Обмен веществ и энергии. Взаимосвязь обмена веществ и энергии


Скачать 95.35 Kb.
НазваниеОбмен веществ и энергии. Взаимосвязь обмена веществ и энергии
Дата публикации13.07.2013
Размер95.35 Kb.
ТипДокументы
userdocs.ru > Биология > Документы




Обмен веществ и энергии.

Взаимосвязь обмена веществ и энергии.

Явления обмена веществ заключаются:

1) в поступлении в организм из внешней среды различных веществ;

2) в усвоении и изменении их;

3) в выделении образующихся продуктов распада.

Обмен веществ представляет собой единство двух противоположных процессов: ассимиляции и диссимиляции.

Ассимиляция – это сумма процессов созидания живой материи.

Диссимиляция – разрушение живой материи, распад, расщепление веществ, входящих в состав клеточных структур. При этом образуются удаляемые из организма продукты распада.

Процессы ассимиляции и диссимиляции неотделимо связаны, но не всегда являются взаимно уравновешенными.

При расщеплении питательных веществ аккумулированная в них энергия освобождается и расходуется на нужды организма, превращаясь в электрическую, тепловую, механическую.

Организм животных постоянно расходует различные вещества и энергию. Поэтому он нуждается в пище, содержащей сложные органические вещества: белки, жиры и углеводы.

^ Питательные вещества выполняют 2 функции:

1) пластическую;

2) энергетическую.

Характеристика энергообеспечения функций.

Заключается в получении энергии анаэробным, аэробным способами, или их комбинацией.

^ Использование энергии.

В организме:

1) на поддержание температуры;

2) на обеспечение структурно – функционального состояния тканей;

3) на осуществление различных процессов: осмотических, химических, электрических. При этом большая часть энергии переходит в тепловую.

^ В органах:

1) на поддержание тонуса;

2) обеспечение ритмических сокращений;

3) секрецию;

4) всасывание;

5) активный транспорт веществ (например, работа Na – К насоса) при биоэлектрических явлениях.

^ Пластическая функция питательных веществ связана с необходимостью:

1) образования структур макромолекул;

2) обновления структур, т. к. продолжительность жизни у сахаров и полисахаридов часы и дни. Жиры и жирные кислоты ≈ 74 дня, липиды – 167 дней, коллаген – 1000 дней.

^ Принципы регуляции обмена веществ.

Регуляция обмена веществ направлена на поддержание концентрации белков, жиров и углеводов в микросреде и во внутренней среде на определенном уровне, который связан с функциональным состоянием организма: покой, деятельность, после деятельности. Сдвиги содержания питательных веществ являются системообразующим фактором.

Формируется функциональная система, деятельность которой нормализует уровень питательных веществ.

^ Элементы функциональной системы.

1) Системообразующий фактор – концентрация в крови белков, жиров и углеводов в виде мономеров.

2) Сигнальное устройство представлено рецепторами, отслеживающими уровень питательных веществ. Так, считается что в гастро – энтеро – панкреатической системе имеются клетки, «снимающие пробу» и реагирующие на состав пищи. Они обеспечивают последующую активность поджелудочной железы.

^ 3) Аппарат управления. Им является ЛРК. В зависимости от изменения содержания веществ в крови меняется активность ЖВС и АНС. Возможны различные варианты, сочетания их активности.

В итоге изменяется:

1) потребление веществ;

2) всасывание;

3) депонирование;

4) выведение веществ из депо;

5) утилизация веществ.

^ Гормональная регуляция анаболизма и катаболизма белков, жиров и углеводов определяется взаимоотношением гормона инсулина и контринсулярных гормонов: (глюкагона, глюкокортикоидов, соматостатина, адреналина).

^ Активация анаболизма проявляется в синтезе:

1) гликогена;

2) жирных кислот и нейтральных жиров;

3) белка.

Активация катаболизма проявляется в:

1) гликолизе, глюконеогенезе;

2) липолизе;

3) протеолизе и включении в цикл Кребса продуктов каждого из этих процессов.

^ Нервная регуляция связана с изменением активности надсегментарного отдела АНС.

При возбуждении трофотропного отдела происходит активация анаболизма.

При возбуждении эрготропного отдела происходит активация катаболизма.

^ Поведенческая реакция. Сдвиг констант, в первую очередь по глюкозе (снижение концентрации), аминокислотам, жирным кислотам возбуждает центр питания гипоталамуса, формируется аппетит и голод. Это сопровождается пищедобывательным поведением.

^ Схема функциональной системы регуляции обмена веществ:

кора поведение

↑ ↓ АНС → ЭТО ↓

ЛРК ↓ 1) потребление

ТТО 2) всасывание

ЖВС → гормоны 3) депонирование → БЖУ → рецепторы

4) выход из депо

5) утилизация
гуморальные

нервные влияния
^ Характеристика обмена углеводов.

1) Значение углеводов.

а) Энергетическая функция.

Резерв углеводов представлен гликогеном но топливным веществом является глюкоза.

Окисление – 1г. глюкозы приводит к выделению 4 ккал. тепла. При суточном потреблении углеводов 500г. выделяется 2000 ккал.

Запасы гликогена:

в печени – 500гр.;

в скелетных мышцах – 200гр.;

в сердце – 90гр.

Мобильные заносы гликогена находятся в скелетных мышцах. Они используются для энергообеспечения кратковременной работы в экстремальных ситуациях.

^ Пластическая функция.

Углеводы являются компонентами мембран, межклеточных контактов соединительной ткани, различных молекулярных и межмолекулярных связей, в том числе и ответственных за иммунитет.

^ Особенности регуляции обмена глюкозы.

Обмен глюкозы состоит из:

1) расходования ее резерва из депо гликогена или пополнение депо;

2) использования глюкозы клетками. Интенсивность утилизации зависит от активности ферментов фосфорилазы и гексокиназы. Уровень глюкозы в крови реализуют инсулин и контринсулярные гормоны.

^ Функциональная система регуляции обмена глюкозы.

кора → поведение потребление углеводов

↑ ↓ АНС 1) инсулин ↓

ЛРК 2) контринсулерные гормоны СОФ

ЖВС глюкоза → глюкорецепторн

- адреналин N = 3,4 – 4,6 ммоль/л

- глюкогон

- глюкокортикоиды

- соматостатин

гуморальная регуляция
нервная регуляция
^ Характеристика обмена липидов.

Рассмотрим обмен нейтральных жиров – триацилглицеридах.

Их структурным компонентом являются жирные кислоты.

Нейтральные жиры используются главным образом как энергетические вещества. Однако

функции липидов многогранны.

^ Значение для организма.

1) Энергетическая функция.

1г жира при сгорании выделяет 9г ккал. Суточная потребность в жирах 60г, что обеспечивает 540 ккал.

Наличие депо нейтрального жира позволяет обходиться без пищи в течение недель.

Адипоциты (жировая ткань) является в основном хранилищем биологической энергии. Но

жиры используются только при нехватке углеводов.

2) ^ Пластическая функция:

а) нейтральные жиры – подушка для органов;

б) фосфолипиды – компоненты мембран, предшественники многих БАВ (ферментов, гормонов),

переносчики.

в) холестерин – предшественник стероидных гормонов, желчных кислот, обеспечивают

текучесть мембран.

^ Особенности обмена липидов (изучается в курсе биохимии).

Регуляция обмена липидов.

Обмен липидов заключается в накоплении их в адипоцитах и освобождении с включением

в обмен жирных кислот. Адипоциты размножаются в первые годы жизни (нельзя ребенка

перекармливать). Адипоциты превращают в жиры углеводы, белки и даже фрагменты различных

молекул.

^ Гормональная регуляция.

1) Гипофиз:

соматотропный гормон обладает жиромобилизующим действием: стимулирует окисление нейтральных жиров.

^ 2) Щитовидная железа – тироксин – действие такое же, как и у соматотропного гормона, но в скелетной мускулатуре.

3) Надпочечник – глюкокортикоиды – тормозят окисление жиров.

^ Поджелудочная железа – инсулин:

а) увеличивает переход глюкозы в жиры;

б) стимулирует поглощение свободных жирных кислот в адипоцитах;

в) ингибирует распад триацилглицеролов в адипоцитах.

Нервная регуляция осуществляется автономной нервной системой:

ЭТОсегментарный отдел симпатической системы → адренорецепторы адипоцита

(гипоталамус)

увеличение выхода свободных жирных кислот ← усиление окисления жиров

Парасимпатическая система способствует накоплению жиров в адиппоцитах.

Поведение – определяет количество потребления, качественный состав пищи и уровень активности организма.

^ Характеристика обмена белков.

Особенности обмена.

Обмен белков определяют по поступающему и выводимому азоту.

Различают.

1) Азотистое равновесие: введенный с пищей азот = выводимому.

^ 2) Отрицательный азотистый баланс: выводится азота больше, чем поступает с пищей.

3) Положительный азотистый баланс: выводится азота меньше, чем поступает с пищей.

Распад белка и выведение азота происходит постоянно, даже при голодании. Наименьшие потери белка в условиях покоя обозначаются как коэффициент изнашивания белка, равен 32г в сутки.

^ Значение белка для организма:

1) энергетическая функция. 1г белка при сгорании выделяет 4 ккал. тепла, суточная потребность в белках составляет 120г, что обеспечивает выделение 480 ккал тепла.

2) пластическая функция связана с действием:

а) глобулярных белков (образуют гормоны, ферменты).

б) фибриллярных белков. Это компоненты мембран, межклеточного вещества.

Для обеспечения пластической функции необходимо учитывать:

- наличие в пище незаменимых аминокислот;

- достаточность поступления белка в организм.

При несоблюдении этих условий наблюдается нарушение массы тела, роста, снижение иммунитета, изменение поведения. В зависимости от содержания незаменимых аминокислот различают полноценные белки (Это белки мяса, яиц, рыбы) и неполноценные (кукуруза, пшеница). Поэтому не менее 30% суточного рациона должны составлять животные белки.

^ Регуляция обмена белков.

1) гормональная:

а) передняя доля гипофиза выделяет СТГ → увеличивает биосинтез белка и рост организма;

б) щитовидная железа – тиреоидные гормоны увеличивают протеолитические процессы.

^ Нервная регуляция.

Центр обмена белка находится в гипоталамусе. При его повреждении наблюдается повышение распада белка, и усиленное питание не спасает организм.

^ Рол поведения. В виде пищевого предпочтения.

Питание как фактор здоровья и его риска.

Питание обеспечивает самочувствие, работоспособность, сопротивляемость, долголетие. Позволяет корректировать здоровье.

Существуют теоретические основы питания.

^ 1) Теория сбалансированного питания.

Предполагается обоснованность количества и качества пищи исходя из энергетических и пластических потребностей.

Энергетическая ценность зависит от:

а) вида деятельности и может составлять от 2000 до 5000 ккал/сутки.

б) усваиваемости пищи. Животная усваивается на 95%, растительная на 80%, смешанная на 90%.

в) Существует понятие изодинамия питательных веществ. Это способность одного вещества заменять другое с точки зрения энергетической «стоимости» (2г. углеводов = 1г. жира).

Пластическая потребность организма удовлетворяется наличием в рационе разнообразных продуктов питания, которые включают 20 аминокислот, 17 витаминов, соли, микроэлементы (всего 100 компонентов).

^ 2) Теория адекватного питания. Суть в том, что:

а) в пище должны присутствовать как нужные, так и балластные вещества;

б) пища должна поддерживать нормальную микрофлору кишечника;

в) обеспечивать синтез веществ в кишечнике и тканях;

г) содержит биологически активные вещества.

^ Нормы питания и режим питания.

Белки, жиры и углеводы в суточном рационе соотносятся как 1 : 1 : 4.

Белки на 70% растительные. Жиры – 10% растительные. Углеводы – в виде полимеров, меньше мономеров.

^ Построение рациона.

В зависимости от индивидуального режима работы может быть выбран любой вариант распределения пищи по объему в течение суток. Наиболее рациональный и здоровый следующий вариант: I завтрак – 20%, II завтрак – 30%, обед – 30%, ужин – 20% (не позднее 3 часов до сна).

Необходимо учитывать, что после плотного обеда умственная деятельность затрудняется.

Большие промежутки между приемами пищи повышают аппетит, и количество пищи будет съедено больше, чем нужно.

Характер питания может изменяться с профилактической целью.

Существует диетическое питание.





Похожие:

Обмен веществ и энергии. Взаимосвязь обмена веществ и энергии iconОбмен и баланс энергии в организме и их регуляция. Характеристика...
Обмен энергии тесно связан с обменом веществ. При этом справедлив закон сохранения и превращения энергии. Энергия пищевых веществ...
Обмен веществ и энергии. Взаимосвязь обмена веществ и энергии iconВопросы для подготовки к экзаменам по общей химии для студентов лечебного
Взаимосвязь между процессами обмена веществ и энергии в организме. Химическая термодинамика как теоретическая основа биоэнергетики....
Обмен веществ и энергии. Взаимосвязь обмена веществ и энергии icon1. Физиологические особенности обмена веществ у детей: белки, жиры,...
Обмен веществ- это совокупность химеческих процессов, которым подвергаются различные соединения с момента их поступления в организм...
Обмен веществ и энергии. Взаимосвязь обмена веществ и энергии iconУчебно-методическое пособие физиология пищеварения. Обмен веществ и энергии. Питание
Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию (гоу впо нгму росздрава)
Обмен веществ и энергии. Взаимосвязь обмена веществ и энергии icon15 вопрос: Состав, строение и структура биосферы. Основные функции...
Ью живых организмов. Биосфера охватывает часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы, которые взаимосвязаны сложными биогеохимическими...
Обмен веществ и энергии. Взаимосвязь обмена веществ и энергии iconПоловые гормоны
Обмен веществ и энергии), систем адаптации организма и др. В медицине препараты половых гормонов используются в качестве лекарственных...
Обмен веществ и энергии. Взаимосвязь обмена веществ и энергии iconФотосинтез
СО2 в сахара и близкие им соединения за счет лучистой энергии солнца, поглощаемый фотосинтетическим аппаратом хлоропластов. Таким...
Обмен веществ и энергии. Взаимосвязь обмена веществ и энергии icon1. Взаимосвязь пластического и энергетического обмена веществ
Царство растений. Их строение и жизнедеятельность, роль в природе и жизни человека
Обмен веществ и энергии. Взаимосвязь обмена веществ и энергии iconЗакон сбалансированного питания, определяющий пропорции отдельных...
Одним из важных условий внешней среды для жизни человека является питание. Пища- это совокупность неорганических и органических веществ,...
Обмен веществ и энергии. Взаимосвязь обмена веществ и энергии iconЧто именно необходимо нашему организму для поддержания жизнедеятельности?
Они являются основным строительным материалом для мышц. Белки также создают каркас других клеток, выступают катализаторами в реакциях...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2015
контакты
userdocs.ru
Главная страница