обьен веществ
учебно-методический материал

ТЕКСТ лекции

Поступив организм, молекулы пищевых веществ участвуют во многих реакциях. Эти реакции и другие проявления жизнедеятельности – метаболизм (обмен веществ). Пищевые вещества используются в качестве сырья для синтеза новых клеток, окисляются, доставляя энергию. Часть ее используется для синтеза новых клеток, другая часть – для функционирования этих клеток. оставшаяся энергия освобождается в виде тепла. Процессы обмена:

1.  анаболитические

2.  катаболитические

Анаболизм (ассимиляция) – химический процесс, при котором простые вещества объединяются между собой в сложные. Это приводит к накоплению энергии и росту. Катаболизм -диссимиляция – расщепление сложных веществ на простые с выделением энергии. Сущность обмена веществ – поступление в организм веществ, их усвоение, использование и выделение продуктов обмена. Функции метаболизма:

  извлечение энергии из внешней среды в форме химической энергии органических веществ

  превращение этих веществ в строительные блоки

  сборка клеточных компонентов из этих блоков

  синтез и разрушение биомолекул, которые необходимы для вы-

полнения функций

Обмен белков – совокупность процессов превращения белков в организме, включая обмен аминокислот. Белки – основа всех клеточных структур, материальные носители жизни, основной строительный материал. Суточная потребность – 100 – 120гр. Белки состоят из аминокислот (23):

  заменимые – могут образовываться из других в организме

  незаменимые – не могут синтезироваться в организме и должны поступать с пищей - валин, лейцин, изолейцин, лизин, аргинин, триптофан, гистидин

Этапы белкового обмена:

1.  ферментативное расщепление белков пищи до аминокислот

2.  всасывание аминокислот в кровь

3.  превращение аминокислот в свойственные данному организму

4.  биосинтез белков из этих кислот

5.  расщепление и использование белков

6.  образование продуктов расщепления аминокислот

Всосавшись в кровеносные капилляры тонкого кишечника, аминокислоты по воротной вене поступают в печень, где используются или задерживаются. Часть аминокислот остается в крови, поступает в клетки, где из них строятся новые белки. Период обновления белка у человека – 80 дней. Если с пищей поступает большое количество белка, то ферменты печени отщепляют от них аминогруппы (NH2) – дезаминирование. Другие ферменты соединяют аминогруппы с СО2, и образуется мочевина, которая поступает с кровью в почки и в норме выделяется с мочой. Белки почти не откладываются депо, поэтому после истощения запасов углеводов и жиров используются не резервные белки, а белки клеток. Это состояние очень опасно – белковое голодание – страдают головной мозг и другие органы (безбелковые диеты). Различают белки животного и растительного происхождения. Животные белки – мясо, рыба и морепродукты, растительные – соя, бобы, горох, чечевица, грибы, которые являются необходимыми для нормального белкового обмена.

Обмен жиров – совокупность процессов превращения жиров в организме. Жиры - энергетический и пластический материал, они входят в состав оболочек и цитоплазмы клеток. Часть жиров накапливается в виде запасов в подкожной жировой клетчатке, большом и малом сальниках и вокруг некоторых внутренних органов (почки) – 30% всей массы тела. Ос-новная масса жиров – нейтральный жир, который участвует в жировом обмене. Суточная потребность в жирах – 100 гр.

Некоторые жирные кислоты являются незаменимыми для организма и должны поступать с пищей – это полиненасыщенные жирные кислоты: линоленовая, линолевая, арахидоновая, гамма – аминомасляная (морепродукты, молочные продукты). Гамма – аминомасляная кислота является основным тормозным веществом в ЦНС. Благодаря ей происходит регулярная смена фаз сна и бодровствования, правильная работа нейронов. Жиры делятся на животные и растительные (масла), которые очень важны для нормального жирового обмена.

Этапы жирового обмена:

1.  ферментативное расщепление жиров в ЖКТ до глицерина и жирных кислот

2.  образование липопротеидов в слизистой оболочке кишечника

3.  транспорт липопротеидов кровью

4. гидролиз этих соединений на поверхности клеточных мембран

5. всасывание глицерина и жирных кислот в клетки

6. синтез собственных липидов из продуктов распада жиров

7. окисление жиров с выделением энергии, СО2 и воды

При избыточном поступлении жиров с пищей он переходит в гликоген в печени или откладывается в запас. С пищей, богатой жирами, человек получает жироподобные вещества –фосфатиды и стеарины. Фосфатиды необходимы для построения клеточных мембран, ядер и цитоплазмы. Ими богата нервная ткань. Главным представителем стеаринов является холестерин. Норма его в плазме – 3,11 – 6,47 ммоль/л. Холестеином богат желток куриного яйца, сливочное масло, печень. Он необходим для нормального функционирования нервной системы, половой системы, из него стоятся клеточные мембраны, половые гормоны. При патологии он приводит к атеросклерозу.

Обмен углеводов – совокупность превращения углеводов в организме. Углеводы – источник энергии в организме для непосредственного использования (глюкозы) или образования депо (гликоген). Суточная потребность – 500 гр.

Этапы углеводного обмена:

1. ферментативное расщепление углеводов пищи до моносахаридов

2. всасывание моносахаридов в тонком кишечнике

3. депонирование глюкозы в печени в виде гликогена или ее непосредственное использование

4. расщепление гликогена в печени и поступление глюкозы в кровь

5. окисление глюкозы с выделением СО2 и воды

Углеводы всасываются в ЖКТ в виде глюкозы, фруктозы и галактозы, поступают в кровь– в печень поворотной вене – глюкоза переходит в гликоген. Процесс перехода глюкозы в гликоген в печени – гликогенез. Глюкоза – постоянная составляющая часть крови (80 – 120млг/%). Увеличение уровня глюкозы в крови – гипергликемия, уменьшение – гипогликемия. Уменьшение уровня глюкозы до 70 млг/% вызывает чувство голода, до 40 млг/% - кому.

Процесс распада гликогена в печени до глюкозы – гликогенолиз. Процесс биосинтеза углеводов из продуктов распада жиров и белков – гликонеогенез. Процесс расщепления углеводов без кислорода с накоплением энергии и образованием молочной и пировиноградной кислот – гликолиз. При увеличении глюкозы в пище печень переводит ее в жир, который затем используется.

Питание – сложный процесс поступления, переваривания, всасывания и усвоения организмом пищевых веществ. Оптимальное соотношение белков, жиров и углеводов для здорового человека: 1:1:4.

Для жизнедеятельности организма необходима энергия. Она существует в нем в 4 основных формах:

  Химическая

  Механическая

  Электрическая

  Тепловая

Центральное место занимает химическая энергия, заключенная в молекулах АТФ. Обмен энергии – совокупность процессов превращения различных видов энергии между собой, а также накопление и использование макроэргических соединений – биологически активные

соединения, обладающие непрочной химической связью, при разрыве которой выделяется большое количество энергии. Она расходуется на процессы синтеза клеток, осуществление физиологических функций, внешнюю работу. Пополнение запасов энергии происходит за счет приема пищи. При окислении 1 гр жира выделяется 9,3 ккал, белков и углеводов – 4,1ккал. Килокалория – количество тепла, необходимое для нагревания температуры 1 кг воды на 1 градус. В конечном итоге все виды энергии выделяются в виде тепла в окружающую среду. Соотношение количества энергии, поступающей с пищей и количества энергии, расходуемой организмом – энергетический баланс. Он может быть положительным, отрицательным и равновесным. Обмен веществ складывается из основного обмена и рабочей прибавки. Основной обмен - минимальный уровень обмена веществ и энергетических затрат бодрствующего организма в состоянии покоя натощак при температуре 18 – 20 градусов.

Он обеспечивает протекание только физиологических процессов в организме. Рабочая прибавка – увеличение объема энергетических затрат при мышечной работе. Основной обмен максимальный у детей, снижается у пожилых людей. У мужчин основной обмен выше, чем у женщин. При заболеваниях щитовидной железы и лихорадке основной обмен увеличива-

ется на 150 %. При гипофункции гипофиза, щитовидной железы и половых желез он уменьшается, что способствует накоплению жира. После приема пищи интенсивность обмена веществ и энергетических затрат организма увеличивается. Это влияние пищи на обмен веществ - специфическое динамическое влияние пищи на организм.

При белковой пищи обмен увеличивается на 30%, жировой и углеводной – на 15%. Суточный расход энергии для людей умственного труда – 3000 ккал.

Температура тела человека поддерживается постоянно на определенном уровне. Это постоянство температуры – изотермия – важнейшая биологическая константа. Постоянство температуры у человека поддерживается из – за высокой скорости реакций и интенсивности

всех процессов жизнедеятельности. В организме условно различают 2 термические зоны:

1.  внутренняя – ядро

2.  наружная – оболочка

Ядро – органы грудной и брюшной полостей, мозг, органы таза. Они характеризуются относительно высокой температурой (37 – 38,5). Оболочка – кожа, скелетная мускулатура,костная система. Эти органы имеют температуру ниже (25 – 34) и поддерживают изотермию ядра. температура внутренних органов зависит от обменных процессов в них. Самый горячий орган – печень (38,5). Температуру обычно измеряют в подмышечной впадине, полости рта, прямой кишке. В норме температура в подмышечной области - 36 – 37, в прямой кишке у взрослого – 37,2 – 37,6. наибольший подъем температуры наблюдается с 16 – 18 часов, падение с 3 – 4 часов утра. способность организма поддерживать изотермию обеспечивается за счет взаимосвязанных процессов теплообразования и теплоотдачи. Процесс образования тепла в организме – химическая терморегуляция, отдачи тепла – физическая терморегуляция. Химическая терморегуляция имеет значение при понижении температуры окружающей среды.

Образование тепла происходит в результате окислительных экзотермических реакций в тканях и органах. Главную роль в термопродукции у человека играют мышцы и печень. Пути повышения теплопродукции при действии холода:

1.  произвольная мышечная деятельность

2.  непроизвольные сокращения мышц (дрожь, увеличивает теплопродукцию в 3 – 4 раза)

3.  рефлекторное повышение интенсивности обмена веществ в мышечной ткани без ее сокращения

4.  интенсификация повышения температуры в печени и почках

При повышении температуры окружающей среды теплообразование падает вследствие рефлекторного снижения обменных процессов. При понижении температуры окружающей среды теплоотдача уменьшается, при повышении – увеличивается. Теплоотдача осуществляется физиологическими процессами:

1.  конвекция – движение и перемещение нагреваемого телом воздуха

2.  радиация – теплоизлучение

3.  теплопроведение – отдача тепла путем соприкасания предметов с поверхностью тела

4.  испарение воды с поверхности кожи и легких

Главный путь теплоотдачи при 20 градусах – радиация. При температуре наружного воздуха более 37 – испарение воды с поверхности кожи и легких. Испарение воды зависит от относительной влажности воздуха. При увеличении влажности воздуха испарение затрудняется, поэтому в жаркие и влажные дни жара переносится тяжелее, чем в жаркие и сухие. В такую погоду часто возникают тепловые удары. При 40 – 41 градусах – бред, при 43 –смерть от свертывания белков крови. Конвекция и радиация тесно связаны с функцией сосудистой системы. При повышении температуры наружного воздуха до 35 градусов сосуды внутренних органов сужаются, а кожные расширяются, при этом теплоотдача увеличивается, и организм охлаждается. В условия понижения температуры окружающего воздуха до 18 градусов сосуды внутренних органов расширяются, а кожные сужаются, что приводит к накоплению тепла, т. к. теплоотдача уменьшается. При повышении температуры теплоотдача увеличивается, теплопродукция уменьшается и наоборот.

Регуляция процесса теплообмена, обмена веществ и энергии осуществляется 3 механизмами:

1.  безусловно – рефлекторная регуляция – любые колебание температуры окружающей среды воспринимаются тепловыми и холодовыми рецепторами

кожи; от них нервные импульсы идут по чувствительным путям через спинной мозг промежуточный и КБМ; основным центром терморегуляции является гипоталамус; передние его отделы контролируют теплоотдачу, задние – теплообразование – главный термостат организма; возбуждение из гипоталамуса проходит по двигательным волокнам к органам теплообразования – мышцы, печень или к органам теплоотдачи –сосуды и потовые железы

2.  условно – рефлекторная регуляция - лапу собаки несколько раз опускали в ледяную воду, что вызывало повышение теплообразования и уменьшение

теплоотдачи; через некоторое время повторили опыт, но вместо холодной воды была теплая, результат при этом остался прежним

3.  гуморальная регуляция – тироксин повышает обмен веществ и

теплообразование; при переохлаждении организма он в большом количестве поступает в кровь; адреналин усиливает окислительно – восстановительные процессы, что также приводит к увеличению теплопродукции

ТЕКСТ лекции

Мочевая система – система органов выделения и выведения их из организма. Мочевые и половые органы тесно взаимосвязаны. В ходе обмена веществ в организме образуются ядовитые вещества – мочевина, мочевая кислота, скатол и т.д. 75% всех продуктов распада выделяются в составе мочи. Органы мочевой системы:

1.  почки

2.  мочеточники

3.  мочевой пузырь

4.  мочеиспускательный канал

Моча образуется в почках. Мочеточники служат для выведения мочи в мочевой пузырь, который служит резервуаром для мочи и выталкивания ее при мочеиспускании, мочеиспускательный канал служит для выведения мочи. Функции почек:

  удаляют из плазмы мочевину, мочевую кислоту, креатинин

  контролируют уровни натрия, калия, хлора, кальция, магния

  выводят чужеродные вещества: пенициллин, сульфаниламиды,йодиды, краски

  способствуют регуляции pH

  поддерживают гомеостаз

  участвуют в обменных процессах

  гормональная функция (ренин – повышает АД, эритропоэтин –стимулирует гемопоэз)

Кроме мочевых органов выделительной функцией обладают кожа, легкие, ЖКТ. Легкие выделяют СО2 и воду, печень – желчные кислоты, ЖКТ – соли железа, кальция. Пот и моча качественно схожи по составу, но моча все компоненты содержит в 8 раз больше.

Почка (ren, nephros) – парный орган, расположенный в поясничной области на задней стенке брюшной полости позади брюшины на уровне 9 – 12 грудных, 1 – 3 поясничных позвонков. Правая почка в норме лежит ниже левой (правая доля печени). По форме почка напоминает боб массой 150 гр. Части почки:

  передняя поверхность

  задняя поверхность

  верхний полюс

  нижний полюс

  медиальный край

  латеральный край

На медиальном крае почки расположены почечные ворота – углубление, через которое проходят почечные артерия, вена, нервы, лимфатические сосуды и мочеточник. Ворота продолжаются в почечную пазуху. Почка покрыта оболочками:

1.  наружная – почечная фасция

2.  жировая оболочка – капсула

3.  фиброзная капсула – собственная оболочка почки

Эти оболочки вместе с сосудами и нервами формируют фиксирующий аппарат почек, при ослаблении которого почка может смещаться и уходить в полость малого таза – эффект «блуждающая почка». От фиброзной капсулы внутрь почки отходят выросты – перегородки (трабекулы), разделяющие вещество почки на сегменты, доли и дольки. Почка состоит из 2 частей:

 почечная пазуха

 почечное вещество

Почечная пазуха занята малыми и большими почечными чашками, почечной лоханкой, сосудами и нервами. Малых чашек 8 – 12, они имеют форму бокалов, которые охватывают почечные сосочки - выступы вещества почки. Малые почечные чашки объединяются в 2 – 3 большие. Они объединяются в воронкообразную по форме почечную лоханку, переходящую в мочеточник. Стенка чашек и лоханки:

  слизистая оболочка (переходный эпителий)

  гладкомышечная оболочка

  соединительно – тканная оболочка

Почечное вещество состоит из соединительно – тканной основы – стромы, представленной ретикулярной тканью, паренхимы – основного вещества, сосудов и нервов. Вещество паренхимы имеет 2 слоя:

  наружный – кора

  внутренний – мозговое вещество

В корковом слое расположено 80% структурно – функциональных единиц почки – нефронов. количество их в почке до 1 млн. в мозговом слое расположены 10 – 15 конусообразных пирамид, состоящих из прямых канальцев, образующих петлю нефрона и собирательных трубок, открывающиеся в полости малых чашек на сосочках пирамид. В нефронах происходит образование мочи. Части нефрона:

1.  почечное мальпигиево тельце, состоящее из сосудистого клубочка и окружающей его 2 – стенной капсулы Шумлянского – Боумена

2.  извитой каналец 1 порядка (проксимальный)

3.  нисходящий отдел петли Генле

4.  тонкий изгиб петли Генле

5.  восходящий отдел петли Генле

6.  извитой каналец 2 порядка (дистальный)

7.  собирательная трубка – прямой каналец

Общая длина всех канальцев в 2 почках – 100 км. Почечные тельца, проксимальные и дистальные извитые канальцы расположены в корковом слое почек, петли Генле и собирательные трубки – в мозговом веществе. Около 20% нефронов расположены на границе коркового и мозгового слоев почки – выделяют гормоны (ренин и эритропоэтин).

Кровь в почке проходит через двойную капиллярную сеть: первый раз в капсуле почечного тельца (сосудистый клубочек и 2 артериолы – приносящая и выносящая, образующие чудесную сеть почки); выносящая артериола в 2 раза уже, чем приносящая, что создает давление крови при фильтрации; второй раз на извитых канальцах 1 и 2 порядка между артериолами и венулами. Благодаря разному диаметру артериол крови в почку притекает

больше, чем вытекает. Давление в капиллярах сосудистого клубочка выше, чем в капиллярах тела. Эндотелий капилляров клубочка и базальная мембрана – фильтрационный барьер, через который в полость капсулы из крови фильтруются (проталкиваются) составные части плазмы, образующие первичную мочу.

Мочеточник (ureter) – парные трубки длиной 30 см, диаметром 3 – 9 мм. Они выводят мочу из почечной лоханки в мочевой пузырь. Моча передвигается по мочеточникам благодаря перистальтике их стенок. Мочеточник начинается от почечной лоханки, спускается по задней брюшной стенке, подходит к дну мочевого пузыря и входит в его полость. Части мочеточника:

1.  брюшная

2.  тазовая

3.  внутристеночная

Изгибы мочеточника:

1.  поясничная область

2.  тазовая область

3.  перед впадением в мочевой пузырь

Сужения мочеточника:

1.  переход лоханки в мочеточник

2.  переход брюшной части в тазовую

3.  впадение в мочевой пузырь

Стенка мочеточника:

1.  внутренняя – слизистая оболочка (переходный эпителий, продольные складки, облегчающие прохождение мочи, в разрезе мочеточник имеет звездчатую форму)

2.  средняя – гладкомышечная (в верхней части 2 слоя – продольный и круговой, в нижней части 3 слоя – наружный и внутренний продольные, средний –круговой)

3.  наружная – адвентиция (рыхлая волокнистая соединительная ткань)

Брюшина покрывает мочеточник спереди (забрюшинно).

Мочевой пузырь (vesica urinaria, cystis) - непарный полый орган, служащий для накопления мочи и удаление ее через мочеиспускательный канал. Форма его непостоянная, емкость – 700 мл. расположен в полости малого таза за лобковым симфизом. При наполнении его мочой верхушка пузыря выступает и соприкасается с передней брюшной стенкой. Задняя поверхность пузыря соприкасается у мужчин с прямой кишкой, семенными пузырьками и ампулами семявыносящих протоков, а у женщин с шейкой матки и влагалищем. Части:

1.  верхушка

2.  тело

3.  дно

4.  шейка

На дне пузыря имеется участок треугольной формы, мочепузырный треугольник, на вершине которого имеются 3 отверстия (два мочеточниковых и одно внутреннее мочеиспускательное). Стенка пузыря:

1.  внутренняя – слизистая (многослойный переходный) с подслизистой основой

2.  средняя – гладкомышечная (наружный, внутренний и средний –круговой)

3.  наружная – адвентиция и частично серозная

Подслизистая основа образует складки на слизистой оболочке. Они отсутствуют в треугольнике,т. к. там нет подслизистой основы. В области шейки у начала мочеиспускательного канала круговой слой мускулатуры образует непроизвольный сфинктер мочевого пузыря. Моча выделяется из пузыря путем сокращения его стенок (мышца, удаляющая мочу).

Брюшина покрывает пузырь с3 сторон: сверху, сзади и с боков.

Мочеиспускательный канал (urethra) ; мужской мочеиспускательный канал (urethra masculine) – эластичная трубка длиной 18 – 23 см, диаметр 5 – 7 мм. Он служит для выведения мочи и спермы наружу. Начинается внутренним отверстием у мочевого пузыря и заканчивается наружным отверстием на головке полового члена. Части уретры:

1.  предстательная (3см)

2.  перепончатая (1,5см)

3.  губчатая (20см)

В перепончатой части уретры имеется произвольный сфинктер. Мужской мочеиспускательный канал имеет переднюю и заднюю кривизну. Передняя кривизна выпрямляется при эрекции, задняя остается фиксированной. Сужения мочеиспускательного канала:

1.  внутреннее отверстие

2.  при прохождении через мочеполовую диафрагму

3.  у наружного отверстия

Расширения мужской уретры:

1.  предстательная часть

2.  луковица полового члена

3.  ладьевидная ямка полового члена

Эти анатомические структуры учитываются при введении катетера для удаления мочи.

Слизистая оболочка предстательной части уретры выстлана переходным эпителием, перепончатой и губчатой частей – многорядным призматическим, а в области головки полового члена - многослойным плоским с признаками ороговения. Мужская уретра обильно заселена бактериями. При уретритах, простатите и других воспалительных процессах уретры происходит ее зарастание, что приводит к невозможности мочеиспускания. При этом участок уретры заменяют. Данную пластику проводят с помощью слизистой оболочки полости рта (всегда влажно и происходит самая быстрая регенерация.

Женский мочеиспускательный канал (urethra feminine) – короткая изогнутая трубка длиной 3,5 см, диаметром 8 – 12 мм.

Расположена спереди от влагалища и сращена с передней его стенкой. Уретра начинается отверстием от мочевого пузыря и заканчивается отверстием, которое открывается кпереди и выше отверстия влагалища. В месте его прохождения через мочеполовую диафрагму имеется произвольный сфинктер. Стенка женской уретры легко растяжима. Стенка:

1.  слизистая с подслизистой оболочкой (глубокие продольные

складки)

2.  гладкомышечная оболочка (внутренний – продольный, наружный – круговой)

В женской уретре имеются слепые углубления – лакуны. Женская уретра относительно мужской стерильна в плане бактерий.

Приложение.

Вопросы для фронтального опроса:

1. Что такое рациональное питание?
2. Критерии оценки поцесса питания.
3. Превращение веществ в организме, расходование энергии.
4. Что такое  терморегуляция?
5. В каких формах энергия существует в организме?