Обмен веществ и терморегуляция

   Фолиевая кислота. Включается в ферменты синтеза нуклеиновых кислот, белков, гемопоэза. Стимулирует функции половых желез.

    Витаминоподобные соединения и антивитамины. Наряду с витаминами есть витаминоподобные соединения и антивитамины.

   Витаминоподобные соединения. Стимулируют все виды обмена веществ, рост и развитие человека. К ним относят биофлавоноиды, инозит, линоевая кислота, оротовая кислота, карнитин, парааминобензойная кислота и др.

   Антивитамины. Находятся в конкурентных отношениях с витаминами: занимают их место в ферментах, переводя их в неактивную форму, или разрушают ферменты. Антивитаминами являются овидин, дикумарол, овомукоид и многие другие.

 

 

2. Регуляция обмена белков, жиров, углеводов, минеральных веществ, витаминов и воды.

 

   Регуляция обмена белков, жиров и углеводов имеет свои особенности, заключающиеся в том, что превращение и использование этих веществ в организме характеризуется генетически обусловленной высокой устойчивостью. Любое изменение концентрации этих веществ в крови воспринимается рецепторами сосудов и тканей, информация с них поступает в нервный центр обмена веществ. В нервном центре формируется программа действия, которая поступает ко всем тканям и органам по нервным волокнам и с помощью гормонов. Через симпатические нервы и гормоны тироксин, кортизол, кортикостерон, адреналин, норадреналин, глюкагон обеспечиваются процессы катаболизма. Через парасимпатические нервы – анаболитические процессы; подобное действие оказывают гормоны соматотропный, эстрогены, инсулин, пролактин и др.

   Оптимальные для метаболизма концентрации минеральных веществ, воды и витаминов в крови и тканях поддерживают специальные механизмы регуляции, подобно таковым белков, жиров и углеводов.

 

   2.1. Обмен энергии .

   Жизнедеятельность каждой клетки организма, поддержание ее структурной организации обеспечивается благодаря непрерывному использованию энергии. Источником энергии являются белки, жиры и углеводы.

   Обмен энергии включает в себя поступление энергии в организм, освобождение и превращение ее, распределение и использование в организме, рассеивание теплоты. Поступает энергия в организм в потенциальном виде в белках, жирах и углеводах. В процессе превращения белков, жиров и углеводов происходит освобождение энергии: часть в виде теплоты, другая часть используется для процессов синтеза, мышечной работы, продукции и др., но в конечном итоге и эта энергия также превращается в теплоту.

 

    2.2. Освобождение, превращение, распределение и использование энергии.

   Освобождение энергии в организме происходит поэтапно. Вначале в пищеварительном аппарате при расщеплении белков, жиров и углеводов освобождается энергия. Затем происходит превращение всосавшихся аминокислот, глюкозы, глицерина и жирных кислот путем окисления. При этом вначале в протоплазме клеток образуются три промежуточных продукта окисления: ацетилкоэнзим А, альфа-кеоглютаровая кислота, щавелево-уксусная кислота, при этом освобождается примерно 50% этой энергии. В дальнейшем при продолжающемся окислении образовавшихся трех продуктов в цикле трикарбоновых кислот освобождаются остальные 70% энергии, часть ее превращается в теплоту, а более 50% переходит в АТФ.    Энергия АТФ используется для обеспечения всех процессов в организме.

   В результате превращения веществ основная часть энергии как энергия переваримых веществ всасывается и как энергия всосавшихся веществ включается в обменные процессы в виде обменной энергии. Непереваренная часть питательных веществ и не всосавшиеся в кровь и лимфу вещества выводятся как энергия кала. Часть энергии всосавшихся веществ в обменных процессах не участвует и удаляется с мочой – энергия мочи.

   Обменная энергия используется для обеспечения процессов в тканях:

• связанных с поддержанием жизнедеятельности организма в состоянии покоя и натощак;
• связанных с приемом и перевариванием пищи, поддержанием температуры тела;
• связанных с физической и умственной деятельностью.

   Количество усваиваемой энергии и обменной энергии в корме зависит как от его состава, так и от вида пищи.

   Регуляция обмена энергии. Регуляция обмена энергии обеспечивается с рецепторов, которые воспринимают сдвиги генетически обусловленного энергетического баланса. Информация с рецепторов поступает в нервный центр обмена энергии, где формируется программа действия, которая передается по нервным волокнам и с помощью гормонов ко всем тканям и органам организма. Она обеспечивает приспособление энерго-субстратно-кофакторного соотношения, размеров освобождения и использования энергии в тканях к потребностям органов. Основную нагрузку несет симпатическая иннервация, которая повышает образование и использование энергии; парасимпатическая иннервация активирует образование АТФ; гормоны тироксин, трийодтиронин, катехоламины повышают энергетический обмен, глюкокартикоиды угнетают его. Повышение использования энергии вызывают половые гормоны.

 

3. Гипоталамус  – наш термостат.

 

Механизмы, регулирующие температуру тела аналогичны термостату, который регулирует температуру воздуха окружающей среды, хотя у них более сложный характер функционирования и более высокая точность. Чувствительные нервные окончания – терморецепторы, – выявляют изменения температуры тела и передают эту информацию в термостат организма – гипоталамус. В ответ на изменение импульсации рецепторов гипотоламус активирует механизмы, регулирующие согревание или охлаждение тела. Подобно термостату гипотоламус имеет исходный температурный уровень, который он пытается сохранить. Это – нормальная температура тела. Малейшее отклонение от этого уровня приводит к поступлению сигнала в терморегуляторный центр, находящийся в гипотоламусе, о необходимости коррекции (рис. 1).

 

Рис.1

 

4. Терморегуляция.

 

   Температура тела. Один из важнейших факторов, необходимых для обмена веществ, и ведущий фактор, обеспечивающий нормальный уровень тканевых процессов, – это температура тела. Она является фактором, определяющим скорость химических реакций и активность ферментов. Температура тела человека поддерживается на постоянном уровне независимо от температуры окружающей среды: около 36,5°С. Такая температура оптимальна для ферментативных процессов в тканях.

   Температура тела на постоянном уровне поддерживается за счет определенных для различных условий соотношений двух процессов: теплопродукции и теплоотдачи.

   Теплопродукция. Это образование теплоты в организме, происходящее непрерывно в процессе обмена веществ и энергии. В организме три источника теплоты. Это теплота, образующаяся:

   1) при постоянных затратах энергии;

   2) при переменных затратах энергии;

  3) при затратах на синтез продукции.

   Наибольшее количество теплоты образуется в органах с интенсивным обменом веществ и большой массой – печени и мышцах. При мышечной работе химическая энергия только на треть переходит в механическую работу, остальные две трети переходят в теплоту.

   Теплопродукция может увеличиваться в 3…5 раз за счет активации ферментных окислительных реакций и терморегуляционной активности мышц. За счет повышения тонуса мышц при необходимости значительно увеличивается образование теплоты.

   Теплоотдача. Это отдача теплоты в окружающую среду. Она происходит в основном четырьмя путями: теплоизлучением, конвекцией, теплопроведением и испарением жидкости с поверхности кожи, слизистой оболочки дыхательных путей, языка. Небольшое количество теплоты теряется с мочой и калом.

   Теплоизлучение сводится к отдаче теплоты путем инфракрасного излучения. Конвекция – это переход теплоты с поверхности кожи в поток воздуха. Теплопроведение – это отдача теплоты предметам, соприкасающимся с телом. Факторы, определяющие размеры отдачи теплоты, следующие: величина разницы температур кожи и окружающей среды, теплопроводность, движение воздуха, размеры поверхности тела.    Теплопроведение и теплоизлучение тем выше, чем больше разность между величинами температуры кожи и температуры окружающей среды. Если разность температур равна 0°С, то отдача теплоты путем теплопроведения и теплоизлучения прекращается.

   Испарение – это отдача теплоты с потом и выдыхаемым воздухом. На испарение 1 мл пота затрачивается 0,58 ккал. Испарение является единственным путем отдачи теплоты при температуре окружающей среды, равной или незначительно меньшей температуры тела. Степень испарения зависит от температуры окружающей среды и влажности воздуха. Чем выше температура окружающей среды и меньше влажность воздуха, тем больше испарение, и наоборот. Потоотделение происходит и в связи с физическим напряжением.

 

5. Регуляция теплообразования и теплоотдачи.

 

   В комфортных условиях тепловой баланс не нуждается в коррекции. Деятельность механизмов поддержания оптимальной температуры тела проявляется при появлении тенденции к снижению или повышению температуры тела в связи с понижением или повышением температуры окружающей среды и недостаточностью или избытком теплопродукции и теплоотдачи. При этом возбуждаются терморецепторы гипоталамуса, сосудов и тканей, терморецепторы кожи. Информация с них поступает в нервный центр, где формируется программа действий, которая поступает к органам теплообразования или теплоотдачи. Они осуществляют свою деятельность, обеспечивая постоянство температуры тела.

   При понижении температуры окружающей среды через симпатическую иннервацию и увеличение выработки тироксина, адреналина, кортикостероидов, обеспечивается сначала повышение окисления углеводов, жиров и белков, возрастание теплопродукции в печени, повышение тонуса скелетных мышц; при значительной холодовой нагрузке могут появиться непроизвольные сокращения скелетных мышц – дрожание, что ведет к повышению теплообразования. Одновременно происходит сужение кровеносных сосудов кожи, а значит, и понижение ее температуры, уменьшение величины разницы температур кожи и воздуха и соответственно     снижение потери теплоты теплопроведением и теплоизлучением.

   При повышении температуры окружающей среды и при повышенном образовании теплоты из-за температурной рецепции в нервном центре формируется программа, которая обеспечивает противоположные приспособительные реакции, изменения деятельности органов, а также усиление функции потовых желез, учащение дыхания.

Заключение

 

   Итак, обмен веществ представляет собой единство двух процессов: ассимиляции и диссимиляции. Обмены различных веществ в организме тесно взаимосвязаны. Различают обмен белков, жиров, углеводов, водно-солевой обмен, обмен витаминов.

   В процессе обмена веществ происходит превращение энергии. Потенциальная энергия сложных органических соединений при их расщеплении освобождается, превращаясь в механическую, электрическую и тепловую. Она используется на поддержание температуры тела, на совершение внешней работы, на процессы, связанные с ростом, развитием и жизнедеятельностью организма.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список используемой литературы:

 

1.       Ткаченко Б.И. «Нормальная физиология» 2005г. 928стр.

2. Ажаев А.Н., Берзин И.А., Деева С.А., «Физиолого – гигенические аспекты низких температур на организм человека» , 2008г
3. Солодков А.С., Сологуб Е.Б. «Физиология человека. Общая. Спортивная. Возрастная». // Учебник для высших учебных заведений физической культуры. - М.:Терра-спорт, 2001г.
4. Судаков К.В. «Нормальная физиология». //Учебник для студентов медицинских вузов, 2006г.
5. Федюкович Н.И. «Анатомия и физиология человека» 2003г. 416 стр.
6. Р. Шмидт, Г. Тевс «Физиология человека» (книга 3 из 3) 2005 г.
7. Под ред. Покровского В.М., Коротько Г.Ф. «Физиология человека». (Том 1)
8. Зайко Н.Н., Быць Ю.В. «Патологическая физиология» 1996г. 651 стр.