Регуляция обмена веществ и энергии

Обмен воды и минеральных солей

Белковый обмен

Клетки организма синтезируют белки для своих собственных нужд из аминокислот (аминокислотный пул), которые образуются в результате переваривания белков, поступающих с пищей. Фактически только незаменимые аминокислоты являются необходимыми для роста и регенерации тканей и, следовательно, должны поступать с пищей. Когда в пище содержится избыток белков, излишек аминокислот депонируется в печени, где от них отцепляется азот и образуются углеводосодержащие соединения. В последующем они могут использоваться для образования тепла и энергии. Аминокислоты в запас не откладываются.

Наоборот, при голодании, когда не поступает достаточное количество белковой пищи, в организме не только истощаются запасы углеводов и жиров, но и отмечается потеря его собственных белков (в оснвном печени и скелетных мышц), что проявляется мышечной слабостью. Примером может служить квашиокор - заболевание регистрирующееся главным образом, в тропических, субтропических странах при большом дефиците белков в диете.

Конечными продуктами расщепления белков в тканях являются мочевина, мочевая кислота, аммиак, креатин, креатинин, которые выводятся почками и потовыми железами.

Полное голодание (отсутствие пищи при приеме воды) переносится в течение 40-45 суток, без воды 5-7 дней. При обычной температуре и влажности окружающей среды в сутки взрослый человек должен потреблять 2,2 – 2,8 л воды без интенсивных физических нагрузок (из них 1,5 л человек выпивает, 600-900 мл в составе пищи, 300-400 мл образуется в результате окислительных реакций). Потери воды в сутки: 1,5 л с мочой, 400-600 мл с потом, 350-400 мл с выдыхаемым воздухом, 100-150 мл с испражнениями.

Минеральные соли в норме составляют 0,9% от массы тела. При избыточном поступлении соли откладываются в запас: натрий и хлор в подкожной клетчатке, калий – в скелетных мышцах, кальций и фосфор в костях. При напряженной мышечной работе потребность в некоторых минеральных веществах увеличивается (особенно важны кальций, фосфор, магний, железо, цинк, иод, селен).

Нехватка меди приводит к смерти от аневризмы (разрыв аорты или сосудов мозга), нехватка селена может привести к онкологическим заболеваниям, дистрофии сердца, быстрому старению.

Увеличение активности одного органа часто ведет к возрастанию функциональной активности других органов. Например, мышечная активность сопровождается усиленным выделением СО₂. Присутствие этого газа в крови увеличивает частоту дыхания. В результате возрастает поступление кислорода в легкие. В свою очередь сердце сокращается с большей силой для того, чтобы доставить этот кислород к тканям, в частности, к мышцам, где он необходим для выделения энергии, а также обеспечить своевременное выведение конечных продуктов метаболизма.

Гипоталамус является центром регуляции обмена веществ, в нем есть центры голода и насыщения, осморегуляции и энергообмена. Регуляция осуществляется путем воздействия на скорость биохимических реакций в клетках организма. Гипоталамус действует на обмен белков через щитовидную железу и ее гормоны тироксин и трийодтиронин, а также соматотропный гормон гипофиза (гормон роста). Гипоталамус влияет на обмен жиров через гипофиз, щитовидную, и половые железы, а нарушения в их работе ведет к ожирению. Более сложные расстройства жирового обмена наблюдаются при нарушениях поджелудочной железы, когда есть недостаток инсулина и в крови образуется избыток кетоновых тел (ацетон, бета-оксимасляная и ацетоуксусная кислота). В гипоталамусе есть центры регуляции водно-солевого обмена, осмотические рецепторы. Антидиуретический гормон гипофиза стимулирует обратное всасывание воды в почках и уменьшает этим мочеобразование. Минералокортикоиды коры надпочечников (альдостерон) повышают обратное всасывание натрия в кровь. Гормоны щитовидной железы увеличивают мочеобразование, гормон паращитовидной железы способствует выведению из организма солей кальция и фосфора.

Энергообмен регулируется нервной и эндокринной системой. Нервная регуляция – условнорефлекторная (повышение расхода энергии у спортсменов в предстартовом состоянии). Эндокринная регуляция состоит в том, что при повышении выброса гормонов гипофиза и щитовидной железы энергообмен усиливается, при их снижении – уменьшается.