Пластический и энергетический обмен. Обмен энергии в организме. Обмен белков. Азотистое равновесие. Обмен жиров и углеводов. Водно-солевой обмен. Питание. Нормы питания.
лежащий в основе жизни закономерный порядок превращения веществ и энергии в живых системах, направленный на их сохранение и самовоспроизведение ; совокупность всех химических реакций, протекающих в организме. Ф. Энгельс, определяя жизнь, указывал, что ее важнейшим свойством является постоянный ОВ с окружающей внешней природой, с прекращением которого прекращается и жизнь. Т. о., ОВ - существеннейший и непременный признак жизни.
Питательные вещества : Белки Жиры Углеводы витамины минеральные вещества Н 2 О О 2 Продукты обмена : СО 2 мочевина и т.д. Н 2 О Тепло Организм человека Процессы ассимиляции (анаболизма) и диссимиляции (катаболизма) Окружающая среда Окружающая среда → →
Пластический обмен – процессы, направленные на рост и обновление структур организма Энергетический обмен – процессы, направленные на энергообеспечение функций организма ( в том числе пластического обмена)
Энергетический обмен включает : энергетический катаболизм – распад субстратов для выработки энергии; энергетический анаболизм – синтез субстратов для запасания энергии. Пластический обмен включает : пластический катаболизм – распад старых структур для их обновления; пластический анаболизм – построение новых структур.
УРОВНИ ИНТЕНСИВНОСТИ ЭНЕРГООБМЕНА КЛЕТКИ : Уровень поддержания целостности клетки - 15% Уровень функциональной готовности клетки - 50% Уровень функциональной активности клетки - 100% ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ БАЛАНС : Образование Э. = Э. работы + Э.теплопотерь + Э.запас.
Энергетическое равновесие Положительный энергетический баланс Отрицательный энергетический баланс
Общий обмен складывается из: основного обмена (ОсО) специфически динамического действия пищи (СДДП) рабочей прибавки (РП)
- это суточные энергозатраты организма в условиях покоя. ОсО определяется в стандартных условиях : - бодрствование физический (лежа) и психический покой натощак – через 12-14 ч после приема пищи (белки исключаются за 2-3 дня) в условиях температурного комфорта (18-20 о С)
Должный ОсО – это величина ОсО, которая должна быть у человека с учетом пола, роста, массы тела и возраста. Определяют: - по таблицам Гарриса и Бенедикта - по формулам Гарриса и Бенедикта - по приближенной формуле (на 1 кг массы тела расходуется 1 ккал в час) ДОсО = 1 ккал × масса тела × 24 час. - по площади поверхности тела
Фактический ОсО - это величина ОсО, которая имеется у человека в действительности. Определяется методом калориметрии. Определяют % отклонения ФОсО от ДОсО. Отклонения ФОсО от ДОсО ± 10% норма.
на работу мозга (18%), печени (26%), почек (7%), сердца (9%), мышечный тонус (26%) работу других органов (14%).
СДДП – это дополнительные к величине ОсО энергозатраты, связанные с приемом пищи. СДДП зависит от вида принимаемой пищи: белки + 28-30%, жиры + 12-14%, углеводы + 7-8%. смешнное питание + 15%.
возраста пола роста массы тела функции эндокринных желез
Физическая Умственная Суточные энергозатраты (общий обмен) = ОсО × КФА (коэффициент физической активности)
Энергетический обмен – это совокупность процессов превращения различных форм энергии между собой
1 группа – работники преимущественно умственного труда, (научные работники, студенты гуманитарных специальностей, операторы ЭВМ, педагоги и др.) Коэффициент физической активности (КФА) – 1,4
2 группа – работники, занятые легким трудом, КФА – 1,6 (водители трамваев, троллейбусов, агрономы, врачи, медсестры, работники сферы обслуживания и др.) 3 группа – работники средней тяжести труда, КФА – 1,9 (слесари, станочники, водители автобусов, врачи-хирурги, металлурги-доменщики и др.)
4 группа – работники тяжелого физического труда, КФА – 2,2 (строительные рабочие, механизаторы, металлурги и литейщики и др.) 5 группа – работники особо тяжелого физического труда, КФА – 2,5 (горнорабочие, вальщики леса, землекопы и др.)
Расчет энергозатрат: определение количества тепла, выделяемого из организма. методы калориметрии: Прямая Непрямая (газовый анализ)
Калориметр
Полный газовый анализ- определение энергозатрат организма на основании потребленного О 2 и выделенного СО 2.
Спирографы закрытого типа
Поступление из внешней среды веществ, необходимых для организма; превращение питательных веществ в соединения, которые могут использоваться клетками и тканями; синтез структурных элементов клеток, ферментов и т.д., замена устаревших новыми; синтез более сложных соединений из более простых; отложение запасов.
Мобилизация запасов организма; Расщепление сложных органических соединений до более простых; распад устаревших тканевых и клеточных элементов ; Расщепление богатых энергией соединений с освобождением энергии; Выведение продуктов распада из организма.
Гормоны, регулирующие преимущественно энергетический обмен: адреналин глюкагон глюкокортикоиды инсулин
ГОРМОН УГЛЕВОДЫ ЛИПИДЫ БЕЛКИ АДРЕНАЛИН ↑ ГЛИКОГЕНОЛИЗА (В ПЕЧЕНИ И МЫШЦАХ) ↑ ЛИПОЛИЗА - ГЛЮКОКОРТИ-КОИДЫ ↑ ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗА ↑ ЛИПОЛИЗА ↓ СИНТЕЗА ↑ РАСПАДА ГЛЮКАГОН ↑ ГЛИКОГЕНОЛИЗА (В ПЕЧЕНИ, НО НЕ В МЫШЦАХ) - - ИНСУЛИН ↑ ТРАНСПОРТА В КЛЕТКИ, ОСОБЕННО МЫШЦ И ПЕЧЕНИ ↓ ГЛИКОГЕНОЛИЗА ↓ ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗА ↑ ГЛИКОГЕНЕЗА ↑ ЛИПОГЕНЕЗА ИЗ УГЛЕВОДОВ ↓ ЛИПОЛИЗА ↑ СИНТЕЗА ↓ РАСПАДА
Гормоны, регулирующие иные обменные процессы ( пластический обмен, терморегуляцию ) и, как следствие – энергетический обмен: тиреоидные гормоны соматотропный гормон тестостерон эстрогены
ГОРМОН Углеводы Липиды Белки ТИРЕОИДНЫЕ ГОРМОНЫ УСИЛИВАЮТ МНОЖЕСТВО ПРОЦЕССОВ МЕТАБОЛИЗМА С ПРЕОБЛАДАНИЕМ ↑ СИНТЕЗА БЕЛКА И ↑ РАСПАДА ЛИПИДОВ И УГЛЕВОДОВ СТГ ↓ ТРАНСПОРТА В КЛЕТКИ, ОСОБЕННО МЫШЦ И ПЕЧЕНИ ↑ ЛИПОЛИЗА ↑ СИНТЕЗА ТЕСТОСТЕРОН - - ↑ СИНТЕЗА, В ОСНОВНОМ В МЫШЦАХ ЭСТРОГЕНЫ - ↑ ЛИПОГЕНЕЗА В ХАРАКТЕРНЫХ МЕСТАХ ↑ СИНТЕЗА
различаются по: скорости высвобождения энергии в процессе катаболизма; емкости депо (величине запасов). Чем выше скорость высвобождения энергии субстрата, тем меньше его запасы.
Углеводы – это субстрат с быстрым высвобождением энергии, но малыми резервами («быстрое топливо» организма); Липиды – это субстрат с медленным высвобождением энергии, но большими резервами («резервное топливо» организма).
Быстрый энергетический субстрат. растворимы в воде могут достигать высокой концентрации в крови; поставка У к работающим тканям может быть быстрой и значительной служат энергетическим субстратом для тканей с быстрым использованием энергии.
Нервная ткань использует почти исключительно углеводы. Мелкие молекулы углеводов осмотически активны. Уровень глюкозы в крови должен поддерживаться на постоянном уровне.
Молекулы Л : крупные, жирорастворимые (гидрофобные), обладают относительно низким содержанием атомов кислорода. обладают малой растворимостью. Л – медленный энергетический субстрат. Не могут достигать высокой концентрации в крови - не могут служить энергетическим субстратом для тканей с быстрым использованием энергии.
Расходование и депонирование (так как потребности в энергии постоянно изменяются). Переход на преимущественное использование того или другого субстрата (в зависимости от вида нагрузки, питания, некоторых других условий). Взаимное превращение субстратов.
1. Определение количества энергии, поступившей в организм: Количество белков, жиров и углеводов Калорические коэффициенты питательных веществ: при окислении 1 г белка - 4,1 ккал 1 г жира - 9,3 ккал 1 г углеводов – 4,1 ккал 1 ккал = 4,19 кДж.
углеводы углеводы (55-60%) жиры жиры (30%) белки белки (10-15%)
Органические вещества Функции Белки (полноценные, неполноценные) Строительная (пластическая), ферментативная, регуляторная, двигательная, защитная, транспортная, энергетическая Жиры ( эссенциальные ЖК) Строительная, защитная, энергетическая, терморегуляторная, всасывание витаминов Углеводы («быстрые», «медленные») Строительная, энергетическая, защитная ( глюкуроновая к-та )
Резерв белков = 45 г (альбумины крови). При безбелковой диете в организме разрушается около 23 г белка ( абсолютный белковый минимум ). Физиологический белковый минимум - ~ 30 - 40 г в день. Белковый оптимум : ВЗРОСЛЫЙ ЧЕЛОВЕК - 1 г белка на кг массы тела. ПОЖИЛЫЕ ЛЮДИ И ДЕТИ – 1,5 г белка на кг массы тела. ПРИ ФИЗИЧЕСКОЙ РАБОТЕ, БЕРЕМЕННОСТИ, ТЯЖЕЛЫХ ЗАБОЛЕВАНИЯХ - 2 г белка на кг массы тел а.
Это отношение количества азота, поступившего с пищей, к количеству азота, выделенного из организма. 100 г белка содержит 16 г азота (1 г азота соответствует 6,25 г белка). Азотистый баланс : - равновесие - положительный - отрицательный
Азотистое равновесие – расход азота равен приходу (норма). Отрицательный азотистый баланс –расход азота больше прихода (при недостаточном приходе белка или усиленном его распаде, например, при опухолевом росте), так как: белки ни из чего не образуются; резервов белков практически нет; белки обязательно расходуются, даже если они не поступают. Б – преимущественно пластический субстрат.
Положительный азотистый баланс – приход азота больше расхода. Это наблюдается при усиленном образовании новых структур: росте; беременности; наращивании мышечной массы ; после голодания при выздоровлении после изнуряющих болезней при условии, что поступление белка достаточно.
Функции жиров : энергетическая пластическая защитная всасывание витаминов терморегуляция Суточная потребность – 1-1,2 г на 1 кг массы тела Биологическая ценность незаменимые жирные кислоты - полиненасыщенные: линолевая, линоленовая арахидоновая заменимые жирные кислоты
Липиды – пластический материал (основа биологических мембран). Липиды способствуют всасыванию в кишечнике жирорастворимых веществ (напр., жирорастворимых витаминов). Подкожная жировая клетчатка - теплоизолятор. Отложения липидов выполняют важную механическую функцию (п/кожная ЖК смягчает механические травмы, жировые капсулы фиксируют внутренние органы) Липиды входят в состав или служат источником многих важных веществ (стероидные гормоны, желчные кислоты, простагландины и др.)
Функции углеводов : 1. энергетическая 2. пластическая 3. защитная (глюкуроновая к-та) Депо углеводов 300 – 400 гр. Моносахариды (глюкоза, фруктоза, галактоза, манноза) Полисахариды: перевариваемые (крахмал, гликоген)- 80% неперевариваемые (целлюлоза, пектиновые вещества)
Водно-солевой обмен
совокупность процессов: всасывания, распределения, потребления, выделения воды и солей. Обеспечивает гомеостаз : постоянство осмотической концентрации, ионного состава, КЩР внутренней среды организма.
Функция растворителя - все вещества перед всасыванием растворяются в воде; транспортная – переносит питательные вещества к клеткам и уносит продукты распада; участие в окислительных процессах и других химических реакциях ; терморегуляторная ; входит в состав пищеварительных соков.
Интрацеллюлярная жидкость (пространство) Экстрацеллюлярная жидкость (пространство): внутрисосудистая жидкость межклеточная жидкость (собственно интерстициальная) ● Трансцеллюлярная жидкость – вода в составе секретов желез ЖКТ и других, мочи, ликвора, жидкости полости глаз, отделяемого серозных оболочек, синовиальной жидкости
Интерстициальный (межклеточный) водный сектор, содержит 1/4 всей воды организма (15% массы тела); является наиболее подвижным, меняющим объем при избытке или недостатке воды в теле. Вся вода организма обновляется примерно раз в месяц; внеклеточное водное пространство - еженедельно.
Скопления внеклеточной жидкости, в которых не действуют физиологические механизмы регуляции водно-электролитного баланса, обозначают термином «третье пространство»; это воды полостей тела: брюшной, плевральной и т. д.
Система регуляций водного баланса обеспечивает основные жизненные процессы: поддержание постоянства общего объема жидкости в организме, оптимальное распределение воды между водными пространствами и секторами организма. Факторы поддержания относительного водного постоянства: деятельность почек и других органов выделения, питьевое поведение и жажда.
Активация Р AA Ишемия почек Симпатическая нервная система A ДГ ЖАЖДА Натриевый/Водный баланс Осмоляльность плазмы Регуляция обмена натрия и объема внеклеточной жидкости Количество и тоничность жидкости Уровень альдостерон а Гиповолеми я Вазоконстрикция Гипотензи я ПНП
Гипергидратация – избыточное поступление и образование воды при неадекватно малом ее выделении из организма, ведущее к ее накоплению. Вода в основном накапливается в интерстициальном водном секторе. Значительная степень гипергидратации проявляется водной интоксикацией ( возбуждение нервных центров и мышечные судороги).
Дегидратация – недостаточное поступление и образование воды или чрезмерно большое ее выделение, приводящее к уменьшению водных пространств, г.о., интерстициального сектора. Сопровождается сгущением крови, ухудшением ее свойств и нарушением гемодинамики. Снижение количества воды до 20% массы тела ведет к летальному исходу.
Источники : вода в составе питья (900-1200 мл) и пищи (900-1000 мл); вода эндогенная (300-350 мл). Воду удаляют почки, потовые железы, легкие и кишечник. Почки за сутки удаляет 1-1,5 л воды в виде мочи. Потовые железы выделяют 500-1000 мл в обычных условиях.
Через кишечник с калом выделяется 100-150 мл воды. Потребленная вода / выведенная вода = водный баланс. Приход воды должен полностью покрывать расход, иначе наступают серьезные нарушения жизнедеятельности. Легкими в виде водяных паров выдыхается 350-400 мл воды. При углублении и учащении дыхания за сутки может выделиться до 800 мл воды.
Питание должно быть рациональным и сбалансированным, чтобы обеспечить сохранение здоровья, высокую работоспособность. Физиологические нормы питания зависят от возраста, пола, массы тела, климата, характера выполняемой работы и функционального состояния организма.
◘ Энергетическая достаточность; ◘ достаточность и сбалансированность поступления ◘ белков; ◘ жиров; ◘ углеводов; ◘ соотношение в пищевом рационе белков, жиров и углеводов; ◘ достаточность содержания витаминов и минеральных солей; ◘ кратность приема пищи и %-ное распределение приема пищи.
Определение энергетической ценности пищевого рациона с учетом усвояемости питательных веществ. Усвояемость - животной пищи - 95% - растительной - 80% - смешанной - 85-90% ПРАВИЛО ИЗОДИНАМИИ – ПИТАТЕЛЬНЫЕ ВЕЩЕСТВА, КАК ИСТОЧНИК ЭНЕРГИИ, ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМЫ В СООТВЕТСТВИИ С ИХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЦЕННОСТЬЮ.
Кратность приема пищи - при 4-х разовом питании калорийность суточного пищевого рациона целесообразно распределить следующим образом: - 1 завтрак- 25 % - 2 завтрак- 15 % - обед- 35 % - ужин- 25 %.
