18.3.3 Ћетоды измерени¤ затрат энергии

Ёнергетические затраты организма можно измерить по количеству тепла, отдаваемого им во внешнюю среду, по количеству поглощенного кислорода и др.

“радиционно энергетический обмен выражают в килокалори¤х (ккал) в единицу времени. Ќо в международной системе единиц (—») в качестве основной единицы энергии прин¤т джоуль (ƒж): 1 ƒж=1 ватт 1 сек=2,39 10?4 ккал. 1ккал=4187 ƒж=4,187 кƒж.

≈сли клетка совершает внешнюю работу, то, согласно второму закону термодинамики, часть вырабатываемой при этом энергии об¤зательно выдел¤етс¤ в виде тепла.  оэффициент полезного действи¤ функционирующей клетки представл¤ет ту часть энергии, котора¤ затрачиваетс¤ на внешнюю работу. ≈го величина всегда меньше 100%: например, при мышечной работе целого организма его величина редко превышает 25%.

»змер¤ют интенсивность обмена веществ методом непр¤мой калориметрии Ц методом неполного газового анализа, основанного на расчете энергозатрат по количеству кислорода, поступающего в организм через легкие и использованного дл¤ окислени¤ жиров и углеводов. ¬начале определ¤ют объем легочной вентил¤ции, затем количество поглощенного кислорода и выделенного углекислого газа. ќтношение объема выделенного углекислого газа к объему поглощенного кислорода называетс¤ дыхательным коэффициентом. ѕо его величине можно судить о типе пищевых продуктов, используемых в обмене веществ, а также можно рассчитать энергетическую ценность окисл¤емого продукта.

18.3.4 Ќсновной обмен

Ёнергетический обмен живого организма состоит из основного обмена и рабочей прибавки к нему. –абоча¤ прибавка Ц это повышение энергетического обмена сверх основного обмена в основном в св¤зи с приемом пищи, изменением внешней температуры и работой мышц.

ќсновной обмен Ц это количество энергии, необходимой организму дл¤ поддержани¤ процессов жизнеде¤тельности в состо¤нии физического и психического поко¤, натощак (через 12-18 часов после приема пищи), при исключении белков из рациона за 2-3суток до исследовани¤, при температуре окружающей среды 15-18∞. ” взрослого человека со средней массой тела 70 кг основной обмен составл¤ет4,2 кƒж/час на 1 килограмм веса (1600-1700 ккал/сутки). ” здорового человека основной обмен ¤вл¤етс¤ посто¤нной величиной, характеризующей окислительные процессы в организме. Ёнергетические затраты организма в покое идут на поддержание уровн¤ обмена веществ, необходимого дл¤ работы сердца, дыхательных мышц, печени, почек, поддержани¤ мышечного тонуса, температуры тела и т.д.

‘акторами, вли¤ющими на величину основного обмена, ¤вл¤ютс¤: интенсивность окислительных процессов, услови¤ внешней среды и климат (на севере он выше, на юге - ниже), возраст (у детей он выше, чем у взрослых), пол (у женщин он на 5-7% ниже, чем у мужчин), физическа¤ нагрузка (у людей физического труда он выше, у людей умственного труда - ниже). »нтенсивность основного обмена примерно наполовину обусловлена метаболизмом печени и поко¤щихс¤ скелетных мышц. ѕри голодании она снижаетс¤ из-за ослаблени¤ работы печени. ѕри гиперфункции щитовидной железы она увеличиваетс¤ на 150%, при гипофункции Ц снижаетс¤.

18.4 ќЅћ≈Ќ Ѕ≈Ћ ќ¬

Ѕелки составл¤ют 10-12% от общей массы клетки и ¤вл¤ютс¤ высокомолекул¤рными полимерами-полипептидами, состо¤щими из дес¤тков и сотен аминокислот. ¬се многообразие белков в живых организмах представлено комбинаци¤ми всего 20 аминокислот.

¬ клетках белки имеют вид спиралевидно закрученных волоконец или шариков-глобул. –азличают простые белки-протеины, состо¤щие только из белка, и сложные-протеиды, состо¤щие из белка и небелковой части.   первым относ¤тс¤ белки крови Ц альбумины, глобулины и ¤дерные белки-гистоны.  о вторым Ц например, гемоглобин эритроцитов, состо¤щий из белка глобина и железосодержащего пигмента Ц гема.

‘ункции белков разнообразны. ќни не только служат основным строительным элементом мембран, цитоплазмы и органоидов клеток и межклеточного вещества, кератина кожи, волос, коллагеновых и эластических волокон соединительной ткани, генов, ферментов, но имеют защитные, рецептивные, транспортные, двигательные, регул¤торные функции. ѕоэтому белки нельз¤ заменить углеводами или жирами. »х обмен поддерживаетс¤ на посто¤нном уровне. Ѕелки индивидуально специфичны.

ѕериод распада белка составл¤ет около 80 суток и неодинаков дл¤ разных белков. ” человека в сутки распадаетс¤ и синтезируетс¤ примерно 400 г белка, ѕри этом 70% образовавшихс¤ аминокислот ресинтезируетс¤ в белки, а 30% - превращаетс¤ в энергию, их надо восполн¤ть белками пищи.

ѕо функциональной значимости аминокислот, составл¤ющих белки, их дел¤т на заменимые и незаменимые. 12 незаменимых аминокислот не синтезируетс¤ в организме. ѕри их отсутствии в пище возникают т¤желые заболевани¤. Ќапример, аминокислота триптофан необходима дл¤ синтеза гормонов щитовидной железы, дл¤ нормального течени¤ беременности. «аменимые аминокислоты образуютс¤ из других аминокислот.

Ётапы обмена белков:

1. ферментативное расщепление белков пищи в пищеварительном тракте до аминокислот и всасывание последних в тонком кишечнике;

2. превращение аминокислот в пептиды разной сложности;

3. биосинтез собственных белков;

4. расщепление белков;

5. образование конечных продуктов распада белков.

ѕродуктами расщеплени¤ белка ¤вл¤ютс¤ аммиак, мочевина, мочева¤ кислота, креатин и креатинин, выдел¤емые с мочой, потом. ядовитый аммиак в основном превращаетс¤ в печени в безвредную мочевину, котора¤ выводитс¤ почками. ћочева¤ кислота Ц продукт расщеплени¤ в ткан¤х ¤дерных белков.

“аким образом, в процессе распада белка образуетс¤ азот, по количеству которого суд¤т о количестве белка, расщепленного в организме. —осто¤ние, при котором количество поступившего в организм азота равно количеству выделенного, называетс¤ азотистым равновесием. ”становлено, что 1 г азота соответствует 6,25 г белка. ѕри расчете азотистого баланса исход¤т из того, что в 100 г белка содержитс¤ 16% азота. ≈сли в организм с пищей поступает меньше белка, чем выдел¤етс¤, азотистый баланс - отрицательный. –аспад белка, преобладающий над его синтезом, наблюдаетс¤ при лихорадках голодании, нарушении нейрогуморальной регул¤ции белкового обмена. ѕоложительный азотистый баланс, при котором количество выведенного азота меньше, чем его содержание в пище, встречаетс¤ у беременных, у детей, при выздоровлении от т¤желых болезней.

Ќедостаточное поступление белков с пищей приводит к использованию внутреннего белка. «апасы белков в организме невелики: всего около 45 г. »сточниками аминокислот ¤вл¤ютс¤ в этих случа¤х белки плазмы, печени, мышц, слизистой оболочки кишечника, ферменты, что позвол¤ет длительное врем¤ поддерживать и обновл¤ть белки мозга и сердца.

–егул¤ци¤ белкового обмена осуществл¤етс¤ гипоталамусом и гормонами, в основном, соматотропином и тироксином.

Ќарушени¤ белкового обмена (диспротеинозы) возникают при дефектах пищеварительного процесса, при заболевани¤х кишечника с нарушением его секреторной, моторной и всасывательной функций. ƒиспротеинозы возможны и на клеточном уровне, когда в процессе неправильного биосинтеза по¤вл¤ютс¤ белки с измененной последовательностью аминокислот, с укороченной или удлиненной молекулой и т.п.

18.5 ќЅћ≈Ќ ”√Ћ≈¬ќƒќ¬

”глеводы подраздел¤ютс¤ на моносахариды, дисахариды и полисахариды. ћоносахариды Ц простые сахара, которые ¤вл¤ютс¤ источником энергии, участвуют в синтезе јƒ‘ и ј“‘, используютс¤ дл¤ синтеза остальных сахаров, вход¤т в состав нуклеиновых кислот и др. ƒисахариды образуютс¤ при соединении двух моносахаридов. „аще встречаютс¤ мальтоза, лактоза, сахароза. ћальтоза состоит из двух молекул глюкозы, лактоза (молочный сахар) Ц из глюкозы и галактозы, сахароза или тростниковый сахар обнаруживаетс¤ в растени¤х. ѕолисахариды образуютс¤ при соединении множества молекул моносахаридов Ц это гликоген (животный крахмал), крахмал (продукт растительного происхождени¤), целлюлоза (клетчатка) и др.