Физиология питания

ФИЗИОЛОГИЯ ПИТАНИЯ.

Занятие N1. Обмен веществ и энергии. Терморегуляция.

1. Термодинамика – это раздел физики изучающий механизмы формирования термодинамического равновесия и различные варианты переходов из одного равновесного состояния в другое. С точки зрения термодинамики все живые организмы являются открытыми системами и поэтому постоянно обмениваются различными веществами и энергией с окружающей средой. Обмен веществ, с позиций физиологии, представляет собой совокупность реакций диссимиляции (распад веществ на более простые составляющие) и ассимиляции (синтез более сложных соединений из простых). Первичной теплотой называется теплота образующаяся в процессе синтеза АТФ в митохондрии (приблизительно 55% от образовавшейся энергии). Вторичная теплота – это теплота образующаяся в процессе использования АТФ (приблизительно 55% от энергии, образующейся при распаде АТФ). Калорическая ценность продукта – это количество энергии, которое образуется при сгорании определенного количества продукта. При сгорании продукта в приборе под названием «калориметрическая бомба Бертло» количество выделенной теплоты будет несколько больше, чем организме, потому что многие азотсодержащие соединения выделяются из организма в неокисленном виде. Закон Гесса – тепловой эффект химического процесса зависит от начальных и конечных продуктов и не зависит от способов перехода из начального состояния в конечное.
2. Методы исследования энергетического обмена делятся на две основные группы: прямой непрямой калориметрии. Прямая калориметрия основана на измерении теплообразования организма, помещенного в теплоизолированную камеру. Практического применения не нашла в связи большой трудоемкостью и большими погрешностями. Непрямая калориметрия основана на учете потребленного организмом количества кислорода за единицу времени (как известно из курса биохимии - количество образовавшейся энергии на 95% связано с окислением). Самая простая и надежная методика. Косвенные методы (основаны на учете частоты пульса, артериального давления) – предназначены для приблизительной оценки отклонения обмена от нормы. Калорический эквивалент кислорода – количество энергии, которое образуется в организме при потреблении 1 литра кислорода. Дыхательный коэффициент – это соотношение между выделяемым из организма СО2 и потребляемым им О2. При биологическом окислении жиров дыхательный коэффициент снижается (в них мало содержится кислорода), а при окислении углеводов – повышается. Он также может повышаться в начале тяжелой мышечной работы, когда из мышц выходит много молочной кислоты, которая «выталкивает» угольную кислоту из соединений с буферными системами.
3. Основной обмен – это минимальная интенсивность обмена веществ, необходимая организму для поддержания основных жизненных функций. Он измеряется при стандартных условиях: в бодрствующем состоянии, при физическом и эмоциональном покое, через 12-16 часов после еды, при температуре в помещении 20 градусов. Основными факторами, определяющими обмен веществ у здоровых людей, являются: возраст, пол, длина тела, масса тела, активность щитовидной железы. При патологии основного обмена чаще всего изменена функция щитовидной железы.
4. Специфически-динамическое действие пищи – увеличение энергообмена после приема пищи, связанное с расходом энергии на секрецию пищеварительных соков, перистальтику и всасывание. Для белковой пищи (требующей больше всего пищеварительных ферментов и затраты на всасывание) прибавка энергообмена по сравнению с покоем составляет около 30%, для углеводной пищи – всего 5-15%. Рабочий обмен – это обмен веществ при выполнении какой-либо работы. Разница между рабочим обменом и основным называется рабочей прибавкой. В зависимости от рабочей прибавки виды деятельности условно делятся на 4-5 категорий. Самая большая способность изменять обмен веществ характерна для молодых и здоровых организмов. Особенно четко основной обмен связан со старением. В глубокой старости ткани организма практически не способны к образованию АТФ.
5. Температура влияет на конформацию и физико-химические свойства молекул. Особенно важно постоянство температуры для гомойтермных организмов, у которых ферменты и другие биологически активные молекулы сохраняют свою функцию в очень узком диапазоне температур (у человека длительное отклонение температуры возможно только на 1-2 градуса). Температура тела различна в различных участках тела и в различных состояниях. В комфортных условиях температура кожи открытых участков около 30 градусов, в подмышечной впадине – около 36,5 градусов, в печени – около 39 градусов. Здоровый человек может перенести краткосрочное (около часа) нагревание внутренней среды до 40 градусов, либо охлаждение до 32 градусов. Для различных тканей эти рамки сильно отличаются. Термометрия в клинических и экспериментальных целях проводится в различных точках тела. Чаще всего измеряют ректальную, подъязычную, подмышечную температуру (ректальная на 0.5 градуса выше подмышечной). Суточные колебания температуры составляют около 1 градуса (минимум – в 3-4 часа ночи). Механизмы терморегуляции делятся на: химические (первичная и вторичная теплота), физические (теплопроводность, конвекция, теплоизлучение, испарение), поведенческие (использование одежды, кондиционеров и других способов).
6. Тепловой баланс – это соотношение между образованием тепла в организме и его выделением. когда баланс теплообразования и теплоотдачи обеспечивает поддержание нормальной температуры тела. Гипотермия – состояние, характеризующееся понижением температуры тела. Гипертермия – состояние, характеризующееся повышением температуры тела. Уравнение теплового баланса количественно описывает соотношение всех видов теплообразования и теплоотдачи. Если в результате получается 0 – значит состояние организма обозначается как нормотермия, если положительное число, значит – гипертермия, если отрицательное число, значит – гипотермия.
7. Функциональная система поддержания постоянства температуры внутренней среды приведена в компендиуме и на стенде. Центральный аппарат функциональной системы представлен главным образом гипоталамусом (задний гипоталамус обеспечивает теплопродукцию, передний – теплоотдачу), корой головного мозга и спинным мозгом. Периферический аппарат включает в себя симпатические нервы (усиливающие теплопродукцию и изменяющие кровоток, а значит теплоотдачу), эндокринные железы (щитовидная и надпочечники – усиливающие теплопродукцию и теплоотдачу), а также активность дыхательной и сердечнососудистой системы, и все виды обмена веществ в различных органах и тканях.
Вопросы 8, 9, 10 и 12 подробно рассматриваются в курсах «Биохимия» и «Общая гигиена».
8. Физиологические принципы расчета пищевых рационов, как и концепция сбалансированного питания, опирается на общеизвестный закон сохранения массы и энергии. То есть, организм должен получить из внешней среды ровно столько различных веществ, сколько ему необходимо для реализации своих функций в данном состоянии. Все питательные вещества можно разделить на пять основных групп: белки, жиры, углеводы, витамины, неорганические вещества (вода и соли). В вопросах 9 и 10 уточняется содержание вопроса 8.
9. При сравнении пластической функции белков, жиров и углеводов следует отметить, что среди всех трех классов соединений имеются вещества, которые организм человека не способен синтезировать из других веществ, а значит, они являются незаменимыми. Среди белков больше всего незаменимых соединений, среди жиров меньше, а к незаменимым углеводам можно отнести только аскорбиновую кислоту (витамин С). Самой большой калорической ценностью обладают жиры (9.3 ккал/г), белки и углеводы – вдвое меньшей (4.1 ккал/г). Однако, чисто белковой полноценной пищей можно питаться бесконечно долго, углеводной – достаточно долго, а жиры могут быть успешно использованы организмом, при условии замещения ими не более70% общей калорийности. Азотистое равновесие – состояние, при котором, количество выделенного организмом азота соответствует количеству поступившего. В физиологии питание понятие «азотистый баланс» равнозначно понятию «белковый баланс» потому что в различных белках содержится приблизительно одинаковое количество азота (около16%). Если поступление азота больше, чем выделение, то в организме наблюдается положительный азотистый баланс (детство, беременность). Если поступление азота меньше, чем выделение, то в организме наблюдается отрицательный азотистый баланс (старость, болезнь).
10. Благодаря полярным свойствам молекулы вода представляет собой универсальную среду для протекания биохимических реакций, она также обеспечивает тургор клеток, незаменима в терморегуляции и других процессах. Минеральный вещества в первую очередь необходимы для формирования осмотических градиентов и реализации биоэлектрических процессов, являются основой костной ткани, выступают в роли регуляторов обмена веществ (кальций, натрий, калий), активных центров гормонов и коферментов (микроэлементы). К витаминам относятся органические вещества, которые выполняют в организме различные функции, но не образуются в нем, а поэтому обязательно должны поступать извне. Витамины условно делятся на две большие группы: водорастворимые и жирорастворимые. В разделе «Биохимия витаминов» подробно рассматривается функция каждого из них. Потребность в витаминах определяется их расходом в организме и может значительно варьировать в зависимости от состояния.
11 Балластные вещества – это компоненты пищи не усваиваемые в желудочно-кишечном тракте (целлюлоза, пектин и другие) но важные для успешной работы кишечника. Балластные вещества обеспечивают задержку воды в толстом кишечнике и соответственно пластичность каловых масс, являются питанием для нормальной микрофлоры кишечника и тем самым защищают его от патогенной флоры, являются мощными сорбентами тяжелых металлов и радионуклидов. Энтеросорбция представляет собой процесс удаления из организма токсических веществ путем активации их выделения в пищеварительный тракт и задержки внутри кишечника с последующим выделением. В качестве энтеросорбентов используется широкий круг пищевых добавок (в основном это целлюлоза, пектин и родственные им соединения), а также очистительные клизмы с использованием растворов низкомолекулярных полигликанов.
12. У взрослых экстремальный термогенез осуществляется преимущественно за счет мышечной дрожи, тогда как у маленьких детей – за счет катаболизма бурой жировой клетчатки. В старческом возрасте теплопродукция, как энергообмен и механизмы теплоотдачи значительно ослаблен. Физиологические нормы питания для различных групп людей приводятся в таблицах компендиума.
15

Приложенные файлы

  • doc 15797965
    Размер файла: 45 kB Загрузок: 1

Добавить комментарий