Материал: fiza_13_semestr_2

Теория:

1.Компоненты суточных энергозатрат организма. Понятие о валовом обмене.

динамическое действие пищи (пищевой термогенез), и регулируемые: расход энергии на умственную и физическую деятельность.Основной обмен — это обмен энергии (энергозатраты) необходимый для поддержания жизненно важных процессов у человека (клеточного метаболизма, дыхания, кровообращения, пищеварения, внутренней и внешней секреции, нервной проводимости, мышечного тонуса) в состоянии полного физического и психологического покоя (например, сна) при исключении всех эндо- и экзогенных влияний (натощак или через 12-16 часов после приема пищи, при комфортной температуре воздуха 18-20оС).

Приблизительно величина основного обмена для лиц среднего возраста (35 лет), среднего роста (165см) и средней массы тела (70 кг) составляет 1 ккал (4,186 кДж) на 1 кг массы за 1 час. Однако, современные исследования показали, что основной обмен величина непостоянная даже для данного индивидуума и зависит от нескольких факторов

- от пола и возраста – у мужчин ВОО в среднем на 10% выше, чем у женщин. ВОО выше у детей, чем у взрослых, у лиц пожилого возраста основной обмен снижается.

- от роста, массы и состава тела - увеличение массы тела за счет жировых отложений приводит к снижению основного обмена из-за накопления мало активной ткани. При увеличении мышечной массы основной обмен возрастает.

- от времени суток, времени года и климата - при действии низких температур основной обмен повышается, при высоких –– понижается.

- от состояния здоровья - увеличение BOO у взрослых людей наблюдается при таких заболеваниях как малярия, брюшной тиф, туберкулез, диффузный токсический зоб (гипертиреоз), а также при состояниях, сопровождающихся лихорадкой, — повышение t тела на 1 °С приводит к увеличению BOO на 10 - 15 %.. Уменьшение - при гипотиреозе.

Величина основного обмена может быть определена у человека методами прямого или опосредованного измерения либо расчета.

- прямое измерение (прямая калориметрия) - метод заключается в непосредственном определении выделяемой человеком тепловой энергии в калориметрической камере. Между стенками камеры протекает вода, которая имеет постоянную теплоемкость. По степени нагрева воды определяют количество выделенного тепла.

- опосредованное измерение (непрямая калориметрия) — проводится с помощью специальной регистрирующей аппаратуры у человека, лежащего на спине, непосредственно после пробуждения, утром, натощак через 12... 14 ч после последнего приема пищи в помещении с температурой воздуха 20 ºС

2.Основной обмен. Факторы, определяющие величину основного обмена. Правило поверхности тела, относительность его применения.

Интенсивность окислительных процессов и превращение энергии зависят от индивидуальных особенностей организма (пол, возраст, масса тела и рост, условия и характер питания, мышечная работа, состояние эндокринных желез, нервной системы и внутренних органов — печени, почек, пищеварительного тракта и др.), а также от условий внешней среды (температура, барометрическое давление, влажность воздуха и его состав, воздействие лучистой энергии и т. д.).

Для определения присущего данному организму уровня окислительных процессов и энергетических затрат проводят исследование в определенных стандартных условиях. При этом стремятся исключить влияние факторов, которые существенно сказываются на интенсивности энергетических затрат, а именно мышечную работу, прием пищи, влияние температуры окружающей среды. Энерготраты организма в таких стандартных условиях получили название основного обмена.

Энерготраты в условиях основного обмена связаны с поддержанием минимально необходимого для жизни клеток уровня окислительных процессов и с деятельностью постоянно работающих органов и систем — дыхательной мускулатуры, сердца, почек, печени. Некоторая часть энерготрат в условиях основного обмена связана с поддержанием мышечного тонуса. Освобождение в ходе всех этих

процессов тепловой энергии обеспечивает ту теплопродукцию, которая необходима для поддержания температуры тела на постоянном уровне, как правило, превышающем температуру внешней среды.

Для определения основного обмена обследуемый должен находиться: 1) в состоянии мышечного покоя (положение лежа с расслабленной мускулатурой), не подвергаясь раздражениям, вызывающим эмоциональное напряжение; 2) натощак, т. е. через 12— 16 ч после приема пищи; 3) при внешней температуре «комфорта» (18—20 °С), не вызывающей ощущения холода или жары.

Основной обмен определяют в состоянии бодрствования. Во время сна уровень окислительных процессов и, следовательно, энергетических затрат организма на 8—10 % ниже, чем в состоянии покоя при бодрствовании.

3.Специфическое динамическое действие пищи.

Специфически-динамическое действие пищи — усиление под влиянием приема пищи интенсивности обмена веществ и увеличение энергетических затрат организма относительно уровней обмена и энергозатрат, имевших место до приема пищи.Специфически-динамическое действие пищи обусловлено затратами энергии на:

1. Переваривание пищи,

2. Всасывание в кровь и лимфу питательных веществ из желудочно-кишечного тракта,

3. Ресинтез белковых, сложных липидных и других молекул;

4. Влиянием на метаболизм биологически активных веществ, поступающих в организм в составе пищи (в особенности белковой) и образующихся в нем в процессе пищеварения.

4.Рабочая прибавка. Величины энергетического обмена в пяти основных профессиональных группах людей.

Основной обмен.Общий обмен (обмен энергии) состоит из основного обмена и рабочей прибавки. Основной обмен – это минимальный уровень обмена веществ и энергии в состоянии полного психического и физического покоя натощак, т.е. через 12-18 часов после еды при температуре 18-20°С (1 ккал на 1 кг веса в течение часа). Например, основной обмен человека весом 70 кг за сутки равен: 1 ккал × 70 × 24 = 1680 ккал. С увеличением массы тела основной обмен увеличивается. У женщин основной обмен ниже, чем у мужчин.

На величину основного обмена влияют: условия внешней среды – температура, давление, влажность и состав воздуха, деятельность желёз внутренней секреции, условия питания, рост, возраст, масса тела, пол, нервное напряжение. В состоянии полного физического и психического покоя организм тратит энергию:

· постоянно совершающиеся химические процессы

· механическую работу внутренних органов, деятельность желёз

· поддержание постоянной температуры тела

При лихорадочных заболеваниях (туберкулёз, малярия, брюшной тиф), гиперфункции щитовидной железы, основной обмен усиливается. При гипофункции гипофиза, щитовидной железы, половых желёз, основной обмен понижается, усиливается отложение жира, может развиться ожирение.Рабочая прибавка – расход энергии сверх обычного обмена. Расход энергии повышается при мышечной работе, при приёме пищи, при низкой или высокой температуре. Например, при приёме белковой пищи обмен веществ увеличивается на 30%, при питании жирами и углеводами – на 15%. Суточный расход энергии для людей

умственного труда составляет 3000 ккал, при тяжёлой физической работе расход составляет около 5000 ккал. Общий расход энергии зависит от профессии человека и характера отдыха.В клинике основной обмен определяют с помощью специальной аппаратуры и таблиц. Основными питательными веществами, которые обеспечивают организм энергией и теплом, являются углеводы и жиры. Белки выполняют эту функцию при определённых условиях.

величины энергетического обмена в пяти осн. профессиональных группах людей.

Рабочий обмен (РО) - величина энерг. затрат для определённого вида трудовой деятельности.

Рабочая прибавка. РП=РО-ОО.

1) умственный труд - 2500-2800

2) полностью механизированный физ. труд - 2800-3500

3) частично механизированный труд - 3500-4000

4) немеханизированный труд - 4000-5000

5) очень тяж. физ. труд - 5000-7000.

5.Обмен энергии при физическом и умственном труде.

6. Регуляция энергетического обмена.

7. Методы исследования энергообмена:

Непрямая калориметрия. Дыхательный коэффициент и калорический эквивалент кислорода.

8.Терморегуляция как фактор гомеостаза. Типы терморегуляции.

9.Температура тела человека и его частей. Суточная динамика температуры тела.

10. Характеристика теплообразования (химическая терморегуляция).

Химическая терморегуляция имеет важное значение для поддержания постоянства температуры тела как в нормальных условиях, так и при изменении температуры окружающей среды. У человека усиление теплообразования вследствие увеличения интенсивности обмена веществ отмечается, в частности, тогда, когда температура окружающей среды становится ниже оптимальной температуры, или зоны комфорта. Для человека в обычной легкой одежде эта зона находится в пределах 18—20°С, а для обнаженного равна 28 °С. Оптимальная температура во время пребывания в воде выше, чем на воздухе. Это обусловлено тем, что вода, обладающая высокой теплоемкостью и теплопроводностью, охлаждает тело в 14 раз сильнее, чем воздух, поэтому в прохладной ванне обмен веществ повышается значительно больше, чем во время пребывания на воздухе при той же температуре. Наиболее интенсивное теплообразование в организме происходит в мышцах. Даже если человек лежит неподвижно, но с напряженной мускулатурой, интенсивность окислительных процессов, а вместе с тем и теплообразование повышаются на 10%. Небольшая двигательная активность ведет к увеличению теплообразования на 50—80 %, а тяжелая мышечная работа — на 400— 500%.

В условиях холода теплообразование в мышцах увеличивается, даже если человек находится в неподвижном состоянии. Это обусловлено тем, что охлаждение поверхности тела, действуя на рецепторы, воспринимающие холодовое раздражение, рефлекторно возбуждает беспорядочные непроизвольные сокращения мышц, проявляющиеся в виде дрожи (озноб). При этом обменные процессы организма значительно усиливаются, увеличивается потребление кислорода и углеводов мышечной тканью, что и влечет за собой повышение теплообразования. Даже произвольная имитация дрожи увеличивает теплообразование на 200 %. Если в организм введены миорелаксанты — вещества, нарушающие передачу нервных импульсов с нерва на мышцу и тем самым устраняющие рефлекторную мышечную дрожь, при повышении температуры окружающей среды гораздо быстрее наступает понижение температуры тела.

Увеличение теплообразования, связанное с произвольной и непроизвольной (дрожь) мышечной активностью, называют сократительным термогенезом. Наряду с этим возрастает уровень теплообразования и в других тканях. Особое место занимает так называемый бурый жир, количество которого значительно у новорожденных. Бурый оттенок жира придается более значительным числом окончаний симпатических нервных волокон и большим числом митохондрий. За счет высокой скорости окисления жирных кислот в бурой жировой ткани процесс теплообразования идет гораздо быстрее, чем в обычной, и почти без синтеза макроэргов. Этот механизм срочного теплообразования получил название «несократительный термогенез». В химической терморегуляции значительную роль играют также печень и почки. Температура крови печеночной вены выше температуры крови печеночной артерии, что указывает на интенсивное теплообразование в этом органе. При охлаждении тела теплопродукция в печени возрастает.Освобождение энергии в организме совершается за счет окислительного распада белков, жиров и углеводов, поэтому все механизмы, которые регулируют окислительные процессы, регулируют и теплообразование.

11. Характеристика теплоотдачи (физическая терморегуляция).

Физическая терморегуляция осуществляется путем изменений отдачи тепла организмом. Особо важное значение она приобретает в поддержании постоянства температуры тела во время пребывания организма в условиях повышенной температуры окружающей среды.

Теплоотдача осуществляется путем теплоизлучения (радиационная теплоотдача), или конвекции, т. е. движения и перемещения нагреваемого теплом воздуха, теплопроведения, т. е. отдачи тепла веществам, непосредственно соприкасающимся с поверхностью тела, и испарения воды с поверхности кожи и легких.

У человека в обычных условиях потеря тепла путем тепло проведения имеет небольшое значение, так как воздух и одежда являются плохими проводниками тепла. Радиация, испарение и конвекция протекают с различной интенсивностью в зависимости от температуры окружающей среды. У человека в состоянии покоя при температуре воздуха около 20 °С и суммарной теплоотдаче, равной 419 кДж (100 ккал) в час, с помощью радиации теряется 66 %, испарения воды — 19 %, конвекции — 15 % от общей потери тепла организмом. При повышении температуры окружающей среды до 35°С теплоотдача с помощью радиации и конвекции становится невозможной, и температура тела поддерживается на постоянном уровне исключительно с помощью испарения воды с поверхности кожи и альвеол легких.

Для того чтобы было ясно значение испарения в теплоотдаче, напомним, что для испарения 1 мл воды необходимо 2,4 кДж (0,58 ккал). Следовательно, если в условиях основного обмена телом человека отдается с помощью испарения около 1675—2093 кДж (400—500 ккал), то с поверхности тела должно испаряться примерно 700—850 мл воды. Из этого количества 300—350 мл испаряются в легких и 400—500 мл — с поверхности кожи.

Характер отдачи тепла телом изменяется в зависимости от интенсивности обмена веществ. При увеличении теплообразования в результате мышечной работы возрастает значение теплоотдачи, осуществляемой с помощью испарения воды. Так, после тяжелого спортивного соревнования, когда суммарная теплоотдача достигала почти 2512 кДж (600 ккал) в час, было найдено, что 75 % тепла было отдано путем испарения, 12 % — путем радиации и 13 % — посредством конвекции. Одежда уменьшает теплоотдачу. Потере тепла препятствует тот слой неподвижного воздуха, который находится между одеждой и кожей, так как воздух — плохой проводник тепла. Теплоизолирующие свойства одежды тем выше, чем мельче ячеистость ее структуры, содержащая воздух. Этим объясняются хорошие теплоизолирующие свойства шерстяной и меховой одежды. Температура воздуха под одеждой достигает 30 °С. Наоборот, обнаженное тело теряет тепло, так как воздух на его поверхности все время сменяется. Поэтому температура кожи обнаженных частей тела намного ниже, чем одетых. В значительной степени препятствует теплоотдаче слой подкожной основы (жировой клетчатки) вследствие малой теплопроводности жира. Температура кожи, а следовательно, интенсивность теплоизлучения и теплопроведения могут изменяться в результате перераспределения крови в сосудах и при изменении объема циркулирующей крови. На холоде кровеносные сосуды кожи, главным образом артериолы, сужаются: большее количество крови поступает в сосуды брюшной полости, и тем самым ограничивается теплоотдача. Поверхностные слои кожи, получая меньше теплой крови, излучают меньше тепла — теплоотдача уменьшается. При сильном охлаждении кожи, кроме того, происходит открытие артериовенозных анастомозов, что уменьшает количество крови, поступающей в капилляры, и тем самым препятствует теплоотдаче.

Перераспределение крови, происходящее на холоде, — уменьшение количества крови, циркулирующей через поверхностные сосуды, и увеличение количества крови, проходящей через сосуды внутренних органов, способствует сохранению тепла во внутренних органах. Эти факты служат основанием для утверждения, что регулируемым параметром является именно температура внутренних органов («ядра»), которая поддерживается на постоянном уровне.

При повышении температуры окружающей среды сосуды кожи расширяются, количество циркулирующей в них крови увеличивается. Возрастает также объем циркулирующей крови во всем организме вследствие перехода воды из тканей в сосуды, а также потому, что селезенка и другие кровяные депо выбрасывают в общий кровоток дополнительное количество крови. Увеличение количества крови, циркулирующей через сосуды поверхности тела, способствует теплоотдаче с помощью радиации и конвекции.