Водно-солевой обмен

Обмен углеводов

Углеводы - сложные органические соединения, среди которых различают:

а) моносахариды - виноградный сахар (глюкоза), фруктовый сахар (фруктоза);

б) дисахариды - состоят из двух остатков моносахаридов - мальтоза (солодовый сахар), сахароза (тростниковый или свекловичный сахар);

в) полисахариды (крахмал, гликоген, целлюлоза или растительная клетчатка).

Суточная потребность взрослого человека в углеводах составляет около 500 гр.

В организм углеводы поступают с картофелем, макаронными и хлебобулочными изделиями, крупами, овощами, фруктами, мёдом, сладостями.

Функции углеводов в организме:

1) Биологическая роль углеводов определяется, прежде всего, их энергетической функцией т. к. в организме человека до 60 % энергии удовлетворяется именно за счёт углеводов, хотя их энергетическая ценность в 2 раза меньше, чем у жиров. При расщеплении 1 гр. углеводов высвобождается 17,6 кДж (4 ккал) энергии.

2) Пластическая функция - участвуют в построении компонентов клетки.

Превращения углеводов в организме:

В пищеварительном тракте все углеводы распадаются с помощью ферментов амилаз до глюкозы. Глюкоза из кишечника всасывается в кровь и разносится к органам и тканям, где большая её часть окисляется до СО2 и Н2О с высвобождением энергии. Около 25 % глюкозы превращается в жир, а 2-5 % под влиянием гормона поджелудочной железы инсулина превращается в печени и мышцах в запасной углевод организма - гликоген, который при необходимости (когда организму нужна энергия) может снова превратиться в глюкозу.

Вода в организме выполняет ряд важных функций:

• в ней растворено много химических веществ;
• активно участвует в обменных процессах;
• с ней выделяются продукты жизнедеятельности (пот, моча);
• вода ослабляет трение между соприкасающимися поверхностями в теле человека (серозная жидкость в брюшной и плевральной полостях, в суставах);
• участвует в терморегуляции за счёт большой теплопроводности и теплоёмкости.

Общее содержание воды в организме составляет 50-60 % массы тела. Принято делить воду на внутриклеточную - 72 % и внеклеточную (в составе крови, лимфы, спинномозговой жидкости, в межклеточных пространствах) - 28 %. Вода поступает в организм при питье или с пищей. Кроме того, часть воды (около 300 мл в сутки) образуется в самом организме в процессе метаболизма (эндогенная вода). Выведение воды: мочой в сутки выводится около 1,5 литра воды, 0,1 литр - с калом, 0,9 литра - путём испарения через лёгкие и кожу. Потеря 10 % воды приводит к состоянию дегидратации (обезвоживания), при котором жидкость начинает перемещаться из клеток в межклеточное пространство, а затем - в сосудистое русло, что ведёт к изменению осмотических свойств клеток. При потере 20 % воды наступает смерть.

Вместе с водой в организм поступают минеральные соли. Среди элементов, входящих в состав солей, различают макро - и микроэлементы.

Макроэлементы необходимы организму в достаточно больших количествах, к ним относятся:

Са - необходим для мышечного сокращения, построения костей и зубов, свёртывания крови. Содержится в молочных продуктах, зелёных частях растений, овощах. При его недостатке кости размягчаются (рахит, остеомаляция), развиваются судороги.

Р - входит в состав АТФ, необходим для костной ткани и зубов, а также для образования фосфолипидов, входящих в состав клеточных мембран. Содержится в молоке, орехах, мясе, рыбе, яйцах, злаках. При его недостатке кости размягчаются (рахит, остеомаляция).

К - основной катион, который обеспечивает осмотическое давление внутри клеток. Определяет функцию нервов и мышц. Наиболее богаты калием сухофрукты, орехи, овощи, мясо. При гипокалиемии, вызванной диуретиками, наблюдается мышечная слабость, аритмии.

Na и Cl - обеспечивают осмотическое давление внеклеточной жидкости. Регулируют объём плазмы крови, кислотно-щелочной баланс, функции нервов и мышц. Содержатся в поваренной соли. При их недостатке развиваются отёки, нарушается кислотно-щелочной баланс.

Mg - принимает участие в ферментативных реакциях, связанных с переносом энергии. Содержится в мясе, молоке, цельных зёрнах, овощах с зелёными листьями.

Микроэлементы необходимы в микроскопических количествах, но роль их огромна, к ним относятся:

Fe - входит в состав гемоглобина, миоглобина, а также в состав ферментов, участвующих в окислительно-восстановительных реакциях. Содержится в мясе, печени, свежей рыбе, яблоках, сухофруктах, орехах; При его недостатке развивается анемия;

I - входит в состав гормонов щитовидной железы. Содержится в морепродуктах, йодированной соли, рыбьем жире. При его недостатке у детей развивается кретинизм, у взрослых - эндемический зоб, микседема;

Co - компонент Vit B12. При его недостатке развивается анемия;

Se - входит в состав ферментов, необходимых для передачи нервных импульсов в сердечной мышце. Содержится в цельных зёрнах злаков, бобовых, овощах с зелёными листьями, мясе и молочных продуктах. При его недостатке развивается миокардиопатия, аритмия;

Cu, Zn, Mo, Mn, F, Ni, W, олово (St), As (мышьяк), кремний и другие вещества, которые входят в состав ферментов, гормонов, витаминов участвуют в поддержании осмотического давления и кислотно-щелочного баланса организма.

Лекция

Тема: «Витамины»

Витамины (от латинского Vita - жизнь) - биологически активные вещества различной химической природы, необходимые организму в минимальных количествах для осуществления важных физиологических и биологических процессов.

Витамины поступают с пищей, частично синтезируются в организме из своих предшественников (провитаминов) или образуются микрофлорой кишечника. Витамины, как правило, являются составными частями ферментов, поэтому принимают непосредственное участие в процессах обмена веществ. Состояния организма, связанные с недостатком витаминов, называются гиповитаминозы. Состояния, связанные с полным отсутствием того или иного витамина в пище, называются авитаминозы. При избыточном употреблении витаминов они, как правило, выделяются через почки. В некоторых случаях повышенное количество витаминов может привести к нарушению обменных процессов - гипервитаминозу. Витамины обозначаются буквами латинского алфавита.

Их разделяют на 2 группы:

1) Витамины, растворимые в жирах - к ним относят А, Д, Е, К и F.

2) Витамины, растворимые в воде - все остальные.

Характеристика витаминов

Vit А (ретинол) антиксерофтальмический или витамин роста.

Активно участвует в обменных процессах, улучшая питание тканей, особенно хрящевой и костной. Он необходим для нормальной регенерации кожи и слизистых оболочек. Участвует в синтезе стероидных гормонов (кортикостероидов и эстрогенов), а также необходим для восстановления зрительного пигмента родопсина. Витамин А находится в основном в тканях животных организмов, особенно в печени, желтке яиц, сливочном масле, молоке, а также в рыбьем жире. В жёлтых и красных овощах и фруктах содержатся предшественники витамина А - каротины, которые в организме человека при участии фермента каротиназы превращаются в витамин А. Больше всего каротинов найдено в моркови, абрикосах, хурме,листьях петрушки. Суточная потребность в витамине составляет 1,5 мг. Для его усвоения и всасывания необходимо наличие в пище жира. При заболеваниях ЖКТ, связанных с нарушением всасывания жиров, а также при недостаточном поступлении ретинола с продуктами питания, развивается гиповитаминоз А, который проявляется:

• поражением кожи и слизистых оболочек: характерна сухость кожных покровов, гиперкератоз (чрезмерное утолщение рогового слоя эпидермиса);
• ксерофтальмия (сухость поверхности конъюнктивы и роговицы);
• замедляется рост и понижается масса тела;
• из-за замедления восстановления зрительного пигмента - родопсина развивается куриная слепота (человек плохо видит с наступлением сумерек и ночью).

Vit В1 ( тиамин) или антиневритический.

Участвует в регуляции углеводного обмена, что имеет большое значение для деятельности ЦНС, так как обеспечивает её глюкозой. Кроме того, Vit В1 влияет на синтез медиаторов (ацетилхолина и др.), участвуя тем самым в передаче нервного возбуждения. Суточная потребность 0,5-3 мг. Тиамин широко распространён в природе, особенно много его в дрожжах, цельных зёрнах злаков, бобовых, почках, сердце. В1-авитаминоз называется болезнь бери-бери, которая проявляется полиневритом (множественные воспаления периферических нервов) с болевыми ощущениями, снижением кожной чувствительности, расстройством движений. Отмечаются повышенная утомляемость, слабость, потеря аппетита, расстройства сердечно-сосудистой системы. Развивается мышечная атрофия, паралич конечностей и дыхательной мускулатуры со смертельным исходом.

Vit В2 (рибофлавин).

Участвует в окислительно-восстановительных процессах организма. Способствует нормальной деятельности ЦНС, трофике (питанию) тканей, влияет на рост и развитее плода и ребёнка. Суточная потребность 2-3 мг. Содержится в молоке, мясе, рыбе, яйцах, хлебе, цельных зёрнах злаков, бобовых, почках, печени, сердце. При В2 - авитаминозе наблюдается воспаление слизистой рта, губ, трещины в уголках губ, стоматит; язык ярко-красный, гладкий, так как сосочки атрофируются. Отмечается конъюнктивит, светобоязнь, слезотечение, катаракта. Снижается работоспособность, появляется слабость.

Vit В5 (пантотеновая кислота).

Входит в состав ацетилкоэнзима А, принимающего активное участие в обмене веществ. Суточная потребность 10-20 мг. Содержится в тех же продуктах, что и другие витамины группы В, а также синтезируется микрофлорой кишечника. Гиповитаминоз В5 часто развивается при дисбактериозах кишечника и проявляется нарушениями со стороны нервной системы (депрессия, апатия, слабость, параличи), диспепсическими явлениями (расстройства пищеварения) понижением АД, задержкой роста.

Vit В6 (пиридоксин).

Играет важную роль в белковом обмене, так как входит в состав ферментов, активирующих всасывание аминокислот в кишечнике и транспортирующих аминокислоты через мембраны. Суточная потребность 3 мг. Широко распространён в продуктах питания, поэтому В6 - авитаминоз встречается редко. Его проявления: раздражительность, сонливость, периферические невриты, дерматит.

Vit Вс (фолиевая кислота).

Влияет на синтез нуклеиновых кислот, аминокислот, обеспечивает процессы клеточного дыхания, стимулирует кроветворение.

Суточная потребность 400 мг. Синтезируется микрофлорой кишечника, а также содержится в дрожжах, говядине, печени, грибах, капусте, моркови. При Вс-авитаминозе тормозится процесс кроветворения, развивается анемия.

Vit В12 (цианокоболамин) или антинемический.

Обеспечивает нормальное протекание гемопоэза (кроветворения), превращая Vit Вс (фолиевую кислоту) в фолиповую кислоту. Кроме того, он необходим для нормального роста человека, деятельности печени, почек, нервной системы, синтеза нуклеиновых кислот и белка. Суточная потребность 2-3 мкг. Содержится в продуктах животного происхождения - печень, почки, мясо, рыба, яйца, икра, синтезируется микрофлорой кишечника. При В12-авитаминозе нарушается процесс кроветворения в костном мозге, развиваются анемии, дистрофии, невралгии.

Vit В15 (пангамовая кислота). Повышает усвоение О2 тканями, улучшает обмен липидов, и углеводов, способствует увеличению содержания гликогена в печени и мышцах. Суточная потребность 2 мг. Содержится в тех же продуктах, что и другие витамины группы В. При В15 - авитаминозе могут развиваться асфиксические состояния, затяжные пневмонии, атеросклероз, гепатиты.

Vit С (аскорбиновая кислота) или антицинготный.

Улучшает окислительно-восстановительные процессы, активирует ферменты, укрепляет стенки сосудов и уменьшает проницаемость капилляров, обезвреживает токсины, необходим для образования коллагеновых волокон соединительной ткани. Суточная потребность 50-100 мг. Содержится в свежих фруктах, овощах с зелёными листьями, ягодах шиповника, смородины, цитрусовых. С-авитаминоз проявляется слабостью, раздражительностью, сухостью и шелушением кожи, а при сочетании С-авитаминоза с

Р-авитаминозом развивается цинга, для которой характерна повышенная ломкость сосудов, ведущая к кровоточивости дёсен, носовым кровотечениям, появляются точечные кровоизлияния в коже, гематурия, мышечная атрофия.

Vit D (кальциферол) или антрахитический.

Регулирует обмен Р и Са в организме, повышая их всасывание в кишечнике и реабсорбцию в почечных канальцах, что способствует процессу костеобразования. Суточная потребность 2,5 мкг. Содержится в рыбьем жире, сливочном масле, молоке, яйцах, печени, икре, а также образуется из провитамина в коже под действием солнечных лучей. При недостатке витамина D у детей развивается рахит, при котором дети становятся беспокойными, отмечается расстройство сна, потливость, понижение мышечного тонуса. Происходит поражение всей костной системы вследствие размягчения костей: (так как Са вымывается из костей): уплощается затылок, увеличиваются лобные бугры - «башенный» лоб, утолщаются рёберные хрящи - «рахитические чётки», искривляются нижние конечности Х-образно или О-образно и т.д. У взрослых размягчается костная ткань - остеомаляция, при которой кости становятся ломкими, хрупкими.

Vit Е (токоферол).

Является антиоксидантом, т.е. предохраняет от окисления различные компоненты клеточных мембран, активизирует синтез дыхательных ферментов и других белков, понижает проницаемость капилляров, способствует синтезу сурфактанта, обладает противовоспалительными свойствами, необходим для нормального мышечного сокращения. Суточная потребность 10-20 мг. Содержится в яйцах, печени, растительном масле, молоке, в зелёных частях растений. Для всасывания витамина Е в кишечнике необходима желчь.

Е-авитаминоз у людей не описан, но известно, что витамином Е успешно лечат бесплодие, а также мышечные дистрофии.

Vit К (филлохинон) или антигеморрагический.

Входит в состав ряда ферментов, способствующих образованию в печени протромбина и других факторов свёртывания крови. Суточная потребность 0,2-0,3 мг. Содержится в томатах, зелёных частях растений, печени, а также синтезируется микрофлорой кишечника. Для его всасывания необходима желчь. При К-авитаминозе вследствие понижения свёртываемости развиваются кровоизлияния.

Vit F - комплекс ненасыщённых жирных кислот (линолевая, линоленовая, арахидоновая), которые необходимы для нормального жирового обмена. Поступает в организм с жирной пищей. F-авитаминоз не описан.

Vit Р (флавоноид).

Уменьшает проницаемость и ломкость сосудов, усиливает действие витамина С, способствует накоплению его в организме. Суточная потребность 50 мг. Содержится в гречневой крупе, лимоне, чёрной смородине. При Р-авитаминозе появляется слабость, утомляемость, развитие внезапных кровоизлияний на поверхностях тела, подвергаемых давлению, что связано с повышением ломкости сосудов.

Vit РР (В3) никотиновая кислота или антипеллагрический.

Является составной частью ферментов НАД и НАДФ, катализирующих реакции биологического окисления, участвует в процессах клеточного дыхания, обеспечивает секреторную и моторную функции ЖКТ. Содержится в говядине, рыбе и другой белковой пище. При РР-авитаминозе развивается пеллагра - это заболевание трёх «D»: дерматит (воспаление кожи), диарея (понос), деменция (слабоумие).

Лекция

Тема: «Образование и расход энергии.

Терморегуляция»

Наблюдают важную роль в энергетическом обмене играет АТФ, которая образуется при распаде органических веществ. Энергия АТФ используется организмом на осуществление реакций обмена веществ, сокращение мышц и другую работу. О количестве затраченной организмом энергии можно судить по количеству тепла, которое он отдаёт во внешнюю среду.

Методы измерения затрат энергии

1) Прямая калориметрия - основана на непосредственном определении тепла, высвобождаемого телом человека. Человека помещают в специальную камеру, между стенками которой протекает вода, поглощающая выделяемое организмом тепло. Метод очень громоздок, применяется только в специальных лабораториях.

2) Непрямая калориметрия - основана на определении расхода энергии по газообмену. Человек в течение 5 минут дышит атмосферным воздухом, а выдыхает воздух в специальный прорезиненный мешок. По показателям газоанализатора определяют процентное содержание О2 и СО2 во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе, а затем рассчитывают дыхательный коэффициент (КД), т.е. отношение объёма выдыхаемого СО2 к объёму поглощённого О2:

КД = СО2

Со2

Известно, что при окислении углеводов КД = 1 (С6 Н12 06 + 6 02 = 6 СО2 + 6 Н2О), при окислении белка Кд = 0,8; при окислении жира = 0,7. По величине дыхательного коэффициента можно определить расход энергии, так как калорический эквивалент О2 (количество тепла, высвобождающееся в организме при потреблении 1 л. О2) зависит от того, на окисление каких веществ расходуется О2. Так, при окислении углеводов калорический эквивалент

О2 = 21, 13 кДж (5,05 ккал), белков - 20,1 кДж (4,8 ккал), жиров - 19,6 кДж

(4,7 ккал).