Обмен веществ и энергии

1.Метаболизм
2.Пищеварение и использование энергии
3.Основной обмен
4.Суточный расход энергии
5.Обмен веществ
5.1.Обмен белков
5.2.Обмен липидов 5.3.Обмен углеводов
5.4. Обмен воды и минеральных веществ
6.Регуляция обмена веществ и энергии
6.1.Нервные центры
6.2.Гуморальная регуляция

Обмен веществ и энергии - это совокупность физических, химических и физиологических процессов превращения веществ и энергии в живых организмах, а также обмен веществами и энергией между организмом и окружающей средой.
Все происходящие при этом преобразования объединены общим названием - метаболизм.

Анаболизм - это совокупность процессов биосинтеза органических веществ (компонентов клетки и других структур органов и тканей).
Катаболизм - это совокупность процессов расщепления сложных молекул до более простых веществ с использованием части из них в качестве субстратов для биосинтеза и расщеплением другой части до конечных продуктов метаболизма с образованием энергии.

Превращение и использование энергии
.
Получение энергии без участия кислорода называется анаэробным обменом.
Все процессы, генерирующие энергию с участием кислорода, называются аэробным обменом.

Использование химической энергии в организме называют энергетическим обменом, именно он служит показателем общего состояния и физиологической активности организма.
Единица измерения энергии, обычно применяемая в биологии и медицине, - калория (кал).
1 ккал = 4,19 кДж

Основной обмен – минимальные для бодрствующего организма затраты энергии, определенные в строго контролируемых стандартных условиях:
1) при температуре (18-20°С тепла);
2) в положении лежа (но обследуемый не должен спать);
3) в состоянии эмоционального покоя
4) натощак (через 12-16 ч после последнего приема пищи).

Правило поверхности (Рубнер, 1868г.):
затраты энергии (интенсивность обмена) пропорциональны величине поверхности тела.
-чем меньше животное, тем выше обмен
R=К×m
где К равна 12,3 (у человека), m – масса тела
формула Дюбуа:
R=W0,425×H0,725×71,84

Рабочий обмен – совокупность компонентов суточного расхода энергии.
Степень энергетических затрат при различной физической активности определяется коэффициентом физической активности – отношением общих энергозатрат на все виды деятельности в сутки к величине основного обмена.

Суточный расход энергии
Основной обмен
Суточный расход энергии
=
+
Рабочая прибавка

Группы работников по энерготратам

Разность между потребностью в О2 и его потреблением составляет энергию, получаемую в результате анаэробного распада, и называется кислородным долгом

Этапы обмена веществ:
1. Ферментативные процессы расщепления белков, жиров и углеводов до растворимых в воде аминокислот, моно- и дисахаридов, глицерина, жирных кислот и др. соединений, всасывание этих веществ в кровь и лимфу.
2. Транспорт питательных веществ и кислорода к тканям и химические превращения веществ в клетках. Расщепление питательных веществ до конечных продуктов метаболизма с выделением энергии.
3. Удаление конечных продуктов распада из клеток, их транспорт и выделение почками, легкими, потовыми железами и кишечником.

Обмен веществ

Обмен белков

Аминокислоты, которые в случае их недостаточного поступления с пищей не могут быть синтезированы в организме называются незаменимыми.

валин
лейцин
лизин
фенилаланин
аргинин

Другие аминокислоты, которые могут синтезироваться в организме, называются заменимыми

аланин
глицин
серин
тирозин
цистин

В 100 г белка содержится 16 г азота .
выделение организмом 1 г азота соответствует распаду 6,25 г белка.
масса разрушившегося белка со­ставляет 3,7 х 6,25 = 23 г, или 0,028-0,075 г азота на 1 кг массы тела в сутки
коэффициент изнашивания Рубнера

Если количество азота, поступающего в организм с пищей, равно количеству азота, выводимого из организма, то организм находится в состоянии азотистого равновесия.
Если в организм поступает азота больше, чем выделяется, то это свидетельствует о положительном азотистом балансе.
Состояние, при котором количество выводимого из организма азота превышает его поступление в организм, называют отрицательным азотистым балансом.

Обмен липидов

Липиды – сложные эфиры глицерина и высших жирных кислот.
Функции липидов
Энергетическая
Пластическая
Нейтральные жиры - триглицериды
фосфолипиды

липопротеиды
липопротеиды очень низкой плотности (ЛПОНП)
липопротеиды низкой плотности (ЛПНП)
липопротеиды высокой плотности (ЛПВП).

Обмен липидами между кровеносным капилляром и адипоцитом

Обмен углеводов

Углеводы пищи
Растительные
Животные
КРАХМАЛ
ГЛИКОГЕН

Гликогенез – превращение глюкозы в гликоген при избыточном ее поступлении.
Гликогенолиз – расщепление гликогена и поступление глюкозы в кровь при снижении ее уровня в крови.
Гликонеогенез – синтез глюкозы под действием глюкокортикоидов из аминокислот и жиров при истощении запасов гликогена в организме.

Обмен воды и минеральных веществ

Регуляция обмена веществ и энергии

Суточная потребность в воде

РЕГУЛЯЦИЯ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ
1. НЕРВНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ
2. ГУМОРАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ

НЕРВНЫЙ ЦЕНТР ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ ВКЛЮЧАЕТ:
Гипоталамус
Лимбическая система
Кора больших полушарий

Нервные центры
1 - обонятельная луковица; 2 - обонятельный путь; 3 - обонятельный треугольник; 4 - поясная извилина; 5 - серые включения; 6 - свод; 7 - перешеек поясной извилины; 8 - концевая полоска; 9 - гиппокампальная извилина; 11 - гиппокамп; 12 - сосцевидное тело; 13 - миндалевидное тело; 14 - крючок.

Гипоталамический уровень
Латеральные и вентромедиальные ядра гипоталамуса

Лимбическая система – эмоциональный центр, влияющий на интенсивность обмена веществ и энергии.

Гормональная регуляция обмена веществ и энергии