Преимущества теплокровия

Законы

1. Энергия не исчезает, не возникает вновь, а переходит из одной формы в другую

2. Вся энергия – расход на полезную работу, а часть переходит в тепловую, рассеивается, характеризуя меру термодинамической неупорядоченности системы – энтропию.

Метаболизм

Превращение веществ при жизнедеятельности момента поступления их в клетки до образования конечных продуктов обмена.

Анаболизм – процессы ассимиляции (биосинтез структурных компонентов клетки, ткани, органа), синтез и накопление энергии (депо – гликоген, креатин-фосфат).

Катаболизм – процессы диссимиляцции (расщепление сложных структур клеток, тканей, органов до простых веществ – вода, углекислый газ, аммиак, ионы аммония), высвобождение энергии в виде АТФ, НАДФН, внешней работе, вторичной теплоте.

Те мономеры, образующиеся в процессе расщепления, идут на строительство новых полимеров. Взаимосвязь катаболизме и анаболизма. Каждое вещество может преобразовываться разными путями, но вне зависимости от этапов, выделяемое тепло одинаково.

Закон Гесса: тепловой эффект процесса, развивающегося через несколько стадий, не зависит от пути их превращения, а зависит только от теплосодержания начальных продуктов и конечных продуктов.

Основной обмен

Основной обмен – минимальный, базисный уровень энерготрат, необходимый для поддержания жизнедеятельности организма в покое.

Условия определения: утро, положение лежа, физический и эмоциональный покой, состояние бодроствования, натощак, температура среды 18-20 градусов.

Энергия тратится на:

1. Синтез БАВ

2. Обновление клеток

3. Синтез клеток крови

4. Обеспечение процессов дыхания

5. Активный транспорт

6. Работа ССС

7. Работа почек

8. Мышечный тонус в покое и в работе

9. Процессы пищеварения и терморегуляции

Главные компоненты основного обмены – работа мозга 19%, печени 27%, почек 10%, тонус мышц и дыхательной мускулатуры 18%, сердца 7%.

Величина отклонения основного обмена от нормы определяется по формуле Рида (%отклонения = 0,75 х (ЧСС + Пульс.Д Х 0,74) – 72.

Величина основного обмена подчиняется закону поверхности тела Рубнера: «Энергетические затраты теплокровного организма пропорциональны площади поверхности тела».

Анаболизм и катаболизм постоянно меняют соотношение.

Анаболизм преобладает:

1. Беременность

2. Детство

3. После инфекционных болезней

4. Умеренный стресс

5. Опухолегенез

Катаболизм преобладает:

1. Дефицит питательных веществ

2. Старение

3. Стресс (длительный, неумеренный).

Калория – количество энергии, необходимое для повышения 1 грамма воды на 1 градус. 1 ккал = 1 Дж/сек. Общие энергетические затраты организма можно точно определить по количеству тепла, выделенного организмом во внешнюю среду, измеряя либо в Дж, либо в калориях.

При первичных эндокринных нарушениях внешних симптомов еще не проявляется, т.к. работают компенсаторные механизмы, а отклонения энергообмена уже существуют.

Калориметрия

Калориметрия бывает прямая (по количеству выделенного тепла) и непрямая.

Прямая калориметрия:

Человека поместили в камеру. Степень энергообмена определяют по температуре воды, протекшей через камеру и переводят в единицы измерения энергии с учетом теплоемкости воды.

Непрямая калориметрия

Основана на учете теплопроводной способности питательных веществ. Оценка количества теплосодержания, т.е. потенциальной энергии, в самой принятой пище.
Калорический коэффициент – количество калорий, выделившихся при окислении 1 г вещества; теплосодержание еды.

Изменение калорического коэффициента – бомба Бертло.

Полный газоанализ (метод Дугласа-Холдейна)

· Определение объема СО2 и О2

· Расчет дыхательного коэффициента (ДК=VCO2/VO2)

· Определение вида веществ, окислившихся в организме и их калорического эквивалента О2 по таблицам.

ДК зависит от вида веществ.

Калорический эквивалент кислорода – количество калорий при оксилении 1л О2.

Количество тепла = VO2 х КЭ

Неполный газоанализ (метод Крога)

· Опеределние VO2.

· КЭ для усредненного ДК.

· VO2 х КЭ О2 = количество образовавшегося тепла.

Величина, на которую меняется изначальное значение, отражает объем поглощенного кислорода.

Общий обмен (Рабочий обмен)

Основной Обмен в состоянии покоя + рабочая прибавка + специфически-динамическое действие пищи.

Специфическое динамическое действие пищи

Влияние приема пищи, усиливащее обмен веществ и энергетические затраты.

· Прием белков: 30%

· Прием жиров: 14-15%

· Прием углеводов: 14-15%

Группы работников по энергозатратам:

1. Умственный труб

2. Легкий физический труд

3. Труд средней тяжести

4. Тяжелый физический труд

5. Особо тяжелый труд

Белки

Составляют 15-20% от массы тела.

Функции:

1. Пластическая

2. Энергетическая

3. Каталитическая

4. Транспортная

5. Гормональная

6. Сократительная

7. Защитная

8. Регуляция работы генов

Промежуточный обмен:

1. Образование а/к из белков

2. Облегченная диффузия или вторично-активный транспорт через мембрану

3. Деградация в печени, окисление аминокислот, глюконеогенез или кетогенез.

Коэффициент Рубнера – наименьшие потери белка в состоянии покоя – 0,33 г на кг массы (23 г/сут)

Физиологический минимум – минимальное потребление белка в сутки, при котором устанавливается азотистое равновесие – 20-45 г/сут

Физиологический оптимум – минимальное количества белка, обеспечивающее нормальную жизнедеятельность – 80-100 г/сут (1 г/кг массы).

Аминокислоты являются оптимальной формой усвоения необходимого организму азота.

Белки:

· Биологически полноценные – содержат весь необходимый набор аминокислот в соотношениях, обеспечивающих нормальные процессы жизнедеятельности (содержатся только в животной пище).

· Биологически неполноценные – не содержат всех необходимых аминокислот в нужном количестве

Азотистое равновесие – количество азота, поступившее в организм, равное количеству азота, выделившегося из организма.

Положительный азотистый баланс наблюдается при беременности, спортивных тренировках и восстановлении после тяжелой болезни.

Отрицательный азотистый баланс – отсутствие в пище незаменимых аминокислот, тяжелые инфекционные заболевания, старение, распад опухолей.

Обмен углеводов

Функции:

1. Энергетическая

2. Образование депо гликогена

3. Пластическая

4. Видовая и тканевая специфичность гликопротеидов

Промежуточный обмен:

1. Поступление в кровь

2. Поступление в клетки путем облегченной диффузии

3. Свободная энергия при окислении

4. Синтез гликогена, ПФП, Г6ФП

5. Синтез из продуктов метаболизма а/к, ЖК.

Норма: 350-500 г/сут

Жиры

Функции:

1. Пластическая

2. Энергетическая

3. Механическая

4. Терморегуляторная

5. Синтез БАВ

Промежуточный обмен:

1. Синтез

2. Распад

3. Потребность в липидах: 50-100 г

Более 95% всех липидов плазмы находятся в виде липопротеидов. Они состоят из триглицеридов, фосфолипидов и протеинов в разных пропорциях. Липидная сердцевина окружена оболочкой из апопротеинов.

1. Хиломикроны

2. ЛПОНП

3. ЛППП

4. ЛПНП

5. ЛПВП

 

 

Гипоталамус получает сигналы о состоянии текущих потребностях: уровень питательных веществ в крови, нервные сигналы и гормоны от ЖКТ (холецистокинин, лептин, глюкагон, инсулин), симпатическое влияние, текущее состояние. Гипоталамус управляет регуляторной поведенческой реакцией (голод/насыщение), через вегетативную нервную систему влияет на организм. Вегетатика так же влияет на выделение инсулина и глюкагона (инсулин – анаболический гормон), адреналин влияет на клетки.

Эндокринные влияния осуществляются через аденогипофиз и тропные гормоны. Симпатика – катаболическое действие, парасимпатика – анаболическое действие. СТГ – в зависимости от нутриентов: белки – анаболическое, жиры, углеводы – катаболическое действие.

Температура

Температура тела находится под влиянием внешней среды и тепла внутри организма.

Значение постоянства внутренней среды:

1. Обеспечение скорости ферментативных реакций и метаболизма

2. Влияет на фазовое состояние липидов мембраны и состояние белков мембрны

3. Скорость образования и стабильность связей в комплексах «рецептор-гормон», «медиатор-рецептор», «антиген-антитело», каналы и др.

4. Обеспечивает постоянство возбудимости ЦНС, сократимость мышц, миокарда.

Преимущества теплокровия

1. Высокая интенсивность обмена – организм более свободен в выборе мест обитания

2. Скорость деятельности ЦНС и других систем в 2-3 раза выше

Цена теплокровия:

1. Обмен в 10 раз выше

2. Больше пищи

3. Виды теплокровных менее числены и распространены

Оболочка тела – слой тканей от поверхности тела на глубину около 2 см при обычных температурных условиях.

Температура оболочки изменяется в зависимости от Т внешней среды.

Градиенты:

· Вертикальный – 6-8 гр.

· Горизонтальный 0,6 гр

· Средневзвешенная температура кожи 33 гр

Температура ядра тела имеет низкий перед колебаний 37,3 +/-0,5. При высокой температуре Т среды увеличивается, а оболочки уменьшается, при низкой возрастает тощина оболочки и уменьшается ядра.

Диапазон температуры ядра 20-42 градуса. При 30 градусах холодовой наркоз, при 42 – тепловой удар.

Температура комфорта

Температура, при которой нагрузка на физиологические системы терморегуляции минимальна.

· Для легко одетого 25 градусов при влажности 50%.

· Для обноденного человека 28 градусов

Для ощущения комфорта температура кожи в области груди должна быть 31-35 градусов, а ее различие с окружающими участками не должно превышать 3-5 градусов. Разница менее 1,8 градусов – ощущение жары, более 6 – холода.

Терморецепторы

1. Периферические – рецепторы кожи, кожных и подкожных сосудов

· Активируются зменением Т среды и оболочки до изменения ядра (должно быть активировано более 50 рецепторов)

· Осуществляется регуляция по возмущению

· Специализированы: холодовые, тепловые, полимодальные

· Холодовые – глубина 0,17 мм, тепловые – 0,3 мм. Быстрее активируются холодовые

· Холодовые 15-34 градуса, тепловые 34-43 градуса

· Чем ниже температура кожи, тем больше активых холодовых рецепторов. При адаптации к холоду происходит уменьшение числа активных холодовых рецепторов

2. Терморецепторы внутренних органов – запускают терморегуляторный ответ на изменение Т «ядра»

3. Терморецепторы ЦНС

Терморецепторы кожи

Свободные нервные окончания: холодовые – миелинизированные тонкие, а тепловые – немиелинизированные.

Колбы Краузе, тельца Руффини

Они очень чувствительны к колебаниям температуры окружающей среды. Возбуждаются при повышении температуры среды на 0,007 и понижении на 0,012 грудса.

Сенсорные пути от периферических терморецепторов кожи идут по лемнисковому тракту и спиноталамическим путям в соматосенсорную кору.