Контрольная работа по «Физиология с основами биохимии»

 

 

Министерство образования и науки Краснодарского края

Государственное бюджетное образовательное учреждение

Среднего профессионального образования

«Новороссийский социально-педагогический колледж»

Краснодарского края

 

 

 

 

 

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

По Дисциплине «Физиология с основами биохимии»

Вариант №2

 

 

 

 

 

 

 

Студент 2курса

Группы № Ф-11-З

Специальности 050141 «Физическая культура»

 Сидоренко М.С.

 

Преподаватель

Андрианова В.И.

 

 

Новороссийск, 2015

Содержание 

1. Взаимосвязь обмена веществ и энергии. Виды обмена и их регуляция. Соотношение углеводного и жирового обмена при мышечной деятельности.……………………………… …………………………………......3
2. Понятие температурного гомеостаза и теплового баланса. Механизмы теплопродукции…………………………………………………………………...8
3. Общая характеристика выделительных процессов. Влияние мышечной деятельности на функции выделения………………....………………………..10

Библиографический список……………………………………………………..13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Взаимосвязь обмена веществ и энергии. Виды обмена и их регуляция. Соотношение углеводного и жирового обмена при мышечной деятельности.

 

          Взаимосвязь обмена веществ и энергии

 

Обмен веществ и энергии (метаболизм) — это совокупность физиологических процессов, направленных на обеспечение организма необходимыми для его жизнедеятельности веществами, их превращение и использование для получения энергии и построения клеточных структур, и в конечном итоге на удаление во внешнюю среду ненужных продуктов происшедших реакций.

В организме постоянно происходят процессы синтеза и распада различных структур. В частности, в клетках образуются разнообразные вещества, используемые для построения клеточных мембран, органелл и их обновления. Синтез новых веществ протекает с затратой энергии и требует исходных материалов. Последние поступают в организм либо с пищей, либо образуются при распаде старых структур. Реакции, направленные на синтез новых молекул, называются анаболическими. Часть обмена веществ, которая включает все анаболические реакции, происходящие в организме, называется пластическим обменом (анаболизмом, ассимиляцией).

Для осуществления процессов пластического обмена необходима энергия. Она образуется в результате распада сложных органических веществ (белков, жиров, углеводов) на более простые компоненты, вплоть до воды и углекислого газа. Реакции распада, сопровождающиеся выделением энергии, называются катаболическими. Все катаболические реакции составляют энергетический обмен (катаболизм, диссимиляцию). Все реакции пластического и энергетического обменов осуществляются с помощью биологических катализаторов — ферментов (энзимов).

Таким образом, метаболизм включает в себя два прямо противоположных процесса: анаболизм и катаболизм. Они взаимно переходят друг в друга, происходят в организме совместно в течение всей жизни. Преобладание одного из них приводит к соответствующим изменениям в обмене веществ. При повышенной ассимиляции организм растет, развивается. В случае преобладания реакций диссимиляции происходит активный распад структурных элементов клеток. Это ведет к истощению, старению человека. В детском возрасте преобладают реакции пластического обмена. По мере старения организма увеличивается роль катаболических процессов, постепенно угнетается синтез новых веществ.

 

Виды обмена веществ и их регуляция.

 

Основные вещества, поступающие в организм, — это вода и растворенные в ней минеральные соли, белки, жиры, углеводы и витамины. Каждое из этих веществ имеет определенное назначение для организма, для каждого из них характерны свои пути метаболизма. Таким образом, различают следующие виды обмена веществ:

• обмен воды и минеральных солей;
• обмен белков;
• обмен жиров;
• обмен углеводов.

Витамины играют преимущественно роль катализаторов биохимических процессов, так как большинство из них входят в состав ферментов.

Вода — основа всех жидких сред организма, содержащих органические вещества и минеральные соли. Вода необходима для растворения большинства химических соединений, находящихся в организме, их переработки и выделения продуктов распада из организма. При участии воды и минеральных солей происходят важнейшие физико-химические процессы в клетках и тканях. Это обусловливает теснейшую связь водного обмена с обменом минеральных веществ.

Минеральные соли входят в состав всех тканей организма. Кроме того, неорганические соли необходимы для обмена веществ, связанного с выведением из клетки и поступлением в нее различных химических соединений.

Клетки всех тканей организма образованы главным образом из органических веществ — белков, жиров и углеводов. Органические вещества необходимы для обновления клеток и тканей. Кроме того, они служат важнейшим источником энергии.

Белки участвуют в построении цитоплазмы и органоидов клетки, это основной строительный материал клетки. Растительные и животные белки состоят из аминокислот, комбинации которых образуют различные белковые молекулы, участвующие в построении клеток и тканей. Поступающие с пищей белки в процессе пищеварения расщепляются на отдельные аминокислоты, которые всасываются и с кровью поступают к клеткам. В клетках из этих аминокислот образуются новые, специфичные для человеческого организма белки, которые используются для построения цитоплазмы и органоидов.

Жиры участвуют в построении клеточных мембран. Большая часть поступающих в организм жиров служит источником энергии. Часть их откладывается в запас, который расходуется при недостатке питания. Поступающие с пищей жиры в процессе пищеварения распадаются на глицерин и жирные кислоты. Попадая в кишечные ворсинки, они вновь соединяются, образуя новые жиры, свойственные только человеческому организму. Эти жиры попадают в лимфу и далее разносятся кровью ко всем органам и тканям.

Углеводы входят в состав цитоплазмы и ядра клеток и являются основным источником энергии. Поступая в организм с продуктами питания, углеводы (главным образом, крахмал и тростниковый сахар) под воздействием пищеварительных соков расщепляются до глюкозы, которая всасывается в кровь и достигает с ней печени, где превращается в животный крахмал — гликоген. В печени откладываются основные запасы углеводов в организме.

Обмен веществ и энергии — свойство всех клеток и тканей организма. Следовательно, регуляция обмена веществ подразумевает регуляцию множества функций организма (дыхания, пищеварения, кровообращения, выделения и др.). Значительную роль в регуляции обмена веществ играет нервная система, в частности гипоталамус. Этот отдел головного мозга включает в себя ряд важных центров: голода и насыщения, жажды, терморегуляции. Эти центры реализуют свои функции через вегетативную нервную систему. Кроме того, гипоталамус и расположенный рядом с ним гипофиз координируют работу практически всех желез внутренней секреции.

Эндокринная система оказывает решающее влияние на регуляцию обмена веществ и энергии. Гормоны воздействуют на скорость биохимических превращений непосредственно в клетке. Совокупность их действия на отдельные клетки вызывает изменения в функционировании всего организма.

 

Соотношение углеводного и жирового обмена при мышечной деятельности

 

Основными энергетическими веществами являются углеводы (гликоген мышц, глюкоза в крови, которая образуется из гликогена печени) и жиры (жировая ткань и внутримышечный жир). Достаточно точно характеризует процессы углеводного и жирового обменов при мышечной деятельности позволяет показатель газообмена R: Отношение количества образующегося углекислого газа к потреблению кислорода. Он составляет: при сгорании чистых углеводов — 1, чистых жиров — 0,7, а при обычной у нас в стране смешанной пище — 0,85. То есть, каждой величине соответствует определенный эквивалент в джоулях (калориях).

На рис.1 показаны изменения показателя газообмена R во время работы с постепенным увеличением физической нагрузки до нагрузки, соответствующей максимальной утилизации кислорода. Показатель R начинает увеличиваться при нагрузке, соответствующей значению от 40 до 50 % максимальной утилизации кислорода. Чем выше интенсивность мышечной деятельности, тем выше скорость, с которой расходуется гликоген мышц, тем меньше сгорает жиров. 

Рис.1                                                      Рис.2

Влияние продолжительности мышечной деятельности. На рис.2 показано изменение показателей газообмена при дыхании R в течение 90-минутного теста при нагрузках, соответствующих значениям от 60 до 70% максимального потребления кислорода. При продолжительной мышечной деятельности значение показателя R уменьшается, из чего видно, что в качестве энергетического вещества все чаще используются жиры. Жиры поступают из внутриклеточных жировых запасов и тканей, которые выделяют свободные жирные кислоты в кровь для переноса в мышцы. Такое увеличивающееся использование жировых запасов обеспечивает сохранение оставшихся запасов углеводов.

Таким образом, установлено, что оптимальными в плане устранения избыточного веса являются именно нагрузки малой интенсивности(не более 75%), но продолжительные по времени - например, ходьба в течении часа в день или тонизирующие зарядки в стиле танцевальной аэробики по 5-6 минут 4-5 раз в день.

 

 

2. Понятие температурного гомеостаза и теплового баланса. Механизмы теплопродукции.

 

Понятие температурного гомеостаза и теплового баланса

 

Температурный гомеостаз организма - саморегуляция, способность открытой системы сохранять постоянство своего внутреннего состояния посредством скоординированных реакций, направленных на поддержание динамического равновесия.

Организм человека – это саморегулируемая система с внутренним источником тепла, в которой в нормальных условиях теплопродукция – количество образованного тепла – равна количеству тепла, отданного во внешнею среду – теплоотдаче. Если в какой-либо период эта система разбалансирована, в организме происходит накопление или убыль тепла. Внутренняя температура тела постоянна благодаря регулированию интенсивности теплопродукции и теплоотдачи в зависимости от температуры внешней среды. А температура кожи человека при воздействии внешних условий изменяется в относительно широких пределах. Процессы жизнедеятельности человека сопровождаются непрерывным теплообразованием в его организме и отдачей образованного тепла в окружающую среду.

С целью сохранения температурного гомеостаза (постоянной температуры тела) организм человека должен находиться в термостабильном состоянии. Для характеристики этого состояния, при котором отмечается равенство между теплообразованием и теплоотдачей, вводится понятие «тепловой баланс».

Тепловой баланс достигается координацией процессов, направленных на выработку тепла в организме (теплопродукции) и его выведение — теплоотдачу. Он осуществляется аппаратом химической и физической терморегуляции человека, а также путем приспособительных действий человека, направленных на создание оптимального микроклимата, и использования одежды («поведенческая» терморегуляция).

 

Механизмы теплопродукции

 

Суммарная теплопродукция (теплообразование) в организме состоит из так называемой первичной теплоты, выделяющейся в ходе постоянно протекающих во всех органах и тканях реакций обмена веществ, и вторичной теплоты, образующейся при расходовании энергии макроэргических соединений на выполнение определенной работы.

Механизмы Теплопродукции:

1. Сократительный термогенез. Наибольшее количество тепла образуется в мышцах при их тоническом напряжении и сокращении. Образование тепла, наблюдающееся в мышцах при этих условиях, получило название сократительного термогенеза. Сократительный термогенез является наиболее значимым механизмом дополнительного теплообразования у взрослого человека.

2. Несократительный термогенез. У новорожденных, а также у мелких млекопитающих животных имеется механизм ускоренного теплообразования за счет возрастания общей метаболической активности в других тканях и, прежде всего, в результате высокой скорости окисления жирных кислот бурого жира. Это механизм получил название несократительного термогенеза. Окисление жирных кислот в бурой жировой ткани осуществляется без значимого синтеза макроэргов и, таким образом, с максимально возможным образованием теплоты. Посредством механизмов несократительного термогенеза уровень теплопродукции у человека может быть увеличен примерно в три раза по сравнению с уровнем  основного  обмена.

 

 

3. Общая характеристика выделительных процессов. Влияние мышечной деятельности на функции выделения.

 

Общая характеристика выделительных процессов

 

Выделение – конечный этап обмена веществ, заключающийся в выведении во внешнюю среду конечных продуктов обмена, а так же чужеродных и излишних веществ.

Система выделения включает:

• почки;
• желудочно-кишечный тракт;
• легкие;
• кожу с потовыми железами;
• слизистые оболочки;
• секреторные органы (слюнные железы, печень и др.).

Экскреты – вещества, выделяемые органами выделения из организма в процессе жизнедеятельности. К ним относят:

• диоксид углерода (выделяется в основном легкими);
• конечные продукты белкового обмена (мочевина, мочевая кислота, креатинин и др.) – выделяются почками, меньше желудочно-кишечным трактом и кожей;
• продукты неполного окисления органических веществ (молочная кислота, кетоновые и ацетоновые тела и др.) – выделяются почками, легкими, желудочно-кишечным трактом);
• неорганические вещества (соли) – выделяются почками, желудочно-кишечным трактом, кожей;
• чужеродные вещества, поступающие с пищей и не участвующие в обмене веществ – удаляются желудочно-кишечным трактом;
• излишние вещества – удаляются почками и желудочно-кишечным трактом;
• вода – удаляется всеми органами выделения.