Обмен веществ и энергии. Терморегуляция

1. Обмен веществ и энергии. Терморегуляция

Лекция 25

2. Понятие об обмене веществ и энергии. Роль обмена веществ в обеспечении энергетических и пластических потребностей

I.
Понятие об обмене веществ и
энергии. Роль обмена веществ в
обеспечении энергетических и
пластических потребностей

3. Обмен веществ представляет собой:

потребление питательных веществ,
их расщепление, при котором
организм получает энергию и
строительный материал, а также
выведение промежуточных
(метаболитов) и конечных
продуктов распада

4.

.

5. В организме уравновешены процессы анаболизма (ассимиляции) – биосинтеза органических веществ и катаболизма (диссимиляции) – расщепления

В организме уравновешены процессы
анаболизма (ассимиляции) – биосинтеза
органических веществ и катаболизма
(диссимиляции) – расщепления сложных
молекул
Преобладание анаболических процессов
обеспечивает рост, накопление массы тела,
Преобладание катаболических процессов
ведет к частичному разрушению тканевых
структур, уменьшению массы тела

6. Уровни метаболической активности

1. Уровень активности – интенсивность
обменных процессов в активном
организме;
2. Уровень готовности – интенсивность
процессов, обеспечивающих способность
к немедленному выполнению функции;
3. Уровень поддержания целостности –
минимальная интенсивность обмена,
достаточная для сохранения структуры
клеток и организма в целом.

7. Значение разных групп питательных веществ. Белки:

Пластическая, энергетическая,
регуляторная роль
Не могут быть заменены жирами и
углеводами
Соотношение между количеством
поступающего и экскретирующегося
белка характеризуется азотистым
балансом (соотношение поступившего с
пищей и выделенного азота)

8. Белки обладают различным аминокислотным составом:

Неполноценными белками являются
желатина, зеин (белок кукурузы), глиадин
(белок пшеницы) – в них мало
незаменимых аминокислот.
Наиболее ценные – белки животного
происхождения, которых в составе пищи
должно быть не менее 30%

9. Обмен белков

10. Углеводы

Основной энергетический
материал. Глюкоза крови является
непосредственным источником
энергии в организме

11. Обмен глюкозы

12. Жиры и их роль

Пластическая - входят в состав
клеточных мембран
Энергетическая - теплотворная
способность более чем в два раза
превышает таковую углеводов или
белков
Хранятся в компактном
(обезвоженном) виде

13. Обмен жиров и его связь с обменом углеводов

14. Связь обмена жиров и углеводов

Общее количество жира в организме
человека – 10–20% от массы тела.
При отсутствии жиров в пище их
синтез может происходить из
углеводов.
Некоторые ненасыщенные жирные
кислоты являются незаменимыми, с
жирами поступают растворимые в
них витамины.

15. В пище должны быть:

Микроэлементы: медь, цинк,
кальций, магний, железо, йод и др.
Витамины (жиро- и
водорастворимые)

16. Обмен энергии и методы его определения

II.
Обмен энергии и методы
его определения

17. Типы энергии

потенциальная
кинетическая

18. Виды энергии в в организме:

потенциальная энергия органических
соединений пищи превращается:
1. В электрическую – биопотенциалы;
2. В механическую – сокращения сердца,
скелетных мышц;
3. В химическую – ATФ.
Все 3 трансформируются в тепло.

19. Единица энергии (тепла) – калория – количество энергии, необходимое для повышения температуры 1 г воды на 1° С . 1 калория ~ 4,19 Дж

20. Энергетический баланс

положительный
отрицательный
равновесие

21. Виды энергетического обмена:

1. Валовой обмен - количество
вырабатываемой в организме
энергии; является суммой
внешней работы, потерь тепла и
запасенной энергии.

22. 2. Основной обмен (ОО) – количество энергии , расходующееся на поддержание деятельности систем организма в условиях полного физиологическо

2. Основной обмен (ОО) –
количество энергии ,
расходующееся на поддержание
деятельности систем организма в
условиях полного
физиологического покоя.

23. Условия, при которых определяют основной обмен:

Умственный и физический покой.
Комфортная температура (1820˚C),
Натощак

24. Основной обмен составляет:

у мужчин – 1 ккал/кг веса тела в час
или 1700 ккал в сутки;
у женщин – 1500 ккал (на 10%
ниже);
у детей, в пересчете на 1 кг веса,
ОО значительно выше, чем у
взрослых.

25. Зависимость интенсивности основного обмена от возраста

26. Согласно правилу поверхности Рубнера, затраты энергии пропорциональны величине поверхности тела, поэтому северные народы обычно имеют пи

Согласно правилу поверхности
Рубнера, затраты энергии
пропорциональны величине
поверхности тела, поэтому
северные народы обычно имеют
пикническое телосложение

27.

3. Исходный обмен:
ОО + 20% .
4. Рабочий обмен (РО): энергия,
расходующаяся при выполнении
работы.
5. Рабочая прибавка – разность
между РО и ИО.

28. Валовые обмены при различных видах труда (ккал/сутки)

1 группа (умственная работа): 2800 (♂), 2400 (♀);
2 группа (легкая физическая работа): 3000 (♂),
2500 (♀);
3 группа (средней тяжести физ.работа): 2700 (♀);
3200 (♂);
4 группа (тяжелая физ. работа): 3200 (♀); 3700
(♂);
5 группа (очень тяжелая физ.работа): 4300 (♂)

29. Исследование валового обмена

III. Исследование валового
обмена

30. Методы исследования энергетического обмена: 1. Прямая калориметрия – непосредственное измерение количества выделяющегося тепла

31. 2. Непрямая калориметрия

Определение энерготрат по количеству
использованного организмом кислорода
(т.к. более чем 95% энергии организм
получает в результате окислительных
реакций).

32. Схема работы аппарата для непрямой калориметрии

33. Зная потребленное количество О2 и вид окисленных питательных веществ можно вычислить энергетические затраты организма

Вид
веществ
При
окислении 1 г
На 1 л О2
глюкоза
4,1 ккал
5,0 ккал
жиры
9,3 ккал
4,7 ккал
белки
4,1 ккал
4,6 ккал

34. Дыхательный коэффициент (ДК)

ДК – отношение выделенного
углекислого газа к поглощенному
кислороду. Для глюкозы = 1, т.к.:
С6Н12О6 + 6О2 = 6Н2О+ 6СО2 +Q

35.

Для углеводов ДК – 1,0;
Для белков – 0,8
Для жиров – 0,7;
Для смешанной пищи – 0,85, при
этом на 1 л кислорода
высвобождается 4,862 ккал –
калорический эквивалент кислорода.

36. Правила рационального питания

Энергетический баланс (кол-во
поступающей с пищей энергии равно
количеству энерготрат организма)
Качественный баланс состава пищи:
белки : жиры : углеводы = 1:1:4.
3-4 приема пищи в день.
Витамины и микроэлементы
Пища должна быть безопасной

37. Питание человека до эпохи индустриализации и сейчас

38. Пищевая пирамида

39. Температура тела и терморегуляция

IV. Температура тела и
терморегуляция
Свойство организма человека
поддерживать tº тела на
относительно постоянном уровне,
несмотря на колебания окружающей
среды, называется изотермией.

40.

Пойкилотермные животные –
температура тела которых
изменяется в зависимости от
температуры окружающей среды
(рыбы, амфибии, рептилии).
Гомойотермные животные –
способны к изотермии (птицы,
млекопитающие)

41.

42.

Измерение температуры
Подмышечная впадина
< ротовая
полость
< ректальная
36,6 – 36,9˚C
+ 0,2˚C
+ 0,5˚C

43. Температура в печени – 38° C. Ниже – температура кожи: пальцы рук ~ 28,5° C, пальцы ног ~ 24,4° C.

Температура в печени – 38° C.
Ниже – температура кожи:
пальцы рук ~ 28,5° C, пальцы
°
ног ~ 24,4 C.

44.

Осевой и радиальный градиенты
температуры тела

45. Температура «ядра» и «оболочки» тела в разных условиях

46. Температура тела в разное время суток

47. Изотермия обеспечивается терморегуляцией

1. Химическая терморегуляция усиление или ослабление
интенсивности катаболических
реакций.

48. Теплопродуцирующие органы:

49. Теплопродукция обеспечивается следующими процессами:

Произвольные мышечные сокращения
Непроизвольные мышечные сокращения
(дрожь) – сократительный термогенез.
Несократительный термогенез (бурый
жир).
Теплообразование во внутренних
органах

50. Бурый жир и обычный жир

51. 2. Физическая терморегуляция

осуществляется изменением
интенсивности отдачи тепла,
прежде всего, в условиях
повышенной температуры
окружающей среды
следующими путями:

52. а) теплоизлучение (60% при нормальной комнатной температуре) – в форме инфракрасных лучей б) конвекция (15% ) – нагревание воздуха.

53. в) теплопроведение (3%) – нагревание плотных предметов при контакте с ними г) испарение воды с поверхности кожи (22%). Каждый мл испаряющейся ж

в) теплопроведение (3%) –
нагревание плотных предметов
при контакте с ними
г) испарение воды с
поверхности кожи (22%).
Каждый мл испаряющейся
жидкости приводит к потере
0,58 ккал.

54. Теплоотдающие органы:

55. Обмен тепла с окружающей средой

56. Терморегуляция обеспечивается следующими элементами:

1. Рецепторы кожи – тепловые,
холодовые
2. Центр терморегуляции в гипоталамусе
Задний гипоталамус – центр
теплопродукции
Передний – центр теплоотдачи
3. Сосуды кожи, изменение
теплопродукции

57. Система терморегуляции человека

58. При низкой температуре среды:

Вазоконстрикция сосудов кожи
Увеличение теплопродукции
Уменьшение теплоотдачи
При высокой температуре –
обратные реакции

59. Регуляция теплоотдачи через поверхность тела

60.

61.

62. При невозможности поддержания температуры:

Гипотермия - ниже 35˚C.
Гипертермия – выше 37˚C.

63. Благодарю за внимание!