Ассимиляция, диссимиляция. Понятие об основном обмене.

Метаболизм – все происходящие в организме преобразования веществ и энергии.

Анаболизм (ассимиляция) – совокупность процессов биосинтеза органических веществ (компонентов клетки и других структур органов и тканей). Обеспечивает рост и развитие, обновление биологических структур, накопление энергии. Химическая модификация и перестройка поступающих с пищей молекул в другие более сложные. (например, включение аминокислот в синтезируемые белки).

Катаболизм (диссимиляция) – совокупность процессов расщепления сложных молекул до более простых веществ с использованием части из них в качестве субстрата для биосинтеза и расщепления другой части до конечных продуктов с образованием энергии. Конечные продукты: вода, СO2, CO, мочевина и др.

Процессы анаболизма и катаболизма находятся в организме в состоянии равновесия.

Больше анаболизма ---->рост, накопление массы

Больше катаболизма----> частичное разрушение тканевых структур

Состояние равновесия зависит от возраста: в детстве преобладает анаболизм, во взрослом возрасте наблюдается равновесие, в старческом возрасте преобладает катаболизм., зависит от состояния здоровья, от выполняемой физической или психоэмоциональной нагрузки.

Почти половина всей энергии, получаемой в результате катаболизма, теряется в виде тепла в процессе образования АТФ. Следовательно, величина теплопродукции является точным выражением величины обмена в организме человека.

Основной обмен – это минимальные для бодрствующего организма затраты энергии, определяемые в строго контролируемых стандартах.

Условия:

1) Комфортная температура 18-20 градусов

2) Положение лёжа (но не спать)

3) В состоянии эмоционального покоя, т.к. стресс усиливает метаболизм

4) Натощак, т.е. через 12-16 часов после последнего приёма пищи

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

У мужчин в сутки примерно 1700 ккал, у женщин на 1 кг массы тела на 10 % меньше, чем у мужчин, у детей больше, чем у взрослыз.

2 методики определения основного обмена:

1) Прямая калориметрия – непосредственное измерение тепла, выделяемого организмом.

2) Непрямая калориметрия – источник энергии в организме – окислительные процессы, при которых потребляется кислород и выделяется углекислый газ.

Для косвенного определения интенсивности обмена могут быть использованы некоторые физиологические параметры, связанные с потреблением кислорода: ЧДД и вентиляционный объем, ЧСС и минутный объем кровотока (МОК).

Рабочий обмен – это совокупность основного обмена, энергозатрат, связанных с выполнением работы и специфически динамического действия пищи.

Степень энергетических затрат при различной физической активности определяется коэффициентом суточного расхода энергии. (лёгкая работа – 3400-3600 ккал, тяжёлая мышечная работа – 4000-5000ккал)

Обмен веществ начинается с поступления питательных веществ в ЖКТ и воздуха в лгке:

1) Ферментативные процессы расщепления белков, жиров, углеводов до растворённых в воде аминокислот, моно- и дисахаридов, происходящие в различных отделах ЖКТ, а также всасывание этих веществ в кровь и лимфу.

2) Транспорт питательных веществ и кислорода кровью к тканям и те сложные химические превращения веществ, которые происходят в клетке.

3) Удаление конечных продуктов распада из клетки, их транспорт, выделение почками, лёгкими, потовыми железами и кишечником.

Рефлекс

Основным механизмом деятельности ЦНС является рефлекс. Рефлекс - это ответная реакция организма на действия раздражителя, осуществляемая с участием ЦНС и направленная на достижение полезного результата.

Рефлекс в переводе с латинского языка означает "отражение"-. Впервые термин "отражение" или "рефлектирование" был применен Р. Декартом (1595-1650) для характеристики реакций организма в ответ на раздражение органов чувств. Он первым высказал мысль о том, что все проявления эффекторной активности организма вызываются вполне реальными физическими факторами. После Р. Декарта представление о рефлексе было развито чешским исследователем Г. Прохазкой, который развил учение об отражательных действиях. В это время уже было отмечено, что у спинальных животных движения наступают в ответ на раздражение определенных участков кожи, а разрушение спинного мозга ведет к их исчезновению.

Дальнейшее развитие рефлекторной теории связано с именем И. М. Сеченова. В книге "Рефлексы головного мозга" он утверждал, что все акты бессознательной и сознательной жизни по природе происхождения являются рефлексами. Это была гениальная попытка ввести физиологический анализ в психические процессы. Но в то время не существовало методов объективной оценки деятельности мозга, которые могли бы подтвердить это предложение И. М. Сеченова. Такой объективный метод был разработан И. П. Павловым - метод условных рефлексов, с помощью которого он доказал, что высшая нервная деятельность организма, так же как и низшая, является рефлекторной. И.П. Павлов экспериментально обосновал взгляд на рефлекс, как основной акт любой нервной деятельности. Он же разделил все рефлексы, по механизму образования, на безусловные и условные.

Структурной основой рефлекса, его материальным субстратом (морфологической основой) является рефлекторная дуга - совокупность морфологических структур, которая обеспечивает осуществление рефлекса (путь, по которому проходит возбуждение при осуществлении рефлекса).

В основе современное представления о рефлекторной деятельности лежит понятие полезного приспособительного результата, ради которого совершается любой рефлекс. Информация о достижении полезного приспособительного результата поступает в ЦНС по звену обратной связи в виде обратной афферентации, которая является обязательным компонентом рефлекторной деятельности. Принцип обратной афферентации введен в рефлекторную теорию П. К. Анохиным. Таким образом, по современным представлениям структурной основой рефлекса является не рефлекторная дуга, а рефлекторное кольцо, состоящее из следующих компонентов (звеньев):

* рецептор;

* афферентный нервный путь;

* нервный центр;

* эфферентный нервный путь;

* рабочий орган (эффектор);

* обратная афферентация

Анализ структурной основы рефлекса проводится путем последовательного выключения отдельных звеньев рефлекторного кольца (рецептора, афферентного и эфферентного пути, нервного центра). При выключении любого звена рефлекторного кольца рефлекс исчезает. Следовательно, для осуществления рефлекса необходима целостность всех звеньев его морфологической основы.

Клетки ЦНС имеют многочисленные связи Друг с другом, поэтому нервная система человека может быть представлена как система нейронных цепей (нейронных сетей), передающих возбуждение и формирующих торможение. В этой нервной сети возбуждение может распространяться от одного нейрона на многие другие нейроны. Процесс распространения возбуждения от одного нейрона на многие другие нейроны получил название иррадиации возбуждения или дивергентного принципа распространения возбуждения.

Различают два вида иррадиации возбуждения:

* направленная или системная иррадиация когда возбуждение распространяется по определенной системе нейронов и формирует координированную приспособительную деятельность организма;

* бессистемная или диффузная (ненаправленная) иррадиация, хаотичное распространение возбуждения, при котором координированная деятельность невозможна (рис. 9).

В ЦНС к одному нейрону могут сходиться возбуждения от различных источников. Эта способность возбуждений сходиться к одним и тем же промежуточным и конечным нейронам получила название конвергенции возбуждений .

Реобаза. Хронаксия.

Существует определенное соотношение между временем действия раздражителя и его амплитудой. Эта зависимость получил название кривой «сила-длительность» или по имени автора Гоорвега-Вейса-Лапика.

На этой кривой видно, что уменьшение значения тока ниже определенной критической величины не приводит к возбуждению ткани независимо от продолжительности времени, в течение которого действует этот раздражитель, а минимальная величина тока, вызывающая возбуждение , получила название порога раздражения, или реобазы. Величина реобазы определяется разностью между критическим потенциалом и мембранным потенциалом покоя.

С другой стороны, раздражитель должен действовать не меньше определенного времени. Уменьшение времени действия раздражителя ниже критического значения приводит к тому, что раздражитель любой интенсивности не оказывает эффекта. Для характеристики возбудимости ткани по времени ввели понятие порога времени – минимальное (полезное) время, в течение которого должен действовать раздражитель пороговой силы с тем, чтобы вызвать возбуждение (отрезок AC)

Порог времени определяется емкостью и резистивной характеристикой клеточной мембраны. Те.. постоянной времени T = R*C

В связи с тем, что величина реобазы может изменяться, особенно в естественных условиях, и это может привести к значительной погрешности в определении порога времени, Лапик ввел понятие хронаксии для характеристики временных свойств клеточных мембран. Хронаксия – время, в течение которого должен действовать раздражитель удвоенной реобазы. Чтобы вызвать возбуждение. Использование этого критерия позволяет точно измерить временные характеристики возбудимых структур, поскольку измерение происходит на крутом изгибе гиперболы (AD на рис)