растворителя через полупроницаемые мембраны из области с меньшей концентрацией в область с большей его концентрацией.
Активные механизмы всасывания сопряжены со значительными энергозатратами (специфическое динамическое действие пищи). Идут в одну сторону, против градиента концентрации, могут идти по концентрационному градиенту с участием переносчиков (облегченная диффузия), необходимы специальные переносчики, большая скорость всасывания, наличие порога насыщения.
Всасывание воды происходит по законам осмоса (Н2О легко проходит из кишечника в кровь и обратно). При поступлении в кишечник гиперосмотического химуса Н2О идет из крови в кишечник для изоосмотичности среды кишечника. В результате наступает жажда, т.к. кровью теряется много воды. Затем всасываются вещества (соли, глюкоза, аминокислоты), что приводит к понижению осмотического давления химуса.
Одновалентные ионы всасываются легко и в больших количеств. Двухвалентные ионы - в меньшей степени. Углеводы всасываются в виде моносахаридов (глюкоза, фруктоза, а в грудном возрасте - галактоза). Активный транспорт сопряжен с транспортом Nа.
Белки всасываются в виде аминокислот, ди- и трипептидов, по типу транспорта глюкозы (c Nа). Часть аминокислот - посредством специальных транспортных белков.
Жиры всасываются в виде моноглицеридов и жирных кислот в комплексе с желчными кислотами. После захвата мембранами энтероцитов комплексы распадаются и желчные кислоты вновь возвращаются в полость кишечника. В клетке осуществляется ресинтез триглицеридов в глобулы путем экзоцитоза - экскретируются в межклеточное пространство и оттуда поступает в лимфу в виде хиломикронов. В лимфу - 80-90% всех жиров. Затем - в кровь через грудной лимфатический проток в виде хиломикронов. Остальные 10-20% жирных кислот всасываются в портальную кровь.
84. Принципы регуляции деятельности пищеварительной системы… Общие принципы регуляции пищеварения
1.Прием пищи "запускает" деятельность пищеварительных желез и моторику ЖКТ.
2.Состав пищи влияет на количество и качество пищеварительных соков.
3. Пищеварение определяется потребностями организма. Нервные и гуморальные механизмы обеспечивают
пищевую потребность человека, которая выражается в аппетите.
Механизмы регуляции пищеварения: делятся на: нервные и гуморальные.
Нервная регуляция пищеварения
Нервная регуляция пищеварения осуществляется за счет безусловных и условных рефлексов. Рефлекторная регуляция пищеварения имеет ряд особенностей:
1.в рефлекторной регуляции в качестве эфферентной системы выступают и вегетативная, и соматическая нервная система:
- соматическая нервная система регулирует процесс жевания, 1 и частично 2 фазы глотания, процесс опорожнения прямой кишки, за счет регуляции тонуса наружного анального сфинктера. В нервной регуляции пищеварения принимают участие двигательные ядра V, VII, IX, XII пары
черепно-мозговых нервов.
- вегетативная нервная система регулирует работу всего пищеварительного конвейера.
Важную роль в нервной регуляции пищеварения играет метасимпатическая нервная система, которую образуют нервные сплетения, находящиеся в подслизистой пищеварительного тракта. В состав метасимпатической нерной системы входят афферентные, эфферентные и вставочные нейроны. Такой набор нейронов позволяет метасимпатической нервной системе осуществлять локальную регуляцию. Метасимпатическая нервная система находится под контролем экстраорганной части вегетативной нервной системы.
2.Воздействие на рецепторы верхних отделов пищеварительного тракта вызывает включение в процесс пищеварения нескольких частей пищеварительного тракта, в каудальных от делах пищеварительного тракта ответ на раздражение рецепторов локальный.
3.замыкание афферентной части на эфферентную происходит на разных уровнях нервной системы. На этой основе все пищевые рефлексы разделяют на:
- Центральные пищевые рефлексы. Это рефлексы в классическом понимании рецепторной теории. Их рефлексогенные зоны располагаются и в пищеварительном тракте (для каждого рефлекса в определенной части пищеварительного тракта), и вне его. В центральной части
рефлекторной дуги замыкание таких пищевых рефлексов происходит в таких структуры ЦНС, как гипоталамус, лимбическая система, базальные ядра и кора больших полушарий головного мозга.
- Периферические пищевые рефлексы. Реализуются без участия ЦНС. Рефлексогенные зоны таких рефлексов расположены в пределах пищеварительного тракта. Афференты замыкаются на уровне вегетативных ганглиев, в которых располагаются вторые нейроны вегетативной (преимущественно парасимпатической) нервной системы, которые непосредственно иннервируют исполнительный орган пищеварительной системы.
- Местные рефлексы. Реализуются метасимпатической нервной системой без участия ЦНС и вегетативных ганглиев. Рефлекторная дуга состоит из двух нейронов с короткими аксонами (афферентного и эфферентного). Осуществляют локальную регуляцию функций пищеварительного тракта. Такие рефлексы играют ведущую роль в регу ляции в кишечнике.
4. Широкий спектр медиаторов и комедиаторов, используемый в передаче возбуждения в периферическом синапсе рефлекторных дуг (классические медиаторы, различные группы регуляторных пептидов, пурины и др.), участвующих в регуляции процесса пищеварения.
Гуморальные механизмы регуляции пищеварения
Гуморальные механизмы (реализуются без участия ЦНС) регуляции пищеварения по сравнению с нервными отставлены во времени. Они перестраивают пищеварение медленно: эффекты возникают через несколько минут и сохраняются несколько часов. Гуморальная регуляция пищеварения может осуществляться под воздействием:
-эндогенных веществ, которые вырабатываются в организме;
-экзогенных веществ, т.е. поступающих с пищей.
Эндогенные вещества участвующие регуляции пищеварения:
1.Парагормоны:
-ацетилхолин;
-адреналин;
-гистамин;
-серотонин;
-кинины;
-простагландин Е.
2.Интестинальные гормоны:
-выделяемые энтероэндокринными клетками:
-гастрин;
-секретин;
-холецистокинин-панкреозимин;
-мотилин;
-вилликинин;
-гастроингибирующий пептид (ГИП);
-панкреатический полипептид;
-бомбезин (гастринвысвобождающий пептид);
-бульбогастрон;
-энтерогастрон;
-дуокренин;
-энтероглюкагон;
-м-знкефалин;
-субстанция Р;
-нейротензин;
-соматостатин.
-выделяемые нервной тканью:
-гастрин-релизинг гормон;
-нейропептид Y;
-относящийся к кальцитониновому гену пептид;
-вазоинтестинальный пептид (VIP, ВИП);
-гастрин-релизинг гормон (гастриносвобождающий пептид);
-субстанция Р;
-соматостатин;
-м-энкефалин.
3.Гормоны:
-адреналин;
-глюкагон;
-инсулин;
-альдостерон;
-гормон роста;
-паратгормон.
4.Цитокины:
-эпидермальный фактор роста.
Некоторые из интестинальных гормонов обладают не только периферическими, но и центральным действием. Гуморальные регуляторы обладают так же модулирующим действием.
Секреция интестинальных гормонов, выделяемых энтероэндокринными клетками, находится под контролем вегетативной нервной системы. Активация парасимпатической нервной системы стимулирует выделение интестинальных гормонов, усиливающих процессы пищеварения. Активация симпатической нервной системы стимулирует выделение интестинальных гормонов, тормозящих процессы пищеварения.
Экзогенные вещества, участвующие в регуляции пищеварения
К ним относятся:
1.специи, используемые в приготовлении пищи (горчица, перец и др);
2.некоторые продукты питания (жирная пища и др);
3. некоторые продукты гидролиза питательных веществ (пептоны и др).
85. Пластическая и энергетическая роль углеводов, жиров и белков… Белки занимают ведущее место среди органических элементов, на их долю приходится более 50% сухой массы
клетки. 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.
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.
Белки в организме не депонируются, т. е. не откладываются в запас. Поэтому при поступлении с пищей значительного количества белка только часть его расходуется на пластические цели, большая же часть — на энергетические цели.
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 два раза превышает таковую у углеводов или белков. Большая часть жиров в организме находится в жировой ткани, меньшая часть входит в состав клеточных структур. Жировые капельки в клетках — это запасный жир, используемый для энергетических потребностей.
Пищевые продукты, богатые жирами, обычно содержат некоторое количество липоидов — фосфатидов и стеринов. Физиологическое значение этих веществ очень велико. Они входят в состав клеточных структур, в частности клеточных мембран, а также ядерного вещества и цитоплазмы.
Исключительно важное физиологическое значение имеют стерины, в частности холестерин. Это вещество входит
всостав клеточных мембран; оно является источником образования желчных кислот, а также гормонов коры надпочечников и половых желез.
Некоторые стерины пищи, например витамин D, обладают большой физиологической активностью. 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.
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. По мере убыли глюкозы в крови происходит 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. При работе мышц под влиянием фермента фосфорилазы, которая активируется в начале мышечного сокращения, происходит усиленное расщепление гликогена, Являющегося одним из источников энергии мышечного сокращения.
Витамины не характеризуются общностью химической природы и не имеют существенного пластического и энергетического значения. Они находятся в пищевых продуктах в незначительных количествах, но оказывают выраженное влияние на физиологическое состояние организма, часто являясь компонентом молекулы фермента. Витамин А служит кофактором белка неферментной природы — родопсина; этот белок сетчатки глаза участвует
ввосприятии света. Витамин D (точнее, его производное — кальцитриол) регулирует обмен кальция; по механизму действия он скорее сходен с гормонами — регуляторами обмена и функций организма.
Ряд элементов, содержащихся в пище главным образом в форме минеральных солей или ионов, также относится к незаменимым пищевым веществам. По массе основную часть минеральных веществ пищи составляют хлориды, фосфаты и карбонаты натрия, калия, кальция и магния. Кроме того, абсолютно необходимы микроэлементы, называемые так потому, что они требуются в малых количествах: это железо, цинк, медь, марганец, молибден, йод, селен. Кобальт поступает в организм человека не в форме минеральных солей, а в составе готового витамина
B12.
86. Энергообмен…
Обмен веществ и энергии связаны между собой. Обмен веществ сопровождается преобразованием энергии
(химической, механической, электрической в тепловую).
В отличие от машин мы не преобразуем тепловую энергию в др. виды (паровоз). Мы еѐ выделяем как конечный продукт метаболизма во внешнюю среду.
Количество тепла, выделяемое живым организмом, пропорционально интенсивности обмена веществ. Из этого следует:
1.По количеству выделяемого организмом тепла можно оценить интенсивность обменных процессов.
2.Количество выделившейся энергии должно компенсироваться за счет поступления химической энергии с пищей (м. рассчитать должный рацион питания).
3.Энергетический обмен является составной частью процессов терморегуляции.
Факторы, определяющие интенсивность энергообмена:
1.Состояние окружающей среды - температура (+18-22оС), - влажность (60-80%) , - скорость ветра (не более 5 м/с),
- газовый состав атмосферного воздуха (21% О2, 0,03% СО2, 79% N2).
Это показатели «зоны комфорта».Отклонение от "зоны комфорта" в любую сторону изменяет интенсивность обмена веществ, следовательно количество вырабатываемого тепла.
2.Физическая активность. Сокращение скелетных мышц является самым мощным источником тепла в организме.
3.Состояние нервной системы. Сон или бодрствование, сильные эмоции, регулируются через вегетативную нервную систему -
- симпатическая нервная система оказывает эрготропное действие (усиливает процессы распада с высвобождением энергии), - парасимпатическая - трофотропное действие - (стимулирует сбережение, накопление энергии).
4. Гуморальные факторы - БАВ и гормоны:
а). Трофотропное действие - ацетилхолин, гистамин, сератонин, инсулин, СТГ.
б). Эрготропное действие - адреналин, тироксин.
Клинико-физиологическая оценка энергетического обмена Показатели энергообмена: 1. Основной обмен. 2. Рабочий обмен.
Основной обмен
Основной обмен - это минимальный обмен веществ, который характеризуется минимальным количеством энергии, которое необходимо для поддержания жизнедеятельности организма в состоянии физического и психического покоя.
Энергия ОО необходима для:
1.Обеспечение базального уровня обмена веществ в каждой клетке.
2.Поддержание деятельности жизненно-важных органов (ЦНС, сердце, почки, печень, дыхательная мускулатура).
3.Поддержание постоянной температуры тела.
Для определения ОО необходимо соблюдать следующие условия:
-физический и эмоциональный покой,
-"зона комфорта" (см. выше),
-натощак (не менее 12-16 часов после приема пищи, чтобы избежать
эффекта "специфически-динамического действия пищи", начинается через 1 час после приема пищи, достигает максимума через 3 часа, наиболее сильно повышается при белковом питании (на 30%)),
-бодрствование (во время сна ОО снижается на 8-10%).
Величина основного обмена зависит от:
-пола (у мужчин на 10% больше),
-роста (прямо пропорциональная зависимость), /правило поверхности тела/.
-возраста (до 20-25 лет увеличивается, максимальный прирост - в 14-17 лет, до 40 лет - "фаза плато", затем снижается), веса (прямо пропорциональная зависимость), правило поверхности тела.
Понятие о должном основном обмене.
Определяется должный основной обмен (ДОО) по таблицам (с учетом всех этих факторов). В норме ДОО для мужчин равен 1 ккал (4,19 кДж)/кг/час.
Для женщин - на 10% меньше.
В среднем для человека среднего возраста и усредненных параметров ОО составляет 1400-1700 ккал/сутки. Могут быть ситуации, когда при равных параметрах имеем разные значения ОО, это указывает на отклонения в функциональном состоянии. На пример, по показателям основного обмена судят о функциональном состоянии эндокринных желез, главным образом, щитовидной (гипер- и гипотиреоз).
Рабочий обмен
Рабочий обмен - количество тепла, выделяемого при работе. РО значительно превышает ОО, зависит от вида труда.
Выделяют следующие группы, исходя из интенсивности рабочего обмена:
1. Лица умственного труда (2200-3300 ккал) - решение простых задач повышает ОО на 2-3%.
2.Механизированный труд, сфера обслуживания (2350-3500 ккал).
3.Механизированный труд, сфера обслуживания со значительными
физическими усилиями (2500-3700 ккал). 4. Немеханизированный труд (2900-4200 ккал).
Есть и больше (до 5000 ккал), но это уже каторжный труд.
Методы определения энергетического обмена.
1. Прямая калориметрия.
Метод основан на улавливании и измерении тепловой энергии, теряемой организмом в окружающее пространство. Измеряется с помощью калориметрических камер (биокалориметров) (по кол-ву Н2О, удельной теплопроводности и разнице температур).
2. Непрямая (косвенная) калориметрия:
Оценка энергозатрат - косвенно, по интенсивности газообмена. В процессе расщепления - в-во + О2 = СО2 + Н2О + Q (энергия).
Т.е., зная количество поглощенного О2 и выделенного СО2, можно судить косвенно о количестве выделившейся энергии. Интенсивность газообмена характеризуется дыхательным коэффициентом.
Дыхательный коэффициент (ДК) - соотношение между объемом образовавшегося СО2 и поглощенного О2.
-для углеводов ДК=1(С6Н12О6 + 6О2=6СО2+6Н2О + Q),
-для белков - 0,8,
-для жиров - 0,7.
При смешанной пище - ДК - от 0,7 до 1,0, т.е. = 0,85.
Каждому ДК соответствует своѐ кол-во энергии, которое при этом выделяется (свой Калорический Эквивалент Кислорода. КЭО2).
КЭО2 - количество тепла, которое выделяется в соответствующих условиях при потреблении организмом 1 л кислорода. Выражается в ккал. Находится по таблице, в зависимости от конкретного ДК.
Для получения показателей газообмена, необходимых для расчета основного обмена, используют следующие методы.
а) метод полного газового анализа - метод Дугласа-Холдейна.
-по количеству и соотношению выделенного СО2 и поглощенного О2,
-менее точный, чем прямая калориметрия, но более точный, чем метод неполного газоанализа
б) метод неполного газового анализа - по оксиспирограмме.
-самый неточный, но самый распространенный,
-позволяет быстро и без больших затрат получить ориентир.результат.
Этапы расчетов энергозатрат по оксиспирограмме:
-количество поглощенного кислорода за 1 минуту.
-ДК=0,85 (априори, усредненный).
-ему соответствует КЭО2 = 4,86 ккал.
-кол-во погл. О2 за 1 мин. x 1440 мин. в сутках = кол-во энергозатрат. найденный показатель сравниваем с должным ОО, (опред. по таблице).
87. Тепловой обмен… Все живые организмы делятся на:
Гомойотермные - теплокровные (человек и млекопитающие).
Пойкилотермные - холоднокровные
Образующаяся в организме энергия питательных веществ, превращается в тепло (тепловую энергию). Чем интенсивнее скорость обменных процессов в организме, тем больше теплообразование.
Теплопродукция и теплоотдача.
Баланс теплопродукции и теплоотдачи является главным условием поддержания постоянной температуры тела.
Суммарная теплопродукция в организме состоит из:
«первичной теплоты», выделяющейся в ходе реакций обмена веществ, постоянно протекающих во всех организмах и тканях «вторичной теплоты», образующейся при расходовании энергии макроэргических соединений на выполнение определенной работы.
Уровень теплообразования в организме зависит от:
-величины основного обмена, специфического динамического действия принимаемой пищи -мышечной активности -интенсивности метаболизма
Наибольшее количество тепла образуется в мышцах при их тоническом напряжении и сокращении - «сократительный термогенез». Является наиболее значимым механизмом дополнительного теплообразования у взрослого человека.
У новорожденных, мелких млекопитающих имеется механизм теплообразования за счет возрастания общей метаболической активности и , прежде всего, высокой скорости окисления жирных кислот - «несократительный термогенез». Увеличивает уровень теплопродукции (~ 3 раза ) по сравнению с уровнем основного обмена.
Механизмы теплоотдачи:
Излучение - способ отдачи тепла в окружающую среду поверхностью тела человек в виде электромагнитных волн инфракрасного диапазона. Количество рассеиваемого тепла прямопропорционально площади поверхности излучения и разности температур кожи и окружающей среды.
При понижении температуры окружающей среды излучение увеличивается, при повышении температуры - понижается.