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
- Взаимосвязь обмена веществ и энергии.
Виды обмена и их регуляция. Соотношение
углеводного и жирового обмена при мышечной
деятельности.……………………………… …………………………………......3
- Понятие температурного гомеостаза
и теплового баланса. Механизмы теплопродукции…………………………………………………………………...8
- Общая характеристика
выделительных процессов. Влияние мышечной
деятельности на функции выделения………………....………………………..10
Библиографический список……………………………………………………..13
- 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.
- 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.
- 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.