Энергетический и пластический обмены человека и среды. Витамины и минеральные вещества

цитолеммо-клеточная мембрана, капсулы органов и сам организм отделен от внешней среды кожей)
Между внутренними и наружными средами наблюдается разность в концентрации веществ, давлении, температуре, электропотенциале.
Вследствие этого между организмом и внешней средой происходит непрерывный обмен веществами, сопровождающийся энергетическими процессами.
Обмен веществ и энергий называется метаболизмом

ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИЕЙ (ОВЭ)

(расходуется при мышечных сокращениях)

Химическая энергия (запасается клетками в виде АТФ и расходуется при биосинтезе)

Электрическая энергия (Используется в нервно-мышечной передаче)

Тепловая энергия (расходуется на поддержание нормальной температуры тела)

это нуклеиновые и белки (гестоны)
Вещества, участвующие и регулирующие метаболизм (белки, гормоны, ферменты, медиаторы и т.д.)
Вещества, выполняющие строительную функцию (вода, молекулы жира, МКВ)
Вещества, выполняющие энергетическую функцию (глюкоза, углеводы, БЖУ)
Функции веществ совпадают с функциями организма.
В зависимости от расположения по отношению к мембране клетки различают:
Внутриклеточные;
Внеклеточные (межклеточные) в-ва
В зависимости от химического строения различают:
Неорганические вещества (вода, минеральные вещества)
Органические вещества (мономеры – аминокислоты, жирные кислоты, простые сахара – глюкоза, полимеры – БЖУ, нуклеиновые кислоты, витамины)

организма – вода, пища и воздух.
Поглощаемые питательные веществ в ЖКТ расщепляются до мономеров, затем – всасываются в кровь и захватываются клетками.
В зависимости от состояния клетки, мономеры или расщепляются для извлечения из них энергии, или используются для синтеза собственных полимеров клетки.
Таким образом, метаболизм ОВЭ складывается из двух противоположных процессов – анаболизма и катаболизма

энергии (выделяемой при катаболизме).
Характер энергии механический, электрический, химический и тепловой.
Наблюдается в период роста организма или выздоровления.
Структурирует, создает различные формы

Представляет собой анализ, расщепление чужеродных биомолекул (полимеров) до мономеров в ЖКТ и неорганических веществ в клетках.
Сопровождается выделением энергии
Характер химический.
Наблюдается в старении, при голодании, болезни и смерти
Деструктурирует, смешивает, создает тождества, хаос

покоя: лежа с расслабленной мускулатурой, натощак (через 14 ч после последнего приема пищи), при температуре комфорта (18—22°С). При этом расход энергии составляет примерно 1700 ккал в сутки

ОБМЕН ЭНЕРГИИ

ОБЩИЙ ОБМЕН ЭНЕРГИИ = ОСНОВНОЙ ОБМЕН + РАБОЧАЯ ПРИБАВКА

Основной обмен характеризует интенсивность процессов окисления, свойственных данному организму.
В условиях основного обмена энергия расходуется на поддержание жизнедеятельности организма, работу внутренних органов (сердце, дыхательный аппарат и др.), а также на поддержание температуры тела. Величина его зависит от пола, возраста, массы тела и роста. У женщин основной обмен на 5—10% ниже, чем у мужчин тех же массы и роста. У детей он выше, чем у взрослых. К старости основной обмен снижается.

 Повышение энергетического обмена сверх основного обмена называют рабочей прибавкой. Факторами, повышающими расход энергии, являются прием пищи, низкая или высокая (выше 30°С) внешняя темпера тура и мышечная работа.

связан с площадью тела, т.е. расход энергии пропорционален площади тела
Физиологический – обусловлен физиологическими особенностями организма, а также его состоянием

от:
— возраста; — времени суток; — воздействие на организм окружающей среды; — состояния здоровья; — беременности; — особенностей организма; — других факторов, которые еще не выяснены.

Состояния температурного режима тела:
Гипотермия. Температура тела опускается ниже 36°С;  Нормальная температура. Температура тела находится в промежутке от 36°С до 37°С;  Гипертермия. Температура тела поднимается выше 37°С;  Лихорадка. Повышение температуры тела, которое в отличии от гипотермии происходит в условиях сохранения механизмов терморегуляции организма.

Температура тела — показатель теплового состояния организма человека, который отражает соотношение между выработкой тепла различных органов и тканей и теплообменом между ними и внешней средой.

среды ниже +20 оС.
Теплопродукция связана, в основном, с интенсивностью химических реакций, протекающих, в большей степени, в печени и в мышцах

ТЕПЛООТДАЧА
Включается при гипертермии тела, возникающей при повышении температуры окружающей среды выше +22 оС.
Регулируется, в основном, физическими процессами – теплопроведением, конвекцией, теплоизлучением, испарением

надпочечники, которые усиливают обмен веществ и теплообразование. Главный источник тепла – гликоген печени.
В скелетных мышцах происходит несократительный термогенез (мышечная дрожь). При этом, так как внешняя работа не совершается, почти вся метаболическая энергия в мышце высвобождается в виде тепла.
Активизируется липолиз в жировой ткани (стимулируется симпатической нервной системой). В кровоток выделяются и в последующем окисляются свободные жирные кислоты с выделением большого количества тепла.
Изменяется кровоток – происходит перераспределение крови от поверхности тела к внутренним органам. Рефлекторно артериолы и капилляры кожи суживаются, кожа становится бледной, количество крови, протекающее через сосуды кожи, уменьшается, снижается потоотделение и теплоотдача.
Рефлекторное угнетение дыхания, снижение испарения воды через легкие
Изменение поведения – поиск тепла

воздух (15%);
Теплоизлучение – отдача тепла с помощью инфракрасного излучения (66%);
Испарение – отдача тепла через потоотделение (19%). При комнатной температуре испаряется до 500 мл пота в сутки. При высокой температуре среды в сочетании с интенсивной работой может испариться до 12 л пота в сутки.
Изменяется кровоток – происходит перераспределение крови от внутренних органов к поверхности тела. Гиперемия кожи – кожа становится теплой и красной.
Снижается глубина дыхания и увеличивается его частота. Возрастание вентиляции мертвого пространства приводит к увеличению испаряемости воды в виде пара.
Изменение поведения – поиск прохлады.

а задние – центр теплообразования – химическую. Эфферентными нервами центра являются, главным образом, эфферентные волокна.
Условнорефлекторный механизм – через кору головного мозга

ГУМОРАЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ
Гормоны щитовидной железы повышают интенсивность обменных процессов и теплообразование.
Гормоны надпочечников усиливают окислительные процессы (увеличивают теплообразование) и суживают сосуды кожи (уменьшается теплоотдача)

гипоталамус

органическими веществами, которые используются в энергетическом обмене.

ПЛАСТИЧЕСКИЙ ОБМЕН –

совокупность реакций синтеза органических веществ в клетке с использованием энергии.

Реакция синтеза в клетке.
Из простых веществ образуются более сложные, из низкомолекулярных - высокомолекулярные.
Синтезируются белки, сложные углеводы, жиры, нуклеиновые кислоты. Синтезированные вещества используются для построения разных частей клетки, ее органоидов, секретов, ферментов, запасных веществ.
Постоянно происходит синтез веществ для замены молекул, израсходованных или разрушенных при повреждении.
Биологический синтез - синтез веществ, идущий в клетке. Все реакции биосинтеза идут с поглощением энергии.

Суть пластического обмена - поступающие в клетку из внешней среды пищевые вещества, резко отличающиеся от вещества клетки, в результате химических превращений становятся веществами клетки.

углерода, водорода, кислорода и азота.
Функции белков: 1) Защитная интерферон усиленно синтезируется в организ­ме при вирусной инфекции; 2) структурная
коллаген входит в состав тканей, участвует в образовании рубца; 3) Двигательная
миозин участвует в сокращении мышц; 4) Запасная
например, альбумины яйца; 5) Транспортная
гемоглобин эритроцитов переносит пита­тельные вещества и продукты обмена; 6) Рецепторная
белки-рецепторы обеспечивают узнавание клеткой веществ и других клеток; 7) Регуляторная
регуляторные белки определяют активность генов; 8) Гуморальная
белки-гормоны участвуют в гуморальной регуляции инсу­лин регулирует уровень сахара в крови; 9) Каталитическая
белки-ферменты катализируют все химические реакции в организме; 10) Энергетическая
при распаде 1 г белка выделяется 17 кДж энергии.

БЕЛКИ

в соотношении 1:2:1.  Функции углеводов: 1) Энергетическая
при распаде 1 г углеводов выделяется 17,6 кДж энергии; 2) Структурная
целлюлоза, входящая в состав клеточной стенки у растений;
3) Запасающая
запас питательных веществ в виде крахмала у растений и гликогена у животных

УГЛЕВОДЫ

из трехатомного спирта глицерина и трех остатков жирных кислот. Сложные липиды являются соединениями простых липидов с белками и углеводами. Функции липидов: 1) Энергетическая
при распаде 1 г липидов образуется 38,9 кДж энергии; 2) Структурная
фосфолипиды клеточных мембран, образую­щие липидный бислой; 3) Запасающая
запас питательных веществ в подкожной клетчатке и других органах; 4) Защитная
подкожная клетчатка и слой жира вокруг внутренних органов предохраняют их от механических повреждений; 5) Регуляторная
гормоны и витамины, содержащие липиды, регулируют обмен веществ; 6) Теплоизолирующая
подкожная клетчатка сохраняет тепло. 

возможно с помощью рефлекторных органов.
Изменение потребности воды и солей, избыточная потеря этих веществ сопровождается изменением состава внутренней среды и воспринимается различными рецепторами.
В результате информация, поступившая в ЦНС завершается тем, что к почке – основному органу регулирующему водно-солевое равновесие, поступают нервные и гуморальные импульсы, приспосабливая ее работу к потребностям организма.

ОБМЕН ВОДЫ И МИНЕРАЛЬНЫХ СОЛЕЙ

Водно-солевой обмен – совокупность процессов распределения воды и минеральных веществ между пространствами организма и внешней средой.

каждый кг массы тела.  Эта вода поступает:
в виде питья 1-1,1 л
с пищей 1-1,1 л
образуется в организме в результате химических превращений питательных веществ (0,3-0,35 л).
Основные органы, удаляюще воду из организма:
почки (1,5 л в сутки)
потовые железы (0,5 л и более)
легкие (0,35 л)
кишечник (с калом 100-150 мл).
1. Обязательная составная часть цитоплазмы клеток, тканей, органов (тело на 60% состоит из воды, т.е. в среднем 40-50 л).
2. Растворитель и переносчик минеральных и питательных веществ, продуктов обмена.
3. Ослабляет трение между соприкасаемыми поверхностями в теле человека.
4. Основной компонент состава плазмы лимфы, тканевой жидкости.
5. Регуляции температуры тела.
6. Гибкость и эластичность тканей.
7. Входит в состав пищеварительных соков.

- наступает смерть.
При недостатке воды в организме наблюдается перемещение жидкости из клеток в межклеточное пространство, а затем в сосудистое русло.
НАРУШЕНИЕ ВОДНОГО ОБМЕНА

ВОДНЫЙ БАЛАНС –

соотношение между поступившей и выведенной водой

Отеки
(накопление жидкости в тканях)

Водянка (скопление жидкости в полостях организма)

Термины:
Анасарка – отек кожи и подкожной клетчатки.
Асцит – водянка полости брюшины.
Гидроторакс – водянка плевральной полости.
Гидроперикард – водянка полости сердечной сумки.
Гидроцем – водянка влагалищной оболочки яичка.
В зависимости от причин и механизмов развиваются различные сердечные или застойные отеки, почечные отеки, токсические, травматические и т.д.

Транссудат – накопленная жидкость (прозрачная, содержит 2-3% белка).

поваренная соль, которая добавляется к пище специально. 
Всего в организме человека обнаружено 70 химических элементов, из которых 43 считаются незаменимыми.
Некоторых солей необходимо много – макроэлементы, а некоторых необходимо незначительное количество – микроэлементы.

МИНЕРАЛЬНЫЙ ОБМЕН

Для поддержания осмотичес­кого давления важна концентрация всех растворенных в воде ми­неральных  и  органических ионов.
Осуществление ряда физиологических процессов, как, например, возбуждения, синаптической передачи, сокращения мышц невозможно без поддержания в клетке и во внеклеточной среде определенной концентрации Na+, K+, Са++ и других минеральных ионов. Поскольку их синтез в организме не осуществляется, все они должны поступать в организм с пищей и питьем.

функций.
Витамины являются состав­ными компонентами ферментных систем и играют роль катализа­торов в обменных процессах.

ВИТАМИНЫ –

группа разнородных по химической природе веществ, не синтези­руемых или синтезируемых в недостаточных количествах в организ­ме, но необходимых для нормального осуществления обмена ве­ществ, роста, развития организма и поддержания здоровья.