Обмен веществ и энергии. Терморегуляция

Обмен веществ и энергии
Анаболизм – биосинтез сложных веществ клетки
Катаболизм - расщепление сложных молекул до простых веществ

Обмен веществ - совокупность протекающих в живых организмах химических превращений, обеспечивающих их рост, развитие, процессы жизнедеятельности, воспроизведение потомства, активное взаимодействие с окружающей средой.

Закон сохранения Е: энергия не возникает и не исчезает, она только видоизменяется
Электрическая (передача информации по нервным волокнам с помощью импульса)
Химическая (синтез АТФ, белков, жиров, углеводов)
Механическая (сокращение скелетных мышц, сердца, диафрагмы)
Тепловая (поддержание постоянной температуры тела)
Химическая Е
(химические связи органических веществ пищи)

Пищеварительная система
Дыхательная система
пища
воздух
питательные вещества
кислород
в кровеносную систему
Питательные вещества + кислород
ОКИСЛЕНИЕ
запас
строительный материал
Продукты
обмена
+ Е
клетка
жидкие
газообразные
Выделительная система
Дыхательная система
пот
моча
на жизнедея-тельность
в запас
согревание

Схема превращения веществ и энергии в организме

БЕЛКИ
ЖИРЫ
УГЛЕВОДЫ
БИОЛОГИЧЕСКОЕ ОКИСЛЕНИЕ
Н2О+СО2+АТФ первичное тепло
Механическая
работа
Химический синтез,
обновление структур
Активный транспорт в-в,
Электрическая работа
Вторичная теплота
Активное
состояние
ОСНОВНОЙ ОБМЕН

ОСНОВНОЙ ОБМЕН
СУММАРНАЯ ИНТЕНСИВНОСТЬ ОБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ ОРГАНИЗМА, ИЗМЕРЕННАЯ В УСЛОВИЯХ ПОКОЯ
РАБОЧАЯ ПРИБАВКА
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ РАСХОД ЭНЕРГИИ, СВЯЗАННЫЙ ВЫПОЛНЕНИЕМ МЫШЕЧНОЙ РАБОТЫ И ПОДДЕРЖАНИЕМ ИЗМЕНЯЮЩЕЙСЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ТЕЛА

СТАНДАРТНЫЕ УСЛОВИЯ
ИЗМЕРЕНИЯ ОО
УТРОМ
НАТОЩАК (через 12-16 часов после еды)
ПРИ СОСТОЯНИИ ФИЗИЧЕСКОГО ПОКОЯ (лёжа)
ПРИ СОСТОЯНИИ ПСИХИЧЕСКОГО И ЭМОЦИОНАЛЬНОГО ПОКОЯ
ПРИ ТЕМПЕРАТУРНОМ КОМФОРТЕ (18-220С для одетого тела. 25-260С для раздетого

Факторы, определяющие ОО
ВОЗРАСТ
ПОЛ
МАССА
РОСТ

Величина энергозатрат в зависимости от профессии

Суточный расход энергии у детей и подростков

Методы исследования энергетических трат
Прямая биокалориметрия
Непрямая биокалориметрия
По газообмену
По пищевым рационам

Энергетическая ценность питательных веществ

ПИТАНИЕ

Регуляция обмена веществ
нервная (гипоталамус)
гуморальная (эндокринные железы)

Обмен воды
Значение воды:
растворитель
терморегулятор
определяет физические свойства клетки
участие в химических реакциях
ВОДА
Пищеварительная система
пот
почки
дыхание
кал
Выделение

Обмен минеральных солей
Макроэлементы: Ca, K, Na, P, Cl
Микроэлементы: Fe, Co, Zn, F, J

Обмен белков
Белки пищи
Пептиды
АК
CO2+H2O+NH3+мочевина
1 гр. белка = 17,6 кДж
желудок
пепсин
тонкая кишка
трипсин
синтез в клетках организма и печени
окисление
распад с образованием Е
Миозин, казеин

Обмен углеводов
Углеводы пищи (крахмал)
Солодовый сахар + глюкоза
глюкоза
Гликокалис, гликоген
CO2+H2O
1 гр. углеводов = 17,6 кДж
ротовая полость
птиалин мальтаза
тонкая кишка
амилаза
синтез в клетках организма и печени
окисление

окисление
Обмен жиров
Жиры пищи
Глицерин + ЖК
Глицерин + ЖК
CO2+H2O
1 гр. жира = 38,9 кДж
12-ти перстная кишка
липаза
тонкая кишка
липаза
синтез в клетках организма
Липоиды

Роль печени в обмене веществ

ТЕРМОРЕГУЛЯЦИЯ

Гомойотермия – постоянство температуры тела, независимо от температуры окружающей среды.
Гомойотемные – теплокровные организмы
Пойколотермия – температура тела зависит от окружающей среды
Пойкилотермные – хладнокровные организмы

«оболочка» - поверхностные ткани (кожа), отдающие тепло окружающей среде - пойкилотермная
«ядро» или «сердцевина» - глубокие ткани, производящие тепло - гомойотермная

370С
360С
Физическая
терморегуля-
ция
Химическая
терморегуля-
ция
Клеточный
метаболизм
Излучение
Конвекция
Проведение
испарение
изотермия

Соотношение механизмов физической и химической терморегуляции

Физическая терморегуляция

Пути теплоотдачи
теплоизлучение (радиация) – способ отдачи тепла человека предметам, находящимся на расстоянии, при помощи электромагнитных волн инфракрасного диапазона. (66%)
конвекция – перенос тепла в процессе движения воздуха или воды, окружающих тело.(15%)
теплопроведение – этим путём тепло отдаётся при контакте тела с каким-либо субстратом (одежда, постель, сидение стула, на котором человек сидит и т.д.)
испарение за счёт потоотделения. (19%)

Химическая терморегуляция

теплопродукция
Сократительный термогенез
Скелетные мышцы
Мышечный
тонус
Мышечная
дрожь
Произвольные
движения

теплопродукция
Несократительный термогенез
Окисление
жирных
кислот
Распад
гликогена
Глюко-
неогенез
Усиление
окислительных
процессов

Окисление жирных кис-лот у новорожденных
Симпатическая н.с.
Бурый жир –
фермент мембраны термогенин
Цитохромные ферменты
Быстрое окисление
жирных кислот
тепло
Отсутствие синтеза
и гидролиза АТФ

Терморецепторы кожи
Холодовые рецепторы – колбочки Краузе - свободные нервные окончания в базальном (ростковом) слое эпидермиса.
Играют важную роль в защите организма от переохлаждения.

Терморецепторы кожи
Тепловые рецепторы – тельца Руффини– свободные нервные окончания в сосочковом слое дермы.
Холодовых рецепторов больше, чем тепловых

Терморецепторы кожи
Холодовой диапазон –
от 20 до 400С
Тепловой диапазон –
от 25 до 470С

ТЕРМОРЕЦЕПТОРЫ «СЕРДЦЕВИНЫ» ТЕЛА
(ЦЕНТРАЛЬНЫЕ И ВНУТРИСОСУДИСТЫЕ)
Защищают организм от ПЕРЕГРЕВАНИЯ
Возбуждение терморецепторов «сердцевины» включает центральные механизмы, обеспечивающие УВЕЛИЧЕНИЕ ТЕПЛООТДАЧИ

Особенности терморегуляции у новорожденных
Теплопродукция на 1кг массы новорожденных в 1,4 раза выше, чем у взрослых;
Теплоотдача в 2 раза интенсивнее, чем у взрослых

Особенности терморегуляции у новорожденных
Большая поверхность тела новорожденных по отношению к массе;
Интенсивное кровообращение в коже;
Малая толщина кожи;
Недостаточное потоотделение.

Схема регуляции температуры тела