МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА
реклама
МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ МОСКОВСКОЙ ОБЛАСТИ ГБОУ СПО МО «ПОДОЛЬСКОЕ МЕДИЦИНСКОЕ УЧИЛИЩЕ» МОДУЛЬ: ПРОЦЕСС ПИТАНИЯ БЛОК: ФИЗИОЛОГИЯ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ Специальность: Сестринское дело Продолжительность занятий: Место проведения: 2 часа кабинет анатомии Составил преподаватель дисциплины Тальянова М.И. 2013 г. Уважаемые студенты! Вам предстоит самостоятельно на теоретических занятиях проработать тему «Физиология обмена веществ и энергии» состоящую из разделов: - Общие представления об обмене веществ и энергии - Обмен белков - Обмен углеводов - Обмен жиров - Водный обмен - Минеральный обмен Для лучшего осмысления прочитанного, в методической разработке даны схемы опорного конспекта, контрольные вопросы. При работе с методической разработкой Вам необходимо: - Внимательно прочитать текст - Законспектировать, прочитанный текст. Лучше всего конспектировать текст, отвечая на контрольные вопросы и переносить схемы опорных конспектов из методической разработки в лекционную тетрадь - Закончив работу с текстом, приступайте к решению тестовых заданий, которые даны в приложении 1, данной методической разработки Большая просьба! При работе с методическим разработкой не оставляйте каких либо значков и пометок Преподаватель дисциплины: Тальянова М.И. СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ стр. 1 ЦЕЛИ стр. 1. СХЕМА ИНТЕГРАТИВНЫХ СВЯЗЕЙ стр. 1. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ стр. 2-19 ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ стр. 20-23 ЛИТЕРАТУРА стр. 24. ВВЕДЕНИЕ Обмен веществ и энергии между организмом и внешней средой – неотъемлемое свойство живой материи. Основной обмен – это минимальное количество энергии, необходимое для поддержания нормальной жизнедеятельности организма в состоянии полного покоя при исключении всех внутренних и внешних проявлений, которые могли бы повысить уровень обменных процессов. Восполнение энергетических затрат организма происходит за счет питательных веществ. В пище должны содержаться белки, углеводы, жиры, минеральные соли и витамины в необходимых количествах и правильном соотношении. В состоянии полного физического и психического покоя организм расходует энергию на: - Постоянно совершающиеся химические процессы - Механическую работу, выполняемую отдельными органами (сердце, дыхательные мышцы, кровеносные сосуды, кишечник) - Не прекращающуюся деятельность железисто-секреторного аппарата И поэтому целью данной методической разработки является: - Ознакомить студентов с физиологией обмена веществ и энергии - Научить студентов понимать процессы ассимиляции и диссимиляции - Научить студентов оценивать процесс питания - Студент должен: Знать обмен белков, жиров, углеводов, водно-солевой обмен, витамины Знать что такое рациональное питание и его критерии Знать что такое режим питания Сдать тестовый контроль знаний по физиологии обмена веществ и энергии СХЕМА ИНТЕГРАТИВНЫХ СВЯЗЕЙ Дисциплина: Анатомия и физиология человека. Модуль: Процесс питания. Блок: Физиология обмена веществ и энергии Обмен белков Обмен жиров Обмен углеводов Водный обмен Минеральный обмен Терапия Хирургия Основы гигиены и экологии Педиатрия Основы сестринского дела ОБЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ОБ ОБМЕНЕ ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ Обменом веществ и энергии называется совокупность химических и физических превращений, происходящих в живом организме и обеспечивающих его жизнедеятельность. Энергия, освобождающаяся в процессе метаболизма (обмена веществ), необходима для совершения работы, роста, развития и обеспечения структуры и функций всех клеточных элементов. Обмен веществ и энергии составляют единое целое, и они подчиняются универсальному закону природы – закону сохранения материи и энергии. Обмен веществ состоит из двух процессов: ассимиляции – усвоения веществ и синтеза соединений и диссимиляции – расщепления и выведения из организма продуктов распада. Процессы биосинтеза органических соединений называют анаболизмом, а процессы распада – катаболизмом. В результате процессов диссимиляции (катаболизма) питательных веществ образуется энергия и исходные соединения, которые обеспечивают течение процессов ассимиляции (анаболизма). Взаимосвязь этих двух процессов обеспечивает существование живого организма. Обмен веществ можно условно подразделить на внешний обмен, который включает поступление питательных веществ в организм и выведение конечных продуктов распада, и внутренний обмен – промежуточный, который охватывает различные превращения питательных веществ в клетках организма. Питательные вещества, поступившие в организм, расходуются на энергетические и строительные процессы. В организме эти два процесса протекают одновременно. Единственным источником энергии для человека и животных является окисление органических веществ, поступающих с пищей. При расщеплении пищевых продуктов до конечных элементов – углекислоты и воды, выделяется энергия химических связей. Одна часть выделившейся энергии переходит в механическую работу, выполняемую мышцами, другая часть используется для синтеза более сложных соединений или запасается в специальных макроэргических соединениях. Макроэргическими соединениями называются вещества, в которых накапливается много энергии. В организме человека и животных роль макроэргических соединений выполняют аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) и креатинфосфат (КФ). ОБМЕН БЕЛКОВ Белками (протеинами) называют высокомолекулярные соединения, построенные из аминокислот. В процессах жизнедеятельности организма белкам принадлежит главная роль. Однако синтез белка из неорганических веществ возможен только в растительных тканях. В живом же организме белок синтезируется из аминокислот, часть из которых образуется в самом организме, тогда как другие должны поступать с пищей. Таким образом, состояние белкового обмена в значительной степени определяется содержанием белка в продуктах питания. Белки в организме выполняют разнообразные функции, основной из которых является пластическая. В течение всей жизни в организме происходит одновременно разрушение и восстановление клеток органов и тканей. Это − противоположные процессы, единство которых и составляет сущность жизни. В связи с этим в организм должны постоянно поступать вещества, необходимые для построения новых клеток. Главное место при этом принадлежит белкам, так как ни углеводы, ни жиры не могут их заменить в воспроизводстве основных структурных элементов органов и тканей, а также в образовании ряда важнейших веществ, например ферментов и гормонов. Каталитическая или ферментативная функция белков состоит в том, что протеины способны ускорять биохимические реакции в организме. Все известные в настоящее время ферменты являются белками. От активности белков-ферментов зависит осуществление всех видов обмена веществ в организме. Защитная функция белков проявляется в образовании иммунных тел (антител) при поступлении в организм чужеродного белка (например, бактерий). Кроме того, белки связывают токсины и яды, попадающие в организм, и обеспечивают свертывание крови и остановку кровотечения при ранениях. Транспортная функция белков заключается в переносе многих веществ. Так, снабжение клеток кислородом и удаление углекислого газа из организма осуществляется сложным белком − гемоглобином, липопротеиды обеспечивают транспорт жиров и т.д. Передача наследственных свойств, в которой ведущую роль играют нуклеопротеиды, является одной из важнейших функций-белков. В состав нуклеопротеидов входят нуклеиновые кислоты. Различают два основных типа нуклеиновых кислот: рибонуклеиновые (РНК) и дезоксирибонуклеиновые (ДНК). Важнейшей биологической функцией нуклеиновых кислот является их участие в биосинтезе белков. Нуклеиновые кислоты не только необходимы для самого процесса синтеза белка, они обеспечивают также образование белков, специфичных для данного вида организма. Регуляторная функция белков направлена на поддержание биологических констант в организме, что обеспечивается регулирующими влияниями различных гормонов белковой природы. Энергетическая роль белков состоит в обеспечении энергией всех жизненных процессов в организме человека и животных. При окислении 1 грамма белка в среднем освобождается энергия, равная 4 ккал. Для нормальной жизнедеятельности организма необходимо поступление такого количества белка, которое полностью будет покрывать все его потребности. Эта величина не является постоянной и зависит она от пола, возраста, рода трудовой деятельности и других физиологических условий. В организме постоянно происходит распад и синтез белков. Единственным источником синтеза нового белка являются белки пищи. После расщепления белков ферментами до аминокислот в пищеварительном тракте в тонком кишечнике происходит их всасывание. Одновременно с аминокислотами частично всасываются и простейшие пептиды. Из аминокислот и простейших пептидов клетки синтезируют собственный белок, который характерен только для данного организма. Белки не могут быть заменены другими пищевыми веществами, так как их синтез в организме возможен только из аминокислот. Вместе с тем белок может замещать собой жиры, углеводы, т. е. использоваться для синтеза этих соединений. Азот является обязательной составной частью белка и продуктов его расщепления − аминокислот. Азот поступает в организм только с белковой пищей, так как в других питательных веществах он не содержится и иными путями в организм не попадает. Белки содержат в среднем 16% азота, поэтому по уровню азота в пище можно установить количество потребленного белка. Азот пищи полностью организмом не усваивается. Для точного расчета усвоенного организмом азота нужно определить потери его с калом. О распавшемся белке в организме судят по содержанию азота в моче, так как азот выводится из организма преимущественно с мочой. Азотистый баланс − это разница между количеством азота поступившего в организм, и азота, выведенного из него. Обычно у здорового человека при нормальном белковом питании имеется азотистое равновесие. Азотистое равновесие − это такое состояние, при котором количество выведенного азота равно количеству поступившего в организм. Положительный азотистый баланс − это состояние, при котором количество выведенного азота меньше количества введенного азота. Это бывает при беременности, у растущего организма, при бурном, росте опухоли и других состояниях, когда в организме повышены процессы биосинтеза белка. Отрицательный азотистый баланс − это состояние, при котором количество выведенного азота больше количества введенного азота. Это бывает при белковом голодании, нарушении деятельности пищеварительного аппарата, рвоте, лихорадочных состояниях, нарушениях нейроэндокринной регуляции белкового обмена. Было установлено, что чем больше с пищей поступает белка тем больше выделяется из организма конечных продуктов обмена белка, так как белки в отличие от жиров и углеводов про запас не откладываются. Однако при голодании и длительной белковой недостаточности в течение определенного времени в организме поддерживается состояние белкового равновесия. Было установлено что при недостаточном поступлении белка с пищей относительно уменьшается вес печени и мышц, снижается содержание альбумина плазмы крови, белков печени и мышц, в меньшей степени белков сердца и головного мозга. Потеря одного грамма белков плазмы сопровождается потерей 30 грамм белков организма. При полноценном питании происходит восстановление уровня белка в организме. Азотистый баланс только частично может характеризовать биологическую ценность пищи и обеспечивать организм белками. Как известно для синтеза белков организма необходимы различные аминокислоты. Ряд из них может синтезироваться в организме, такие аминокислоты называются заменимыми, а ряд из них не может синтезироваться и должны поступать только с пищей. Называются они незаменимыми. Только те белки пищи, которые имеют в своем составе все незаменимые аминокислоты, считаются полноценными. В случае отсутствия одной или нескольких незаменимых аминокислот белки являются неполноценными. К полноценным белкам можно отнести белки материнского молока, куриного яйца, икры рыб, мозга животных. Заменимые аминокислоты Глицин Алании Серии Глютаминовая кислота Аспарагиновая кислота Тирозин Аргинин Пролин Гистидин Незаменимые аминокислоты Трионин Валин Лейцин Изолейцин Метионин Фенилаланин Триптофан Лизин Важнейшими азотистыми продуктами распада белков, которые выделяются с мочой и потом, являются мочевина, мочевая кислота и аммиак. Окисление аминокислот происходит путем отщепления от них азота в виде аммиака. Аммиак является очень токсичным веществом для центральной нервной системы и других тканей организма. Однако аммиак обезвреживается в тканях печени и мозга; в печени путем образования мочевины, в ткани мозга за счет превращения в глутамин и глутаминовую кислоту. Мочевина представляет собой относительно безвредный продукт и выводится из организма с мочой. В крови здоровых людей циркулирует лишь незначительное количество аммиака. При нарушении синтеза мочевины в печени увеличивается концентрация аммиака, аминокислот и полипетидов в крови, что вызывает возбуждение центральной нервной системы, появление судорог, спутанность сознания и даже коматозное состояние и смерть. Некоторое количество не всосавшихся в тонком кишечнике аминокислот, поступают в толстый кишечник, где подвергаются воздействию микроорганизмов − гниению, при котором, образуются различные вещества, в том числе и ядовитые. К ядовитым веществам относятся фенол, крезол, скатол и индол. Продукты гниения белков всасываются в кровь воротной вены, откуда попадают в печень, где обезвреживаются, вступая в соединение с активными формами серной кислоты и глюкуроновой кислоты. Некоторые ядовитые вещества обезвреживаются в печени путем образования с глицином гиппуровой кислоты, безвредного соединения, которое выделяется с мочой. Эта реакция служит в клинике для определения антитоксической функции печени. Чем больше выделяется гиппуровой кислоты, тем выше антитоксическая функция печени. Контрольные вопросы: 1. Какое значение имеют белки в питании 2. Почему белки в питании незаменимы 3. Какие аминокислоты называются незаменимыми и почему 4. Назовите незаменимые аминокислоты 5. Чем определяется биологическая ценность белка 6. Что представляют собой белковые резервы организма 7. Что понимают под азотистым балансом 8. Какие продукты участвуют в расщеплении белков в кишечнике и как они обезвреживаются ОБМЕН УГЛЕВОДОВ Углеводы очень широко распространены в природе и особенно в растительном мире, где они составляют 70 - 80 % из расчета на сухое вещество. В животном организме содержание углеводов значительно меньше. Однако для организма их значение очень велико. Об этом свидетельствуют важные и крайне разносторонние функции, которые выполняют углеводы. Энергетическая функция. На 60% углеводы обеспечивают организм энергией. При окислении 1 грамма углеводов выделяется 4 ккакл энергии Пластическая функция. Углеводы принимают участие в синтезе многих очень важных веществ для организма, таких как нуклеопротеиды, липоиды, сложные ферменты, мукополисахариды. В растениях углеводы выполняют в основном опорную функцию. Функция запасных питательных веществ. Углеводы обладают способностью откладываться в организме в вице гликогена, который расходуется по мере надобности. Депо гликогена являются в основном печень и мышцы. При полноценном питании в печени может содержаться до 10% гликогена от веса печени, в мышцах до 2%. При неблагоприятных условиях, например при голодании, запасы гликогена истощаются и его количество может снизиться до 0,2%. Защитная функция. Вязкие секреты (слизи), выделяемые различными железами, богаты мукополисахаридами. Они предохраняют стенки половых органов от механических повреждений, от проникновения патогенных бактерий и вирусов. Ретуляторная функция. В пище всегда содержится значительное количество сложного углевода − клетчатки, грубая структура которой вызывает механическое раздражение желудка и кишечника, участвуя таким образом в акте перистальтики. Специфическая функция. Отдельные представители углеводов выполняют особые функции в организме, например − в проведении нервного импульса, образовании антител, обеспечении специфичности групп крови, нормальной деятельности высшей нервной системы. Углеводы принимают участие в процессе фотосинтеза. В связи с этим важное значение имеет обеспеченность организма необходимым количеством углеводов (суточная потребность в среднем составляет 400 - 450 грамм) в основном за счет, продуктов питания. Углеводами называются органические вещества, в состав которых входят углерод, водород и кислород. Водород и кислород в углеводах находятся в основном в таком же соотношении, как и в молекуле воды: на два атома водорода приходится один атом кислорода. Поэтому эти соединения стали называть углеводами. К ним относятся: глюкоза, рибоза, сахароза и др. Однако среди углеводов имеются соединения, не отвечающие такому правилу. С другой стороны, среди органических веществ существуют такие, в молекулах которых водород и кислород находятся в том же отношении (2:1), но они не принадлежат к углеводам, например уксусная кислота. Таким образом, название «углеводы» не точно соответствует структуре веществ этого ряда. Поэтому международная комиссия дала углеводам новое название «глюциды». Углеводы делятся на 3 большие группы: 1. Моносахариды 2. Олигосахариды 3. Полисахариды Углеводы моносахариды олигосахариды полисахариды Моносахариды − это простые углеводы, которые состоят только из одной молекулы. Олигосахариды характеризуются тем, что при гидролизе распадаются на 2 и более моносахарида. Полисахариды − это высокомолекулярные углеводы, состоящие из большого числа моносахаридов. Полисахариды разделяются на гомо- и гетерополисахариды. Гомополисахариды имеют в своем составе моносахариды только одного вида. Так, крахмал и гликоген состоят только из большого числа только молекул глюкозы, а инулин − из фруктозы. Гетерополисахариды представляют собой комплексы различных видов моносахаридов и их производных, соединенных с другими веществами. Моносахариды Олигосахариды Полисахариды Рибоза Сахароза Крахмал Дезоксирибоза Лактоза Клетчатка или Глюкоза Мальтоза целлюлоза Фруктоза Гликоген Галактоза Поступившие с пищей сложные углеводы не могут проникнуть через слизистую оболочку кишечника в кровь и лимфу. Единственной формой углеводов, которая может всасываться, являются моносахара. Моносахара всасываются главным образом в тонком кишечнике, током крови переносятся в печень и к тканям. В печени из глюкозы синтезируется гликоген. Этот процесс называется гликогенезом. Гликоген может распадаться до глюкозы. Это явление называют гликогенолизом. В печени возможно новообразование углеводов из продуктов их распада (пировиноградной или молочной кислоты), а также из продуктов распада жиров и белков (кетокислот). Этот процесс называется глюконеогенез. Гликогенез, гликогенолиз, глюконеогенез тесно взаимосвязаны, интенсивно протекают в печени, обеспечивают оптимальный уровень сахара в крови. Так было показано, что кровь, протекающая к печени, содержащая незначительное количество сахара, способствует переходу гликогена в глюкозу и поступлению ее в сосудистое русло. Кровь с повышенным содержанием глюкозы вызывает в печени процесс гликогенеза. Что приводит к уменьшению уровня сахара в крови, оттекающей от железы. Эта способность печени получила название гомеостатического механизма. В углеводном обмене организма большое значение имеет мышечная ткань. Мышцы, особенно во время их повышенной деятельности, захватывают из крови большое количество глюкозы. В мышцах, так же как и в печени, синтезируется гликоген. Распад гликогена является одним из источников энергии мышечного сокращения. При распаде мышечного гликогена процесс идет до образования пировиноградной и молочной кислот. Этот процесс называют гликолизом. В фазе отдыха из значительной части молочной кислоты в мышечной ткани происходит ресинтез глигогена. Часть молочной кислоты поступает в кровь. Молочная кислота захватывается другими органами, в частности печенью. В печени из молочной кислоты синтезируется гликоген. Таким образом, гликоген печени поставляет в кровь глюкозу, которая захватывается мышцами и используется для синтеза мышечного гликогена. Последний, распадаясь до молочной кислоты, представляет материал для синтеза гликогена в печени. Головной мозг содержит очень небольшие запасы углеводов и нуждается в постоянном поступлении глюкозы. Мозг поглощает около 69% глюкозы, выделяемой печенью. Глюкоза в тканях мозга преимущественно окисляется, а небольшая часть ее превращается в молочную кислоту. Энергетические расходы мозга покрываются исключительно за счет углеводов. Снижение поступления в мозг глюкозы сопровождается изменением обменных процессов в нервной ткани и нарушением функций мозга. Глюконеогенез. В результате превращения аминокислот образуется пировиноградная кислота, при окислении жирных кислот − ацетилкоэнзим А, который может превращаться в пировиноградную кислоту − предшественник глюкозы. Это наиболее важный путь биосинтеза углеводов. Аминокислоты − предшественники углеводов, называются глюкопластическими аминокислотами. К ним относятся аланин, аргинин, аспарагиновая кислота, аспарагин, цистеин, глутаминовая кислота, глутамин, глицин, гистидин, метионин, пролин, серин, треонин, валин, триптофан. Питание пищей богатой белками, часто приводит к отложению гликогена в печени и в жировой ткани. Между двумя основными источниками энергии − углеводами и жирами − существует тесная физиологическая взаимосвязь. Повышение содержания глюкозы в крови увеличивает биосинтез триглицеридов и уменьшает распад жиров в жировой ткани. В кровь меньше поступает свободных жирных кислот. Если возникает гипогликемия, то процесс синтеза триглицеридов тормозится, ускоряется распад жиров и в кровь в большем количестве поступают свободные жирные кислоты. Доказательством возможности такого превращения жиров в углеводы служат наблюдения над животными, которые находятся в зимней спячке. У этих животных в течение зимы полностью исчезают жировые запасы. Контрольные вопросы: 1. Что такое углеводы 2. Какие функции в организме выполняют углеводы 3. Назовите основные функции гликогена 4. Что является основным депо гликогена в организме 5. Как осуществляется регуляция уровня глюкозы в крови 6. Что такое глюконеогенез ОБМЕН ЖИРОВ К жирам относят неоднородные в химическом отношении вещества, которые делятся на простые липиды (нейтральные жиры, воски), сложные липиды (фосфолипиды, гликолипиды, сульфолипиды) и стероиды (холестерин). Основная масса простых липидов представлена в организме человека нейтральными жирами. Нейтральные жиры представляют собой по химической структуре триглицериды, т.е. сложные эфиры трехатомного спирта глицерина и высокомолекулярных жирных кислот. В состав нейтральных жиров входят насыщенные и ненасыщенные жирные кислоты. Насыщенные жирные Ненасыщенные жирные кислоты кислоты Пальмитиновая Олеиновая Стеариновая Линолевая Лигноцериновая Линоленовая Арахидоновая Ненасыщенные жирные кислоты должны обязательно содержаться в пищевом рационе человека. И поэтому их называют незаменимыми жирными кислотами. Длительное отсутствие незаменимых жирных кислот в пище приводит к замедлению роста у молодых и потере способности к размножению у взрослых. Суточная потребность в этих кислотах для человека составляет 10 - 12 грамм. Линоленовая и линолевая кислоты в значительном количестве содержаться в растительных жирах. Арахидоновую кислоту обнаруживают только в животных жирах. Насыщенные жирные кислоты имеют более высокую температуру плавления по сравнению с ненасыщенными. Поэтому и жир, имеющий в своем составе насыщенные жирные кислоты, представляет собой твердое вещество, тогда как растительные жиры (масла) при комнатной температуре имеют жидкую консистенцию. Соответственно этому и температура плавления разных жиров различна. При длительном стоянии на воздухе и на свету жиры разлагаются − прогоркают. Особенно легко подвергаются прогорканию жиры, имеющие в своем составе много ненасыщенных жирных кислот. При гидролизе молекулы нейтрального жира распадаются нa глицерин и свободные жирные кислоты. Нейтральные жиры расщепляются на свои составные части в основном в тонком отделе кишечника. Не переваренный жир поступает в толстую кишку и выделяется с калом. Глицерин всасывается стенкой кишечника, а жирные кислоты могут всосаться только в виде водорастворимых соединений, в образовании которых принимают участие желчные кислоты, входящие в состав желчи и представляющие собой соединения желчных кислот с гликоколом или таурином. К желчным кислотам относятся холевая, дезоксихолевая, литохолевая и хенодезоксихолевая. Все они являются производными холестерина. Нейтральные жиры являются важным источником энергии. При окислении одного грамма жира выделяется 9 ккал. За счет окисления нейтральных жиров образуется около 50% энергии взрослого человека. Суточная потребность взрослого человека в нейтральном жире составляет 70-80 г. В нормальных условиях количество жира в организме составляет 10-20% массы тела. При употреблении пищи, содержащей небольшие количества жира, в теле животных и человека откладывается жир, свойственный видовым особенностям данного организма. Если же в питании длительно используют большие количества какого-либо одного вида жира, состав жировых депо меняется. В промежуточном обмене жиров важная роль принадлежит печени. Печень − основной орган, в котором происходит образование кетоновых тел (бета оксимасляная и ацетоуксусная кислоты, ацетон). Кетоновые тела используются как источник энергии. Сложные липиды входят в состав всех клеток, но главным образом в состав нервной системы. Фосфолипиды синтезируются в кишечной стенке и в печени. Однако только клетки печени способны выделять фосфолипиды в кровь, поэтому печень является практически единственным органом, поддерживающим уровень фосфолипидов в крови. Холестерин и другие стероиды могут поступать с пищей или синтезироваться в организме. Основным местом синтеза холестерина является печень. Неиспользованный холестерин подвергается расщеплению в печени, и продукты его распада превращаются в желчные кислоты. Они поступают в кишечник с желчью. Часть холестерина может проходить непосредственно из крови через стенку толстой кишки в ее полость. Избыточное употребление в пищу углеводов приводит к отложению жира в организме. В норме у человека 25-30% углеводов пищи превращается в жиры. Белки являются пластическим материалом. Организм сберегает эти ценные вещества. Только при чрезвычайных обстоятельствах белки используются для энергетических целей. Превращение белка в жирные кислоты происходит через образование углеводов. Контрольные вопросы: 1. В чем заключается биологическая роль жиров в организме 2. Какова суточная потребность в жирах 3. Какие жиры называют неполноценными 4. Какие условия необходимы для переваривания жира 5. В каком отделе пищеварительного тракта происходит в основном распад жиров 6. Как происходит всасывание жиров ВОДНЫЙ ОБМЕН Вода является в количественном отношении самой значительной составной частью всех клеток организма. Большая часть обмена веществ протекает в водных растворах. Это среда, в которой существуют клетки, и поддерживается связь между ними. Вода составляет основу всех жидкостей организма: крови, лимфы, мочи, соков пищеварительного аппарата, ликвора и т.д. В целом в организме содержание воды составляет 2/3 веса тела и меняется с возрастом. Уровень воды в разных тканях различен. Соединительная ткань и ее виды относительно бедны водой. Нервная и мышечная ткань содержат много воды. Всю воду можно подразделить на внутриклеточную и внеклеточную. К последней относятся кровь, лимфа, межклеточная жидкость. Внеклеточная вода образует во всем организме единую фазу. Состав лимфы и межклеточной жидкости примерно соответствует составу плазмы крови. Жидкая среда, находящаяся в различных клетках тела, имеет примерно одинаковый состав и определяется как внутриклеточная жидкость. Обе жидкости тела отличаются по количеству воды. Внутриклеточная жидкость содержит в среднем около 35-45% воды по отношению к весу тела, а внеклеточная −15%. Различаются они по составу электролитов. Во внеклеточной жидкости преобладают ионы натрия, хлора и бикарбонатов. Во внутриклеточной жидкости преобладают ионы калия, а из анионов белок и фосфорные эфиры. У здорового человека наблюдается водное равновесие. Потребность в воде меняется с возрастом. Взрослому человеку необходимо в сутки около 15 мл на 1 кг веса тела. В водном обмене принимают участие почки, легкие, кожа и желудочнокишечный тракт. Почки являются главным органом регуляции водного обмена. В условиях недостатка воды выделяется мало мочи и она сильно концентрирована. При избытке воды − организм способен выделять большое количество разбавленной мочи. Нарушение способности изменять концентрацию мочи отмечается при тяжелых почечных заболеваний. Легкие выделяют волу в виде водяного пара. Это происходит в результате того, что воздух в альвеолах при температуре тела насыщается водяными парами. Коли- чество воды, вводимой через легкие, зависит от объема дыхания, температуры тела и т.д. При усиленной мышечной деятельности, лихорадках увеличивается объем дыхания и соответственно возрастает количество выводимой воды. Через кожу потеря воды происходит путем испарения и выделения пота. Испарение воды кожей зависит от разницы температур тела и внешней среды. Пот представляет собой секрет потовых желез. Потоотделение происходит периодически и связано с повышением температуры воздуха. Способность организма выделять пот различного состава является приспособительной реакцией организма. При высокой температуре окружающей среды выделяется пот, относительно богатый ионами натрия и хлора, состав которого приближается к составу плазмы крови. Регуляция водного обмена осуществляется разными путями. В основе регуляции лежит поддержание постоянства осмотического давления. Важное значение принадлежит обменным взаимоотношениям между вне- и внутриклеточной жидкостями. Так, при поступлении в организм электролитов, которые распределяются в основном во внеклеточной жидкости, происходит перемещение воды из клеток в межтканевые пространства, кровь, лимфу. При избытке электролитов внутри клеток вода движется в обратном направлении. Основной регуляторной системой обмена воды в организме является система гормоны − почки. Из гормонов, регулирующих водный обмен − это вазопрессин и альдостерон. Вазопрессин обладает антидиуретическим действием, поэтому его часто называют антидиуретическим гормоном. Секреция вазопрессина регулируется величиной осмотического давления плазмы крови. Повышение осмотического давления плазмы стимулирует выработку вазопрессина, который снижает выведение воды из организма за счет увеличения выделения концентрированной мочи. В результате этого уменьшается осмотическое давление и снижается раздражение нейрогипофиза и прекращается секреция вазопрессина. Адреналин и различные болевые раздражения стимулируют выработку вазопрессина и уменьшают диурез, тогда как небольшие дозы алкоголя тормозят его образование и усиливают мочеотделение. Действие на водный обмен альдостерона связано с уровнем натрия в плазме крови. Понижение осмотического давления и выделение из организма воды и, следовательно, разбавленной мочи в большом количестве может быть связано с понижением концентрации натрия в плазме крови. Это снижение натрия вызывает повышенную секрецию альдостерона, который усиливает процессы обратного всасывания в почках и тем самым задержку его в организме. Повышение уровня натрия в плазме тормозит выработку этого гормона. Таким образом, механизм действия этих двух гормонов является различным и зависит от осмотического давления плазмы, снижение которого обусловливает повышенную секрецию альдостерона и торможение выработки вазопрессина. При повышении осмотического давления возникают обратные соотношения в процессе регуляции. Патология водного обмена может быть обусловлена либо потерями больших количеств воды (дегидратация), либо ее задержкой в организме (отеки), либо перераспределением жидкости между внеклеточным депо и внутриклеточным депо. Дегидратация развивается при нарушении деятельности желудочно-кишечного тракта, рвоте, сильном потоотделении, заболеваниях почек, избыточном поступлении в организм солей натрия. Увеличение количества внеклеточной жидкости приводит к развитию отеков, когда выделение мочи снижается (олигурия) или прекращается (анурия). Такое состояние наблюдается при заболеваниях почек, сердца, печени. Контрольные вопросы: 1. Какое значение имеет вода для организма 2. Что такое внеклеточная и внутриклеточная вода 3. Какие органы принимают участие в водном обмене 4. Как регулируется водный обмен воды в организме 5. Какова функция вазопрессина и альдостерона в обмене воды МИНЕРАЛЬНЫЙ ОБМЕН Минеральные элементы относятся к числу незаменимых веществ организма, хотя не обладают питательной ценностью и не являются источником энергии. Их значение определяется тем, что они входят в состав клеток органов и тканей, вместе с водой участвуют в поддержании осмотического давления, и обеспечивают постоянство рН внутриклеточной и внеклеточной жидкости организма. Процессы мышечного сокращения и нервной проводимости в определенной степени зависят от минеральных элементов. Они включаются в различные реакции обмена веществ в организме, являясь структурными компонентами многих ферментов и витамина В12. Кальций, магний и фосфор в значительных количествах входят в состав костей. В мышцах, мозге, почках калия содержится больше, чем натрия. В плазме концентрация натрия превышаем концентрацию калия примерно в 20 раз, тогда как в клетках органов и тканей уровень калия выше. В костях минеральные элементы находятся в нерастворимом состоянии, образуя их остов. Однако при недостатке в организме солей фосфора или кальция, соли кальция вымываются из костей. Фосфор в значительном количестве входит в состав нуклеопротеидов, фосфопротеидов, липоидов, углеводов. Необходимые организму минеральные элементы поступают только с пищей. Поэтому недостаток, а тем более отсутствие всех необходимых минеральных элементов отражаются на состоянии обмена веществ всего организма. Суточная потребность в минеральных элементах взрослого человека Минеральный элемент натрий калий хлориды кальций фосфор железо количество 4,0 - 6,0 2,5 - 5,0 5,0 - 7,0 0,8-1,0 1,0-1,5 0,0015 Из всех минеральных элементов только хлорид натрия нужно вводить в рацион дополнительно, тогда как остальные минеральные вещества, входящие в состав суточного рациона, полностью покрывают потребности организма. Потребность в минеральных элементах меняется в зависимости от возраста, физиологического состояния организма, рода трудовой деятельности, состава почвы, на которых произрастают растительные продукты питания. Дети, беременные и кормящие матери в большей степени, нуждаются в кальции, фосфоре, магнии, железе. Важное значение имеют определенные отношения минеральных элементов. Наилучшее усвоение наблюдаются, например, при соотношении кальция и фосфора как 1:2. Необходимым условием также является и регулярное поступление в организм минеральных элементов. Содержание минеральных элементов в растительных продуктах в значительной степени зависит от состава почвы. Основное значение натрия, калия, хлора состоит в поддержании осмотического давления. Половина всего количества натрия и большая часть хлора, содержащихся в организме, находится во внеклеточной жидкости. В костях содержится до 30% натрия, тогда как калий находится преимущественно внутри клеток. Кальций и фосфор имеют важное значение в организме. Они являются основными структурными компонентами костной ткани. Кальциевые соли фосфорной и угольной кислот влияют на возбуждение нервной и мышечной ткани, на проницаемость биологических мембран, участвует в процессах свертывания крови. Кальций обладает способностью накапливаться в местах повреждений тканей различными патогенными факторами. Изменения уровня кальция в крови отмечаются при различных заболеваниях. Гипокальциемия приводит к развитию тетании, которая характеризуется повышенной возбудимостью и судорогами. Наиболее богатыми источниками кальция являются материнское молоко, сыр, коровье молоко, свежие овощи. Для нормальной деятельности организма очень важен фосфор. Этот элемент содержится в биологических жидкостях и тканях в виде различных соединений фосфорной кислоты. Помимо свободного (неорганического) фосфора, он встречается в соединении с белками, жирами, углеводами. Совместно с кальцием фосфор участвует в построении костной ткани. Органические фосфорные соединения типа фосфопротеидов, фосфорных эфиров углеводов и продуктов их распада, макроэргические соединения широко представлены в организме. Особенно велика потребность в фосфоре у беременных женщин и в период кормления. Содержание фосфора в крови находится в пределах 5-7 мг%. При заболеваниях его уровень изменяется. Железо относится к жизненно необходимым элементам, входя в состав гемоглобина, ряда окислительно-восстановительных ферментов. Большая часть, железа содержится в гемоглобине эритроцитов. Часть железа находится в соединении с белками в виде ферритина, который представляет его запасную форму. Процессы окисления в тканях могут протекать только в присутствии цитохромов, необходимым компонентом которых является железо. Уровень железа в плазме крови составляет 0,0105 мг%. Эта величина отражает состояние запасов и является показателем обмена железа в организме. Магния содержится в организме около 20 грамм. Около половины его находится в скелете и треть − в мышцах. Магний влияет на нервно-мышечную возбудимость, на деятельность сердца, необходим для деятельности ферментов. Магний является в основном внутриклеточным ионом. Микроэлементы содержатся в организме в минимальных количествах, но имеют очень важное значение. К ним относятся: медь, цинк, йод, кобальт, молибден и др. Их биологическое значение проявляется преимущественно путем, участия в построении или активировании ферментных систем организма. Помимо этого, ряд из них выполняет специфические функции. Так, кобальт входит в состав витамина В12 и его недостаток приводит к развитию злокачественной анемии. Кроме того, кобальт влияет на повышение всасывания железа в кишечнике и включает его в состав гемоглобина, а также способствует синтезу белков мышц. Марганец, активируя деятельность декарбоксилазы, участвует в процессах спиртного брожения и аэробного окисления углеводов, оказывает определенное влияние на половое развитие и размножение. Медь обнаружена в составе ряда окислительных ферментов, структуре эритроцитов. Депо меди является печень. Медь оказывает заметное влияние также на повышение иммунобиологической устойчивости и сопротивляемости организма, к вредному влиянию факторов внешней среды. Обмен меди тесно связан с обменом железа. При ее недостатке снижается использование железа. Транспортной формой меди считают церрулоплазмин. Йод тесно связан с деятельностью щитовидной железы. Контрольные вопросы: 1. Какие минеральные элементы содержаться в организме человека 2. Какова потребность человека в минеральных элементах 3. Какая роль минеральных элементов в жизнедеятельности организма 4. Укажите на значение в обмене веществ калия, натрия, кальция, фосфора, хлора, железа 5. Что такое микроэлементы и какое они имеют значение в организме 6. Какие функции выполняют кобальт, йод, медь 7. Как регулируется обмен минеральных элементов в организме