Основной обмен и его значение.

Чеченский Государственный Университет

Медицинский факультет

Кафедра нормальной и патологической физиологии

Лекции по дисциплине – нормальная физиология (2 курс,4-й семестр)

(автор-составитель-Ахмедова К.С.- доцент кафедры)

Тема: Обмен веществ и энергии

Лекция №1 – Обмен веществ и энергии. Методы измерения энергообразования. Понятие о питательных веществах, их значение. Обмен белков, жиров, углеводов, воды и минеральных солей. Их регуляция.

Цель лекции: дать студентам представление о превращениях веществ и энергии в организме, о значении важнейших питательных веществ для жизнедеятельности человека.

Обмен веществ и энергии, или метаболизм,—это совокупность химических и физических превращений веществ и энергии, происходящих в живом организме и обеспечивающих его рост, развитие и жизнедеятельность в целом. Обмен веществ и энергии составляет единое целое и подчиняется закону сохранения материи и энергии.

Обмен веществ складывается из процессов ассимиляции и диссимиляции. Ассимиляция (анаболизм) — процесс превращения простых веществ в сложные с их последующим усвоением организмом, при котором расходуется(используется) энергия. Диссимиляция (катаболизм) — процесс распада сложных органических соединений, протекающий с высвобождением энергии.

Единственным источником энергии для организма человека является окисление органических веществ, поступающих с пищей. При расщеплении пищевых продуктов до конечных элементов — углекислого газа и воды,— выделяется энергия, часть которой переходит в механическую работу, выполняемую мышцами, другая часть используется для синтеза более сложных соединений или накапливается в специальных макроэргических соединениях.

Макроэргическими соединениями называют вещества, расщепление которых сопровождается выделением большого количества энергии. В организме человека роль макроэргических соединений выполняют аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) и креатинфосфат (КФ).

Образование и расход энергии.

Энергия, освобождающаяся при распаде органических веществ, накапливается в форме АТФ, количество которой в тканях организма поддерживается на высоком уровне. АТФ содержится в каждой клетке организма. Наибольшее количество ее обнаруживается в скелетных мышцах — 0,2—0,5%. Любая деятельность клетки всегда точно совпадает по времени с распадом АТФ.

Разрушившиеся молекулы АТФ должны восстановиться. Это происходит за счет энергии, которая освобождается при распаде основных питательных веществ: углеводов, жиров и белков.

О количестве затраченной организмом энергии можно судить по количеству тепла, которое он отдает во внешнюю среду.

Для характеристики процессов энергообразования и энергоиспользования в физиологии используют следующие понятия: основной обмен; рабочий обмен и общий обмен.

Таким образом, с точки зрения термодинамики и энергетики жизнь человека – это непрерывная работа, направленная на поддержание стабильности макромолекул, разности концентрации веществ между водными секторами тела, передачу импульсов, синтез и обновление молекул, построение клеток, моторику и секрецию.

Из 100%энергии пищи современного человека ее расход можно представить так:

1).60% - на обеспечение жизнедеятельности.

2).10 -15% -на усвоение самой пищи(специфически динамическое действие пищи).

3).30 -40% -на обеспечение активности человека, включая работу на производстве, дома, активный отдых и физкультуру.

Основной обмен и его значение.

Основной обмен — минимальное количество энергии, необходимое для поддержания нормальной жизнедеятельности организма в состоянии полного покоя при исключении всех внутренних и внешних влияний, которые могли бы повысить уровень обменных процессов. Основной обмен веществ определяют утром натощак (через 12—14 ч после последнего приема пищи), в положении лежа на спине, при полном расслаблении мышц, в условиях температурного комфорта (18—20° С) и при отсутствии физической или умственной нагрузки, а также при эмоциональном покое. Выражается основной обмен количеством энергии, выделенной организмом в течение минуты, часа и суток и измеряется или в джоулях(СИ), или в калориях(СГС).

В состоянии полного физического и психического покоя организм расходует энергию на: 1) постоянно совершающиеся химические процессы; 2) механическую работу, выполняемую отдельными органами (сердце, дыхательные мышцы, кровеносные сосуды, кишечник и др.); 3) постоянную деятельность железисто-секреторного аппарата.

Основной обмен веществ зависит от возраста, роста, массы тела, пола. Самый интенсивный основной обмен веществ в расчете на 1 кг массы тела отмечается у детей. С увеличением массы тела усиливается основной обмен веществ. Средняя величина основного обмена веществ у здорового человека равна приблизительно 4,2 кДж (1 ккал) в 1 ч на 1 кг массы тела.

По расходу энергии в состоянии покоя ткани организма неоднородны. Более активно расходуют энергию внутренние органы(печень -27%, мозг -19%, сердце – 7%, почки – 10%, мышцы – 18%, прочие органы- 19%.), менее активно — мышечная ткань.

Интенсивность основного обмена веществ в жировой ткани в 3 раза ниже, чем в остальной клеточной массе организма. Худые люди производят больше тепла на 1 кг массы тела, чем полные. Основной обмен у среднестатистического человека составляет от 1400 до 1700 ккал.

У женщин основной обмен веществ ниже, чем у мужчин. Это связано с тем, что у женщин меньше масса и поверхность тела, а также меньше мышечной массы в общей массе тела. Согласно правилу Рубнера основной обмен веществ приблизительно пропорционален поверхности тела.

Отмечены сезонные колебания величины основного обмена веществ – повышение его весной и снижение зимой. Мышечная деятельность вызывает повышение обмена веществ пропорционально тяжести выполняемой работы.

Для чего определяется Величина Основного Обмена? Для оценки функционального состояния организма.Нарушения функций органов и систем организма приводят к значительным изменениям основного обмена. При повышенной функции щитовидной железы, малярии, брюшном тифе, туберкулезе, сопровождающихся лихорадкой, основной обмен веществ усиливается. Кроме того, ВОО – удобный ориентир для расчета величины физической нагрузки при производственной, спортивной и бытовой деятельности.

Любые виды выполняемых человеком работ принято делить на физическую и умственную. В свою очередь, тяжесть работы легко определять по величине энергозатрат при выполнении данной работы, кратными Величине Основного Обмена(ВОО). Например, ходьба пешком, одевание, умывание кратны 1,4, ВОО; пение и танцы – 3,2 ВОО; стирка одежды – 2,2 ВОО; приготовление пищи – 1,8 ВОО; кладка кирпича – 3.3 ВОО; работа вилами – 6.8 ВОО; 1погрузка мешков – 7,4 ВОО.

Физической работой называется работа, выполняемая с использованием мышечной ткани. По интенсивности мышечных сокращений она делится на: легкую(2200 – 3300 ккал.), среднюю(2350 – 3500 ккал.), тяжелую(3500 -3700ккал.) и очень тяжелую(2900 – 4200ккал.).

Общий обмен это сумма Основного и Рабочего Обмена плюс показатели специфически динамического действия пищи.