Обмен веществ и терморегуляция.

1. Обмен веществ и энергии –совокупность физических,химических и физиологических процессов превращения веществ и энергии между организмом и окружающей средой.

Методами определения энергитического обмена являются прямая и непрямая калометрия.

Прямая калометрия.

Основана на непосредственном учете в биокалориметрах количества тепла,выделенного организмом.Биокалориметр представляет собой герметизированную и хорошо теплоизолированную от внешней среды камеру.В камере по трубкам циркулирует вода.Тепло,выделяемое находящимся в камере человеком,нагревает воду.По количеству протекающей воды и изменению ее температуры рассчитывают количество выделенного организмом тепла.Одновременно в биокалориметр подается кислород и поглощается избыток углекислого газа и водяных паров.

Непрямая калометрия.

Основана на измерении количества потребленного организмом О2 и последующем

Расчете энергозатрат с использованием данных о величинах дыхательного

коэффициентаикалорическогоэквивалентаО2.

Для этой цели используют закрытые и открытые респираторные системы.

Принцип закрытых систем состоит в том, что испытуемый вдыхает определенное

количествоО2 из заполненного воздухом спирометра, при этом измеряют

уменьшение объема или парциального давления О2. Выдыхаемая газовая

смесь проходит через камеру, в которой поглощается специальным

поглотителем, после чего оставшаяся часть отправляется в спирометр. Кругооборот газовой смеси оказывается замкнутым, а респираторная система–закрытой.

Принцип открытых респираторных систем состоит в том, что пути, по которым

Следует вдыхаемый и выдыхаемый воздух, разделены. Обычно вдыхается

Атмосферный воздух, на пути выдыхаемого воздуха устанавливается прибор

Для измерения его объема и концентрации содержащихся в нем СО2 и О2.

Сущность непрямой калориметрии видана на примере окисления глюкозы.

С6Н12+6О2 = 6 СО2 + 6Н2О+ 675 ккал

При окислении глюкозы

6 СО2 = ДК= 16 О2

При окислении жиров= 0,7

При окислении белковой и смешанной пищи ДК= 0,7-1 (примерно0,81)

Определив величину ДК можно условно судить о преимущественном окислении в

организме того или иного вида питательных веществ. (ДК-дыхательный коэффициент)

Основной обмен - минимальный (базисный) уровень энерготрат, необходимый для поддержания жизнедеятельности организма в условиях физического и эмоционального покоя. Энергия расходуется на процессы клеточного метаболизма, кровообращение, дыхание, выделение, поддержание температуры тела, функционирование жизненно важных нервных центров мозга, постоянную секрецию эндокринных желёз.

• Условия основного обмена: утро, положение лежа, состояние бодрствования, мышцы расслаблены, натощак, температура среды около 22 0

.• Условные нормы основного обмена:

• у мужчин среднего возраста - 1 ккал/кг/час

• у женщин среднего возраста - 0,9 ккал/кг/час

• у детей 7 лет - 1,8 ккал/кг/час; 12 лет - 1,3 ккал/кг/ч

• у стариков - 0,7 ккал/кг/час

Любая работа — физическая или умственная, а также приём пищи, колебания температуры окружающей среды и другие внешние или внутренне факторы, изменяющие уровень обменных процессов, влекут за собой увеличение энергозатрат.

Факторы влияющие на величину основного обмена:

возраст;

рост;

масса тела;

пол человека.

2. Рабочий обмен - это затрата энергии для выполнения внешней работы. Энергия, необходимая человеку для совершения различных видов работы, высвобождается в его организме в процессе окислительно-восстановительного распада углеводов, белков, жиров и других органических соединений, содержащихся в продуктах питания. Окислительно − восстановительные реакции в живых организмах могут протекать как с участием кислорода (аэробное окисление), так и без участия кислорода (анаэробное окисление). Анаэробное окисление характеризуется меньшим количеством высвобождаемой энергии и имеет ограниченное значение у высших организмов.При аэробном окислении 1 г жира в организме высвобождается 38,94, а при окислении 1 г белка или 1 г углеводов − 17,16 кДж энергии.Высвобожденная энергия частично расходуется на совершение полезной работы, а частично (до 60 %) рассеивается в виде теплоты в живых тканях, нагревая тело человека.Совокупность химических реакций в организме, необходимых для жизнедеятельности, называется обменом веществ. Для характеристик суммарного энергетического обмена используют понятия основного обмена и обмена при различных видах деятельности.Основной обмен характеризуется величиной энергетических затрат в состоянии полного мышечного покоя в стандартных условиях (при комфортной температуре окружающей среды, спустя 12...16 ч после приема пищи в положении лежа). Расход энергии в этих условиях составляет 87,5 Вт для человека массой 75 кг.При изменении положения тела либо при совершении любой работы энергетические затраты повышаются по сравнению с основным обменом Дополнительные затраты энергии зависят от:

· рабочей позы тела;

· интенсивности мышечной деятельности;

· информационной насыщенности труда;

· степени эмоционального напряжения и других факторов. В положении сидя за счет работы мышц туловища затраты энергии превышают на 5...10 % уровень основного обмена, в положении стоя − на 10...15, при вынужденной неудобной позе − на 40...50%.Энергозатраты при мышечной работе зависят от ее напряженности и продолжительности. Так, при легкой сидячей работе они составляют 116,4...125 Вт, при легкой физической работе − 408...583 Вт, при тяжелой физической работе − 583...875 Вт.При интенсивной интеллектуальной работе потребности мозга в энергии составляют 15...20 % основного обмена (масса мозга составляет около 2 % массы тела).Повышение суммарных энергетических затрат при умственной работе определяется степенью нервно-эмоциональной напряженности. Так, при чтении вслух сидя расход энергии повышается на 48 %, при выступлении с публичной лекцией −на 94%, у операторов вычислительных машин − на 60...100 %.ГРУППЫ РАБОТНИКОВ ПО ЭНЕРГОТРАТАМ

• 1. Работники, преимущественно умственного труда: инженерный состав,

врачи(кроме хирургов), работники науки и искусства, литературы,

руководители и т.п. - 2500-2800 ккал/сут

• 2. Работники легкого физического труда: инженерно-технический

состав, работники связи, радиоэлектронной промышлен- ности,

медсестры, санитарки и т.п. - 2800-3000 ккал/сут

• 3. Работники труда средней тяжести: токари, слесари,

железнодорожники, врачи-хирурги, водители автотранспорта,

продавцы продуктов, водники - 3000 - 3200 ккал/сут

• 4. Работники тяжелого физического труда: строительные рабочие,

металлурги и литейщики, механизаторы, плотники, нефтяники и

газовики, сельхозрабочие - 3400 - 3700 ккал/сут

• 5. Работники особого тяжелого труда: шахтеры, сталевары, вальщики

леса, землекопы, грузчики - 3900 - 4500 ккал/сут

•Специфически – динамическое действие пищи

•усиление под влиянием приема пищи интенсивности обменавеществ и увеличение энергозатрат организма относительно уровней обмена и энергозатрат, имевших место до приема пищи.

Специфически – динамическое действие пищи обусловлено

•затратами энергии на переваривание пищи,

•всасыванием в кровь и лимфу питательных веществ из ЖКТ,

•ресинтезом белковых, сложных липидных и других молекул;

•влиянием на метаболизм биологически активных веществ,

Поступающих в организм в составе пищи(в особенности

белковой) и образующихся в нем в процессе пищеварения.

•Увеличение энергозатрат организма выше уровня, имевшего

Место до приема пищи, проявляется примерно через час после

приема, достигает«max» через 3 часа, что обусловлено

развитием к этому времени высокой интенсивности процессов

пищеварения, всасывания, ресинтеза поступающих в организм

веществ.

•СПДП можетпродолжаться12-18 час. Наиболее выражено при

Приеме белковой пищи, повышающей интенсивность обмена до

30%; менеез начительные при приеме смешанной пищи, -

Повышает интенсивность обмена на 6-15%..

3. Температура тела — комплексный показатель теплового состояния организма животных, включая человека. Температура тела человека колеблется в течениед ня:

Минимальна в утренние часы, максимальна(часто с пиками) –в дневное время. Амплитуда суточных колебаний составляетвсреднем1 градус. Температура теплокровных организмов неодинакова. Так, ехидна, утконос имеют температуру тела равную3 0-31 C,

Сумчатые млекопитающие–34-36 С, плацентарные млекопитающие–36-38 С, человек–около37, птицы–39-41 С.