Нормальная физиология / КР9 Пищеварение и обмен веществ

Управление терморегуляцией

Гипоталамус

•Система терморегуляции состоит из ряда элементов с взаимосвязанными функциями. Информация о температуре поступает от терморецепторов и при помощи центральной нервной системы попадает в мозг.

•Основную роль в терморегуляции играет гипоталамус. Разрушение его центров или нарушение нервных связей ведёт к утрате способности регулировать температуру тела. В переднем гипоталамусе расположены нейроны, управляющие процессами теплоотдачи. При разрушении нейронов переднего гипоталамуса организм плохо переносит высокие температуры, но физиологическая активность в условиях холода сохраняется. Нейроны заднего гипоталамуса управляют процессами теплопродукции. При их повреждении нарушается способность к усилению энергообмена, поэтому организм плохо переносит холод.

Эндокринная система

•Гипоталамус управляет процессами теплопродукции и теплоотдачи, посылая нервные импульсы к железам внутренней секреции, главным образом щитовидной и надпочечникам.

•Участие щитовидной железы в терморегуляции обусловлено тем, что влияние пониженной температуры приводит к усиленному выделению её гормонов, ускоряющих обмен веществ и, следовательно, теплообразование.

•Роль надпочечников связана с выделением ими в кровь катехоламинов, которые, усиливая или уменьшая окислительные процессы в тканях (например, мышечной), увеличивают или уменьшают теплопродукцию и сужают или увеличивают кожные сосуды, меняя уровень теплоотдачи.

Поведенческие механизмы регуляции температуры тела

Помимо подсознательных механизмов терморегуляции организм располагает другим, более мощным механизмом. Это поведенческий контроль терморегуляции, который можно объяснить следующим образом: если внутренняя температура тела становится слишком высокой, сигналы от терморегуляторных систем мозга формируют у человека ощущение, что он перегревается; напротив, если становится холодно, сигналы от некоторых глубокорасположенных рецепторов формируют ощущение холода. В связи с этим человек предпримет какие-либо действия, корригирующие внешние условия, направленные на восстановление комфорта, например пойдет в натопленную комнату или наденет теплую одежду. Этот механизм, безусловно, является более мощным в терморегуляции, чем осознавали в прошлом большинство физиологов. Действительно, этот механизм является эффективным способом предупреждения несостоятельности системы терморегуляции в условиях жестоких холодов.

Местные кожные температурные рефлексы

При нагревании небольшого участка кожи можно наблюдать местное расширение сосудов и легкое потоотделение. Напротив, погружение конечности в холодную воду вызывает местную вазоконстрикцию и локальное прекращение потоотделения. Эти местные реакции вызываются локальными влияниями температуры непосредственно на кровеносные сосуды, а также локальными рефлексами с рецепторов кожи, опосредованными спинным мозгом и раздражаемой областью кожи. Возбуждение, пройдя от места возникновения в области рецепторов кожи, проводится через спинной мозг и возвращается к той же области кожи и потовым железам. Интенсивность этих локальных рефлексов контролируется центром терморегуляции, расположенным в головном мозге, поэтому в целом эффект пропорционален гипоталамическим регуляторным сигналам, умноженным на локальные сигналы. Такие рефлексы помогают предупредить избыточный расход тепла при локальном охлаждении или нагревании частей тела.

NB: ПИРОГЕНЫ – ИНТЕРЛЕЙКИН-1/ ПРОСТАГЛАНДИН Е2

+ вещества с пирогенными свойствами (эндо-, экзотоксины микроорганизмов), опосредованно воздействующие на переднюю область гипоталамуса

Вопрос 6. Основной обмен: определение понятия, стандартные условия измерения, факторы, определяющие его величину. Правило поверхности. Индекс массы тела.

Основной обмен Основной обмен [ОО] - это минимальные для бодрствующего организма затраты энергии,

определенные в строго контролируемых стандартных условиях:

1)при комфортной температуре (18-20 градусов тепла);

2)в положении лежа (но обследуемый не должен спать); в состоянии эмоционального покоя, так как стресс усиливает метаболизм;

3)утром;

4)натощак, т.е. через 12-16 ч после последнего приема пищи.

Условные нормы основного обмена:

•Основной обмен зависит от пола, возраста, роста и массы тела человека.

•Величина основного обмена в среднем составляет 1 ккал в 1 ч на 1 кг массы тела.

oУ мужчин в сутки основной обмен приблизительно равен 1700 ккал, у женщин основной обмен на 1 кг массы тела примерно на 10% меньше, чем у мужчин, у детей он больше, чем у взрослых, и с увеличением возраста постепенно снижается.

•у мужчин среднего возраста – 1 ккал/кг/час

•у женщин среднего возраста – 0,9 ккал/кг/час

•у детей 7 лет - 1,8 ккал/кг/час; 12 лет - 1,3 ккал/кг/ч

•у пожилых - 0,7 ккал/кг/час

Факторы, влияющие на величину основного обмена:

На долю скелетных мышц даже в условиях покоя приходится 20–30% величины основного обмена. По этой причине величину основного обмена обычно соотносят с размерами тела, выражая ее в ккал/час и разделив на площадь поверхности тела, которую рассчитывают, исходя из роста и массы тела.

Причинами отклонения показателя основного обмена в связи с возрастом могут быть относительное уменьшение мышечной массы и замещение мышечной ткани жировой, обладающей более низкой интенсивностью метаболических реакций. Несколько меньшая величина основного обмена у женщин также может быть обусловлена меньшим количеством мышечной ткани и большим количеством жировой ткани.

Вопрос 7. Коэффициент физической активности. Рабочий обмен.

Факторы, определяющие энерготраты организма: условия окружающей среды, характер труда, специфическое динамическое действие пищи (СДДП).

Коэффициент физической активности — величина, равная соотношению затрат энергии человека в период активности к затратам в состоянии покоя (величине основного энергетического обмена). Значение величины коэффициента физической активности всегда выше единицы и может варьироваться от 1,4 до 2,

•РАБОЧИЙ ОБМЕН - величина энергетического обмена, характерная для определенного вида трудовой деятельности

•Рабочая прибавка - разница между рабочим и основным обменом

•Специфическое динамическое действие пищи - увеличение уровней энерготрат спустя 1-3

часа после приема пищи (продолжается до 16 часов): o для белков-на 30%;

o для углеводов и жиров - на 15%

Факторы, меняющие уровень обмена веществ

1)Разность между потребностью в 02 и его потреблением составляет энергию, получаемую в результате анаэробного распада, и называется кислородным долгом.

2)Прием пищи усиливает энергетический обмен (специфическое динамическое действие пищи).

3)У тренированных спортсменов при кратковременных интенсивных упражнениях величина рабочего обмена может в 20 раз превосходить основной обмен.

4)Во время сна интенсивность метаболизма почти на 10% ниже основного обмена.

5)При гиперфункции щитовидной железы основной обмен повышается, а при гипофункции - понижается. Понижение основного обмена происходит при недостаточности функций половых желез и гипофиза.

6)При умственном труде энерготраты значительно ниже, чем при физическом. Пережитое эмоциональное возбуждение может вызывать в течение нескольких последующих дней повышение обмена на 11 -19%.

7)Климат. Высокая температура воздуха и инсоляция не требуют большого теплообразования. В холодном климате повышается теплопродукция, обмен энергии может увеличиться в 5 – 7 раз.

8)Биоритмы. а) Суточные днем выше, чем ночью. б) Сезонные - летом меньше, чем зимой. Отсюда разная потребность в пище.

Вопрос 8. Дыхательный коэффициент (ДК) и калорический эквивалент кислорода (КЭК): определение понятий. Значения параметров для белков, жиров, углеводов и смешанной пищи. Изменение дыхательного коэффициента при физической нагрузке.

Энергетический обмен можно оценивать, исследуя газообмен. Количество энергии на единицу потребляемого 02 зависит от типа окисляющихся в организме веществ.

•Дыхательный коэффициент - соотношение между количеством выделенного углекис-

лого газа и количеством потребленного за данный период времени кислорода.

По ДК можно установить, какие вещества окисляются в организме:

•ДК при окислении белков равен 0,8,

•при окислении жиров - 0,7,

•углеводов - 1,0.

Каждому значению ДК соответствует определенный калорический эквивалент кислорода, т.е. то ко-

личество тепла, которое выделяется при окислении какого-либо вещества на каждый литр поглощенного при этом кислорода.

Калорический эквивалент кислорода при окислении:

•углеводов равен 21 кДж на 1 л О2 (5 ккал/л),

•белков - 18,7 кДж (4,5 ккал/л),

•жиров - 19,8 кДж (4,74 ккал/л).

Почему ДК для углеводов = 1 ?

•Общий итог окисления молекулы глюкозы можно выразить формулой:

•С6Н12О6 + 6О2 = 6СО2 + 6Н2O.

•При окислении глюкозы число молекул образовавшегося СО равно числу молекул затра-

2

ченного (поглощенного) O .

2

•Равное количество молекул газа при одной и той же температуре и одном и том же давлении занимает один и тот же объем (закон Авогадро—Жерара). Следовательно, дыхатель-

ный коэффициент (отношение СO / O ) при окислении глюкозы и других углеводов равен

2 2

единице.

Почему ДК для жиров < 1 ?

•окисления трипальмитина:

•2 C3H5 (C15H31COO)3 + 145 O2 = 102 CO2 + 98 H2O.

•Отношение между объемами углекислого газа и кислорода составляет в данном случае:

•102 CO2 / 145 O2 = 0,703.

При смешанной пище у человека ДК 0,85

Соотношение ДК и КЭК

СРС

СРС 1. Классификация процессов пищеварения, функции пищеварительной системы.

Пищеварение – совокупность процессов, осуществляющих механическую и ферментативную обработку пищевых веществ до компонентов, лишенных видовой специфичности и пригодных к всасыванию, т.е. к участию в метаболизме организма человека и животных.