Влияние гипер- и гипокинезии на пищ ф-ции чел-ка

Повседневная недостаточная физическая активность человека или ее минимизация в условиях специфической трудовой деятельности в ограниченном пространстве (космические и подводные корабли), при госпиталь­ном постельном режиме, инвалидизация. Вызывает комплекс адаптационных перестроек в деятельно­сти пищеварительной системы «гипокинетическим синдромом пищеварительной системы».

Важнейшим проявлением «гипокинетического синдрома пищеваритель­ной системы» является гиперсекреция желудочных желез — увеличение, секреции НС1 и пепсиногена в межпищеварительный период (натощак) и в ответ на стимуляцию секреции желудочных желез. Секреция желудочной сли­зи при этом уменьшается. Такие изменения секреции выступают как фактор риска язвенной болезни. Характерны снижение моторной активности желудка, по­вышение тонуса пилорического сфинктера и замедление эвакуации из же­лудка пищевого содержимого. Это нередко является одной из причин запоров. Длительная гипокинезия уменьшает секреторную активность поджелу­дочной железы. Желчеобр-е и желчевыд-е при гипокинезии сниж-ся. Длительная гипокинезия уменьшает ферментативную активность тон­кой кишки, а следовательно, и пристеночное пищеварение, и всасывание в нем основных нутриентов.

Выявленные функциональные изменения, механизмы которых изучены недостаточно, устраняются снятием гипокинезии, применением медика­ментозной терапии.

Гиперкинезия (виды труда и спорта, связанные с длительными физиче-скими нагрузками, кратковременные неадекватные физические нагрузки) вызывает множественные физиологические реакции всех систем организ­ма. Деятельность системы пищеварения при гиперкинезии в большей мере зависит от интенсивности и характера выполняемой мышечной работы, степени адаптированности к ней человека.

У людей с повседневной высокой двигательной активностью повышает­ся реактивность секреторного аппарата желудка и поджелудочной железы по отношению к их стимуляторам. Такой тип изменения свойств желез и механизмов их регуляции обеспечивает срочное включение секреции в пи­щеварительный процесс и его интенсификацию, что особенно важно для обеспечения высокого уровня энергетических затрат организма при высо­кой мышечной активности.

Во время собственно физической нагрузки происходит торможение секреции пищеварительных желез. Причем у спортсменов такое торможе­ние вызывается значительно большими нагрузками, чем у нетренированных физ-ми нагрузками людей.

Изм-е моторики пищ тракта зависит от хар-ра и напряженности физ-кой нагрузки: динамич-е нагр-ки ускоряют моторику и пассаж пищ-го содерж-го, статические нагрузки ее тормозят.

ОБМЕН ВЕШЕСТВ

Понятие об обмене в-в.

Ххарактер признака жизни. В результате об­мена веществ непрерывно образуются, обновляются и разрушаются кле­точные структуры, синтезируются и разрушаются различные химические соединения. В организме динамически уравновешены процессы анаболиз­ма (ассимиляция) — биосинтеза органических веществ, компонентов кле­ток и тканей, и катаболизма (диссимиляция) — расщепления сложных мо­лекул компонентов клеток. Для возмещения энергозатрат организма, сохранения массы тела и удовлетворения потребностей роста необходимо поступление из внешней среды белков, липидов, углеводов, витаминов, минеральных солей и воды. Это достигается путем питания.

Белкизанимают ведущее место среди органических элементов, на их долю приходится более 50 % сухой массы клетки. Они выполняют ряд важнейших биологических функций. Вся совокупность обмена веществ в организме (дыхание, пищеварение, выделение) обеспечивается деятельностью ферментов, которые являются: белками. Все двигательные функции организма обеспечиваются взаимодействием сократительных белков — актина и миозина. Поступающий с пищей из внешней среды белок служит пластической и энергетической целям. Пластическое значение белка состоит в восполне­нии и новообразовании различных структурных компонентов клетки. Энергетическое значение заключается в обеспечении организма энергией, образующейся при расщеплении белков. Белки, содержащие весь необходимый набор аминокислот в таких соотношениях, которые обеспечивают нормальные процессы синтеза, яв­ляются биологически полноценными.

Азотистый баланс. Это соотношение количества азота, поступившего в организм с пищей и выделенного из него.

Количество азота, поступившего с пищей, всегда больше количест­ва усвоенного азота, так как часть его теряется с калом.

Зная количество усвоенного азота, легко вычислить общее количество усвоенного организмом белка, так как в белке содержится в среднем 16 % азота (1 г азота содержит 6,25 г белка). Следовательно, умно­жив найденное количество азота на 6,25, можно определить количество усвоенного белка.

Чтобы установить количество разрушенного белка, необходимо знать общее количество азота, выведенного из организма.

У взрослого человека при адекватном питании, как правило, количест­во введенного в организм азота равно количеству азота, выведенного из организма. Это состояние получило название азотистого равновесия.

Азотистое равновесие может устанавливаться при значительных колебаниях содержания белка в пище.

В случаях, когда поступление азота превышает его выделение, говорят о положительном азотистом балансе. При этом синтез белка преобладает над его распадом.

Когда количество выведенного из организма азота превышает количе­ство поступившего азота, говорят об отрицательном азотистом балансе.-Отрицательный азотистый баланс отмечается при белковом голодании.

Регуляция обмена белков.Нейроэндокринная регуляция обмена белков

осуществляется рядом гормонов.

Соматотропный гормон гипофиза во время роста организма стимулиру­ет увеличение массы всех органов и тканей. Повышается проницаемость кле­точных мембран для аминокислот, усиления синтеза РНК в ядре клетки и подавления синтеза катепсинов — внутриклеточных протеолитических ферментов.

Гормоны щито­видной железы — тироксин и трийодтиронин. Стимулируют синтез белка и благодаря этому активизи­ровать рост, развитие и дифференциацию тканей и органов. Гормоны коры надпочечников — глюкокортикоиды (гидрокортизон, кортикостсрон) усиливают распад белков в тканях, особенно в мышечной и лимфоидной.

Липиды, их физиол. роль.

Жиры и другие липиды (фосфатиды, стерины, цереброзиды и др.) объе­динены в одну группу по физико-химическим свойствам: они не раство­ряются в воде, но растворяются в органических растворителях (эфир, спирт, бензол и др.). Эта группа веществ важна для пластического и энергетического обмена.

Пластическая роль липидов состоит в том, что они входят в состав кле­точных мембран и в значительной мере определяют их свойства. Велика энергетическая роль жиров: их теплотворная способность более чем в 2 раза превышает таковую углеводов или белков.

Большая часть жиров в организме находится в жировой ткани, меньшая входит в состав клеточных структур.

Жировые капельки в клетках — это за­пасной жир, используемый для энергетических потребностей. Больше все­го запасного жира содержится в жировой ткани, которой "особенно много в подкожной основе (клетчатка), вокруг некоторых внутренних органов,

Общее количество жира в организме человека колеблется в широких пределах и в среднем составляет 10—20 % от массы тела; в случае патоло­гического ожирения может достигать даже 50 %.

Количество запасного жира зависит от характера питания.

количество же протоплазматического жира является устойчивым и постоянным.

Образование и распад жиров в организму.Жир, всасывающийся из ки­шечника, поступает преимущественно в лимфу и в меньшем количестве — непосредственно в кровь. При обильном углеводном питании и отсутствии жиров в пище синтез жира в организме может происходить из углеводов.

не образуются из других жирных кислот, т.е. являются незаменимыми. Это обстоятельство, а также то, что с жирами по­ступают некоторые растворимые в них витамины, является причиной тя­желых патологических нарушений, которые могут наступить при длитель­ном исключении жиров из пищи.

Регуляция обмена жиров.Процесс образования, отложения и мобилиза­ции из депо жира регулируется нервной и эндокринной системами, а так­же тканевыми механизмами и тесно связаны с углеводным обменом.

Взаимосвязь жирового и углеводного обмена на­правлена на обеспечение энергетических потребностей организма. При избытке углеводов в пище триглицериды депонируются в жировой ткани;

Сильным жиромобилизирующим действием обладают гормоны мозгового веще­ства надпочечников — адреналин и норадреналин, поэтому длительная адре- налинемия сопровождается уменьшением жирового депо. Соматотропный гормон гипофиза также обладает жиромобилизирующим действием. Анало­гично действует тироксин.

Тормозят мобилизацию жира глюкокортикоиды — гормоны коркового вещества надпочечника, вероятно, вследствие того, что они не- сколько повышают уровень глюкозы в крови.

Симпатические влияния тормозят синтез тригли- церидов и усиливают их распад. Парасимпатические влияния, наоборот, способствуют отложению жира.

Физиологическое значение этих веществ очень велико: они входят в состав клеточ­ных структур, в частности клеточных мембран, а также ядерного вещества и цитоплазмы.

Фосфатидами особенно богата нервная ткань. Фосфатиды синтезиру­ются в стенке кишечника и в печени.

Исключительно важное физиологическое значение имеют стерины, в частности холестерин. Это вещество входит в состав клеточных мембран, является источником образования желчных кислот, а также гормонов коры надпочечников и половых желез, витамина D. Вместе с тем холесте­рину отводится ведущая роль в развитии атеросклероза. Содержание холе-^стерина в плазме крови человека имеет возрастную динамику: у новорож­денных концентрация холестерина 65—70 мг/ЮО мл, к возрасту I год она увеличивается и составляет 150 мг/ЮО мл. Далее происходит постепен­ное, но неуклонное повышение концентрации холестерина в плазме кро­ви, которое обычно продолжается у мужчин до 50 лет и у женщин до 60—65 лет. В экономически развитых странах у мужчин 40—60 лет кон­центрация холестерина в плазме крови составляет 205—220 мг/100 мл, а у женщин 195—235 мг/100 мл. Содержание холестерина у взрослых людей выше 270 мг/100 мл расценивается как гиперхолестеринемия, а ниже 150 мг/100 мл — как гипохолестеринемия.

В плазме крови холестерин находится в составе липопротеидных комп­лексов, с помощью которых и осуществляется его транспорт. У взрослых людей 67—70 % холестерина плазмы крови находится в составе липопро­теидов низкой плотности (ЛПНП), 9—10% — в составе липопротеидов очень низкой плотности (ЛПОНП) и 20—24% — в составе липопротеидов высокой плотности (ЛПВП).

Белки,УВ 17,17кДж(4,1 ккал); жиры 38,9 кДж(9,3 ккал)

УВ, их физиол-я роль.

Основная роль углеводов определяется их энергетической функцией. Глюкоза крови является непосредственным источником энергии в орга­низме. Быстрота ее распада и окисления, а также возможность быстрого извлечения из депо обеспечивают экстренную мобилизацию энергетиче­ских ресурсов при стремительно нарастающих затратах энергии в случа­ях эмоционального возбуждения, при интенсивных мышечных нагруз­ках и др.

Уровень глюкозы в крови составляет 3,3—5,5 ммоль/л (60—100 мг%) и является важнейшей гомеостатической константой организма. Особенно чувствительной к понижению уровня глюкозы в крови (гипогликемия) является ЦНС. Незначительная гипогликемия проявляется общей слабостью и быстрой утомляемостью. При снижении уровня глюкозы в крови до 2,2—1,7 ммоль/л (40—30 мг%) развиваются судороги, бред, потеря созна-ния, а также вегетативные реакции: усиленное потоотделение, изменение просвета кожных сосудов и др. Это состояние получило название «гипо-гликемическая кома». Введение в кровь глюкозы быстро устраняет данные расстройства.

Изменения углеводов в организме.Глюкоза, поступающая в кровь из ки­шечника, транспортируется в печень, где из нее синтезируется гликоген.

Гликоген печени представляет собой резервный, т. е. отложенный в запас, углевод. Образование гликогена при относительно медленном по­ступлении глюкозы в кровь происходит достаточно быстро, поэтому по­сле введения небольшого количества углеводов повышения содержания глюкозы в крови (гипергликемия) не наблюдается.

Развивающуюся при этом гипергликемию называют али­ментарной, иначе говоря — пищевой. Ее результатом является глюкозу-рия, т.е. выделение глюкозы с мочой, которое наступает в том случае, если уровень глюкозы в крови повышается до 8,9—10,0 ммоль/л.

При полном отсутствии углеводов в пище они образуются в организме из продуктов распада жиров и белков.

По мере убыли глюкозы в крови происходят расщепление гликогена в печени и поступление глюкозы в кровь (мобилизация гликогена). Благодаря этому сохраняется относительное постоянство содержания глюкозы в крови. Гликоген откладывается также в мышцах, где его содержится около1-2 %. Распад углеводов в организме животных происходит как бескислород­ным путем до молочной кислоты (анаэробный гликолиз), так и путем окисления продуктов распада углеводов до СО2 и Н2О.

Регуляция обмена углеводов.Основным параметром регулирования углеводного обмена является поддержание уровня глюкозы в крови в пределах 4,4—6,7 ммоль/л. Изменение содержания глюкозы в крови вос-

принимается глюкозорецептами. Показано участие ряда отделов ЦНС в регуляции углеводного обмена. Роль коры большого мозга в регуляции уровня глюкозы крови иллюстри­рует развитие гипергликемии у студентов во время экзамена. Центральным звеном регуляции углеводного и других видов обмена и местом формирования сигналов, управляющих уровнем глюко­зы, является гипоталамус. Выраженным влиянием на углеводный обмен обладает инсулин — гор­мон, вырабатываемый В-клетками островковой ткани поджелудочной же­лезы.

При введении инсулина уровень глюкозы в крови снижается. Инсулин является единственным гормоном, понижающим уровень глюкозы в крови. Увеличение уровня глюкозы: глюкагон поджелудочной железы; адреналин — гормон мозгового слоя надпочеч­ников; глюкокортикоиды — гормоны коркового слоя надпочечника; сома-тотропный гормон гипофиза; тироксин и трийодтиронин — гормоны щито­видной железы.

объединяют понятием «щнтринсулярные гормоны». Белки,УВ 17,17кДж(4,1 ккал); жиры 38,9 кДж(9,3 ккал)

Обмен воды и мин солей.

Вода составляет 60 % массы тела взрслого человека, а у новорожденно­го — 75 %. Она является средой, в которой осуществляются процессы об­мена веществ в клетках, органах и тканях. Непрерывное поступление воды в организм является одним из основ­ных условий поддержания его жизнедеятельности. Основная масса (около 71 %) всей воды в организме входит в состав протоплазмы клеток, состав­ляя так называемую внутриклеточную воду. Внеклеточная вода входит в со­став тканевой, или интерстициальной, жидкости (около 21 %) и воды плазмы крови (около 8 %).

Баланс воды складывается из ее потребления и выделения в виде напитков и чистой во­ды, образуется в процессе метаболизма при окислении белков, углеводов и жиров. Минимальная суточная потребность составляет около 1700 мл воды. Поступление воды регулируется ее потребностью, проявляющейся чув­ством жажды. Это чувство возникает при возбуждении питьевого центра гипоталамуса.

Организм нуждается в постоянном поступлении не только воды, но и минеральных солей. Наиболее важное значение имеют натрий, калий, ка­льций.

Натрий является основным катионом внеклеточных жидкостей. Натрий в количестве 3—6 г/сут поступает в организм в виде по­варенной соли и всасывается преимущественно в тонком отделе кишеч­ника. Он участвует в поддержа­нии равновесия кислотно-основного состояния, осмотического давления внеклеточных и внутриклеточных жидкостей, принимает участие в фор­мировании потенциала действия, оказывает влияние на деятельность практически всех систем организма. Баланс натрия в организме в основном поддерживается деятельностью почек.

Калий является основным катионом внутриклеточной жидкости. В клетках содержится 98 % калия. Суточная потребность человека в калии составляет 2—3 г. Основным источником калия в пище являются продук­ты растительного происхождения. Всасывается калий в кишечнике. Поддержания мембранного потенциала, так и в генерации потенциала действия,в регуля­ции кислотно-основного состояния, поддержвает осмотическое давление в клетках. Регуляция его выведения осуществля­ется преимущественно почками.

Кальций обладает высокой биологической активностью. Он является основным структурным компонентом костей скелета и зубов, где содер­жится около 99 % всего кальция. В сутки взрослый человек должен полу-^чать с пищей 800—1000 мг кальция. В большем количестве кальция нужда-^гются дети ввиду интенсивного роста костей. Всасывается кальций преиму­щественно в двенадцатиперстной кишке в виде одноосновных солей фос--форной кислоты. 3/4кальция выводится пищеварительным трактом, 1/4-почками.

Принимает участие в генерации потенциала действия, играет определенную роль в инициации мышечного сокраще­ния, является необходимым компонентом свертывающей системы крови, повышает рефлекторную возбудимость спинного мозга и обладает симпатикотропным действием. В организме значительную роль в осуществлении жизнедеятельности играют и элементы, находящиеся в небольшом количестве. Их называют микроэлементами. К микроэлементам, относят железо, медь, цинк, кобальт, молибден, селен, хром, никель, олово, кремний, фтор, ванадий. Большинство биологически значимых микроэлементов входит в состав ферментов, витаминов, гормонов, дыхательных пигментов.Белки,УВ 17,17кДж(4,1 ккал); жиры 38,9 кДж(9,3 ккал)

5Превращение энергии в процессе обмена в-в.

В процессе обмена веществ постоянно происходит превращение энер­гии: потенциальная энергия сложных органических соединений, посту­пивших с пищей, превращается в тепловую, механическую и электриче­скую. Энергия расходуется не только на поддержание температуры тела и выполнение работы, но и на воссоздание структурных элементов кле­ток, обеспечение их жизнедеятельности, роста и развития организма.

Теплообразование в организме имеет двухфазный характер. При окис­лении белков, жиров и углеводов одна часть энергии используется для синтеза АТФ, другая превращается в теплоту. Теплота, выделяющаяся не­посредственно при окислении питательных веществ, получила название первичной теплоты.

Аккумулированная в АТФ энергия используется в дальнейшем для механической работы, химических, транс­портных, электрических процессов и в конечном счете тоже превращается в теплоту, обозначаемую вторичной теплотой.

Для определения энергообразования в организме используют прямую калориметрию, непрямую калориметрию и исследование валового обмена. Прямая калориметрия основана на непосредственном учете в биока­лориметрах количества тепла, выделенного организмом. Биокалориметр представляет собой герметизированную и хорошо теплоизолированную от внешней среды камеру. В камере по трубкам циркулирует вода. Тепло, выделяемое находящимся в камере человеком или животным, нагре­вает циркулирующую воду. По количеству протекающей воды и измене­нию ее температуры рассчитывают количество выделенного организмом тепла. Калориметры градиентного типа выполняются в форме костюма.

Методы прямой калориметрии очень громоздки и сложны. Можно использовать косвенное, непрямое, определение теплообразования в организме по его газообмену — учету количества потребленного О₂ и выделенного СО₂ с последующим расчетом теплопродукции организма. Наиболее распространен способ Дугласа—Холдейна, при котором в тече­ние 10—15 мин собирают выдыхаемый воздух в мешок из воздухонепрони­цаемой ткани (мешок Дугласа), укрепляемый на спине обследуемого. Он дышит через загубник, взятый в рот, или резиновую маску, надетую на лицо. В загубнике и маске имеются клапаны, устроенные так, что обследу­емый свободно вдыхает атмосферный воздух, а выдыхает воздух в мешок Дугласа. Когда мешок наполнен, измеряют объем выдохнутого воздуха, в котором определяют количество О₂ и СО₂.

Количество тепла, освобождающегося после потребления организмом 1 л О2, носит название калорического эквивалента кислорода. Дыхательным коэффициентом (ДК) называется отношение объема выде­ленного СО2 к объему поглощенного О₂. ДК различен при окислении бел­ков, жиров и углеводов.

Длительное (на протяжении суток) опред-е газообмена дает возмоджность не только рассчитать теплопродукцию, но решить вопрос о том, за счет окис-я каких пит в-в шло теплообр-е.