2 курс / Нормальная физиология / ФИЗИОЛОГИЯ_ОБМЕНА_ВЕЩЕСТВ_И_ТЕРМОРЕГУЛЯЦИИ

провождается изменением массы тела. У спортсменов с увеличенной массой мышц избыточная масса тела не обязательно является признаком ожирения. В этом случае полезно определять содержание жира в организме. Содержание жира в организме человека обычно колеблется от 8 до 50 %, у женщин это содержание в среднем выше, чем у мужчин. С возрастом среднее относительное содержание жира возрастает.

Удобным способом определения содержания жира служит измерение толщины кожной складки в четырех характерных участках: над двуглавой и трехглавой мышцами, в подлопаточной и подвздошной областях. Сумма результатов хорошо соответствует процентному содержанию жира в организме (табл. 5).

Рекомендации к оформлению работы. Указать идеальную массу тела для данного испытуемого, сравнить его с фактической массой, определить степень отклонения в ту или иную сторону и дать рекомендации по коррекции массы тела для данного испытуемого.

Таблица 5

Зависимость содержания жира в организме от пола и возраста (приведены отношения массы жира к массе тела и сумма измерений толщины кожной складки)

Задачи

Основные единицы и соотношения:

Традиционно энергетический обмен выражают в ккал за единицу времени. В системе СИ в качестве основной единицы принят джоуль:

1 Дж = 1 Вт сек = 2,39 10-4ккал, т.е. 1 ккал = 4,19 кДж.

Энергетическая ценность (количество энергии, выделяемой при полном окислении 1 г субстрата) глюкозы = 15,7 кДж/г или 3,75

ккал/г (продукция энергии при окислении глюкозы описывается урав-

нением: С6Н12О6 + 6О2 = 6СО2 + 6Н2О + 2826 кДж; масса 1 моля глюкозы = 180 г, следовательно, полное окисление 1 г глюкозы сопровож-

дается выделением 2826 : 180 = 15,7 кДж/г или 3,75 ккал/г).

О типе используемых в обмене веществ пищевых продуктов можно судить по величине дыхательного коэффициента (ДК).

71

Задача 4. Определите по калорической ценности состав веществ, сожженных в калориметре, если известно, что:

1)сгорело 5 г вещества, воды в калориметре 3 л, температура воды до сжигания +10о, после – +16 оС, на нагревание калориметра пошло 2,5 ккал.

2)сгорело 3 г вещества, воды в калориметре 2 л, температура воды до сжигания +10о, после – +15 оС, на нагревание калориметра пошло 3 ккал.

3)сгорело 4 г вещества, воды в калориметре 3 л, температура воды до сжигания +12о, после – +23,5 оС, на нагревание калориметра пошло 2,4 ккал.

Задача 5. В результате опыта по определению обмена веществ бы-

ли получены следующие данные: масса животного до опыта – 188 г, масса животного после опыта – 183 г, организмом выделено воды – 3,5 г, организмом выделено СО2 – 5,54 г. Определите, какие вещества окислены в организме? Какое выделилось количество энергии?

Задача 6. Для нормальной жизнедеятельности человека необходим полноценный пищевой рацион. Суточные энергозатраты обследуемого составили 2700 ккал. В состав его пищевого рациона входит 120 г белка, 11 г жиров, 360 г углеводов. Количество азота в моче за сутки составило 19 г. Вопросы: 1) восполняет ли данный рацион суточные энерготраты?; 2) оцените азотистый баланс обследуемого; 3) Какие рекомендации можно дать обследуемому?

Задача 7. Человек является служащим канцелярии, и его энерготраты составляют 3000 ккал в сутки. Его пищевой рацион является смешанным. В отпуске он начал плотничать, причем его мышечная масса стала увеличиваться.

1.Сколько белков, жиров и углеводов должно входить в его рацион во время основной работы?

2.Как ему необходимо изменить свой рацион в отпуске?

3.Как изменится его азотистый баланс во время отпуска?

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ПРОВЕДЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ БОЛЬШОГО ПРАКТИКУМА ПО ФИЗИОЛОГИИ

Работа 1. Оценка сбалансированности вашего рациона.

1.Рассчитайте по таблицам ваш основной обмен.

2.Рассчитайте ваш расход энергии за сутки (с учетом величины основного обмена, рабочей прибавки в зависимости от ваших энер-

73

Рекомендации к оформлению работы. Сравнить переносимость охлаждения у нескольких испытуемых и сделать вывод о степени их закаленности. При плохой переносимости охлаждения продумать рекомендации к закаливанию.

Задачи Задача 1. Человек находится летом в санатории в условиях степно-

го климата.

Вопросы: 1. Охарактеризуйте особенности степного климата. 2. Как осуществляется теплоотдача в таких условиях? 3. Как изменяется теплопродукция? 4. Охарактеризуйте роль поверхностных сосудов в терморегуляции.

Задача 2. Человек в течение 10 мин находится в паровой бане при температуре 45 °С и влажности 100%.

Вопросы: 1. Как осуществляется теплоотдача в этих условиях? 2. Каков верхний предел внутренней температуры тела человека? 3. Опишите механизм потоотделения, состав пота и его роль в теплоотдаче.

Задача 3. Человек в течение 10 мин находится в финской сауне при температуре 90°С и влажности 5%.

Вопросы: 1. Как в этих условиях работает функциональная система, поддерживающая оптимальный уровень температуры тела? 2. Какие эффекторные процессы при этом преобладают? 3. Изменится ли уровень основного обмена у человека, регулярно посещающего сауну?

Задача 4. Человек длительное время ожидал автобус на остановке при температуре – 10°С.

Вопросы: 1. Как в этих условиях работает функциональная система, поддерживающая оптимальный уровень температуры тела? 2. Какие эффекторные процессы при этом преобладают? 3. Какой человек замерзнет быстрее – худой или полный? 4. В какую погоду человек замерзнет быстрее – в дождливую или сухую (при прочих равных условиях).

Задача 5. Всегда ли увеличение количества выделяющегося пота приводит к увеличению теплоотдачи?

Задача 6. Почему человек, находящийся на морозе в состоянии алкогольного опьянения, особенно подвержен угрозе замерзания?

Задача 7. Минимальные размеры тела известных гомойотермных животных около 2 см. Несколько лет назад в Италии обнаружили вид

75

Приложение 1

Биохимическое и физиологическое значение витаминов и основ-

ные проявления их недостаточности

Витамин В1 – тиамин. В тканях животных тиамин присутствует главным образом в форме кофактора – тиаминпирофосфата. Тиаминпирофосфат служит кофактором в ряде ферментативных реакций, в которых осуществляется перенос альдегидных групп с молекулы – донора на молекулу – акцептор. Тиаминпирофосфат служит также кофактором в более сложных реакциях основного пути окисления углеводов в клетках, катализируемых ферментами пируватдегидрогеназой

иα-кетоглутаратдегидрогеназой. Участвует в обмене углеводов, белков и жиров; обеспечивает нормальный рост; повышает двигательную

исекреторную деятельность желудка; нормализует работу сердца. При авитаминозе развивается заболевание бери-бери, основными проявлениями которого являются полиневрит, нарушения деятельности сердца

ижелудочно-кишечного тракта.

Витамин В2 (рибофлавин) входит в состав двух родственных коферментов – флавинмононуклеотида (ФМН) и флавинадениндинуклеотида (ФАД). Эти коферменты функционируют в качестве прочно связанных с ферментами простетических групп дегидрогеназ, относящихся к классу флавопротеинов, или флавиндегидрогеназ (одним из представителей которых является сукцинатдегидрогеназа). Влияет на рост и развитие плода и ребенка. При авитаминозе у взрослых поражаются глаза (васкуляризация роговицы, воспаление, помутнение хрусталика – катаракта). Кроме того, поражается слизистая оболочка рта.

Витамин РР – никотинамид или ниацин (никотиновая кислота).

Никотинамид – компонент коферментов никотинамидадениндинуклеотида (НАД) и никотинамидадениндинуклеотидфосфата (НАДФ). Никотинамидный компонент этих коферментов играет роль промежуточного переносчика гидрид-иона, который ферментативно отщепляется от молекулы субстрата под действием специфических дегидрогеназ. Участвует в реакциях клеточного дыхания и промежуточного обмена, нормализует моторную и секреторную функции желудочнокишечного тракта и функции печени. Недостаток никотинамида вызывает у людей заболевание, которое называется пеллагрой (от итальянского – «шершавая кожа»). Характеризуется воспалением кожи (дерматит), расстройствами функции желудочно-кишечного тракта, поражением слизистых оболочек рта и языка, нарушениями психики. Пел-

77

фолиевую кислоту (FH4), которая является активным коферментом. Татрагидрофолат играет роль промежуточного переносчика одноуглеродных групп во многих сложных ферментативных реакциях. Влияет на синтез нуклеиновых кислот, аминоксилот; находится в хромосомах и служит важным фактором размножения клеток. Стимулирует и регулирует кроветворение. При авитаминозе развивается спру и анемия.

Витамин В12 (цианкобаламин) – самый сложный из витаминов. Он содержит важный для организма микроэлемент кобальт. Производное витамина В12, которое обычно получают при его выделении называется цианкобаламином, т.к. в нем содержится цианогруппа, связанная с атомом кобальта. Витамин В12 не вырабатывается ни растениями, ни животными; его синтезируют только некоторые виды микроорганизмов. Все ферменты, для которых витамин В12 является коферментом, обладают способностью осуществлять обмен между связанным с углеродом атомом водорода и какой-нибудь группой (алкильной, карбоксильной, гидроксильной или аминогруппой), связанной с соседним атомом углерода. Всасывается в комплексе с внутренним фактором Касла – компонентом желудочного сока. Влияет на гемопоэз. При авитаминозе развивается злокачественная анемия.

Витамин С – аскорбиновая кислота. Уже в конце 18 в. знали о том,

что в плодах цитрусовых содержится какой-то фактор, предотвращающий возникновение цинги, его не удавалось получить в чистом виде и идентифицировать до 1932 г., когда исследователи Ч. Г. Кинг и А. Сент-Дьѐрди выделили этот фактор из сока лимона. Аскорбиновая кислота присутствует в тканях всех животных и высших растений. Только люди и некоторые другие позвоночные должны получать ее с пищей; большинство животных и, вероятно, все растения могут синтезировать это соединение из глюкозы. Микроорганизмы в аскорбиновой кислоте не нуждаются. Аскорбиновая кислота, по-видимому, играет роль кофактора в реакции ферментативного гидроксилирования, при котором остатки пролина в коллагене соединительной ткани позвоночных превращаются в остатки 4-гидроксипролина. Не известно является ли это единственной или даже главной функцией аскорбиновой кислоты. При дефиците витамина снижается использование белка. Витамин участвует в образовании коллагена сосудистой стенки, повышает антитоксическую функцию печени. Специфическое действие – предупреждение гиповитаминоза и цинги.

79