egzersizi sırasında vücut esas olarak yağları (gerekli enerjinin %80'i) parçalar. Eğitimli sporcularda kas kasılmalarının enerjisi yalnızca yağ oksidasyonu ile sağlanır. Fiziksel emekle uğraşan bir kişi için enerji maliyetleri işin yoğunluğuyla orantılı olarak artar.

BESLENME.

Vücudun enerji maliyetlerinin yenilenmesi besinler yoluyla gerçekleşir. Besinler proteinleri, karbonhidratları, yağları, mineral tuzlarını ve vitaminleri az miktarda ve doğru oranda içermelidir. Sindirilebilirlikbesinler bağlıdırvücudun bireysel özelliklerine ve durumuna, yiyeceğin miktarına ve kalitesine, çeşitli bileşenlerinin oranına ve hazırlama yöntemine bağlıdır. Bitkisel gıdalar hayvansal ürünlere göre daha az sindirilebilir çünkü bitkisel gıdalar daha fazla lif içerir.

Protein diyeti besinlerin emilimini ve sindirilebilirliğini artırır. Yiyeceklerde karbonhidratlar baskın olduğunda protein ve yağların emilimi azalır. Bitkisel ürünleri hayvansal kökenli ürünlerle değiştirmek vücuttaki metabolik süreçleri artırır. Proteinleri sebze yerine et veya süt ürünlerinden, çavdar ekmeği yerine buğday ekmeğinden verirseniz gıda ürünlerinin sindirilebilirliği önemli ölçüde artar.

Bu nedenle, doğru insan beslenmesini sağlamak için, gıdaların vücut tarafından emilme derecesinin dikkate alınması gerekir. Ek olarak, gıda mutlaka tüm gerekli (temel) besin maddelerini içermelidir: proteinler ve esansiyel amino asitler, vitaminler,yüksek oranda doymamış yağ asitleri, mineraller ve su.

Yiyeceklerin büyük kısmı (%75-80) karbonhidrat ve yağlardan oluşur.

Diyet- Bir kişinin günlük ihtiyaç duyduğu gıda ürünlerinin miktarı ve bileşimi. Vücudun günlük enerji harcamasını karşılamalı ve tüm besin maddelerini yeterli miktarda içermelidir.

Gıda rasyonlarını derlemek için gıdalardaki protein, yağ ve karbonhidrat içeriğini ve bunların enerji değerini bilmek gerekir. Bu verilere sahip olarak farklı yaş, cinsiyet ve mesleklerden insanlar için bilimsel temelli bir diyet oluşturmak mümkündür.

Diyet ve fizyolojik önemi. Belirli bir diyeti takip etmek ve onu doğru bir şekilde düzenlemek gerekir: sabit yemek saatleri, aralarında uygun aralıklar, günlük diyetin gün içinde dağılımı. Her zaman belirli bir saatte, günde en az 3 kez yemek yemelisiniz: kahvaltı, öğle yemeği ve akşam yemeği. Kahvaltının enerji değeri toplam diyetin yaklaşık% 30'u, öğle yemeği -% 40-50 ve akşam yemeği -% 20-25 olmalıdır. Yatmadan 3 saat önce akşam yemeği yemeniz tavsiye edilir.

Doğru beslenme normal fiziksel gelişimi ve zihinsel aktiviteyi sağlar, vücudun çevresel etkilere karşı performansını, reaktivitesini ve direncini artırır.

I.P. Pavlov'un koşullu refleksler hakkındaki öğretilerine göre, insan vücudu belirli bir yeme zamanına uyum sağlar: iştah ortaya çıkar ve sindirim suları salınmaya başlar. Öğünler arasındaki uygun aralıklar bu süre zarfında tokluk hissinin oluşmasını sağlar.

Günde üç kez yemek yemek genellikle fizyolojiktir. Ancak günde dört öğün tercih edilir, bu da besinlerin, özellikle proteinlerin emilimini arttırır, öğünler arasındaki aralıklarda açlık hissi oluşmaz ve iyi bir iştah korunur. Bu durumda kahvaltının enerji değeri %20, öğle yemeğinin %35'i, ikindi atıştırmalıklarının %15'i, akşam yemeğinin ise %25'idir.

Dengeli beslenme. Gıda ihtiyacının niceliksel ve niteliksel olarak tam olarak karşılanması ve tüm enerji maliyetlerinin karşılanması durumunda beslenme rasyonel kabul edilir. Vücudun uygun şekilde büyümesini ve gelişmesini destekler, dış ortamın zararlı etkilerine karşı direncini arttırır, vücudun fonksiyonel yeteneklerinin gelişimini teşvik eder ve iş yoğunluğunu arttırır. Akılcı beslenme, çeşitli popülasyonlara ve yaşam koşullarına göre gıda rasyonlarının ve diyetlerinin geliştirilmesini içerir.

Daha önce de belirtildiği gibi sağlıklı bir insanın beslenmesi günlük gıda rasyonlarına dayanmaktadır. Hastanın diyet ve diyetine diyet denir. Her biri diyet Diyetin belirli bileşenlerine sahiptir ve aşağıdaki özelliklerle karakterize edilir: 1) enerji değeri; 2) kimyasal bileşim; 3) fiziksel özellikler (hacim, sıcaklık, kıvam); 4) diyet.

Metabolizma ve enerjinin düzenlenmesi.

İnsanlarda başlangıç ​​öncesi ve çalışma öncesi durumlarda metabolizma ve enerjide koşullu refleks değişiklikleri gözlemlenir. Yarışmaya başlamadan önce sporcular ve işten önce bir işçi, metabolizmada ve vücut ısısında bir artış, oksijen tüketiminde bir artış ve karbondioksit salınımı yaşar. Metabolizmada koşullu refleks değişikliklerine neden olabilir, enerji ve termal süreçler insanlar var sözlü uyaran.

Sinir etkisi Metabolik ve enerji sistemleri vücuttaki süreçler birkaç yolla gerçekleştirilir:

Sinir sisteminin (hipotalamus, efferent sinirler yoluyla) doku ve organlar üzerindeki doğrudan etkisi;

Sinir sisteminin dolaylı etkisihipofiz bezi (somatotropin);

Dolaylısinir sisteminin tropik yoluyla etkisi hormonlar hipofiz bezi ve iç periferik bezler salgı;

Doğrudan etki gergin sistem (hipotalamus) endokrin bezlerinin aktivitesine ve onlar aracılığıyla doku ve organlardaki metabolik süreçlere etki eder.

Her türlü metabolik ve enerji sürecini düzenleyen merkezi sinir sisteminin ana bölümü hipotalamus. Metabolik süreçler ve ısı üretimi üzerinde belirgin bir etki vardır. iç bezler salgı. Adrenal korteks ve tiroid bezinin büyük miktarlardaki hormonları katabolizmayı, yani proteinlerin parçalanmasını arttırır.

Vücut, sinir ve endokrin sistemlerinin metabolik ve enerji süreçleri üzerindeki yakın bağlantılı etkisini açıkça göstermektedir. Dolayısıyla sempatik sinir sisteminin uyarılması, yalnızca metabolik süreçler üzerinde doğrudan uyarıcı bir etkiye sahip olmakla kalmaz, aynı zamanda tiroid ve adrenal hormonların (tiroksin ve adrenalin) salgılanmasını da arttırır. Bu sayede metabolizma ve enerji daha da artar. Ek olarak, bu hormonların kendisi de sempatik sinir sisteminin tonunu artırır. Metabolizmada önemli değişiklikler Ve Isı değişimi, endokrin bezlerinin hormonlarının vücudunda bir eksiklik olduğunda meydana gelir. Örneğin tiroksin eksikliği bazal metabolizmanın azalmasına neden olur. Bunun nedeni dokuların oksijen tüketimindeki azalma ve ısı üretimindeki azalmadır. Bunun sonucunda vücut ısısı düşer.

Endokrin bezlerinin hormonları metabolizmanın düzenlenmesinde rol oynar Ve enerji, hücre zarlarının (insülin) geçirgenliğini değiştirerek, vücudun enzim sistemlerini aktive ederek (adrenalin, glukagon vb.) ve etkileyici biyosentezi (glukokortikoidler).

Böylece metabolizmanın ve enerjinin düzenlenmesi, vücudun değişen çevre koşullarına uyumunu sağlayan sinir ve endokrin sistemler tarafından gerçekleştirilir.

Vücuttaki metabolizma. Plastik rf enerji rolü

besinler

Organizma ile çevre arasındaki sürekli madde ve enerji değişimi, onun varlığı için gerekli bir koşuldur ve bunları yansıtır.

birlik. Bu alışverişin özü, sindirim dönüşümleri sonrasında vücuda giren besinlerin plastik madde olarak kullanılmasıdır. Bu durumda üretilen enerji vücudun enerji maliyetlerini yeniler. Kana emilen basit bileşiklerden vücuda özgü karmaşık maddelerin sentezine asimilasyon veya anabolizma denir. Enerji salınımıyla birlikte vücut maddelerinin nihai ürünlere parçalanmasına disimilasyon veya katabolizma denir. Bu süreçler ayrılmaz bir şekilde bağlantılıdır. Asimilasyon enerji birikimini sağlar ve disimilasyon sırasında açığa çıkan enerji maddelerin sentezi için gereklidir. Anabolizma ve katabolizma, ATP ve NADP'nin yardımıyla tek bir süreçte birleştirilir. Bunlar aracılığıyla, disimilasyon sonucu üretilen enerji, asimilasyon süreçlerine aktarılır.

Proteinler temelde plastik bir malzemedir. Hücre zarlarının ve organellerin bir parçasıdırlar. Protein molekülleri sürekli yenilenir. Ancak bu yenilenme sadece gıda proteinleri sayesinde değil aynı zamanda kişinin kendi proteinlerinin yeniden kullanılmasıyla da gerçekleşir. Ancak proteinleri oluşturan 20 amino asitten 10'u esansiyeldir. Onlar. vücutta oluşamazlar. Protein parçalanmasının son ürünleri üre, ürik asit ve kreatinin gibi nitrojen içeren bileşiklerdir. Bu nedenle protein metabolizmasının durumu nitrojen dengesi ile belirlenebilir. Bu, gıda proteinleriyle sağlanan ve nitrojen içeren metabolik ürünlerle vücuttan atılan nitrojen miktarının oranıdır. 100 gr protein yaklaşık 16 gr nitrojen içerir. Dolayısıyla 1 gr nitrojen salınımı vücutta 6,25 gr proteinin parçalandığını gösterir. Salınan nitrojen miktarı vücut tarafından emilen miktara eşitse nitrojen dengesi oluşur. Alınan nitrojenin, atılan nitrojenden daha fazla olması durumunda buna pozitif nitrojen dengesi denir. Azot tutulması vücutta meydana gelir. Vücudun büyümesi sırasında, ciddi bir hastalıktan iyileşme sırasında ve uzun süreli oruçtan sonra pozitif bir nitrojen dengesi gözlenir. Vücut tarafından atılan nitrojen miktarı alınan miktardan fazla olduğunda negatif nitrojen dengesi oluşur. Oluşumu, vücudun kendi proteinlerinin baskın bir şekilde parçalanmasıyla açıklanmaktadır. Oruç sırasında, besinlerde esansiyel amino asitlerin bulunmaması, proteinin sindirimi ve emiliminin bozulması ve ciddi hastalıklar sırasında ortaya çıkar. Vücudun ihtiyacını tam olarak karşılayan protein miktarına protein optimumu denir. Minimum, yalnızca nitrojen dengesinin korunmasını sağlar - minimum protein. DSÖ, günde vücut ağırlığının kilogramı başına en az 0,75 g protein alımını önermektedir. Proteinlerin enerji rolü nispeten küçüktür.

Vücut yağları trigliseritler ve fosfolipidlerdir. ve steroller. Ana rolleri enerjiktir. Lipitlerin oksidasyonu en büyük miktarda enerjiyi açığa çıkarır, dolayısıyla vücudun enerji harcamasının yaklaşık yarısı lipitler tarafından sağlanır. Aynı zamanda vücutta bir enerji akümülatörüdürler çünkü yağ depolarında depolanırlar ve ihtiyaç duyuldukça kullanılırlar. Yağ depoları vücut ağırlığının yaklaşık %15'ini oluşturur. Fosfolipidler, kolesterol ve yağ asitleri hücre zarlarının ve organellerinin bir parçası olduğundan yağların belirli bir plastik rolü vardır. Ayrıca iç organları da kapsarlar. Örneğin perinefrik yağ böbreklerin onarılmasına ve mekanik strese karşı korunmasına yardımcı olur. Lipitler aynı zamanda endojen su kaynaklarıdır. 100 gr yağ oksitlendiğinde yaklaşık 100 gr su oluşur. Büyük damarlar boyunca ve kürek kemikleri arasında yer alan kahverengi yağ özel bir işlev gerçekleştirir. Yağ hücrelerinde bulunan polipeptit, vücut soğuduğunda lipitlerden dolayı ATP'nin yeniden sentezini engeller. Sonuç olarak, ısı üretimi keskin bir şekilde artar. Esansiyel yağ asitleri (linoleik, linolenik ve araşidonik) büyük önem taşımaktadır. Onlar olmadan hücre fosfolipidlerinin sentezi, prostaglandin oluşumu vb. imkansızdır. Onların yokluğunda vücudun büyümesi ve gelişmesi gecikir.

Karbonhidratlar, hücreler için ana enerji kaynağı olarak hizmet ettikleri için esas olarak enerji rolü oynarlar. Örneğin nöronların enerji ihtiyacı yalnızca glikozdan karşılanır. Karaciğerde ve kaslarda glikojen olarak birikir. Nükleotidlerin oluşumu ve belirli amino asitlerin sentezi için glikoz gerekli olduğundan, karbonhidratların belirli bir plastik önemi vardır.

Vücudun enerji dengesini ölçme yöntemleri

Besinlerden alınan enerji miktarı ile dış ortama salınan enerji arasındaki ilişkiye vücudun enerji dengesi denir.Vücudun açığa çıkardığı enerjinin belirlenmesinde 2 yöntem vardır.

1. Doğrudan kalorimetri. Prensibi, her türlü enerjinin sonuçta ısıya dönüşmesi gerçeğine dayanmaktadır. Bu nedenle direkt kalorimetri ile vücudun birim zamanda çevreye verdiği ısı miktarı belirlenir. Bu amaçla, iyi ısı yalıtımına sahip özel odalar ve içinden suyun dolaştığı ve ısıtıldığı bir ısı değişim boru sistemi kullanılır.

2. Dolaylı kalorimetri. Birim zaman başına salınan karbondioksit ve emilen oksijen oranının belirlenmesinden oluşur. Bu tam bir gaz analizidir.Bu orana solunum katsayısı (RQ) denir.

Sunumun tanımı Metabolizma ve enerji fizyolojisi. Slaytlarda termoregülasyon fizyolojisi

Metabolizma ve enerji fizyolojisi. Termoregülasyon fizyolojisi HAZIRLAYAN: ALIMZHAN SERZHAN (39 -01)

Metabolizma (metabolizma), canlı organizmalarda büyümelerini, gelişmelerini ve hayati süreçlerini sağlayan bir dizi kimyasal reaksiyondur.Plastik metabolizma veya anabolizma (asimilasyon), organik maddelerin (karbonhidratlar, yağlar, proteinler) enerji harcamasıyla sentezidir. . Enerji metabolizması veya katabolizma (disimilasyon), enerjinin açığa çıkmasıyla birlikte organik maddelerin parçalanmasıdır. Nihai parçalanma ürünleri karbon, su ve ATP'dir.

Metabolizmanın 4 aşaması vardır: 1. Sindirim sisteminde besinlerin hidrolizi - besinlerin enzimatik parçalanması. 2. Hidrolizin son ürünlerinin kan ve lenf içine emilmesi. 3. Besinlerin ve O2'nin hücreye taşınması - hücre içi metabolizma ve enerji. 4. Metabolik son ürünlerin izolasyonu.

Hücresel düzenleme, enzim ve substrat arasındaki etkileşimin özelliklerine dayanır. Biyolojik katalizör olarak bir enzim, bir substratla birleşerek ve bir enzim-substrat kompleksi oluşturarak reaksiyonun hızını değiştirir. Substratta değişiklikler meydana geldikten sonra enzim bu kompleksi olduğu gibi bırakır ve yeni bir döngüye başlar.

Humoral düzenleme Bazı hormonlar, enzimlerin sentezini veya parçalanmasını ve hücre zarlarının geçirgenliğini doğrudan düzenleyerek hücredeki substratların, kofaktörlerin ve iyonik bileşimin içeriğini değiştirir.

Sinir düzenlemesi çeşitli şekillerde gerçekleştirilir: - endokrin bezlerinin işleyiş yoğunluğunun değiştirilmesi; enzimlerin doğrudan aktivasyonu. Hücresel ve humoral düzenleyici mekanizmalara etki eden merkezi sinir sistemi, hücrelerin trofizmini yeterince değiştirir.

Proteinler (80 -100 g) Vücudun ana protein kaynağı gıda proteinidir. Proteinlerin önemi: Plastik rolü Enerjik Motor fonksiyonu (aktin, miyozin). Enzimatik fonksiyon (enzimler vücudun temel fonksiyonlarını sağlayan proteinlerdir: solunum, sindirim, boşaltım. Protein metabolizmasının düzenlenmesi - Hipotalamusun çekirdeğindeki düzenleme merkezleri. Sempatik sinir sistemi protein disimilasyonunu arttırır. Parasempatik sinir sistemi protein sentezini arttırır. Protein sentezini artırır - büyüme hormonu, triiyodotiroksin, tiroksin

Esansiyel amino asitler Valin (et, mantar, süt ve tahıl ürünleri) İzolösin (tavuk eti, karaciğer, yumurta, balık) Lösin (et, balık, fındık) Lizin (balık, yumurta, et, fasulye) Metiyonin (süt, fasulye, balık) , fasulye) Treonin (süt ürünleri, yumurta, fındık) Triptofan (muz, hurma, tavuk, süt ürünleri) Fenilalanin (sığır eti, balık, yumurta, süt) Arginin (kabak çekirdeği, sığır eti, domuz eti, susam) Histidin (sığır eti, tavuk, mercimek) , somon)

Vücuttaki proteinlerin dönüşümü Gıda proteinleri Sindirim sistemi Kan amino asitleri Çeşitli dokuların hücreleri Karaciğer Transaminasyonu Amino asitlerin deaminasyonu. Karaciğer amino asitleri Amonyak Keto asitler Üre Oksidasyon Gliserol sentezi Yağ asidi sentezi. Artık kan nitrojeni. Böbrekler. İdrar nitrojeni Karaciğer enzimleri Karaciğer proteinleri. Kan plazma proteinleri

Protein metabolizmasının düzenlenmesi Merkezi düzenleyici mekanizmalar Hipotalamus Hipofiz bezi Pankreas Adrenal bezler. Parasempatik etkiler Sempatik etkiler Somatotropik hormonlar Glukokortikoidler Karaciğerde Kaslarda, lenfoid dokuda Anabolizma Katabolizma Tiroid hormonları İnsülin. Tiroid

Yağlar (80 -100 g) Plastik, enerji rolü. Yağlar bağırsaklardan emilerek gliserol ve yağ asitleri (safra asitleriyle miseller oluşturarak) şeklinde lenf ve kana geçer. Düzenleme hipotalamus tarafından gerçekleştirilir. Yağların parçalanması adrenalin, norepinefrin, büyüme hormonu ve tiroksinin etkisi altında gerçekleşir.Sempatik sinir sisteminin tahriş olması yağ parçalanmasını artırır. Parasempatik – yağ birikimini teşvik eder.

Vücuttaki yağların dönüşümü Gıda yağı (trigliseritler) GIDA KANALI KAN LENFAZ E R D C E L I P E Trigliseritler v i d e c h il o m i c ro n yaklaşık v. Kısa zincirli yağ asitleri Gliserol Uzun zincirli yağ asitleri

Karbonhidratlar (400 -500 g) Ana enerji kaynağı, monosakkaritler formunda emilen di-polisakkaritler formunda gelir. Glikojen karaciğerde glikozdan sentezlenir. Kan şekeri düştüğünde karaciğer glikojeninin parçalanması artar. Karbonhidrat metabolizmasının düzenlenmesi: Hiperglisemi, hipotalamus ve serebral kortekste tahrişe neden olur, etkisi otonom sinirler yoluyla gerçekleşir. Sempatik sinir sistemi glikojen - glikolizin parçalanmasını arttırır. Parasempatik sinir sistemi, glikoz - glikojenezden glikojenin sentezini arttırır.

Besin karbonhidratları Besin kanalı Kan karbonhidratları Beyin DİNLENMEDEKİ KARACİĞER KASI ÇALIŞAN KAS H 2 O + CO 2 Kan laktat. Vücuttaki karbonhidratların metabolizması Glikojen Piruvik asit Laktik asit H 2 O + CO

Enerji harcamasının tamamının karbonhidrat ve yağlarla karşılanması, yani proteinsiz beslenme ile günde 1 kg vücut ağırlığı başına yaklaşık 331 mg protein yok edilir. 70 kg ağırlığındaki bir kişi için bu 23,2 gramdır M. Rubner bu değere "aşınma katsayısı" adını vermiştir.

AZOT DENGESİ Besinlerden alınan ve idrarla atılan azot miktarının terle oranına azot dengesi denir. Protein katsayısı, parçalandığında 1 gram nitrojen üreten protein miktarıdır. 6,25 g'a eşittir Pozitif nitrojen dengesi - atılandan daha fazla protein geldiğinde. Negatif nitrojen dengesi, alınan proteinin atılandan daha az olduğu durumdur. Azot dengesi - atılanla aynı miktarda nitrojen proteinlerle birlikte girdiğinde.

TEMEL METABOLİZMANIN BELİRLENMESİ İÇİN STANDART ŞARTLAR: Bazal metabolizma, nispeten tam fiziksel ve duygusal dinlenme koşullarında vücudun yaşamsal fonksiyonlarını sürdürmek için gereken minimum enerji harcama düzeyidir. Sabah aç karnına. 25-28 santigrat derece sıcaklıkta. Tam bir fiziksel ve zihinsel dinlenme durumunda, sırt üstü yatarak.

Bazal metabolizmayı belirleme yöntemleri Tam gaz analizi ile doğrudan kalorimetri yöntemi. Eksik gaz analizi ile dolaylı kalorimetri yöntemi.

Suyun vücut için önemi Metabolik süreçlere katılım (hidroliz, oksidasyon reaksiyonları vb.); Metabolizmanın son ürünlerinin uzaklaştırılmasını teşvik eder; Sıcaklık homeostazisi için destek sağlar; Mekanik rol (iç organlar, eklem yüzeyleri vb. arasındaki sürtünmeyi azaltır); Evrensel çözücü.

Termoregülasyon TERMOREGÜLASYON, sıcakkanlı hayvanların ve insanların vücudunda sabit bir sıcaklığın korunmasını sağlayan fizyolojik bir süreçtir. Sıcaklığın sabitliği, normal işleyiş için gerekli olan vücudun kendi kendini düzenlemesinin sonucudur. Vücut sıcaklığı ısı üretimine ve ısı transferine bağlıdır.

Termoregülasyon türleri Homeothermic, bir canlının ortam sıcaklığından bağımsız olarak sabit bir vücut sıcaklığını koruma yeteneğidir. Poikilothermic, bir türün veya (tıp ve fizyolojide) bir canlının vücut sıcaklığının dış ortamın sıcaklığına bağlı olarak büyük ölçüde değiştiği bir organizmanın evrimsel bir adaptasyonudur. Heterotermik: Kış uykusu veya uyuşukluk sırasında vücut ısısı azalabilen homeotermik hayvanlar

Termoregülasyon Mekanizmaları Kimyasal termoregülasyon 1) doku metabolik süreçlerinde artış, ısı oluşumu ile proteinlerin, yağların ve karbonhidratların yoğun oksidasyonu 2) tiroid ve adrenal hormon düzeyinde artış, bazal metabolizmanın ve ısı oluşumunun arttırılması Fiziksel termoregülasyon 1) kanın genişlemesi ciltteki kan damarları 2) cilt damarlarına kan akışında artış 3) terlemede artış 4) nefes almada artış ve suyun akciğerlerden buharlaşmasında artış, bu da vücudun aşırı ısıyı dışarı atmasına olanak tanır

Kimyasal termoregülasyon Isı oluşumu, proteinlerin, yağların ve karbonhidratların oksidasyonu ile metabolizma ile ilişkilidir. Bunlar ekzotermik reaksiyonlardır. Farklı organlarda ısı oluşumu: Kaslarda – %60-70. Karaciğerde, gastrointestinal sistemde – %20-30. Böbreklerde ve diğer organlarda – %10-20.

Fiziksel termoregülasyon Isı transfer yolları: Isı iletimi (diğer nesnelerle temas halinde). Konveksiyon, ısının dolaşan hava yoluyla aktarılmasıdır. Termal radyasyon (radyasyon), kızılötesi aralıktaki ısı emisyonudur. Buharlaşma (mukoza zarlarından, akciğerler yoluyla, terleme)

İzotermi, vücut sıcaklığının ve vücudun iç ortamının sabitliğidir. İzotermi, homeostazın en önemli göstergelerinden biridir.Vücut sıcaklığının sabitliği, bir dizi ısı üreten organın yanı sıra ısı transferini sağlayan yapıların yanı sıra aktivitelerini düzenleyen mekanizmaları içeren fonksiyonel bir sistem tarafından sağlanır. .

İzoterminin Düzenlenmesi Termoreseptörler: Periferik (deri, mukoza, gastrointestinal sistem). - soğuk reseptörleri (Krause konileri) - ısı reseptörleri (Ruffini cisimcikleri) Merkezi (hipotalamus, orta beyin, serebral korteks) Hipotalamusun ön çekirdekleri fiziksel termoregülasyonu kontrol eder. Hipotalamusun arka çekirdekleri kimyasal termoregülasyonu kontrol eder.

İnsan vücudunun sıcaklığı İnsan vücudunun her bir bölümünün sıcaklığı farklıdır. En düşük cilt sıcaklığı ellerde ve ayaklarda, en yüksek ise koltuk altında görülür. Sağlıklı bir insanda bu bölgedeki sıcaklık 36-37°C'dir. Gün içerisinde günlük bioritme uygun olarak insan vücut ısısında hafif yükselme ve düşmeler gözlenir: minimum sıcaklık 2-4 o'da gözlenir. sabah saat, maksimum saat 16-19. Dinlenme sırasında ve işte kas dokusunun sıcaklığı 7° C arasında dalgalanabilir. İç organların sıcaklığı, metabolik süreçlerin yoğunluğuna bağlıdır. En yoğun metabolik süreçler karaciğerde meydana gelir, karaciğer dokusundaki sıcaklık 38-38,5 ° C'dir. Rektumdaki sıcaklık 37-37,5 ° C'dir. Ancak varlığına bağlı olarak 4-5 ° C arasında dalgalanabilir. dışkısında, mukozasına kan gelmesi ve diğer nedenlerle.