Лекция 7
Тема 1: обмен веществ и энергии. Возрастные особенности обмена веществ. План:
Понятие об обмене веществ. Значение обмена веществ. Виды и этапы обмена.
Питательные вещества и их значение.
Особенности обмена веществ у детей.
Ожирение, его причины, тактика воспитателя по отношению к ребенку, страдающему ожирением.
1. Понятие об обмене веществ. Значение обмена веществ. Виды и этапы обмена.
Обменом веществ называют совокупность физико-химических превращений, происходящих в организме и обеспечивающих его жизнедеятельность во взаимосвязи с внешней средой.
Суть обмена веществ сводится к поступлению веществ из окружающей среды, их переработке (например, в пищеварительной системе), усвоению и использованию клетками организма и выделению в окружающую среду продуктов обмена, образовавшихся в клетках. Прекращение обмена веществ означает биологическую смерть организма. Способность к обмену – одно из важнейших свойств живого организма.
Вещества, поступающие в организм из окружающей среды, расходуются на покрытие пластических и энергетических нужд организма, т.е. организм использует эти вещества для построения собственных клеток и тканей, а энергию химических связей – для синтеза АТФ и др. макроэргических соединений. В свою очередь энергия гидролиза АТФ может превращаться в механическую, электрическую, тепловую и др. виды энергии, необходимые для поддержания разных видов жизнедеятельности организма: мышечного сокращения, передачи нервного импульса, синтеза веществ в соответствии с генетической программой, поддержания гомеостаза и т.д.
В ходе обмена постоянно идут процессы ассимиляцииидиссимиляции.Ассимиляция(уподобление) – процесс использования организмом внешних по отношению к нему веществ и синтез своих собственных на основе продуктов расщепления. Процесс ассимиляции связан с затратами энергии.Диссимиляция(разуподобление) – процесс разрушения веществ в организме и образование продуктов обмена. Диссимиляция сопровождаетсявыделением энергии. Процессы ассимиляции и диссимиляции связаны между собой, но не всегда уравновешены. В растущем организме преобладает ассимиляция, в стареющем – диссимиляция, у взрослых людей эти процессы чаще уравновешены. Диссимиляция усиливается при интенсивном росте (дети вытягиваются и худеют) и новообразованиях (опухолевый рост сопровождается затратами энергии на деление клеток).
В литературе часто употребляются и такие термины как метаболизм– обмен веществ,анаболизм– процессы синтеза веществ в организме, сопровождающиеся поглощением энергии; икатаболизм– процессы распада веществ в организме, сопровождающиеся выделением энергии. Анаболизм и катаболизм – две взаимосвязанные стороны метаболизма.
Основной обмен–минимальноеколичество энергии, необходимое для поддержания жизнедеятельности в условиях физического и эмоционального покоя, утром, натощак, лежа, при условии нормальной температуры тела и окружающей среды. Основной обмен зависит от пола, возраста, роста, веса, состояния здоровья.
Рабочая прибавка– количество энергии, необходимое для разных видов деятельности. Зависит от вида деятельности.
Общий обмен– совокупность основного обмена и рабочей прибавки.
Обмен веществ протекает в 3 этапа:
Этап поступления веществ в организм. Вещества поступают в организм через дыхательную, пищеварительную системы и кожу. В пищеварительной системе происходит расщепление питательных веществ, в результате которого они становятся пригодными для усвоения: а) питательные вещества теряют свою видовую специфичность и при поступлении в кровь уже не воспринимаются организмом как генетически чужеродный материал; б) питательные вещества превращаются в молекулы, которые можно транспортировать через клеточные мембраны и использовать в реакциях внутриклеточного обмена веществ;
Этап промежуточного обменавеществ, который протекает в клетках организма и сводится к разнообразным реакциям анаболического и катаболического характера. В результате этого этапа образуются продукты обмена, которые подлежат выведению из организма;
Этап выделения продуктов обмена, в котором участвуют дыхательная, пищеварительная, мочевыделительная системы и кожа.
Связующим звеном между структурами, в которых проходят разные этапы обмена, является, в первую очередь, кровь. Она выполняет транспортные функции. Именно в кровь попадают кислород из дыхательной системы, продукты расщепления из пищеварительной системы, вещества с поверхности кожи; именно кровь несет эти вещества к клеткам; именно в кровь попадают продукты обмена из клеток; именно из крови продукты обмена попадают в кожные железы, почки, легкие, пищеварительные железы откуда с пищеварительными соками — в пищеварительный тракт и вместе с непереваренными остатками пищи – в окружающую среду.
studfiles.net
Обмен веществ
Обмен веществ и энергии — основное свойство живого. В цитоплазме клеток органов и тканей постоянно идет процесс синтеза сложных высокомолекулярных соединений и одновременно с этим — их распад с выделением энергии и образованием простых низкомолекулярных веществ — диоксида углерода, воды, аммиака и др. Процесс синтеза органических веществ называется ассимиляцией или пластическим обменом. В ходе ассимиляции обновляются органоиды клетки и накапливается запас энергии. Распад структурных элементов клетки сопровождается выделением заключенной в химических связях энергии, а конечные продукты распада, вредные для организма, выводятся за пределы клетки и затем из организма.
Процесс распада органических веществ противоположен процессу ассимиляции и называется диссимиляцией. Подобного типа реакции идут с поглощением кислорода, поэтому расщепление органических веществ связано с окислением, а освобождающаяся при этом энергия идет на синтез АТФ, необходимой для ассимиляции.
Таким образом, ассимиляция и диссимиляция — это две противоположные, но взаимно связанные стороны единого процесса — обмена веществ. При нарушении ассимиляции и диссимиляции расстраивается весь обмен веществ. Непрерывный распад и окисление органических соединений возможны лишь тогда, когда количество
этих веществ в клетках постоянно пополняется. Поэтому при разработке пищевых норм учитываются калорийность пищевых продуктов: белков, жиров, углеводов с тем расчетом, чтобы расход энергии не превышал потребления.
Наряду с обменом органических веществ в организме человека осуществляется водный и солевой обмен. Эти вещества не являются источниками энергии и питательными веществами, но их значение для организма очень велико. Вода входит в состав клеток, межклеточной и тканевой жидкости, плазмы и лимфы. Общее ее количество в организме человека составляет 70%. В клетках вода химически связана с белками, углеводами и другими соединениями. Она растворяет органические и неорганические соединения. Всасывание питательных веществ в кишечнике, их поглощение клетками из тканевой жидкости и выведение из клеток конечных продуктов обмена может осуществляться только в растворенном состоянии и при участии воды. Вода — непосредственный участник всех реакций гидролиза.
Суточная потребность в воде взрослого человека 2,5-3 л. Эта потребность зависит от условий и температуры среды. Поступает вода в организм при питье и в составе пищи. В тонком и толстом отделах кишечника вода всасывается в кровь, откуда она поступает в ткани, а из них вместе с продуктами распада проникает в кровь и лимфу. Из организма вода выводится в основном через почки, а также кожу, легкие (в виде пара) и с калом. Обмен воды в организме тесна связан с обменом солей.
Минеральные вещества поступают в организм человека с пищей, откладываются в виде солей и входят в состав различных органических соединений. Так, железо включено в молекулу гемоглобина и участвует в транспортировке кислорода и диоксида углерода, йод — в состав гормона щитовидной железы, сера и цинк содержатся в гормонах поджелудочной железы. Для кроветворения необходимы железо, кобальт, медь; соли кальция и фосфора входят в состав костей; калий и натрий создают определенную концентрацию ионов в клеточной мембране и по обе стороны от нее и т. д. Общее количество минеральных веществ в теле человека составляет около 4,5%. Все эти элементы поступают в организм с пищей и водой. Железа много в яблоках, иода — в морской капусте, кальция — в молоке, сыре, брынзе, в яйцах и т. д. Человек нуждается в постоянном поступлении натрия и хлора. Натрий создает определенную концентрацию ионов в плазме, тканевой жидкости, хлор (составная часть соляной кислоты) — компонент желудочного сока. Эти важнейшие элементы организм получает с поваренной солью.
Обмен белков. Белковые пищевые продукты — творог, нежирное мясо, рыба, яйцо и другие, попав в пищеварительный тракт, подвергаются механической и химической обработке. В желудке белок расщепляется до пептидов, а в двенадцатиперстной кишке — до аминокислот. В тонком кишечнике аминокислоты всасываются в кровь и разносятся ко всем органам и тканям. В клетке из аминокислот синтезируются специфические для данной ткани белки. Так, в клетках мышц идет синтез белка миозина, в молочной железе’- казеина и т. д. Часть белков, входящих в состав клеток органов и тканей, а также аминокислоты, поступившие в организм, но не использованные в синтезе белка, подвергаются распаду с освобождением 17,6 кДж энергии на 1 г вещества и образованием продуктов распада белка: воды, диоксида углерода, аммиака, мочевины и др. Все продукты диссимиляции белка выделяются из организма в составе мочи, пота и частично с выдыхаемым воздухом. В запас белки не откладываются. У взрослого человека их синтезируется столько, сколько необходимо для компенсации распавшихся белков. При избытке белковой пищи она преобразуется в жиры и гликоген. Потребность белков в сутки составляет 100-118 г. В детском организме синтез белков превышает их распад, что учитывается при составлении рационов питания.
Обмен углеводов. Углеводы, входящие в состав продуктов растительного происхождения, в организме человека расщепляются до
Обмен жиров. Жиры входят в состав растительной и животной пищи. Часть синтезированного в организме жира откладывается в запас, другая часть поступает в клетку, где вместе с жироподобными веществами (липоидами) служит пластическим материалом, из которого строятся мембраны клеток и органоидов. Жиры- важный источник энергии. При их окислении выделяются диоксид углерода, вода и освобождается энергия. Расщепление 1 г жиров сопровождается выделением 38,9 кДж энергии. Жиры могут синтезироваться в организме человека из углеводов и белков. Суточная потребность в них для взрослого человека 100 г.
Обмен жиров, белков и углеводов взаимосвязан. Отклонение от нормы обмена одного из этих веществ влечет за собой нарушение обмена других веществ. Например, при расстройстве обмена углеводов продукты их неполного распада нарушают обмен белков и жиров, расщепление которых тоже идет не до конца, с образованием ядовитых веществ, отравляющих организм.
Витамины (от лат. «вита» — жизнь) — органические соединения разнообразной химической природы, необходимые для нормального роста и развития организма. Они способствуют нормальному протеканию всех жизненных процессов в организме. Значение витаминов было доказано работами русского врача Н. И. Лунина в опытах над животными. Заболевания, развивающиеся при недостатке витаминов в организме, называются авитаминозами. Здоровому взрослому человеку требуется в сутки всего несколько миллиграммов различных витаминов. Экспериментально было доказано, что витамины входят в состав ферментов, которые, являясь биологическими катализаторами, ускоряют обмен веществ. При недостатке витаминов ферменты оказываются неполноценными, что приводит к нарушению обмена веществ. Витамины образуются в растительных организмах, но имеются и в продуктах животного происхождения. Обозначаются они заглавными буквами латинского алфавита: А, В, С, D, Е, К, РР, Н. Некоторые буквы, например В, охватывают целые группы: от B1 до B15. Одни из них растворимы в жирах (А, D, Е), другие — в воде (В, С).
Важнейший из витаминов — витамин А. Его называют витамином роста, он участвует в окислительно-восстановительных реакциях обмена. При нехватке в организме витамина А наблюдается сухость кожи, сухость роговицы глаза и ее помутнение. С недостатком витамина А связано нарушение сумеречного зрения («куриная слепота»). Наиболее богаты витамином А печень рыб, сливочное масло, молоко, морковь, абрикосы и др.
Витамин С, или аскорбиновая кислота, синтезируется в растениях и накапливается в шиповнике, лимоне, черной смородине, зеленом луке, плодах клюквы и др. В настоящее время разработан промышленный синтез витамина С. При его недостатке развивается цинга. Особенно чувствуется нехватка витамина С к весне (у человека появляется сонливость, усталость, апатия).
Витамин D играет важную роль в обмене кальция, фосфора и в целом — в процессе образования костей. При отсутствии витамина D соли кальция и фосфора не откладываются в костях, а выводятся из организма и поэтому кости, особенно у детей, размягчаются. Под тяжестью тела ноги искривляются, на ребрах образуются утолщения — четки, задерживается развитие зубов. Наиболее богаты витамином D печень рыб, сливочное масло, икра, желток яйца. Растения содержат вещество, близкое к витамину D, — эргостерин, который под влиянием солнечных и ультрафиолетовых лучей переходит в витамин D. Эргостерин находится в коже человека, поэтому для детей необходимо пребывание на солнце.
Витамины группы В (B1, В2, В6, B12 и др.) регулируют многие ферментативные реакции обмена веществ, особенно обмена белков, аминокислот, нуклеиновых кислот. При их недостатке нарушаются функции нервной системы (например, болезнь бери-бери), желудочно-кишечного тракта (поносы), кроветворных органов (злокачественное малокровие) и др. Эти витамины содержатся в печени млекопитающих и некоторых рыб, в почках, петрушке и др.
Авитаминозы, возникающие от недостатка витаминов, могут развиться как в случае нехватки одного из витаминов, так и нескольких из них. Расстройства здоровья человека возможны и при избытке витаминов.
Макро- и микроэлементы (По материалам сайта Корпорация «Центр Семейной Медицины»)
Как известно, макро- и микроэлементы, или минералы, как их теперь называют на западный манер, играют очень важную и существенную роль в человеческом организме. Ввиду этой важности некоторые несложные и практически применимые факты о них должен знать не только специалист, но и любой человек, желающий сам заботиться о своем здоровье.
Макроэлементы: K, Na, Ca, Mg, P
Калий К
Суточная потребность: 2-3г
Вместе с натрием участвует в поддержании обмена веществ, стимулирует почки к выведению метаболических ядов, нормализует сердечный ритм и предупреждает токсическое влияние на сердце сердечных гликозидов (дитоксин, коргликон, строфантин К). Кроме того, участвует в регуляции кислотно-щелочного равновесия, способствует здоровой коже. Всего в организме человека содержится 170-240 г К (из них более 95% внутри клеток).
Дефицит К: нарушения в нервной (депрессия), нервно-мышечной (дискоординация движений, мышечная гипотония, гипорефлексия, разрушение мышц) и сердечно-сосудистой (артериальная гипотония, брадикардия) систем; повышается токсичность сердечных гликозидов.
Избыток К: параличи, парестезии, боли в икрах ног, диспепсические расстройства, нарушения работы сердца вплоть до остановки, нарушения функции почек.
Натрий Na
Суточная потребность: ок. 4г.
Вместе с калием участвует в поддержании кислотно-щелочного равновесия посредством буферных систем. Один из главных регуляторов обмена веществ в почках и осмотического давления плазмы крови. Необходим для поддержания мембранного потенциала всех клеток и генерации возбуждения в нервных и мышечных клетках. В организме содержится в биологических жидкостях, в клетках, а также в хрящах и костях.
Дефицит Na: слабость, апатия, головные боли, расстройства сознания, тошнота, рвота, гипотония, мышечные подергивания.
Избыток Na: возбуждение, гипертермия, жажда, возможны судороги, нарушения сознания.
Кальций Са
Суточная потребность: 1-1.5г
Строит и укрепляет кости и зубы, участвует в регуляции сердечного ритма, помогает питательным веществам проникать через клеточную мембрану, участвует в свертывающей системе крови,в функционировании нервной и мышечной систем, важен для нормальной работы почек, снижает уровень холестерина в крови. Обычно потребление человеком Са недостаточно, особенно это ощутимо у беременных и уже имеющих детей. Поэтому во время беременности и после нее потребление Са необходимо увеличить.
Дефицит Са: спазмы мыщц рук и ног, судороги (тетания) мышц ног и спины, размягчение костей, остеопороз, разрушение зубов, депрессия.
Избыток Са: снижение аппетита, запоры, жажда, повышенный диурез, гипотония мыщц, снижение рефлексов, повышение давления. Длительно существующая гиперкальциемия приводит к задержкам роста, отложениям кальция в стенках сосудов, поражениям почек.
Магний Mg
Суточная потребность: 0.3г
Играет важную роль в регуляции нервномышечной активности сердца, укрепляет нормальный сердечный ритм, необходим для метаболизма кальция и витамина С, участвует в превращении углеводов в энергию. Всего в организме содержится около 20 г Mg, в основном в костях и внутри клеток.
Дефицит Mg: снижение концентрации Са и отложение Са в тканях, тремор, мышечная слабость, сердечные спазмы, нервозность, трофические язвы, камни в почках.
Избыток Mg: седативный эффект, может быть угнетение дыхательного центра.
Фосфор Р
Суточная потребность: 1.5-3г
В виде фосфата занимает одно из центральных мест в процессах обмена веществ и энергии, входит в состав костей и зубов, является частью многих биологических веществ.
Дефицит Р: заторможенность, нарушения системы крови (гемолитическая анемия, тромбоцитопения и другие), мышечные нарушения вплоть до параличей, нарушения костной ткани и сердечной деятельности.
Избыток Р: гипотония, снижение концентрации Са в крови.
Микроэлементы: Fe, Cu, I, Zn, Mn
Микроэлементами называются такие химические элементы, содержание которых в организме человека менее 0.001%. Около двадцати из них являются жизненно необходимыми.
Железо Fe
Суточная потребность: 15 мг
В организме у железа три важнейшие функции: обуславливает транспорт и депонирование кислорода (входит в состав гемоглобина и миоглобина), входит в состав ферментов энергетического обмена и формирует активные центры многих других ферментов. Также предупреждает ожирение и защищает хороший цвет кожи. Всего в организме содержится 3-5 г Fe.
Дефицит Fe: слабость, бледность, запоры, анемии, гастрит, воспаления органов рото- и носоглотки.
Избыток Fe: поражения сердца и печени, легких и поджелудочной железы, нарушение зрения.
Медь Cu
Суточная потребность: 2-5 мг
Необходима для абсорбции и утилизации железа, участвует в формировании эритроцитов, синтезе соединительной ткани, формировании и укреплении костей, передаче нервных импульсов. Обладает противовоспалительными свойствами. Требуется для регуляции гормональных механизмов. Всего в организме содержится до 80 г Cu.
Дефицит Cu: общая слабость, угнетение дыхания, кожные язвы, нарушения сердечно-сосудистой системы, скелета, соединительной ткани, поражение центральной нервной системы, возможна гиперхолестеринемия.
Избыток Cu: возможны медная лихорадка, заболевания легких.
Иод I
Суточная потребность: около 0.2 мг
Важен для развития и функционирования щитовидной железы, входит в состав секретируемых ей гормонов, через эти гормоны стимулирует метаболизм всего организма в сторону распада жиров и углеводов и продукции энергии; необходим для нормального развития головного мозга, кожи, волос и зубов.
Дефицит I: увеличение щитовидной железы (эндемический зоб), заторможенные реакции человека, кретинизм (при дефиците I в детском возрасте), замедление обменных процессов и снижение температуры тела, сухая кожа, снижение физических и умственных возможностей.
Избыток I: возможны аллергические реакции.
Цинк Zn
Суточная потребность: 100 мг
Антиоксидант, необходим для синтеза белка, стабилизации ДНК и РНК, роста и деления клеток, способствует заживлению ран, участвует в процессах развития репродуктивных органов, управляет сократимостью мышц, важен для стабилизации системы крови (гомеостаза), участвует во всасывании и метаболизме фосфора, входит в состав многих ферментов. Неорганический цинк может вызвать нарушения в желудочно-кишечном тракте, поэтому лучше принимать хелатный цинк. Всего в организме содержится до 2 г Zn.
Дефицит Zn: задержка роста и полового созревания, замедление заживления ран, белые пятнышки на ногтях, полнота, возприимчивость к инфекциям.
Избыток Zn: быстро выводится из организма, но возможен небольшой токсический эффект.
Марганец Mn
Суточная потребность: 3-5 мг
Антиоксидант, важен для распада аминокислот и продукции энергии, для метаболизма витаминов B1 и E. Активирует различные ферменты для переваривания и утилизации питательных веществ, катализирует распад жиров и холестерина. Участвует в нормальном развитии скелета, поддерживает продукцию половых гормонов. Всего в организме 10-20 г Mn.
Дефицит Mn: параличи, конвульсии, головокружение, ослабление слуха, глухота и слепота у детей, нарушения пищеварения, снижение уровня холестерина, может приводить к развитию неинсулинзависимого диабета.
Избыток Mn: двигательные и психические нарушения
www.examen.ru
Физиология Обмен веществТемпература тела Терморегуляция тела __________________________________ Что такое пот? Функции потоотделения Роль пота в обмене веществ Роль пота в терморегуляции Потовые железы ________________________________ Микрофлора человека Микрофлора кожи ________________________________ Запахи и обоняние Причины возникновения запаха пота Запах тела человекаО чём сообщает нам запах? ___________________________________ Нарушения потоотделения Гипергидроз Осмидроз Гидраденит | Конечно, обмен веществ – это огромная тема, включающая в себя неисчислимое количество сложных химических процессов. На этой странице мы лишь слегка коснёмся нескольких его сторон, имеющих отношение к теме сайта. Мы коротко расскажем об:
Энерго-обмен и водно-солевой обмен выбраны потому что пототделение принимает в них самое активное участие. А понимание процессов общего обмена веществ является ключём ко всему остальному.
Общий обмен веществ. .Каждый день с пищей в наш организм поступают разнообразные питательные вещества. Но, при этом, наше тело состоит не из морковки, капусты или котлет по-киевски. Оно состоит из белков, жиров, углеводов и многих других веществ, синтезируемых самим организмом в процессе обмена веществ. Обмен веществ (метаболизм) — набор химических реакций, которые возникают в живом организме для поддержания жизни. Благодаря этим химическим реакциям питательные вещества, попадающие в наш организим, превращаются в составные части клеток этого самого организма, а продукты распада выводятся из него. Катаболизм и анаболизм .Химические реакции в организме осуществляются в двух противоположных направлениях. С одной стороны — это расщепление сложных соединений до более простых (катаболизм, или диссимиляция). С другой стороны — это синтез сложных соединений из более простых. Совокупность таких реакций называют анаболизмом, или ассимиляцией. В организме процессы катаболизма и анаболизма находятся в состоянии динамического равновесия. Преобладание анаболических процессов будет приводить к росту, к увеличению массы тканей. Преобладание процессов катаболизма будет приводить к потере веса и разрушению сначала жировых, а потом и остальных тканей нашего организма. При равенстве скоростей этих процессов рост организма прекращается и обмен веществ переходит в состояние, близкое к стационарному. В детстве и юности у человека преобладают анаболические реакции. В старости – катаболические. Четыре стадии процесса Обмен веществ можно разделить на несколько стадий:
Главная часть отработанных веществ выделяется через мочевыделительную систему и желудочно-кишечный тракт. Другая часть – через кожу в виде пота. Углерод (в виде углекислого газа СО2)и водород (в виде пара) — выделяются через лёгкие.
Энерго-обмен .Все процессы, описаные выше, нуждаются в энергии. Проблема обеспечения нашего организма энергией решается точно также как проблема его обеспечения веществами для синтеза. Мы отчасти повторим здесь содержание предыдущего раздела. Источником энергии, как и источником исходных материалов для синтеза всех веществ в организме, является пища. Пища, попадая в наш организм, расщепляется. В ходе расщепления выделяется энергия. Часть этой энергии рассеивается, поднимая температуру тела. Другая часть будет использована в реакциях синтеза. В отличие от катаболических реакций, идущих с выделением тепла, анаболические реакции, наоборот, нуждаются в энергии для своего протекания. Эта необходимая энергия будет получена ими в результате катаболических реакций расщепления. АТФ – универсальный источник энергии Энергия, высвобождающаяся при распаде органических веществ, не сразу используется клеткой, а сначала запасается в форме специальных соединений, как правило, это аденозинтрифосфат (АТФ). В первую очередь, это соединение известно как универсальный источник энергии для всех биохимических процессов, протекающих в живых системах . АТФ синтезируется в клетках во время протекания реакций катаболизма.АТФ – своеобразный аккумулятор энергии в клетке. При синтезе АТФ этот аккумулятор, образно говоря, “заряжается” энергией, возникающей при расщеплении веществ, пришедших с пищей. Позже АТФ сам подвергнется расщеплению. Аккумулятор разрядится. Эта разрядка подстраивается под нужды синтеза и обеспечивает бесперебойность снабжения. Когда это требуется, АТФ расщепляется и предоставляет энергию для реакций синтеза белков, жиров, углеводов и любых других жизненных функций клеток. Кругооборот енергии и вещества Молекулы белков функционируют в организме от нескольких часов до нескольких дней. За этот период в них накапливаются нарушения, и белки становятся непригодными для выполнения своих функций. Они заменяются на вновь синтезируемые, а старые расщепляются с выделением энергии. Часть энергии опять рассеивается, поднимая температуру тела. Но другая её часть опять используется для синтеза АТФ и так, по кругу, пока мы живы. Вот такой кругооборот вещества и энергии.
ВОДНО-СОЛЕВОЙ ОБМЕН ВОДНО-СОЛЕВОЙ ОБМЕН — совокупность процессов потребления воды и солей (электролитов), их всасывания, распределения во внутренних средах и выделения из организма.Вода в тканях человека Процентное содержание воды в тканях человека составляет, примерно 65-70%. Но на протяжении жизни это количество не постоянно. У 4-месячного эмбриона человека
воды содержится — 94% К старости количество воды становится ещё меньше. Многие ученые считают, что одной из причин старения человека является снижение способности коллоидов, особенно белков, связывать большие количества воды. Распределение воды в теле человека неравномерно. Наименьшее количество ее содержат: В коже – 72 % Большую часть воды в организме (у человека до 2/3) составляет внутриклеточная вода; меньшую часть (у человека около 1/3) -внеклеточная вода. Суточное потребление воды Суточное потребление человеком воды составляет, примерно, 2, 5 л. Из них:
При нормальном водном балансе столько же воды (около 2,5 л) выделяется из организма:
Транспортная функция воды Вода в составе крови, лимфы, мочи или пота играет роль транспорта. При помощи крови питательные вещества, необходимые для синтеза, попадают в места синтеза. Кислород, участвующий в реакциях окисления, доставляется артериальной кровью от легких к каждой клетке тела. Ненужные продукты распада, наоборот, уносятся венозной кровью и, впоследствии, выводятся из организма в составе мочи и пота. Внутриклеточная вода – это среда, в которой происходят обменные процессы. В этом случае она является посредником между взаимодействующими веществами. То есть обеспечивает это взаимодействие и, таким образом, сохраняет свои транспортные функции. Благодаря этому вода непосредственно учавствует в формировании клеточных структур и, в значительной мере, определяет их активность. Так, от степени набухания митохондрий зависит интенсивность протекающих в них процессов окислительного фосфорилирования (один из этапов синтеза АТФ), от насыщения водой рибосом — активность биосинтеза белка. Только при определенной степени оводнённости белки и нуклеиновые кислоты полностью проявляют свою биологическую активность. Минеральные элементы Минеральные элементы находятся в организме в виде солей, которые распадаются на ионы. Кругооборот этих элементов в организме называют солевым обменом веществ. В состав организмов входят ионы Na+, К+, Са++, Mg++, Cl-, сульфаты, фосфаты, бикарбонаты; они определяют характер физико-химических процессов в тканях. Особенно велико значение минеральных элементов в функционировании ферментативного аппарата любого живого организма. Многие ферментативные реакции протекают только в присутствии определенных ионов. Особое значение среди минеральных веществ имеют микроэлементы. Они входят в состав живых организмов в очень малых количествах – тем не менее крайне необходимы, так как их отсутствие приводит к серьезным нарушениям метаболизма. Объясняется это тем, что микроэлементы активируют многие ферментативные процессы (будучи в составе или самих ферментов, или их активаторов), а также необходимы для образования некоторых витаминов и гормонов.К микроэлементам относятся: В, Мп, Zn, Си, Мо, Со, Ni, Li, Se, I, CI, Br и некоторые другие элементы. Поддержание концентраций растворенных веществ — важное условие жизни. Концентрации растворенных в организме веществ должны сохраняться постоянными в довольно узких пределах, так как для оптимального протекания обменных процессов требуется совершенно определенный и относительно неизменный состав жидкостей тела. Значительные отклонения от нормального состава обычно несовместимы с жизнью. Перед живым организмом стоит задача поддержать надлежащие концентрации растворенных веществ в жидкостях тела, несмотря на то, что потребление этих веществ с пищей может значительно изменяться. Одним из средств поддержания постоянной концентрации является осмос. Осмос О́смос — процесс односторонней диффузии через полупроницаемую мембрану молекул растворителя в сторону бо́льшей концентрации растворённого вещества (меньшей концентрации растворителя). В нашем случае полупроницаемая мембрана – это стенка клетки. Клетка заполнена внутриклеточной жидкостью. Сами клетки окружены межклеточной жидкостью. Если концентрации какого-либо вещества внутри клетки и вне её окажутся не одинаковыми, то возникнет ток жидкости (растворителя), стремящийся выровнять концентрации (движение из области с большей концентрации в сторону меньшей концентрации). Взаимосвязанность водного и солевого обменов Если говорить о поддержании постоянной концентрации растворённых веществ внутри нашего организма, то водный и солевой обмены тесно взаимосвязаны. То есть, концентрация какого-либо вещества в организме может возрасти, с одной стороны, — при увеличении его потребления в составе пищи, с другой стороны, — при сокращении количества воды в составе нашей крови. Это может произойти в случае нехватки воды или из-за какой-либо болезни, приводящей к обезвоживанию. При этом объём потребления этого вещества останется неизменным. Мы ни в коей мере не говорим о том, что эти ситуации тождественны. Мы только лишь хотим подчеркнуть взаимосвязанность водного и солевого обменов. Регулирование водно-солевого обмена Для поддержания постоянной концентрации различных веществ в процессах обмена наш организм оснащён разнообразными системами регулирования. В регуляции обмена воды у человека и животных первостепенное значение имеют импульсы, поступающие от специальных рецепторов, реагирующих на изменение концентрации осмотически активных веществ, объема жидкости и состава ионов. Эти данные передаются в центральную нервную систему, в результате чего соответствующим образом меняется выделение из организма воды и солей и их потребление организмом — появляются чувство жажды и, так называемый, солевой аппетит. Гормоны гипофиза оказывают существенное влияние на баланс воды. Диуретический гормон передней доли гипофиза обеспечивает выведение воды, а его антагонист вазопрессин (гормон задней доли гипофиза) удерживает воду, обеспечивая обратное всасывание ее в почечных канальцах.
|
|---|
xn—-7sbejafo4cgboiqm.xn--p1ai
подскажите плиз функции обмена веществ
Обмен веществ. Основная функция клетки – обмен веществ. Из межклеточного вещества в клетки постоянно поступают питательные вещества и кислород и выделяются продукты распада. Так, клетки человека поглощают кислород, воду, глюкозу, аминокислоты, минеральные соли, витамины, а выводят углекислый газ, воду, мочевину, мочевую кислоту и т. д. Набор веществ, свойственный клеткам человека, присущ и многим другим клеткам живых организмов: всем животным клеткам, некоторым микроорганизмам. У клеток зелёных растений характер веществ существенно иной: пищевые вещества у них составляют углекислый газ и вода, а выделяется кислород. У некоторых бактерий, обитающих на корнях бобовых растений (вика, горох, клевер, соя) , пищевым веществом служит азот атмосферы, а выводятся соли азотной кислоты. У микроорганизма, селящегося в выгребных ямах и на болотах, пищевым веществом служит сероводород, а выделяется сера, покрывая поверхность воды и почвы жёлтым налётом серы. Таким образом, у клеток разных организмов характер пищевых и выделяемых веществ различается, но общий закон действителен для всех: пока клетка жива, происходит непрерывное движение веществ – из внешней среды в клетку и из клетки во внешнюю среду. Обмен веществ выполняет две функции. Первая функция – обеспечение клетки строительным материалом. Из веществ, поступающих в клетку, — аминокислот, глюкозы, органических кислот, нуклеотидов – в клетке непрерывно происходит биосинтез белков, углеводов, липидов, нуклеиновых кислот. Биосинтез – это образование белков, жиров, углеводов и их соединений из более простых веществ. В процессе биосинтеза образуются вещества, свойственные определённым клеткам организма. Например, в клетках мышц синтезируются белки, обеспечивающие их сокращение. Из белков, углеводов, липидов, нуклеиновых кислот формируется тело клетки, её мембраны, органоиды. Реакции биосинтеза особенно активно идут в молодых, растущих клетках. Однако биосинтез веществ постоянно происходит в клетках, закончивших рост и развитие, так как химический состав клетки в течение её жизни многократно обновляется. Обнаружено, что «продолжительность жизни» молекул белков клетки колеблется от 2-3 часов до нескольких дней. После этого срока они разрушаются и заменяются вновь синтезированными. Таким образом, клетка сохраняет функции и химический состав.
touch.otvet.mail.ru
Обмен веществ [Метаболизм] — физиология, как происходит, процесс, нарушение, улучшить, нормализовать, роль, регуляция, вики — Wiki-Med
Содержание (план)
Обмен веществ — это поступление в организм питательных веществ и жидкостей из окружающей среды, переваривание, усвоение их и выделение продуктов.
Все вещества, поступающие в организм животного, подвергаются в нем значительным превращениям. Одни из них распадаются до простых, большей частью, неорганических продуктов, выделяя при этом энергию, используемую организмом как для мышечной работы, так и для секреторных и нервных процессов (диссимиляция). Продукты их распада выделяются из организма. Другие вещества подвергаются менее глубокому расщеплению и из них синтезируются вещества, подобные составным частям организма (ассимиляция — уподобление). Вновь созданные вещества или превращаются в активные элементы клеток и тканей или же откладываются в запас, становясь потенциальными источниками энергии. Неорганические вещества включаются в общий обмен веществ тела, подвергаясь сложным превращениям вместе с органическими, участвуя во всех жизненных проявлениях.
Во всех живых клетках и тканях организма как в спокойном состоянии, так и во время деятельности одновременно протекают два противоположных процесса: разрушение вещества и его синтез.
Процессы обмена веществ
Обмен веществ состоит из двух тесно взаимосвязанных процессов: ассимиляции и диссимиляции. Эти два процесса не только одновременны, но и взаимообусловлены. Одно без другого невозможно, ибо никакая работа в организме не может происходить без распада веществ, ранее ассимилированных организмом. С другой стороны, и для процессов синтеза в организме необходима энергия, выделяющаяся при распаде веществ.
Эти два процесса и составляют обмен веществ в организме. Обмен веществ происходит постоянно и непрерывно. Все клетки, все ткани тела, не исключая и таких плотных и, казалось бы, незыблемых, как кости и роговые образования, находятся в постоянном процессе распада и возобновления. Это касается как органических, так и неорганических веществ.
Ассимиляция (анаболизм)
Ассимиляция или анаболизм — это переход составных частей пищевых веществ, поступивших в человеческий организм из внешней среды в клетки, то есть превращение более простых веществ в химически сложные. В результате ассимиляции происходит размножение клеток. Чем моложе организм, тем активнее протекают в нем процессы ассимиляции, обеспечивая его рост и развитие.
Диссимиляция (катаболизм)
Диссимиляция или катаболизм — это распад (разложение) изношенных составных частей клеток, в том числе и расщепление веществ в составе белковых соединений.
Промежуточный обмен
Промежуточный (интермедиарный) обмен – это разнообразные и сложные превращения органических и неорганических соединений в клетках организма.
Исследование промежуточного обмена раскрывает сущность жизненного процесса и дают возможность управлять им. Изучение промежуточного обмена ведется, в основном, биохимическими методами. В последнее время для этих целей стали широко применять метод радиоактивных, меченых атомов, позволяющий проследить за судьбой того или иного элемента в организме. Достаточно ввести животному какую-нибудь молекулу белка, жира, углевода или соли, содержащую радиоактивный элемент, чтобы через несколько минут убедиться в его распространении по всему организму. Было показано, например, что у мышей за какие-нибудь 10 дней возобновляется половина жира тела.
При изучении промежуточного обмена исследуют те превращения, которым подвергаются в органах, тканях, клетках вещества, всосавшиеся в кровь из кишечника, т. е. процессы разложения и синтеза, вплоть до образования конечных продуктов, подлежащих выделению из организма.
Очень трудным и недостаточно ясным является вопрос о путях и механизмах образования в организме таких специфических для каждого индивидуума, для каждого органа, и даже для каждой ткани веществ, как белки. До сих пор остается неизвестным, в чем заключается их специфичность и как из веществ пищи создаются специфические белки. Имеются данные, что и другим органическим веществам — углеводам, жирам и даже неорганическим остаткам — также присуща как индивидуальная, так и органная специфичность.
Для облегчения изучения промежуточный обмен можно расчленить на обмен углеводов, жиров, белков, воды и солей.
Однако следует иметь в виду, что такой метод изложения является в известной степени условным, так как обмен всех этих веществ неразрывно связан между собой и составляет единый процесс.
см. Обмен белков
Белки, или протеины, играют важную роль в здоровье, нормальном росте и развитии организма человека. Они выполняют две разные физиологические функции: пластическую и энергетическую.
Функции белков
Пластическая функция белков состоит в том, что они входят в состав всех клеток и тканей. Энергетическая функция белков состоит в том, что они, подвергаясь окислению в присутствии кислорода, расщепляются и выделяют энергию. При расщеплении 1 г белка выделяется 4,1 ккал энергии.
Строение белков
Белки состоят из аминокислот. По аминокислотному составу они разделяются на полноценные и неполноценные.
Полноценные белки
Полноценные белки содержатся в продуктах животного происхождения (в мясе, яйцах, рыбе, икре, молоке и молочных продуктах). Для нормального роста и развития организма в суточном рационе детей и подростков необходимо наличие достаточного количества полноценных белков.
Неполноценные белки
Неполноценные белки содержатся в продуктах растительного происхождения (в хлебе, картошке, кукурузе, горохе, маше, фасоле, рисе и др.).
см. Липидный обмен
Жиры, так же как и белки, в организме человека имеют пластическое и энергетическое значение. 1 г жира, окисляясь в организме в присутствии кислорода, выделяет 9,3 ккал энергии. Различают два вида жиров: животные и растительные.
Обмен углеводов
см. Углеводный обмен
Для организма человека углеводы имеют в основном энергетическое значение. В частности, при выполнении физической работы углеводы первыми подвергаются расщеплению и снабжают клетки, ткани и в особенности мышцы необходимой энергией для их деятельности. При окислении 1 г углеводов в присутствии кислорода выделяется 4,1 ккал энергии. Углеводы содержатся в большом количестве в продуктах растительного происхождения (в хлебе, картошке, фруктах, бахчевых) и сладостях.
Количество воды в организме
Вода входит в состав всех клеток и тканей организма человека. В зависимости от физиологических свойств каждой ткани вода в ней содержится в различном количестве. 50 — 60% организма взрослого человека составляет вода, в организме молодых людей содержание воды больше. Суточная потребность организма взрослых людей в воде составляет 2-3 л.
Влияние воды на организм
Вода играет важную роль в обмене веществ. Если человек совершенно не будет питаться, но будет употреблять воду в нормальном количестве, то он может прожить 40-45 дней (до уменьшения массы его тела на 40%). Но если, наоборот, питание будет нормальным, а вода не будет употребляться, то человек может погибнуть в течение одной недели (до уменьшения массы на 20-22%).
Вода поступает в организм в составе пищи и в виде напитков. Она, всасываясь из желудка и кишечника в кровь, участвует в процессах обмена веществ в клетках и тканях, основная ее часть выводится наружу путем дыхания, потоотделения и с мочой.
В жаркий летний период происходят большие потери воды организмом при потоотделении и дыхании. Поэтому возрастает потребность организма в воде. При жажде и ощущении сухости во рту, не прибегая к обильному употреблению воды, следует часто прополаскивать рот, подкисленная вода (вода с лимоном, минеральная вода) лучше утоляет жажду и при этом сердце не испытывает дополнительной нагрузки.
Обмен минеральных солей
см. Водно-солевой обмен#Обмен минеральных солей
Минеральные соли входят в состав всех клеток и тканей организма человека. Различают макро- и микроэлементы.
Макроэлементы
К макроэлементам относятся натрий, хлор, кальций, фосфор, калий, железо. Они содержатся в большом количестве в крови, клетках, в особенности в костях.
Микроэлементы
К микроэлементам относятся марганец, кобальт, медь, алюминий, фтор, йод, цинк. Они содержатся в крови, клетках и костях, но в меньшем количестве. Минеральные соли играют важную роль в обмене веществ, в особенности в процессах возбуждения клеток.
Тканевое дыхание
Тканевое дыхание – это последний этап распада органических веществ в клетках тела, в котором участвует кислород и образуется углекислота.
Чтобы объяснить, почему при тканевом дыхании окисляются вещества, обычно стойкие по отношению к молекулярному кислороду, была выдвинута мысль об активизации кислорода. Предполагают, что кислород образует перекись, от которой отщепляется активный кислород. Происходит и активизация водорода, который переходит от одного вещества к другому, в результате чего одно из веществ оказывается богаче кислородом т. е. окисляется, тогда как другое становится беднее им, т. е восстанавливается.
Большое значение в тканевом дыхании имеют клеточные пигменты, которые содержат железо и находятся на поверхности клеток и окисляющихся веществ. Железо является одним из сильнейших катализаторов, как это можно увидеть на примере гемоглобина крови. Кроме того, существуют и другие катализаторы, способствующие переносу кислорода или водорода. Из них известен фермент каталаза и трипептид-глютатион, содержащий серу, которая и связывает водород, отщепляя его от окисляющихся веществ
Обмен энергии
см. Обмен энергии
В результате химических, механических, термических изменений органических веществ, которые содержатся в пище, происходит превращение их потенциальной энергии в тепловую, механическую и электрическую энергию. Ткани и органы выполняют работу, клетки размножаются, изношенные их составные части обновляются, молодой организм растет и развивается за счет этой образовавшейся энергии. Постоянство температуры тела человека также обеспечивается за счет этой энергии.
Терморегуляция
см. Терморегуляция
Интенсивность обмена веществ
В разных органах тела обмен веществ протекает с разной интенсивностью. Об этом можно отчасти судить по количеству протекающей через них крови, так как с кровью к ним доставляются питательные вещества и кислород.
На 100 г ткани | Проходит в минуту в крови (в мл) |
щитовидной железы | 500 |
почек | 200-300 |
печени | 150 |
головного мозга | 100 |
кишечника | 30 |
поджелудочной железы | 30 |
скелетных мышц | 12 |
Регуляция обмена веществ
Нервная регуляция
У высших животных процессы обмена веществ регулируются нервной системой, которая влияет на течение всех химических процессов. Все изменения в ходе обмена веществ воспринимаются нервной системой, которая рефлекторным путем стимулирует образование и выделение ферментативных систем, осуществляющих распад и синтез веществ.
Гуморальная регуляция
Процессы обмена веществ зависят и от гуморальной регуляции, что определяется состоянием эндокринных желез. Органы внутренней секреции, особенно гипофиз, надпочечники, щитовидные и половые железы — во многом определяют ход обмена веществ. Некоторые из них влияют на интенсивность процесса диссимиляции, иные же на обмен отдельных веществ жиров, минеральных веществ, углеводов и пр.
Роль печени в обмене веществ
см. Пищеварительные железы#Функции печени
Факторы влияющие на обмен веществ
Возраст
Обмен веществ различен также у животных разного возраста. У молодняка преобладают процессы синтеза, нужные для их роста (у них синтез превышает распад в 4-12 раз). У взрослых животных процессы ассимиляции и диссимиляции обычно уравновешены.
Лактация
На обмен влияет и продукция, вырабатываемая животным. Так, обмен веществ у лактирующей коровы перестраивается в сторону синтеза специфических веществ молока-казеина, молочного сахара. Материал с сайта http://wiki-med.com
Питание
У разных видов животных обмен веществ различен, особенно если они питаются различной пищей. На характер и степень обменных процессов влияет характер питания. Особое значение имеет количество и состав белков, витаминный, а также минеральный состав пищи. Одностороннее питание какими-либо одними веществами показало, что, питаясь одними белками, животные могут жить даже при мышечной работе. Это связано с тем, что белки являются как строительным материалом, так и источником энергии в организме.
Голодание
При голодании организм использует имеющиеся у него запасы, сначала гликоген печени, а затем жир из жировых депо. Распад же белков в теле уменьшается, и количество азота в выделениях падает. Это обнаруживается уже с первого дня голодания и указывает на то, что уменьшение белкового распада носит рефлекторный характер, так как в течение суток или двух в кишечнике еще находится много пищевых веществ. При дальнейшем голодании азотистый обмен устанавливается на низком уровне. Лишь после того, как запас углеводов и жиров в организме уже исчерпан, начинается усиленный распад белков и выделение азота резко увеличивается. Теперь белки составляют основной источник энергии для организма. Это всегда является предвестником близкой смерти. Дыхательный коэффициент в начале голодания равен 0,9 — организм сжигает преимущественно углеводы, затем опускается до 0,7 — используются жиры, к концу голодания он равен 0,8-организм сжигает белки своего тела.
Абсолютное голодание (при приеме воды) может продолжаться человека до 50 дней, у собак — свыше 100 дней, у лошадей — до 30 дней.
Длительность голодания может увеличиваться при предварительной тренировке, так как оказалось, что после коротких периодов голодания организм откладывает запасы в большем, чем обычно, количестве, и это облегчает вторичное голодание.
Вскрытие трупов животных, павших от голодания, показывает, что разные органы уменьшаются в весе в разной степени. Больше всего теряет в весе подкожная клетчатка, затем мышцы, кожа, и пищеварительный канал, еще меньше теряют в весе железы, почки; сердце и мозг теряют не больше 2-3% своего веса.
Физическая нагрузка
Обмен веществ при физической нагрузке сопровождается усилением процесса диссимиляции в связи с большой потребностью организма в энергии.
Даже при полном покое животное затрачивает энергию на работу внутренних органов, деятельность которых никогда не прекращается: сердца, дыхательных мышц, почек, желез и др. Мышцы скелета постоянно находятся в состоянии известного напряжения, на поддержание которого также необходим значительный расход энергии. Много энергии затрачивают животные на прием, пережевывание корма и его переваривание. У лошади на это тратится до 20% энергии принятого корма. Но особенно увеличивается расход энергии при мышечной работе, причем тем больше, чем тяжелее производимая работа. Так, лошадь при движении по ровной дороге со скоростью 5-6 км в час расходует 150 кал тепла на каждый километр пути, а при скорости 10-12 км в час — 225 кал.
Источником энергии при мышечной работе служат в основном углеводы. При тяжелой и длительной работе, когда израсходуется запас углеводов, организм использует жиры и даже белки, превращая их предварительно в углеводы.
Окружающая среда
На обмен веществ сильно влияет и окружающая среда — температура, влажность воздуха, давление, свет. При низкой температуре окружающей среды усиливается отдача тепла, а это вызывает рефлекторно повышение ее продукции и тем самым усиление процессов распада в теле.
На этой странице материал по темам:метаболизм кислорода в организме человека
что такое обмен веществ 2 из каких процессов
процесс обмена веществ это
процесс обмен веществ
процессы произхлдящии при обмене веществ
Какое значение имеют белки для организма?
В каких питательных веществах содержатся полноценные и неполноценные белки?
Расскажите об особенностях обмена жиров.
Как происходит обмен углеводов в организме?
wiki-med.com