При повреждении спинного мозга выше S2 рефлекс дефекации сохраняется, однако произвольная дефекация исключена. Разрушение сегментов S2–S4устраняет и рефлекс дефекации.

 

 

16. Общее понятие об обмене веществ и энергии. Организм как открытая термодинамичекая система. Процессы ассимиляции и диссимиляции веществ. Баланс прихода и расхода веществ

 

Обмен веществ — это совокупность процессов поступления питательных веществ в организм, использования их организмом для синтеза клеточных структур и выработки энергии, а также выделения конечных продуктов распада в окружающую среду.

Обмен веществ включаеттри основных этапа:

1) поступление веществ в организм (обеспечивает системапищеварения);

2) использование веществ клетками организмами;

3) выделение продуктов распада в окружающую среду посредством систем дыхания и выделения

 

Организм человека является открытой термодинамической системой, так как он обменивается с окружающей средой веществами и энергией.

· Согласно закону сохранения энергии (первому закону термодинамики) энергия не исчезает и не возникает вновь, а лишь переходит из одной формы в другую.

· Второй закон термодинамики утверждает, что вся энергия переходит в тепловую энергию. Это дает возможность определять количество энергии, использованной для жизнедеятельности, по величине теплообразования в организме.

· Такие же термодинамические подходы позволяют производить оценку энергетической ценности пищевых продуктов. Эти показатели крайне важны для установления баланса между энергетическими затратами организма и количеством, и качеством продуктов, «доставляющих» эту энергию.

· Энергия, поступающая в организм с нищей, аккумулирована в таких органических веществах, как белки, жиры и углеводы.

· Процесс извлечения энергии из этих веществ называется энергетическим обменом.

 

Ассимиляция — процессы, обеспечивающие поступление питательных веществ во внутреннюю среду организма и использование их длясинтеза клеточных структур и секретов клеток.

· Пищеварение — первый этап ассимиляции (расщепление белков, жиров и углеводов пищи с помощью гидролиза).

· Конечными продуктами гидролиза белков в пищеварительном тракте являются аминокислоты, нуклеотиды; углеводов — моносахариды; жиров — жирные кислоты, моноглицериды.

· При гидролизе в пищеварительном тракте образуются мономеры, практически не теряющие своей энергетической ценности (высвобождается лишь около 1% заключенной в пище энергии).

· Долю питательных веществ, поступивших из пищеварительного тракта во внутреннюю среду организма (около 90%), называют усвояемостью питательных веществ.

Анаболизм — заключительная часть ассимиляции (синтез структур и секретов клеток организма).

· Исходными продуктами анаболизма являются мономеры (аминокислоты, моносахариды, жирные кислоты, моноглицериды, нуклеотиды), а такжевода, минеральные соли и витамины;

· конечными — полимеры: специфическиебелки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты организма.

· Анаболизм обеспечивает восстановление (обновление) распавшихся в процессе диссимиляцииклеточных структур, восстановление энергетического потенциала, рост развивающихся организмов.

Диссимиляция. Большинство авторов считают, что диссимиляция и катаболизм — одно и то же: совокупность процессов распада клеточных структури соединений до конечных продуктов (углекислый газ, вода и аммиак; аммиакзатем преобразуется в мочевину и другие азотосодержащие вещества) с высвобождением всей энергии, содержащейся в них.

· Энергия необходима для деятельности каждой клетки всех органов и систем организма, синтеза клеточныхструктур и секретов клеток, поддержания на оптимальном уровне температурытела. Однако анализ этих понятий свидетельствует о том, что они неравнозначны.

· Исходными продуктами диссимиляции являются белки, жиры и углеводыклеток организма,

· конечными — аминокислоты, моносахара, жирные кислоты,нуклеотиды и другие соединения, содержащие энергию (мономеры).

· Эти соединения в процессе диссимиляции попадают в кровь, смешиваются с мономерами, поступающими в кровь из ЖКТ, и формируют общий фондпитательных веществ, циркулирующих в крови и используемых клеткамиорганизма в процессах анаболизма и катаболизме.

· диссимиляция — процесс распада клеточных структур до мономеров и других соединений без высвобождения энергии.

· Продукты диссимиляции повторно используютсяклетками в процессах анаболизма и катаболизма.

Катаболизм — это процесс распада («сгорания») мономеров и других соединений (попадающих в клетку из крови) до конечных продуктов (Н2О, СО2и NH3) с высвобождением энергии. Таким образом, в процессе катаболизмаклетка использует мономеры, поступающие в кровь из ЖКТ, и мономеры, образующиеся в самой клетке в процессе диссимиляции клеточных структур и тожепопадающие в кровь.

У здорового взрослого человека наблюдается равновесие между процессами анаболизма и диссимиляцией.

· В период роста, при беременности, интенсивной физической нагрузке, в период выздоровления после истощающей болезниили выхода из состояния голодания анаболизм преобладает над диссимиляцией.

· В старости, при истощающих заболеваниях, голодании, стрессовых состояниях диссимиляция больше анаболизма.

Анаболизм и диссимиляция в целом обеспечивают самообновление клеточных структур организма в ходе взаимосвязанных биохимических превращений

17. Обмен белков в организме. Азотистое равновесие. Положительный и отрицательный баланс азота. Заменимые и незаменимые аминокислоты. Полноценные и неполноценные белки. Белковый оптимум и минимум. Регуляция белкового обмена

 

Роль белков в организме

· Пластическая функция — белки необходимы для синтеза клеточных структур (рост организма, восстановление поврежденных структурных элементов), для синтеза БАВ — гормонов, ферментов. Белок — это первооснова жизни, 50% сухого вещества клетки составляют белки. Азот содержится только в белках, поэтому их нельзя заменить углеводами или жирами.

· Энергетическая роль белков второстепенная — при сбалансированном питании они поставляют организму около 15% энергии.

· Транспорт гормонов, липидов, холестерина, минеральных веществ.

· Защитная функция (иммунные белки плазмы крови, антитела).

· Создание онкотического давления

· Являются компонентами буферных систем крови

Биологическая ценность различных белков определяется набором в их составе заменимых и незаменимых аминокислот (всего 20).

· Белки, не содержащие хотя бы одной незаменимой аминокислоты, называют неполноценными, поскольку в этом случае нарушается синтез белков.

· Животные белки считаются полноценными для организма, так как по аминокислотному составу ониближе к белкам человека и содержат полный набор н езаменимых аминокислот, не синтезирующихся в организме (аргинин, валин, гистидин, изолейцин,лейцин, лизин, метионин, треонин, триптофан, фенилаланин).

· Растительныебелки являются неполноценными, так как не содержат полного набора аминокислот.

Потребность организма в белках. При оценке расхода белка организмоми потребности в них используют следующие критерии.

· Коэффициент изнашивания — количество белка, распадающегося в организме за сутки при безбелковой диете, но достаточной по калорийности за счет жиров и углеводов (белковоеголодание), он составляет около 20 г/сут.

· Белковый минимум — минимальноеколичество белка пищи, при котором возможно поддержание азотистого равновесия (в условиях покоя — около 40 г/сут).

· Белковый оптимум — количествобелка пищи, полностью обеспечивающее потребности организма, хорошее самочувствие, высокую работоспособность, достаточную сопротивляемость организма неблагоприятным воздействиям (около 90 г/сут, но не менее 1 г/кг массытела в сутки)

Обмен азота. В процессе обмена белков может наблюдаться азотистоеравновесие, положительный или отрицательный азотистый баланс.

· Азотистым равновесием называют состояние азотистого обмена, при котором количество поступившего в организм азота равно количеству азота, выводимого с мочой.

· Положительным азотистым балансом называют состояние азотистого обмена, при котором количество поступившего в организм азота больше выводимого с мочой. Он наблюдается в период роста организма, после голодания, при беременности, физической тренировке, сопровождающейся ростом мышечной массы, в период выздоровления после истощающей болезни.

· Под отрицательным азотистым балансом понимают состояние азотистого обмена, при котором количество поступившего в организм азота меньше выводимого с мочой. Он наблюдается при голодании, недостаточном количестве или биологической ценности белка пищи, истощающих заболеваниях, в старости.

Регуляция обмена белка. В гипоталамусе имеются сенсорные рецепторы,чувствительные к содержанию аминокислот в крови, с помощью чего гипоталамус включает нейрогормональный регуляторный механизм.

· В нормальных концентрациях гормон щитовидной железы тироксин (Т3) усиливает синтез белков, а в высоких концентрациях Т3, наоборот, подавляет его;

· гормон роста, инсулин, тестостерон, эстроген стимулируют синтез белков в организме.

· Глюкокортикоиды усиливают распад белков, особенно в мышечной и лимфоидной тканях, но стимулируют синтез белков в печени.

 

 

18. Обмен углеводов. Значение углеводов для организма. Уровень сахара в крови. Гипергликемия. Гипогликемия. Регуляция обмена углеводов

Роль углеводов в организме. Выполняют преимущественно энергетическую, пластическую функцию.

· Клетчатка улучшает также двигательную и секреторную функции ЖКТ, способствует выведению из организма холестерина пищи.

· Пластическая роль - они входят в состав нуклеиновых кислот (ДНК, РНК), ряда коферментов (NADH, NADPH, флавопротеидов), некоторых гормонов, ферментов, витаминов; являются структурным элементом клеточных мембран, разных элементов соединительной ткани; из углеводов синтезируются заменимые амино- и жирные кислоты.

· Энергетическая роль углеводов. Основная часть глюкозы, пройдя ряд преобразований и включаясь в цикл Кребса, расходуется на синтез АТФ в процессе окислительного фосфорилирования; примерно третья часть химической энергии глюкозы переходит в тепловую энергию. Более 90% углеводов расходуется на выработку энергии.

Потребность организма в углеводах составляет около 400 г/сут и зависит от интенсивности физического труда — с увеличением физической нагрузкипотребность организма в углеводах, как в белках и жирах, возрастает.

· Концентрация глюкозы в плазме крови — важный параметр гомеостазиса. Она колеблется в пределах 3,5–6,5 ммоль/л через 3–4 ч после приема пищи.

· Углеводы поступают в организм в основном в виде полисахаридов растительного (крахмал) и животного (гликоген) происхождения.

· Депо углеводов — гликоген, он составляет в среднем 400 г, содержится во всех клетках организма, но больше его в миоцитах и гепатоцитах, где он составляет соответственно 1–3 и 5–8% массыклетки.

· При недостатке глюкозы в крови возникает чувство голода, снижается умственная и физическая работоспособность. При выраженном уменьшении содержания глюкозы в крови (до 50% от нормы) наблюдаются потеря сознания и судороги (гипогликемическая кома).

· При избыточном поступлении углеводов в организм развивается ожирение, что способствует развитию атеросклероза (фактор риска сердечно-сосудистых заболеваний и их осложнений); избыточное потребление глюкозы может способствовать развитию аллергических состояний, повышает риск н едостаточности поджелудочной железы (ослабление выработки инсулина из-за повышенной нагрузки на β-клетки островкового аппарата и развитие сахарного диабета).

 

Регуляция обмена углеводов

· Инсулин способствует утилизации глюкозы в клетках с помощью повышения проницаемости мембраны клеток дляглюкозы, стимулирует синтез гликогена в печени и мышцах, синтез жиров изуглеводов, что ведет к уменьшению содержания глюкозы в крови.

· При гипергликемии происходит повышение секреции инсулина в результате непосредственного стимулирующего действия недостатка глюкозы на β-клетки поджелудочной железы и путем активирующего влияния глюкозы плазмы кровина глюкорецепторы гипоталамуса и последующего повышения парасимпатических влияний на секрецию инсулина.

· Адреналин, норадреналин, глюкагон,глюкокортикоиды обеспечивают глюконеогенез;

· тироксин, гормон роста увеличивают содержание глюкозы в крови.

· При снижении концентрации глюкозыв крови (гипогликемии) ускоряется гликогенолиз — превращение гликогенав глюкозу — под влиянием фосфорилазы, активируемой гормоном поджелудочной железы глюкагоном и гормоном мозгового вещества надпочечниковадреналином.

· Симпатическая нервная система стимулирует процессы диссимиляции и катаболизма (увеличивает содержание глюкозы в крови),

· парасимпатическая — анаболизма (в том числе способствует использованию глюкозыклетками организма).

 

 

19. Обмен жиров. Роль жиров в организме. Незаменимые жирные кислоты. Жировое депо. Участие печени в обмене липидов. Регуляция жирового обмена.

 

Обмен липидов. Липиды организма — это в основном нейтральные жиры(триглицериды), а также фосфолипиды, холестерин и жирные кислоты. Жирысинтезируются из жирных кислот и глицерина, аминокислот и моносахаридов.Жирные кислоты и глицерин поступают в организм с пищей в виде животныхжиров, которые подвергаются гидролизу в ЖКТ.

Функции липидов

· Пластическая роль - из жиров образуются элементы клеточных структур, в частности формируется матрикс клеточных мембран, синтезируется ряд БАВ, например гормоны, простагландины, витамины А и D; участвуют в синтезе тромбопластина и миелина. Пластическая роль жиров реализуется в основном фосфолипидами и холестерином. Особую роль играют ненасыщенные жирные кислоты. У взрослойженщины доля жировой ткани в организме в среднем 20–25% массы тела, чтопочти вдвое больше, чем у мужчины (12–14%).

· Энергетическая роль. Почти все клетки (в меньшей степени клетки ЦНС) могут использовать жирные кислоты наряду с глюкозой. Около 30%энерготрат организма должно покрываться за счет жиров, в пожилом возрасте — 25%.

· Защитная функция. Предохраняют кожу от высыхания и от действия воды, защищают организм от механических воздействий, от переохлаждения, уменьшают неощутимые потери воды через кожу. При ожогах такие потери могут составлять в сутки вместо 300–400 мл до 5–10 л. Жиры обеспечивают механическую фиксацию и защиту внутренних органо в.

· Роль жиров как депо - они составляют резерв энергии и воды. П ри окислении 100 г жира образуется 110 г воды и освобождается 930 ккал энергии. Жировая ткань обеспечивает женщине резерв энергии, необходимый для вынашивания плода и грудного вскармливания.

 

Биологическая ценность различных жиров, поступающих в организм, зависит от соотношения в них насыщенных и ненасыщенных (заменимых и незаменимых) жирных кисло т. В свою очередь, это зависит от соотношения в пище жиров животного и растительного происхождения, содержания витаминов А, D, Е.

· Линолевая и линоленовая кислоты являются незаменимыми, так как они не синтезируются в организме человека из других органических соединений и составляют всего лишь около 1% от общего количества жиров. Они определяют активность ферментов мембран и их проницаемость, являются материалом для синтеза простагландинов — регуляторов многих жизненно важных функций организма (проницаемость клеточных мембран, возбудимость, интенсивность метаболизма).

· Заменимые жирные кислоты — это кислоты, которые синтезируются в организме (насыщенные — пальмитиновая, стеариновая и ненасыщенные — олеиновая, арахидоновая и др.).

· Оптимальный вариант процентного соотношения в пищевом рационе жиров животного и растительного происхождения — 70:30.

 

ЖИРОВОЕ ДЕПО — резервы жира, которые сосредоточены в определенных анатомических образованиях (напр., в сальнике, брыжейке, подкожной клетчатке).

· Основная часть липидов находится в жировой ткани (подкожная клетчатка, в некоторых органах – мышцы, печень, вокруг органов – околопочечная клетчатка).

· Общее количество липидов в организме в норме составляет 10-20% массы тела, однако может варьировать в широких пределах.

· При патологическом ожирении на долю жира может приходиться до 50%.

· Количество запасного жира напрямую зависит от количества пищи, характера питания, особенностей конституции организма, от возраста, пола, особенностей расхода энергии при физических нагрузках. Количество протоплазматического жира есть величина постоянная и устойчивая.