Образование и распад энергии
В процессе окисления сложных органических веществ в клетках происходят процессы без участи кислорода (анаэробного обмена) и с участием кислорода (аэробного обмена). При этом энергия запасается в высокоэнергетических фосфатных связях АТФ. При необходимости в энергии путем гидролиза разрывается связь фосфатной группы и высвобожденная находящаяся в ней энергия. Часть энергии используется для поддержания постоянства внутреннего состояния организма, синтеза новых веществ, обновления и строения клеток, сокращения мышц, проведения нервных импульсов, для поддержания температуры тела.
Количество энергии при «сгорании»:
1г углеводов и белков – 1,16 кдж (4,1 ккал)
1г жиров и белков – 38 кдж (9,1 ккал)
Энергетический обмен живого организма состоит из основного обмена и рабочей прибавки.
Основной обмен – это количество энергии, расходуемой организмом в состоянии покоя. Основной обмен выражают в ккал или кДж, выделенных организмом на 1 кг массы тела, либо на м2 поверхности тела за 1ч или за сутки (утром в положении лежа, натощак при температуре 18-20о С, через 12 часов после принятия пищи, при исключении из пищи белков за 2-3 суток до исследования). Основной обмен зависит от возраста, массы тела, пола, роста. У взрослого основной обмен за 1 час = 4,2 кдж (1 ккал) на 1 кг массы тела, у женщин на 10-15 % ниже, чем у мужчин. У детей он выше, чем у взрослых, у пожилых людей – ниже. Основной обмен нарушается при заболеваниях эндокринной системы (при гиперфункции щитовидной железы, при патологии гипофиза).
Рабочая прибавка – это повышение энергетического обмена выше основного обмена. Факторы, увеличивающие расход энергии – прием пищи, изменение внешней температуры и мышечная работа.
Определение интенсивности обмена веществ и энергии
Прямой метод калориметрии - непосредственное определение тепла, выделяемо в процессе жизнедеятельности организма. |
Метод Крога – непрямой метод калориметрии. Вначале определяют объем легочной вентиляции, а затем количество поглощенного кислорода и выделенного углекислого газа. ДК (дыхательный коэффициент = V СО2 (выделенный) : V О2 |
При окислении углеводов ДК =1
При окислении белков ДК= 0,8
При окислении жиров ДК = 0,7
Интенсивность обменных процессов в значительной степени зависит от величины физической нагрузки.
Терморегуляция
Терморегуляция – физиологическая реакция организма, направленная на поддержание постоянной оптимальной температуры тела в непрерывно меняющихся условиях внешней среды.
Температура тела поддерживается специализированной системой терморегуляции, которая включает физические и химические механизмы.
Образование тепла в организме за счет:
физические процессы - испарение, теплоизлучение, конвекция и др., определяют величину теплоотдачи.
химических процессов происходит в печени, мышцах, почках и других органах в результате процессов свободного окисления и распада АТФ, сопровождающие выделением тепла - теплопродукция.
При повышении температуры среды обмен веществ в организме рефлекторно снижается и уменьшается теплопродукция.
При понижении температуры внешней среды активизируются обменные процессы и увеличивается теплопродукция.
Терморегуляция происходит с участием кожи (потовые железы, сосуды кожи, подкожный жир, клетчатка) и контролируется нервной системой (промежуточный мозг) и эндокринной системой. Центр терморегуляции расположен в гипоталамусе.
Сохранение на определенном уровне равновесия между теплоотдачей и теплопродукцией обеспечивает постоянство температуры тела.