Обмен веществ и энергии. Принцип определения основного обмена методом прямой и непрямой калориметрии. Терморегуляция

Необходимо знать:

. Обмен белков в организме. Азотистый баланс. Регуляция белкового обмена.

. Обмен жиров и углеводов в организме. Нервно-гуморальные механизмы регуляции жирового и углеводного обмена.

. Основной обмен организма. Факторы, влияющие на величину основного обмена. Стандартные условия определения основного обмена. Рабочий обмен (валовый обмен) организма. Энергетические затраты организма при разных затратах труда.

. Методы определения энергетического обмена: прямая калориметрия, непрямая калориметрия. Определение энергетических затрат организма методом полного и неполного газового анализа.

. Физиологические нормы питания в зависимости от возраста, вида труда и состояния организма (пищевой рацион).

. Понятие изотермии, значение ее для организма. Температурная карта тела человека. Суточные колебания температуры. Теплопродукция. Обмен веществ как источник образования тепла. Роль отдельных органов в теплопродукции. Нервно-гуморальные механизмы регуляции процесса теплообразования.

. Теплоотдача. Способы отдачи тепла и нейро-гуморальные механизмы регуляции теплоотдачи.

. Постоянство температуры внутренней среды организма как необходимое условие нормального протекания метаболических процессов. Функциональная система, обеспечивающая поддержание постоянства температуры внутренней среды организма.

. Гипо- и гипертермия.

Ключевые понятия и определения

Одним из важнейших свойств живых организмов является обмен веществ и энергии с окружающей средой.

Богатые энергией питательные вещества (белки, жиры и углеводы) поступают в организм из внешней среды, усваиваются организмом и претерпевают ряд химических превращений.

Пластическая функция питательных веществ состоит в том, что они используются как материал для построения и обновления клеточных структур и клеток организма.

Энергетическая функция заключается в том, что питательные вещества являются источником химической энергии. Использование химической энергии в организме называют энергетическим обменом, который служит показателем общего состояния и физиологической активности.

Анаболизм (ассимиляция) - синтез белков, жиров и углеводов, свойственных данному организму, из поглощенных пищевых продуктов.

Катаболизм (диссимиляция) - распад поглощенных питательных веществ, сопровождающихся освобождением энергии.

Калорическая ценность питательных веществ - количество тепла, выделяемого при сгорании одного грамма вещества.

Дыхательный коэффициент (ДК) - соотношение выделенного из организма углекислого газа к потребленному кислороду за единицу времени (обычно за одну минуту).

Калорический эквивалент кислорода - количество тепла, выделяемого при употреблении одного литра кислорода на окисление различных субстратов - белков, жиров или углеводов (см. таблицу).

Таблица

В таблице указаны стандартные величины основных энергетических показателей пищевых веществ.

Прямая калориметрия - непосредственное определение тепловых потерь организма.

Непрямая калориметрия - оценка энергетического обмена организма на основании интенсивности потребления кислорода.

Температура тела является одной из важнейших констант живого организма. Все биохимические реакции протекают при определенной температуре. Скорость этих реакций подчиняется закону Вант-Гоффа-Аррениуса, согласно которому изменение температуры на 10° С может изменить скорость протекания биохимических реакций в два-три раза.

Таким образом, температура тканей и клеток организма определяется соотношением скорости теплопродукции и скорости теплоотдачи - рассеивания образующейся теплоты в окружающую среду.