Тема: обмен веществ и энергии

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ СТУДЕНТОВ

ДЛЯ ВНЕАУДИТОРНОЙ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

По дисциплине

«Нормальная физиология - физиология челюстно-лицевой области»

для студентов по специальности 31.05.03 – Стоматология

К ПРАКТИЧЕСКОМУ ЗАНЯТИЮ

С 15.09.17 по 22.09.17 г.

ТЕМА:

ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ.

Вопросы для обсуждения на занятии:

ТЕМА: ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ

1. Понятие об энергетическом обмене. Процессы анаболизма и катаболизма.

2. Пластическая и энергетическая роль питательных веществ.

3. Методы изучения энергетических трат организма: а) прямая калориметрия, б) непрямая калориметрия (дыхательный и калорический коэффициенты, их значение в исследовании обмена энергии).

4. Распределение суточного расхода энергии

5. Основной обмен и факторы, определяющие его.

6. Специфическое динамическое действие пищи и теории, объясняющие этот феномен.

7. Рабочий обмен, энергетические траты организма при различных видах труда.

8. Физиологические нормы питания и требования к пищевому рациону.

 

Практическая работа №1 « ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ ЧЕЛОВЕКА ПО ИНДЕКСУ МАССЫ ТЕЛА»

Необходимы: весы, ростомер, объект исследования — человек.

Цель работы: оценить состояние обмена веществ и энергии человека по индексу массы тела.

Избыточная масса тела — один из факторов риска для разви­тия заболевания. Интенсивность этого фактора возрастает от 4% при удовлетворительной адаптации до 52% при неудовлетвори­тельной адаптации и до 46% при ее срыве.

Наиболее используемым диагностическим критерием ожирения является избыток массы тела по отношению к норме. В последнее время достаточно часто пользуются показателем идеальной массы тела. Этот показатель был разработан по заказу медицинских страховых компаний и по замыслу должен был определять, при какой массе тела наступление страховых случаев (заболевание или летальный исход) наименее вероятно. Идеаль­ная масса (индекс Кветлета) определяется с учетом конституции человека (нормостеническая, астеническая и гипостеническая).

Индекс Кветлета — это отношение массы тела в килограммах к росту человека в метрах.

Ход работы:

1. Определите массу тела исследуемого в килограммах и его рост в метрах.

2. Рассчитайте ИМТ — индекс массы тела, кг/м², по формуле

ИМТ = М/Р²,

где М — масса тела, кг; Р — рост, м.

3. Занесите полученные результаты в табл.

 

Таблица

Индекс Кветлета	Оценка массы тела	Показатель индекса исследуемого
20-23 24-29 30 и более	Идеальная Избыточная Ожирение

 

4. Оцените степень ожирения по индексу массы тела.

 

Практическая работа №2. «ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОЛЖНОГО ОСНОВНОГО ОБМЕНА (ДОО) ПО ПЛОЩАДИ ПОВЕРХНОСТИ ТЕЛА».

Ход работы. С помощью ростомера определяют рост. По номограмме “рост - площадь поверхности тела” определяют площадь поверхности тела (S, м²). Затем рассчитывают должный основной обмен (ДОО) за сутки по формуле: ДОО = S k 24, где k - коэффициент расхода энергии (на 1 м² в час, равный у мужчин в возрасте 20-50 лет 38-40 кал, у женщин - 36-38 кал), 24 - количество часов за 1 сутки.

 

Практическая работа №4 « СОСТАВЛЕНИЕ ПИЩЕВОГО РАЦИОНА ПО ТАБЛИЦАМ»

Необходимы: таблицы рекомендуемого потребления энергии, белков, жиров и углеводов для взрослого трудоспособного насе­ления по группам активности, таблица химического состава пищевых продуктов и их энергетической ценности.

Цель работы: составить суточный пищевой рацион для удов­летворения потребностей организма в энергии и пищевых вещест­вах по физиологическим нормам питания.

Аннотация (краткое содержание темы).

В результате обмена веществ в организме человека постоянно поглощается и расходуется энергия. Достаточно сказать, что на образование одной нуклеотидной связи при сборке нуклеиновой кислоты тратится около 5000 кал. Таким образом, для жизнедеятельности организма затрачивается колоссальное количество энергии, такое же количество ее должно и образовываться, т. е. между образованием и потреблением энергии должен быть баланс в виде устойчивого равновесия. Источником этой энергии являются жиры и углеводы, а также частично белки. В результате обменных реакций в организме образуется несколько видов энергии: химическая, электрическая, механическая (работа мышц), тепловая и прочие. Важно знать, что в конечном итоге, все виды энергии превращаются в тепло, а последнее не используется организмом для своих нужд. Учитывая это важное обстоятельство, ученые для изучения энергетических затрат организма предложили определять расход энергии по количеству тепла, которое отдается организмом в окружающую среду.

Для изучения энергетических трат организма используются два метода: непрямой и прямой калориметрии. Метод прямой калориметрии связан с определением количества тепла, которое непосредственно выделяется организмом, для чего используются калориметрические камеры. Последняя представляет собой сооружение, состоящее из 2-х камер, одна из стенок которого состоит из цинка для исключения потери тепла. По внутренней поверхности камеры проходят трубы, по которым протекает вода. Зная температуру воды, протекающей и вытекающей из камеры, а также количество ее, проходящей в единицу времени через камеру можно найти (определить) отдаваемое организмом тепло. Метод прямой калориметрии очень точен, но громоздкий.

Метод непрямой калориметрии основан на изучении газообмена, т. е. потреблении кислорода и выделении углекислого газа организмом в единицу времени. Обоснование этого метода заключается в том, что все вещества сгорают в кислороде, при этом на единицу его потребления выделяется строго определенное количество тепла. Потребление кислорода сопровождается выделением эквивалентного количества углекислого газа. Отсюда, зная количество потребленного кислорода, можно рассчитать энергетические затраты организма. Для этой цели необходимо знать:

1) Калорический эквивалент газа, под которым следует понимать количество тепловой энергии, которое выделяется при потреблении одного литра кислорода и сгорании жиров, белков и углеводов. Так, при сгорании одного литра кислорода и потреблении жиров выделяется 4,7 ккал, белков - 4,6 ккал, углеводов - 5,05 ккал. Все трудности при определении энергетических затрат организма заключаются в том, что мы не знаем, какие вещества сгорают.

2) Для того, чтобы узнать величину калорического эквивалента газа необходимо определить дыхательный коэффициент, который представляет собой отношение выделенного количества углекислого газа к количеству потребленного кислорода. Если сгорают углеводы, то дыхательный коэффициент (ДК) составляет 1,0; жиры - 0,7; белки - 0,8. Различная величина ДК для разных питательных веществ связана с различным количеством кислорода, входящего в молекулы белков, жиров и углеводов. Известно, что для окисления вещества используется не только кислород внешней среды, но и тот, который содержится в окисляемом веществе. Отсюда, чем больше эндогенного кислорода, тем меньше его потребляется из окружающей среды и тем больше будет ДК.

3) Количество потребленного кислорода. Для определения количества потребленного кислорода используется несколько методов: камера Шатерникова, спирограф и метод Дугласа-Холдена. Для определения потребляемого организмом кислорода методом Дугласа-Холдена необходимо иметь: мешок Дугласа, газовые часы и газоанализатор Холдена. Газовые часы необходимы для определения количества воздуха, проходящего за одну минуту через легкие; мешок Дугласа - для забора воздуха; газоанализатор - для определения количества кислорода и углекислого газа в выдыхаемом воздухе. Однако следует помнить, что ДК не всегда правильно отражает энергетические траты организма. Например, по окончании мышечной работы его нельзя использовать в качестве показателя, отражающего, какие вещества преимущественно сгорают - жиры, белки или углеводы. Изучение изменения ДК при мышечной работе показывает, что во время мышечной нагрузки ДК постепенно приближается к единице, по ее окончании - он становится больше единицы, затем спустя определенное время резко уменьшается. Значительное увеличение ДК по окончании работы связано с тем, что из мышц в кровь выделяется большое количество молочной кислоты, которая связывает натрий бикарбонатов. Освобождающийся в результате этой реакции углекислый газ выделяется организмом, поэтому увеличивается и ДК. По истечении определенного времени имеет место обратная реакция: молочная кислота окисляется, а освободившийся натрий связывает углекислый газ, образуя бикарбонаты. Выделение углекислого газа из организма уменьшается и ДК резко падает.

Весь общий обмен (суточный) расход энергии можно поделить на три части: основной обмен; специфическое динамическое действие пищи; рабочий обмен.

Основной обмен - обмен покоя - минимальный обмен, необходимый для поддержания жизненных процессов. Для здорового взрослого человека он составляет 1300 - 1600 ккал/сут. Основной обмен определяется при выполнении следующих условий: натощак, т. е. спустя 12-14 часов после последнего приема пищи, при нормальной температуре тела (36-37 ⁰С), 3), в состоянии полного мышечного и умственного покоя, при температуре окружающей среды 18-20 ⁰С и атмосферном давлении 760 мм рт. ст.. Энергия основного обмена идет на работу насосов, функцию сердца, дыхательной, выделительной и др. систем, а также на поддержание температуры тела на нормальном уровне, (синтез АТФ - 900 ккал, поддержание концентрационного градиента -215 ккал, функцию сердца - 270 ккал, остальная калорийность идет на поддержание функции других органов и систем и температуры тела). Основной обмен индивидуален и зависит от ряда эндогенных и экзогенных факторов. К эндогенным факторам относятся рост, вес тела, возраст, пол, температура тела, индивидуальные особенности нервной и эндокринной систем. К экзогенным факторам относятся температура окружающей среды и барометрическое давление, климатические условия и пищевой режим человека. Основной обмен до 40 лет стабилен по своей величине, затем - уменьшается. Для оценки основного обмена требуется определить стандартный и опытный основные обмены. Для определения стандартного основного обмена применяют расчеты на единицу поверхности тела - 1 м²., используя специальные таблицы. Показано, что с 1 м² женщины теряют 36-38 ккал, мужчины - 38-40 в час. Для определения опытного основного обмена используют методы прямой и непрямой калориметрии. Определенные различными методами стандартный и опытный основной обмен сопоставляются, при этом основной обмен считается нормальным, если отклонение опытной величины не превышает ±10% от величины должного.

Специфическое динамическое действие пищи проявляется в том, что после приема пищи расход энергии увеличивается через 15-30 минут, достигает максимума через 3-6 часов и продолжается в течение 10-12 часов. Различные питательные вещества обладают неодинаковым специфическим динамическим действием. Так, после приема белковой пищи основной обмен возрастает до 30-40%, углеводов - до 12-15%, жиры, как считает большинство исследователей, подобным действием почти не обладают (4-6%). Относительно объяснения специфического динамического действия пищи в физиологии имеется несколько теорий:

1) Авторы этой теории объясняют увеличение расходов энергии после приема пищи возрастанием функции ЖКТ за счет моторики и секреции.

1. Вторая теория объясняет увеличение энергетических трат организма прямым воздействием продуктов гидролиза белков, жиров и углеводов непосредственно на клетки (глюкоза, продукты дезаминирования).

2) Академик Браунштейн полагает, что повышение обмена после приема пищи обусловлено превращением аминокислот в белки, а глюкозы в гликоген. Для этих процессов, естественно, требуется энергия.

3) Академик Уголев полагает, что после приема пищи в организме вырабатываются специфические вещества, по всей вероятности, гормональной природы, которые опосредовано через гипоталамический центр увеличивают расход энергии.

Рабочий обмен. Он связан с профессией человека и зависит от многих факторов. Учитываю профессию, пол и возраст человека, ученые предлагают следующие нормы расхода энергии:

I группа. К ней относятся лица, работа которых требует несущественных физических усилий (работники умственного труда, студенты, проектировщики, работники бухгалтерии и др.). Их суточная потребность: 18-40 лет: мужчины - 2800-3000 ккал, женщины - 2400-2800; 40-60 лет: мужчины - 2600-2800 ккал, женщины - 2200-2250.

II группа. К ней относятся работники механизированного труда, деятельность которых не требует больших физических усилий (рабочие автоматических линий, приборостроения, радиоэлектроники, продавцы, санитары, медсестры и др.). Их суточная потребность: 18-40 лет: мужчины - 3000-3300 ккал, женщины - 2500-3000; 40-60 лет: мужчины - 2800-3200 ккал, женщины - 2300-2700.

III группа. К этой группе относятся работники механизированного труда и сферы обслуживания, деятельность которых связана со значительными физическими усилиями станочники, водители транспорта, работники пищевой промышленности, сельского хозяйства и др.). 18-40 лет: мужчины - 3200-3700 ккал, женщины - 2700-3100; 40-60 лет: мужчины - 2900-3200 ккал, женщины - 2500-2800.

IV группа. К ней относятся работники немеханизированного или частично механизированного труда (горняки, металлурги, водители тяжелых машин, некоторые работники сельского хозяйства и др.). 18-40 лет: мужчины - 3700-4200 ккал, женщины - 3100-3600, 40-60 лет: мужчины - 3400-3800 ккал, женщины - 3400-3600/

V группа. Тяжелый физический труд. Свыше 4000 – 4500 ккал.

Обмен энергии регулируется нервными центрами, которые расположены в области гипоталамуса. Определенное значение имеют и корковые центры. Известно, что нервное напряжение вызывает значительные траты энергии, что сопровождается потерей веса человека. В институте им. И. П. Павлова (Санкт-Петербург) были проведены интересные эксперименты, которые показали роль коры головного мозга в регуляции энергетических трат организма. В эксперименте участвовали проводники пассажирских поездов, которые по маршруту должны были следовать или на юг нашей страны или на север. Одной группе проводников говорилось, что они едут на юг, а на самом деле они ехали на север. Представление о теплом климате, несмотря на их северный маршрут, сопровождалось уменьшением расхода энергии, в то время как у проводников, уезжающих на юг, которым говорилось, что они едут на север, наблюдалось увеличение энергетических трат организма. Эти исследования свидетельствуют о влиянии на энергетический обмен коры головного мозга.

Питание человека имеет большое значение, поскольку оно связано со здоровьем человека и носит сугубо индивидуальный характер (питание спортсменов, больных, детское питание и др.)

Говоря о питании человека, следует учитывать ряд факторов:

2. Коэффициент усвоения питательных веществ. Известно, например, что белки животного происхождения усваиваются гораздо лучше, чем растительного. Так, из 18,75 грамм белка, содержащегося в 100 гр мяса, усваивается 18 граммов (98%), в то время, как из растительного белка, содержащегося в хлебе (8,5 гр) усваивается лишь 4 грамма (50%).

3. При назначении питания следует учитывать калорический коэффициент белков, жиров и углеводов, который соответственно составляет 4,1 ккал, 9,3 ккал, 4,1 ккал.

4. Нормы суточной потребности белков, жиров и углеводов. В сутки человеку требуется потреблять до 80 - 100 гр белка, причем, не менее 30% из них должно быть белками животного происхождения, в которых содержится незаменимые аминокислоты, необходимые для нормальной жизнедеятельности организма. Суточная потребность в углеводах составляет 350-400 гр, а жиров 60 - 80 гр. К последним, как и к белкам, предъявляются определенные требования. В пищевой рацион человека должны входить жиры, которые содержат незаменимые ненасыщенные жирные кислоты, такие как линолевая, линоленовая, арахидоновая. Эта группа ненасыщенных жирных кислот имеет большое значение в жизнедеятельности организма. К тому же, эти кислоты препятствуют развитию атеросклеротических процессов, участвуя в окислительных процессах.

5. Пища человека должна быть разнообразной, содержащей необходимое количество солей (фрукты, овощи) и витаминов.

12	Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: