Автор работы: Пользователь скрыл имя, 15 Мая 2012 в 18:32, курсовая работа
Актуальность темы исследования. Жизнедеятельность человека связана с непрерывными затратами энергии и веществ, входящих в состав тканей организма.
Вещества эти все время частично разрушаются, распадаясь на более простые по строению, причем продукты распада, неиспользуемые организмом, выводятся через кишечный тракт, почки, поры кожи и легкие. Этот процесс происходит непрерывно и в покое, и во время сна, но становится наиболее интенсивным при значительной физической работе или при занятиях спортом.
Введение 3
ГЛАВА 1. ОБЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ОБ ОБМЕНЕ ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА 5
1.1. Сущность и значение обмена веществ в жизни человека 5
1.2. Обмен белков, жиров и углеводов. Водный и солевой обмен. Витамины 9
ГЛАВА 2. ОСОБЕННОСТИ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ В РАЗНЫЕ ВОЗРАСТНЫЕ ПЕРИОДЫ 15
2.1. Характеристика анаболических и катаболических процессов организма 15
2.2. Возрастная динамика основного обмена 17
Заключение 23
Список использованной литературы 25
2
СОДЕРЖАНИЕ
Введение 3
ГЛАВА 1. ОБЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ОБ ОБМЕНЕ ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА 5
1.1. Сущность и значение обмена веществ в жизни человека 5
1.2. Обмен белков, жиров и углеводов. Водный и солевой обмен. Витамины 9
ГЛАВА 2. ОСОБЕННОСТИ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ В РАЗНЫЕ ВОЗРАСТНЫЕ ПЕРИОДЫ 15
2.1. Характеристика анаболических и катаболических процессов организма 15
2.2. Возрастная динамика основного обмена 17
Заключение 23
Список использованной литературы 25
Актуальность темы исследования. Жизнедеятельность человека связана с непрерывными затратами энергии и веществ, входящих в состав тканей организма.
Вещества эти все время частично разрушаются, распадаясь на более простые по строению, причем продукты распада, неиспользуемые организмом, выводятся через кишечный тракт, почки, поры кожи и легкие. Этот процесс происходит непрерывно и в покое, и во время сна, но становится наиболее интенсивным при значительной физической работе или при занятиях спортом.
Таким образом, организм человека нуждается в постоянном пополнении, возмещении затрат. Это происходит благодаря поступлению в организм воздуха, воды, сложных органических и других веществ (белки, углеводы), содержащихся в пищевых продуктах.
Пища, усвоенная переработанная организмом, идет на обновление клеток, из которых состоят ткани и органы человека. Так, например, половина всех белков нашего организма полностью обновляется за одну только неделю (это установлено с помощью меченых атомов).
В то же время пища является источником энергии, необходимой для работы мышц, для поддержания постоянной температуры тела.
Описанный процесс непрерывных затрат и пополнения их составляет то, что называется обменом веществ.
Цель курсовой работы – рассмотреть процесс обмена веществ в организме человека.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
Объектом исследования служит обмен веществ.
Предметом исследования выступает анализ процессов обмена веществ, влияние этих процесов на жизнедеятельность человека.
В основе главнейших особенностей и принципиальных отличий живого от неживого лежит обмен веществ живых организмов с окружающей средой, или метаболизм.
Обмен веществ - это постоянно протекающий, самосовершающийся и саморегулирующийся процесс химического обновления живых организмов. При этом обеспечивается постоянство состава и внутренних параметров организма, его жизнедеятельность, развитие и рост, размножение, способность к движению, адаптация к изменяющимся условиям внешней среды. В результате сложнейших обменных процессов происходит усвоение веществ окружающей среды и их биологическое превращение (ассимиляция), а также необходимый распад веществ организма до конечных продуктов и выведение их из организма (диссимиляция).
Ассимиляция и диссимиляция - это две взаимосвязанные стороны одного и того же процесса: синтез специфических для организма веществ связан с затратами энергии, которую организм получает в процессе биологического окисления, то есть в результате диссимиляции.
Все процессы жизнедеятельност" человека связаны с затратами энергии, которая необходима как для сокращения мышц, так и для генерации и передачи нервных импульсов, биосинтеза необходимых организму сложных органических соединений и других жизненных процессов. Источником энергии при этом служит потенциальная химическая энергия пищевых веществ. В процессе обмена веществ она освобождается и преобразуется в другие виды энергии. Непосредственным же и прямым источником энергии для всех биологических функций, и для сокращения мышц в том числе, служит аденозинтрифосфат - АТФ.
Суточные затраты энергии (в килоджоулях – кДж), необходимой для поддержания жизненных функций организма человека в покое, распределяются следующим образом:
синтез АТФ – 3770;
синтез жиров, белков и углеводов –1740;
поддержание ионных градиентов – 900;
работа кардиореспираторной системы – 1130;
ВСЕГО: 7540 кДж.
Таким образом, в состоянии покоя затраты энергии у человека составляют почти 5,25 кДж/мин, или почти 1,25 ккал/мин. Неизбежность таких значительных энерготрат для поддержания жизнедеятельности связана с относительно низким КПД преобразования энергии в организме человека. Физические нагрузки резко увеличивают энерготраты. При напряженной мышечной деятельности человека его затраты энергии могут возрасти в 10-12 раз (см. табл.1).
Общая интенсивность обменных процессов в течение жизни меняется. Сразу после рождения человека скорость синтеза веществ организма превышает скорость их распада. Это обеспечивает рост организма. К 17-19 годам различия в скорости ассимиляции и диссимиляции постепенно сглаживаются, в организме к этому времени устанавливается динамическое равновесие между этими сторонами обменных процессов. С этого времени рост организма, по существу, прекращается. К старости в обменных процессах начинает преобладать диссимиляция, что приводит к снижению биосинтеза многих важнейших для жизнедеятельности организма веществ: ферментов, структурных белков, легко доступных для использования источников энергии.
Таблица 1. Энергозатраты человека при различных видах спортивной деятельности (обобщенные данные)
Физическая тренировка может обеспечить некоторое преобладание процесса ассимиляции ряда веществ в организме над диссимиляцией, что приводит в конечном итоге к увеличению биосинтеза и накоплению сократительных белков, ферментов, энергетических субстратов и некоторых других веществ. Качественно и количественно такие изменения зависят от величины и направленности физической нагрузки, методических особенностей самой тренировки и ряда других сопутствующих ей факторов.
При напряженной мышечной нагрузке резко возрастают энерготраты организма и усиливается преобладание процесса диссимиляции. Из-за возникающего в это время энергетического дефицита притормаживается активность процессов ассимиляции, требующих значительных затрат энергии. Однако, после завершения физической работы происходит обратное переключение обмена на преимущественное обеспечение ассимиляционных процессов для восполнения истраченных энергетических субстратов, восстановления структурных белков, ферментов и других необходимых организму веществ. Общая интенсивность обменных процессов при этом возрастает.
Высокая интенсивность обменных процессов обеспечивает быструю обновляемость ткайей: в детстве и юности -приводит к более быстрому росту организма, и во всех периодах жизни человека создает предпосылки для повышенной функциональной активности. В этом заключается одна из важнейших сторон положительного влияния физических упражнений на организм человека во все периоды его жизни.
На общую интенсивность обменных процессов, соотношение ассимиляции и диссимиляции существенное влияние, кроме мышечной активности, оказывают и другие факторы: температура окружающей среды и самого организма, уровень солнечной радиации и ряд других физических факторов и экологических условий, качественный и количественный состав пищи, и многое другое. Все происходящие под влиянием внешних воздействий изменения обменных процессов носят приспособительный характер и обеспечивают устойчивость организма к этим воздействиям. Данная особенность обмена веществ лежит и в основе совершенствования двигательных качеств человека в процессе физической тренировки, повышения функциональных возможностей его организма.
В организме человека непрерывно протекают водный, солевой, белковый, жировой и углеводный обмен. Непрерывный распад и окисление органических соединений возможны лишь тогда, когда количество этих веществ в клетках постоянно пополняется. Однако потребность в питательных веществах неодинакова. Большая их часть используется организмом для образования энергии. В процессе жизнедеятельности организма энергетические запасы непрерывно уменьшаются, и их пополнение идет за счет пищи.
Соотношение количества энергии, поступающей с пищей, и энергии, расходуемой организмом, называется энергетическим балансом. Количество потребляемой пищи должно соответствовать энергетическим затратам человека.
Обмен белков
Белки — основной пластический материал, из которого построены клетки и ткани организма. Они бесконечно разнообразны, что обусловлено различными комбинациями образующих их 20 аминокислот.
Белки пищи расщепляются в пищеварительном тракте до аминокислот. В клетках из аминокислот синтезируются специфические для данной ткани белки. Так, в клетках мышц идет синтез белка миозина, в молочной железе — казеина и т. д. Часть белков, входящих в состав клеток органов и тканей, а также аминокислоты, поступившие в организм, но не использованные в синтезе белка, подвергаются распаду с освобождением 17,6 кДж энергии на 1 г вещества и образованием продуктов распада белка: воды, углекислого газа, аммиака, мочевины и др.
Все продукты диссимиляции белка выделяются из организма в составе мочи, пота и частично с выдыхаемым воздухом. В запас белки не откладываются. У взрослого человека их синтезируется столько, сколько необходимо для компенсации распавшихся белков.
При избытке белковой пищи она преобразуется в жиры и гликоген. Потребность в белках в сутки составляет 100–118 г. В детском организме синтез белков превышает их распад, что учитывается при составлении рациона питания.
Обмен углеводов
Углеводы поступают в организм с растительной и, в меньшей мере, с животной пищей, а также синтезируются в нем из продуктов расщепления аминокислот и жиров. Углеводы растительного происхождения в организме человека расщепляются до глюкозы, которая всасывается в кровь и разносится по всему телу.
Содержание глюкозы в крови относительно постоянно и не превышает 0,08-0,12%. Если глюкоза поступает в кровь в большем количестве, то этот избыток в печени превращается в животный крахмал — гликоген, который накапливается, а затем при необходимости снова распадается до глюкозы. При расщеплении 1 г углеводов освобождается 17.6 кДж энергии. Ее потребление увеличивается с возрастанием нагрузки при физической работе. Часть энергии используется для механической работы и служит источником тепла, другая часть идет на синтез молекул АТФ. При избытке углеводов в организме они превращаются в жиры. Суточная потребность в углеводах составляет 450–500 г.
Обмен жиров
Жиры входят в состав растительной и животной пищи. Часть синтезированного в организме жира откладывается в запас, другая часть поступает в клетку, где вместе с жироподобными веществами (липоидами) служит пластическим материалом, из которого строятся мембраны клеток и органоидов. Жиры — важный источник энергии. При их окислении выделяется углекислый газ, вода и освобождается энергия. Расщепление 1 г жиров сопровождается выделением 38,9 кДж энергии. Жиры могут синтезироваться в организме человека из углеводов и белков. Суточная потребность в них для взрослого человека — 100 г.
Обмен белков, жиров и углеводов взаимосвязан. Отклонение от нормы обмена одного из веществ влечет за собой нарушение обмена других веществ. Например, при расстройстве обмена углеводов продукты их неполного распада нарушают обмен белков и жиров, расщепление которых тоже идет не до конца, с образованием ядовитых веществ, отравляющих организм. Избыток жира в организме откладывается в виде запасов под кожей в жировой клетчатке, в сальнике, покрывающем органы брюшной полости, и в некоторых других органах. Жировая ткань защищает организм от механических повреждений, служит теплоизолятором.
Водный и солевой обмен
Наряду с обменом органических веществ в организме человека осуществляется водный и солевой обмен. Эти вещества не являются источниками энергии и питательными веществами, но их значение для организма очень велико.
Вода входит в состав клеток, межклеточной и тканевой жидкости, плазмы и лимфы. Общее ее количество в организме человека составляет до 75%. В клетках вода химически связана с белками, углеводами и другими соединениями. Она растворяет органические и неорганические соединения. Всасывание питательных веществ в кишечнике, их поглощение клетками из тканевой жидкости и выведение из клеток конечных продуктов обмена может осуществляться только в растворенном состоянии и при участии воды.
Вода — непосредственный участник всех реакций гидролиза. Суточная потребность в воде взрослого человека составляет около 40 г на 1 кг массы его тела (2,5—3 л). Эта потребность зависит от условий и температуры среды. Поступает вода в организм при питье и в составе пищи. В тонком и толстом отделах кишечника вода всасывается в кровь, откуда она поступает в ткани, а из них вместе с продуктами распада проникает в кровь и лимфу. Из организма вода выводится в основном через почки, а также кожу, легкие (в виде пара) и с калом.
Обмен воды в организме тесно связан с обменом солей.
Минеральные вещества поступают в организм человека с пищей, откладываются в виде солей и входят в состав различных органических соединений. Так, железо включено в молекулу гемоглобина и участвует в транспортировке кислорода и углекислого газа, йод — в состав гормона щитовидной железы, сера и цинк содержатся в гормонах поджелудочной железы. Для кроветворения необходимы железо, кобальт, медь; соли фтора и кальция входят в состав костей; кальций и натрий создают определенную концентрацию ионов в клеточной мембране и по обе стороны от нее и т. д.
Общее количество минеральных веществ в теле человека составляет около 4.5%. Все эти элементы поступают в организм с пищей и водой. Железа много в яблоках, йода — в морской капусте, кальция — в молоке, сыре, брынзе, в яйцах и т. д.
Человек нуждается в постоянном поступлении натрия и хлора. Натрий создает определенную концентрацию ионов в плазме, тканевой жидкости, хлор (составная часть соляной кислоты) — компонент желудочного сока. Эти важнейшие компоненты организм получает с поваренной солью.
Витамины
Витамины (от лат. «вита» — жизнь) — биологически активные вещества, необходимые для жизнедеятельности организма. Они способствуют нормальному протеканию всех жизненных процессов. Витамины были открыты русским врачом Н. И. Луниным (1853—1937). Витамины способствуют укреплению здоровья, увеличивают сопротивляемость организма к простудным и инфекционным заболеваниям, повышают работоспособность.
При недостатке того или иного витамина — гиповитаминозе — или при отсутствии витаминов — авитаминозе — наступают глубокие нарушения в процессах обмена веществ, ведущие к тяжелым заболеваниям, вплоть до гибели организма. Организм человека не способен синтезировать витамины и должен ежедневно получать их с пищей, прежде всего с растительной.
Обозначаются витамины заглавными буквами латинского алфавита: А, В, С, D, Е, К, РР, Н. Некоторые буквы, например В, охватывают целые группы: от В1 до В15.
Витамин А
Важнейший из витаминов — витамин А. Его называют витамином роста, он участвует в окислительно-восстановительных реакциях обмена. При нехватке витамина А в организме наблюдается сухость кожи, сухость роговицы глаз и ее помутнение. С недостатком витамина А связано нарушение сумеречного зрения («куриная слепота»). Наиболее богаты витамином А печень, сливочное масло, молоко, морковь, абрикосы и др.
Витамин С
Витамин С, или аскорбиновая кислота, синтезируется в растениях и накапливается в шиповнике, лимоне, черной смородине, зеленом луке, плодах клюквы и т. д. В настоящее время разработан промышленный синтез витамина С. При его недостатке развивается цинга. Особенно чувствуется нехватка витамина С к весне (у человека появляются сонливость, усталость, апатия).
Витамин D
Витамин D играет важную роль в обмене кальция, фосфора и в целом — в процессе образования костей. При отсутствии витамина D соли кальция и фосфора не откладываются н костях, а выводятся из организма и поэтому кости, особенно у детей, размягчаются. Под тяжестью тела ноги искривляются, на ребрах образуются утолщения — четки, задерживается развитие зубов. Наиболее богаты витамином D печень рыб, сливочное масло, икра, желток яиц. Растения содержат вещество, близкое к витамину D, — эргостерин, который под влиянием солнечных и ультрафиолетовых лучей переходит в витамин D.
Витамины группы В
Витамины группы В (В1 В2 В6 В12 и др.) регулируют многие ферментативные реакции обмена веществ, особенно обмена белков, аминокислот, нуклеиновых кислот. При их недостатке нарушаются функции нервной системы (болезнь бери-бери), желудочно-кишечного тракта (поносы), кроветворных органов (малокровие) и др. Эти витамины содержатся в печени млекопитающих и некоторых рыб, в почках, петрушке и др.
Витамин РР
Витамин РР необходим для нормальной нервно-психической деятельности.
В процессе жизнедеятельности в организме происходят непрерывные перестройки: одни клетки погибают, другие их заменяют. У взрослого человека в течение суток гибнет, другие их заменяют. У взрослого человека в течение суток гибнет и заменяется 1/20 клеток кожного эпителия и половина всех клеток эпителия пищеварительного тракта, около 25 г крови и т.д.
В процессе роста обновление клеток организма возможно лишь тогда, когда в организм непрерывно поступает О2 и питательные вещества, являющиеся строительным материалом, из которого строится организм. Но для построения новых клеток организма, их непрерывного обновления, а также для совершения человеком какой-то работы нужна энергия. Эту энергию организм человека получает при распаде и окислении в процессах обмена веществ (метаболизма). Причем процессы метаболизма (анаболизм и катаболизм) тонко согласованы друг с другом и протекают в определенной последовательности.
Под анаболизмом понимают совокупность реакций синтеза. Под катаболизмом - совокупность реакций распада. Необходимо учитывать, что оба эти процесса непрерывно связаны. Катаболические процессы обеспечивают анаболизм энергией и исходными веществами, а анаболические процессы - синтез структур, формирование новых тканей в связи с процессами роста организма, синтез гормонов и ферментов, необходимых для жизнедеятельности.
На протяжении индивидуального развития наиболее существенные изменения испытывает анаболическая фаза метаболизма и в меньшей степени катаболическая фаза.
По своему функциональному значению в анаболической фазе метаболизма различают следующие виды синтеза:
1) синтез роста - увеличение белковой массы органов в период усиленного деления клеток (пролиферации), роста организма в целом.
2) синтез функциональный и защитный - образование белков для других органов и систем, например, синтез белков плазмы крови в печени, образование ферментов пищеварительного тракта и гормонов.
3)синтез регенерации (восстановление) - синтез белков в регенерирующих тканях после травм или неполноценного питания.
4) синтез самообновления, связанный со стабилизацией организма, - постоянное восполнение компонентов внутренней среды, разрушающихся в ходе диссимиляции.
Все эти формы ослабевают, хотя и неравномерно, на протяжении индивидуального развития. При этом особенно значительные изменения наблюдаются в синтезе роста. Наиболее высокими темпами роста отличается внутриутробный период. Например, вес зародыша человека по сравнению с весом зиготы увеличивается в 1млрд. 20 млн. раз, а за 20 лет прогрессивного роста человека увеличивается не более чем в 20 раз.
На протяжении постнатальной жизни происходит дальнейшее падение уровня анаболизма.
Рис. 1. Константы роста в постнатальной жизни человека (муж).
На рис. 1 показана зависимость скорости роста от возраста. По вертикальной оси отложена константа роста KW. Напомню, что под константой роста понимают интенсивность роста организма в каждый данный естественный период, и изменение величины константы указывает на изменение условий роста, то есть качественные изменения активности метаболизма (K=CW*t, где CW - относительные скорости роста, t-возраст). Как видно из рисунка, наиболее резкое увеличение роста наблюдается в течение первого года жизни, с К=2,14 до К=0,428. Затем в период раннего и первого детства эта величина еще несколько уменьшается. В период 2-го детства и подростковом периоде темпы роста увеличиваются до К=1,0-1,5. К 18 годам рост практически прекращается, константа падает до 0,48.
Под основным обменом понимается минимальный для организма уровень обмена веществ и энергетических затрат при строго постоянных условиях: за 14-16 часов до приема пищи, в положении лежа в состоянии мышечного покоя при температуре 8-20 С. У человека среднего возраста основной обмен составляет 4187 Дж на 1 кг массы в 1 ч. В среднем это 7-7,6 МДж в сутки. При этом для каждого человека величина основного обмена относительно постоянная.
Основной обмен у детей интенсивнее, чем у взрослых, так как на единицу массы у них приходится относительно большая поверхность тела, и процессы диссимиляции, а не ассимиляции являются преобладающими. Энергетические затраты на рост тем больше, чем моложе ребенок. Так что расход энергии, связанный с ростом, в возрасте 3 месяцев составляет 36%, в возрасте 6 мес. - 26%, 9 мес. - 21 % общей энергетической ценности пищи. Калорическая стоимость пищи определяется при сжигании этих веществ в калориметрических бомбах, он оценивается в калориях.
Ясно выражены динамика изменений величины основного обмена и большая его интенсивность в младшем возрасте при расчете как на единицу массы, так и на единицу поверхности (рис. 2).
Рис. 2. Возрастные изменения основного обмена в онтогенезе человека
Как видно из этого рисунка, у человека, как и у всех незрелорождающихся млекопитающих, установлено первоначальное повышение уровня основного обмена от момента рождения до определенного возраста в раннем детстве, сменяющееся затем медленным снижением на протяжении всей последующей жизни. Как показано выше, наиболее значительные изменения происходят на протяжении первого года жизни. Они связаны с переходом новорожденных из состояния теплового равновесия в условиях организма матери в среду с пониженной температурой, а также с перестройкой физиологических отправлений организма. Эта перестройка состоит в функциональном созревании механизмов терморегуляции, в которых значительная роль принадлежит на этом этапе скелетной мускулатуре, а также в возникновении и закреплении антигравитационных реакций - удерживание головы в вертикальном положении, позы сидения и позы стояния.
В глубокой старости (фаза регрессивного развития) наблюдается уменьшение веса тела, а также уменьшение линейных размеров тела человека, основной обмен падает до низких величин. Причем степень снижения основного обмена в этом возрасте коррелирует, по данным разных исследователей с тем, насколько у старых людей выражены признаки дряхлости и утрачена работоспособность.
Что касается половых отличий в уровне основного обмена, то они обнаруживаются в онтогенезе уже с 6-8 месяца. При этом основной обмен у мальчиков выше, чем у девочек. Такие отношения сохраняются в период половой зрелости, а к старости они сглаживаются.
В онтогенезе варьирует не только средняя величина энергетического обмена, но и существенно изменяются возможности повышения этого уровня в условиях напряженной, например, мышечной деятельности.
В раннем детском возрасте недостаточная функциональная зрелость скелетно-мышечной, сердечно-сосудистой и дыхательной систем лимитирует адаптационные возможности реакции энергетического обмена при физических нагрузках. В зрелом возрасте приспособительная возможность, так же как и мышечная сила, достигают максимума. В старости исчерпываются возможности компенсаторного повышения уровня дыхания и энергообмена в условиях стресса за счет снижения ЖЕЛ, коэффициента использования кислорода тканями, снижением функций сердечно-сосудистой системы.
Высказывались разные предположения и предлагались различные математические выражения для установления зависимости энергообразования от параметров, характеризующих особенности строения организма. Так, Рубнер считал, что возрастные изменения обмена есть результат уменьшения с возрастом размеров относительной поверхности тела. Однако, вопреки правилу поверхности, в раннем онтогенезе у многих животных наблюдается повышение интенсивности газового и энергетического обмена, в то время как относительная поверхность снижена. Причем это прослеживается не только при пересчетах на единицу веса, но и на единицу поверхности, что также необъяснимо правилом поверхности.
Была сделана попытка объяснить падение уровня обменных процессов в старости накоплением подкожного жира и снижением температуры кожи в этом возрасте. Возрастное снижение интенсивности энергетического обмена связывали с возрастным уменьшением массы так называемой "активной протоплазмы" при определении внутриклеточной и внеклеточной воды. Например, у мужчин в возрасте 10-39 лет оно составляет 266 мг/кг массы, у старых людей 80 и более лет - 194 мг/кг. Таким образом, с возрастом клеточной массы становится все меньше и меньше, а клетки ее все суше и суше, и, стало быть, при расчетах интенсивности основного обмена на единицу "активных" клеточных элементов возрастное снижение уровня энергетического обмена будет менее выражено.
Заслуживает внимание работы, в которых изменения энергетического обмена рассматриваются в связи с формированием механизмов терморегуляции и участием в ней скелетной мускулатуры.
Повышение тонуса скелетных мышц при недостаточной активности центра блуждающего нерва в течение первого года жизни способствует повышению энергетического обмена. Роль возрастной перестройки деятельности скелетной мускулатуры в динамике энергетического обмена особенно отчетливо выделяется при исследовании газообмена людей разного возраста в состоянии покоя и при физической деятельности. Для прогрессивного роста увеличение обмена в покое характеризуется снижением уровня основного обмена и совершенствованием энергетической адаптации к мышечной деятельности. В период стабильной фазы сохраняется высокий обмен функционального покоя и значительно повышается обмен при работе, достигая стабильного, минимального уровня основного обмена. И в регрессивной фазе, разница между обменом функционального покоя и основным обменом непрерывно уменьшается, удлиняется время отдыха. Существенное значение в возрастной динамике обмена имеют изменения характера центральных регуляторов метаболизма - нервной и эндокринной системы.
Многие исследователи считают, что снижение энергетического обмена целостного организма на протяжении онтогенеза обусловлено, в первую очередь, количественными и качественными изменениями метаболизма в самих тканях, о величине которых судят по соотношению между основными механизмами освобождения энергии - анаэробным и аэробным. Это позволяет выяснить потенциальные возможности тканей генерировать и использовать энергию макроэргических связей. Тканевое дыхание в настоящее время изучается с помощью полярографического метода, по напряжению О2 в тканях, или методом оксигенометрии по степени оксигенации крови. Величина кислородного обмена в тканях подкожной клетчатки у людей в глубокой старости (90-106 лет) снижена по сравнению с испытуемыми в возрасте 19-32 лет, одновременно с ним ухудшаются условия диффузии кислорода к тканям. С возрастом также происходит своеобразная перестройка биоэнергетики сердечной мышцы, она все меньше окисляет энергетически более эффективные жирные кислоты и сохраняет на прежнем уровне способность окислять энергетически менее ценную глюкозу.
Таким образом, биоэнергетика сердца к старости резко изменяется на субклеточном уровне. С возрастом происходят и параллельные изменения в системе генерации и использования макроэргических соединений (АТФ и креатинфосфата). Так, например, концентрация АТФ и КФ в мышцах белых крыс достигает максимальной величины в зрелом возрасте и падает в старости, эти сдвиги отражают функциональные изменения скелетной мускулатуры на протяжении жизни.
Физиологические особенности организма человека надо рассматривать с учетом его взаимодействия с окружающей средой. В этом случае возможно более полное представление об источниках опасностей для здоровья и жизни человека. Такое взаимодействие осуществляется путем обмена веществ и энергии.
Жизненные процессы организма, связанные с постоянным поглощением питательных веществ из окружающей среды и выделением конечных продуктов распада в эту среду составляют обмен веществ. Именно обмен веществ создает то единение, которое существует между живыми организмами и окружающей средой.
Обмен веществ присущ как живой, так и неживой природе. Но между ними существует принципиальная разница. Вследствие обмена веществ в неживых телах последние безвозвратно разрушаются, тогда, как обмен веществ живых организмов с окружающей средой является основным условием их существования.
Обмен веществ и энергии в клетке состоит из двух процессов: пластического обмена — (ассимиляция, анаболизм) совокупность реакций биосинтеза (образование веществ) происходит с поглощением энергии и энергетического обмена — (диссимиляция, катаболизм) совокупность реакций расщепления веществ с выделением энергии.
Вследствие процессов диссимиляции питательных веществ образуются продукты распада и энергия, которая необходимая для процессов ассимиляции. Взаимосвязь этих процессов обеспечивает существование живого организма.
Обмен веществ условно можно разделить на внешний обмен, который включает поступление питательных веществ в организм и удаление конечных продуктов распада, и внутренний, который охватывает все преобразования питательных веществ в клетках организма.
Питательные вещества, которые попали в организм, тратятся на энергетические и строительные процессы, которые протекают одновременно. При распаде питательных веществ выделяется энергия, которая тратится на синтез специфических для данного организма соединений, на поддержку постоянной температуры тела, проведение нервных импульсов и др.
Основным исследовательским приемом обмена веществ есть метод
определения баланса веществ, которые попали в организм и удалились во внешнюю среду, а также их энергетической ценности.
Баланс энергии определяется на основе данных о калорийности питательных веществ, которые употребляются, а также конечных продуктов, которые выводятся из организма.
Потребность человека в энергии определяется исследовательским путем и выражается в калориях. Количество калорий, которые поступают в организм с какими-либо продуктами, называется калорийностью пищи. Потребляемая пища должна отвечать энергозатратам организма, т.е. энергетические потребности человека должны полностью покрываться за счет энергетической ценности пищевых продуктов, которые входят в рацион питания человека.
Для нормального функционирования организма ежедневный рацион человека должен включать шесть основных составляющих: белки, жиры, углеводы, витамины, минеральные вещества и вода. Питательные вещества, которые люди получают вместе с пищей, можно условно разделить на две группы: те, которые необходимы им в больших количествах, или макрокомпоненты (вода, белки, жиры, углеводы), и те, которые необходимы в меньших количествах, или микрокомпоненты (витамины и минеральные компоненты).
Информация о работе Особенности обмена веществ в разные возрастные периоды