Навигация
7. Обмен веществ и энергии
Французский ученый Клод Бернар установил, что живой организм и среда – это единая система, т.е. между ними происходит непрерывный обмен веществами и энергией. Энергия необходима организму для поддержания всех его жизненно важных функций. Единицы измерения энергии – это калория или джоуль. Откуда же берется в организме энергия? Она выделяется за счет окисления сложных органических соединений, т.е. белков, жиров и углеводов. Накопление энергии происходит в основном за счет АТФ (аденозинтрифосфорной кислоты). Поэтому АТФ – это универсальный источник энергии в организме человека. Высвобождение энергии происходит за счет гидролиза АТФ, когда разрывается химическая связь концевой фосфатной группы и высвобождается энергия. Часть этой энергии выделяется в виде теплоты. Так, например, при сокращении мышц около 80% энергии теряется в виде тепла и только 20% превращается в механическую работу.
Перейдем к вопросу об обмене веществ в организме человека, или метаболизму. Процессы метаболизма разделяются на две группы: анаболические и катаболические.
Анаболизм – это процессы биосинтеза органических веществ. Анаболизм обеспечивает рост, развитие организма, обновление его структур и накопление энергии.
Катаболизм – это процессы расщепления сложных молекул до простых веществ с образованием энергии в виде АТФ. Эти процессы находятся в организме человека в состоянии равновесия или же преобладания одного над другим. Потребность организма в пластических веществах удовлетворяется путем потребления их с пищей.
Рассмотрим отдельно особенности белкового, углеводного и жирового обмена.
Обмен белков. Белки – это вещества, в состав которых входят аминокислоты (20). В состав белков входит также азот. Функции белков – пластическая (строительная), энергетическая. Так, при сгорании 1 г белка в организме высвобождается 4,1 ккал энергии. В сутки человек должен потреблять не менее 85–90 г. белка (это белковый оптимум).
Обмен жиров (липидов). Жиры – это эфиры высших жирных кислот и глицерина. Их функции: энергетическая, пластическая, а также участие в теплообмене. Так, при сгорании в организме 1 г жира высвобождается 9,3 ккал энергии. В сутки потребность в жирах составляет от 80 до 100 г. Жиры могут запасаться в организме в подкожной жировой клетчатке, в оболочках вокруг внутренних органов и т.д.
Обмен углеводов. Углеводы можно условно разделить на три класса соединений: моносахара (например, глюкоза); дисахара (например, мальтоза); полисахара (например, крахмал). Это вещества, сладкие на вкус, хорошо растворимые в воде. Они выполняют энергетическую и пластическую функции, а также входят в состав нуклеиновых кислот (ДНК, РНК) и АТФ. Потребность в углеводах составляет в сутки 350–450 г. Углеводы могут запасаться в организме человека в виде животного крахмала – гликогена – в печени и в скелетных мышцах.
Таким образом, соотношение в пищевом рационе основных питательных веществ составляет 1:1:4 (белков: жиров: углеводов). При составлении пищевых рационов кроме этого правила учитываются энергозатраты человека за 1 сутки, зависящие от характера выполняемой им работы.
В состав пищи входят также вода, неорганические (минеральные) вещества и витамины. Витамины – это особая группа веществ, не синтезируемых вовсе или синтезируемых в малых количествах в организме человека. Однако эти различные по своей химической природе вещества необходимы для нормального обмена веществ, роста, развития человека, поддержания его здоровья. Все витамины можно подразделить на водо- и жирорастворимые. К первой группе относят витамин С, витамины группы В. Они содержатся в основном в продуктах растительного происхождения (овощах, фруктах). Источником жирорастворимых витаминов (А, Д, Е и К) является пища животного происхождения (молоко, яйца, мясо, печенье и т.д.). Некоторые витамины синтезируются микрофлорой кишечника (витамин К, В6). При полном отсутствии витаминов в пище возникают авитаминозы, которые могут сопровождаться различными заболеваниями. В настоящее время мы чаще сталкиваемся (особенно в зимнее время) с гиповита-минозами – с недостаточным поступлением витаминов с пищей. Этот недостаток можно легко устранить приемом поливитаминов, содержащих весь комплекс витаминов и минеральные добавки.
8. Физиология выделения
К выделительным органам относят почки, кожу, потовые, сальные железы, легкие. Органы мочевыделения – это почки, мочеточники, мочевой пузырь, мочеиспускательный канал. Функции почек многообразны:
Участие в регуляции водного баланса организма.
Участие в постоянстве ионного баланса.
Регуляция осмотического давления во внутренней среде организма.
Поддержание кислотно-щелочного равновесия и др.
Однако основная функция почек – экскреторная – удаление из организма вредных и чужеродных для него веществ путем образования и выведения мочи.
Почки находятся в брюшной полости. По форме они напоминают боб, каждая из них весом 120–200 г., длиной 10–12 см, шириной б см, толщиной 3 см. Почки располагаются по обе стороны от позвоночного столба. На вогнутом крае почки имеется углубление – почечные ворота, через которые проходят сосуды, нервы и мочеточник. На разрезе через почку видно, что она состоит из коркового и мозгового вещества.
Мозговое вещество (внутри) представлено 10–15 почечными пирамидками. Корковое вещество расположено снаружи и проникает в мозговое, образуя почечные столбы. В корковом веществе находятся структурно-функциональные элементы почки – нефроны (1 миллион в каждой почке). Нефрон начинается почечным тельцем, состоящим из капсулы и капиллярного клубочка. Капсула переходит в систему канальцев – извитых и прямых. Канальцы, в свою очередь, переходят в собирательную трубочку, которая впадает в сосочковый проток, открывающийся на вершине пирамиды в полость малой почечной чаши. Несколько малых чаш открываются в большую чашу, а 2–3 большие – в почечную лоханку. Почечная лоханка, суживаясь, переходит в мочеточник.
Почки каждую минуту пропускают более 1 литра крови, а всего ими за сутки фильтруется и очищается 1700 л крови. В нефронах происходит процесс мочеобразования путем:
фильтрации (в капсуле нефрона) под давлением;
обратного всасывания (в канальцах);
секреции (в канальцах).
Образовавшаяся моча через мочеточник поступает в мочевой пузырь, где накапливается, а затем через мочеиспускательный канал выводится наружу.
Моча выделяется в количестве 1–1,5 л в сутки. Она светло-желтого цвета, кислотно-щелочное равновесие (рН) колеблется от 4,5 до 8 единиц. Моча содержит вредные продукты метаболизма: мочевину, мочевую кислоту, аммиак, а также воду и неорганические вещества и пигмент урохром. В норме у здорового человека не должны содержаться в моче глюкоза и белок. Это может быть связано с различными заболеваниями (сахарный диабет, нефрит и др.).
Похожие работы
... , гиподинамия, вибрация, невесомость и т.д.). В зависимости от метода исследования и уровня познания составляющих структур морфология подразделяется на анатомия, гистологию, цитологию и эмбриологию. Анатомия, как и другие морфологические науки, относится к фундаментальным наукам, изучающим закономерности строения живой материи на различных уровнях ее организации. Она вооружает учащихся знаниями ...
... в Одесском, Петербургском и Московском университетах, и везде расширял и обогащал лаборатории и руководил физиологическим образованием многих молодых ученых, сделавшихся потом профессорами физиологии (как-то: Введенский , Вериго , Попов в Дерпте и т. д.). В то время, когда Сеченов работал в Медико-Хирургической академии, в других университетах появляются физиологи, тоже прекрасно ознакомленные с ...
... ". В эпоху Возрождения в естествознании и медицине большое значение начали придавать опыту и наблюдению. Дальнейшее развитие физиологии связано с успехами анатомии, где работы Леонардо да Винчи и Андреаса Везалия подготовили почву для открытий в области физиологии. Самостоятельной научной дисциплиной физиология стала к началу 17 века. Здесь важнейшее значение имело открытие Вильямом Гарвеем ...
... (Уилл). Эффективные методы оживления, применяемые в клинике, есть результат экспериментальной разработки проблемы терминальных состояний у животных (Ф. А. Андреев, В. А. Неговский и др.). История. Патологическая физиология как самостоятельная экспериментальная наука стала оформляться с середины 19 в., но истоки ее в виде умозрительного учения о болезни можно проследить с древнейших времен. На ...
0 комментариев