Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

на тему: Обмен веществ в организме человека. Обмен энергии

Выполнил: Халилов Роман Иммамалиевич

Проверила: Архипцева Вера Викторовна

Белгород 2013г.

План

• 1. Обмен белков в организме человека
• 1.1 Функции белков
• 1.2 Биологическая ценность белков
• 2. Водный обмен
• 3. Основной обмен
• 3.1 Факторы влияющие на величину основного обмена
• 3.2 Закон поверхности Рубнера
• 4. Обмен энергии
• Список использованной литературы

1. Обмен белков в организме человека

Пластическая функция белков состоит в обеспечении роста и развития организма за счет процессов биосинтеза. Белки входят в состав всех клеток организма и межтканевых структур.

Ферментативная активность белков регулирует скорость протекания биохимических реакций. Белки-ферменты определяют все стороны обмена веществ и образования энергии не только из самих протеинов, но из углеводов и жиров.

Защитная функция белков состоит в образовании иммунных белков - антител. Белки способны связывать токсины и яды, а также обеспечивать свертываемость крови (гемостаз).

Транспортная функция заключается в переносе кислорода и двуокиси углерода эритроцитным белком гемоглобином, а также в связывании и переносе некоторых ионов (железо, медь, водород), лекарственных веществ, токсинов.

Энергетическая роль белков обусловлена их способностью освобождать при окислении энергию. Однако при этом пластическая роль белков в метаболизме превосходит их энергетическую, а также пластическую роль других питательных веществ. Особенно велика потребность в белке в периоды роста, беременности, выздоровления после тяжелых заболеваний.

В пищеварительном тракте белки расщепляются до аминокислот и простейших полипептидов, из которых в дальнейшем клетками различных тканей и органов, в частности печени, синтезируются специфические для них белки. Синтезированные белки используются для восстановления разрушенных и роста новых клеток, синтеза ферментов и гормонов.

1.2 Биологическая ценность белков

Вне зависимости от вида специфичности все многообразные белковые структуры содержат в своем составе всего 20 аминокислот. Для нормального метаболизма имеет значение не только количество получаемого человеком белка, но и его качественный состав, а именно соотношение заменимых и незаменимых аминокислот.

Незаменимыми являются 10 аминокислот, которые не синтезируются в организме человека, но вместе с тем абсолютно необходимы для нормальной жизнедеятельности. Отсутствие даже одной из них ведет к отрицательному азотистому балансу, потере массы тела и другим несовместимым с жизью нарушениям.

Незаменимыми аминокислотами являются валин, лейцин, изолейцин, треонин, метионин, фенилаланин, триптофан, цистеин, незаменимыми условно - аргинин и гистидин. Все эти аминокислоты человек получает только с пищей.

Заменимые аминокислоты также необходимы для жизнедеятельности человека, но они могут синтезироваться и в самом организме из продуктов обмена углеводов и липидов. К ним относятся гликокол, аланин, цистеин, глутаминовая и аспарагиновая кислоты, тирозин, пролин, серин, глицин; условно заменимые - аргинин и гистидин.

Белки, содержащие полный набор незаменимых аминокислот, называются полноценными и имеют максимальную биологическую ценность (мясо, рыба, яйца, икра, молоко, грибы, картофель).

Белки, в которых нет хотя бы одной незаменимой аминокислоты или если они содержатся в недостаточных количествах, называются неполноценными (растительные белки). В связи с этим для удовлетворения потребности в аминокислотах наиболее рациональной является разнообразная пища с преобладанием белков животного происхождения.

Суточная потребность в белках у взрослого человека составляет 80-100 г белка, в том числе 30 г животного происхождения, а при физических нагрузках - 130-150 г. Эти количества в среднем соответствуют физиологическому оптимуму белка - 1 г на 1 кг массы тела.

Животный белок пищи практически полностью превращается в собственные белки организма. Синтез же белков организма из растительных белков идет менее эффективно: коэффициент превращения составляет 0,6 - 0,7 по причине дисбаланса незаменимых аминокислот в животных и растительных белках.

При питании растительными белками, действует "правило минимума", согласно которому синтез собственного белка зависит от незаменимой аминокислоты, которая поступает с пищей в минимальном количестве.

После приема пищи, особенно белковой, отмечено повышение энергообмена и теплопродукции. При употреблении смешанной пищи энергообмен возрастает примерно на 6%, при белковом питании повышение может достигнуть 30-40% общей энергетической ценности всего введенного в организм белка. Повышение энергообмена начинается через 1-2 ч, достигает максимума через 3 ч и продолжается в течение 7 - 8 ч после приема пищи.

Гормональная регуляция метаболизма белков обеспечивает динамическое равновесие их синтеза и распада.

Анаболизм белков контролируется гормонами аденогипофиза (соматотропин), поджелудочной железы (инсулин), мужских половых желез (адроген). Усиление анаболической фазы метаболизма белков при избытке этих гормонов выражается в усиленном росте и увеличении массы тела. Недостаток анаболитических гормонов вызывает задержку роста у детей.

Катаболизм белков регулируется гормонами щитовидной железы (тироксин и трийодтиронон), коркового (клюкокортикоиды) и мозгового (адреналин) вещества надпочечников. Избыток этих гормонов усиливает распад белков в тканях, что сопровождается истощением и отрицательным азотистым балансом. Недостаток гормонов, например, щитовидной железы сопровождается ожирением.

Белки являются, безусловно, одними из важнейших компонентов в процессе жизнедеятельности организма. А главное, они играют чрезвычайно важную роль в питании человека, так как являются главной составной частью клеток всех органов и тканей организма.

2. Водный обмен

Вода и минеральные вещества не являются источником энергии для организма. Они входят в состав клеток и жидких сред организма, обеспечивая физико-химическое постоянство внутренней среды и процессы жизнедеятельности. Минеральные вещества постоянно выводятся с потом, мочой, выдыхаемым воздухом. Пополнение их запасов происходит за счет приема пищи и воды, в которых, как правило, содержится достаточное количество минеральных веществ.

Роль воды в обмене веществ и в жизнедеятельности зависит от того, в какой форме она находится в организме. Свободная вода жидких тканей и внутриклеточного содержимого является прекрасным растворителем. Процессы жизнедеятельности в человеческом организме немыслимы без коллоидных растворов, содержащих связанную воду.

Вода входит в состав молекул белков, жиров и углеводов. Это конституционная вода. Она освобождается при окислении. На 100 г окисленного белка выделяется 41 мл воды. При окислении такого же количества жиров выделяется 107 мл, а при окислении крахмала - 55 мл воды.

Вода выделяется преимущественно с мочой, потом и выдыхаемым воздухом. Часть воды удаляется через желудочно-кишечный тракт. С мочой выводится 1,5 л воды в сутки, с потом - 500-600 мл, с выдыхаемым воздухом - 350-400 мл. При высокой температуре воздуха потоотделение резко увеличивается. Так, при работе в горячих цехах с потом выводится до 6-8 л воды в сутки. Такие потери компенсируются обильным питьем.

Содержание воды в организме взрослого человека составляет в среднем 73,2±3% от массы тела. Водный баланс в организме поддерживается за счет равенства объемов потерь воды и ее поступления в организм. Суточная потребность в воде колеблется от 21 до 43 мл/кг (в среднем 2400 мл) и удовлетворяется за счет поступления воды при питье (~1200 мл), с пищей (~900 мл) и воды, образующейся в организме в ходе обменных процессов (эндогенной воды (~300 мл). Такое же количество воды выводится в составе мочи (~1400 мл), кала (~100 мл), посредством испарения с поверхности кожи и дыхательных путей (~900 мл). Потребность организма в воде зависит от характера питания. При питании преимущественно углеводной и жирной пищей и при небольшом поступлении NaCI потребности в воде меньше. Пища, богатая белками, а также повышенный прием соли обусловливают большую потребность в воде, которая необходима для экскреции осмотически активных веществ (мочевины и минеральных ионов). Недостаточное поступление в организм воды или ее избыточная потеря приводят к дегидратации, что сопровождается сгущением крови, ухудшением ее реологических свойств и нарушением гемодинамики. Недостаток в организме воды в объеме 20% от массы тела ведет к летальному исходу. Избыточное поступление воды в организм или снижение ее объемов, выводимых организма, приводит к водной интоксикации. В результате повышенной чувствительности нервных клеток и нервных центров к уменьшению осмолярности водная интоксикация может сопровождаться мышечными судорогами. Обмен воды и минеральных ионов в организме тесно взаимосвязаны, что обусловлено необходимостью поддержания осмотического давления на относительно постоянном уровне во внеклеточной среде и в клетках. Осуществление ряда физиологических процессов (возбуждения, синоптической передачи, сокращения мышцы) невозможно без поддержания в клетке и во внеклеточной среде определенной концентрации Na⁺, K⁺, Са²⁺ и других минеральных ионов. Все они должны поступать в организм с пищей.

3. Основной обмен

Основной обмен - минимальное количество энергии, необходимое для обеспечения нормальной жизнедеятельности в условиях относительного физического и психического покоя. Эта энергия расходуется на процессы клеточного метаболизма, кровообращение, дыхание, выделение, поддержание температуры тела, функционирование жизненно важных нервных центров мозга, постоянную секрецию эндокринных желёз.

Печень потребляет 27% энергии основного обмена;

Мозг - 19%;

Мышцы - 18%;

Почки - 10%;

Сердце - 7%;

Остальные органы и ткани - 19%.

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.

Основной обмен определяют в строго контролируемых, искусственно создаваемых условиях:

утром, натощак (через 12-14 часов после последнего приема пищи);

в положении лежа на спине, при полном расслаблении мышц, в состоянии спокойного бодрствования;

в условиях температурного комфорта (18-20 °С);

за 3 суток до исследования из организма исключают белковую пищу;

Основной обмен выражается количеством энергозатрат из расчета 1 ккал на 1 кг массы тела в час [1 ккал/(кгЧч)]

3.1 Факторы влияющие на величину основного обмена

возраст;

рост;

масса тела;

пол человека.

Самый интенсивный основной обмен отмечается у детей (у новорожденных - 53 ккал/кг в сутки, у детей первого года жизни - 42 ккал/кг в сутки).

Средние величины основного обмена у взрослых здоровых мужчин составляют 1300-1600 ккал/сут, у женщин эти величины на 10% ниже. Это связано с тем, что у женщин меньше масса и поверхность тела.

С возрастом величина основного обмена неуклонно снижается. Средняя величина основного обмена у здорового человека приблизительно 1 ккал/(кгЧч).

3.2 Закон поверхности Рубнера

белок организм гемоглобин теплокровный

Энергетические затраты теплокровного организма пропорциональны площади поверхности тела.

Зависимость интенсивности основного обмена от площади поверхности тела была показана немецким физиологом Рубнером для различных животных. Согласно этому правилу, интенсивность основного обмена тесно связана с размерами поверхности тела:

у теплокровных организмов, имеющих разные размеры тела, с 1 м 2 поверхности рассеивается одинаковое количество тепла.

Основной обмен - это энергозатраты организма в состоянии полного покоя, обеспечивающие функции всех органов и систем и поддержание температуры тела. Суточная потребность человека в энергии зависит от суточных энерготрат, которые складываются из расхода энергии на:

1) основной обмен;

2) усвоение пищи;

3) физическую (нервно-мышечную) деятельность.

4. Обмен энергии

Все процессы жизнедеятельности клеток осуществляются с использованием энергии. Она расходуется на создание целостности клеточных структур, поддержку ионных градиентов, биосинтетических процессов, обеспечения специфических форм клеточной активности (сокращение, проведение нервного импульса, секрецию) и другие. В процессе создания энергоемких макро эргов часть энергии сразу выделяется в виде тепла - это первичное тепло. После использования АТФ часть энергии трансформируется в тепло, называется вторичным. Вся энергия, которую вырабатывает организм в единицу времени, является суммой энергии, необходимой для выполнения работы, энергии, затраченной на теплообразование и запасов энергии.

Например, КПД изолированной мышцы может достичь 35%, хотя в естественных условиях при мышечной работе эта величина редко превышает 25%.

Теоретически для любой клетки можно выделить три метаболические уровне - активности, готовности и поддержания сохранности. Уровень активности - интенсивность процессов обмена при выполнении специфической функции клетки (секреция клеток, сокращение мышцы и т.д.). Уровень готовности - метаболический уровень, неактивна в данный момент клетка должна поддерживать, чтобы в любой момент быть готовой начать функционировать. Уровень поддержки целостности - это минимум, которого достаточно для сохранения клеточной структуры. Для этого нужно сохранить в клетке не менее 15% энергии уровня активности. При меньшем уровне энергии она погибнет. Так, если при интенсивной физической работе макро эргов будет расходов тем больше, чем это критический уровень, то организм может не восстановиться и погибнуть (одно из последствий использования допинга, который задерживает появление усталости).

Потраченные энергетические ресурсы организм постоянно восстанавливать за счет белков, жиров, углеводов и других соединений, поступающие с пищей, используются для восстановления структур организма, восполнения энергетических затрат. Снижение интенсивности этих процессов или их прекращение приводит к гибели этих структур. Прежде организм страдает от нарушения энергетического обмена. Это надо учитывать при нарушении обменных процессов, отравлениях, затруднении доставки кислорода. Продолжительность хранения жизнедеятельности при нарушении доставки энергии в различных органах зависит от особенностей образования в них энергии, относительного уровня метаболизма и филогенетического зрелости структур. Так, при полной ишемии головного мозга, в котором энергия образуется в основном за счет аэробных процессов, примерно через 10 с наступает обморок, а через 3-8 мин в клетках коры возникают необратимые изменения. В других органах эти изменения возникают позже: в сердце, почках - через 30-40 мин, в скелетных мышцах - через 1-2 часа.

Энергетическая ценность углеводов, белков и жиров различна. При окислении углеводов выделяется 17,16 кДж / г (4,1 ккал / г), при окислении белков-17, 17 кДж / г (4,1 ккал / г) энергии. Но при сгорании белков до конечных продуктов эта величина превышает 22,61 кДж / г (5,6 ккал / г). Максимальную энергетическую ценность имеют жиры - 38,94 кДж / г (9,3 ккал / г).

Список использованной литературы

1. Физиология человека под редакцией В.М. Покровского, Г.Ф. Коротько

Размещено на Allbest.ru