Обмен веществ и энергии.
Взаимосвязь обмена веществ и энергии.
Явления обмена веществ заключаются:
1) в поступлении в организм из внешней среды различных веществ;
2) в усвоении и изменении их;
3) в выделении образующихся продуктов распада.
Обмен веществ представляет собой единство двух противоположных процессов: ассимиляции и диссимиляции.
Ассимиляция– это сумма процессов созидания живой материи.
Диссимиляция– разрушение живой материи, распад, расщепление веществ, входящих в состав клеточных структур. При этом образуются удаляемые из организма продукты распада.
Процессы ассимиляции и диссимиляции неотделимо связаны, но не всегда являются взаимно уравновешенными.
При расщеплении питательных веществ аккумулированная в них энергия освобождается и расходуется на нужды организма, превращаясь в электрическую, тепловую, механическую.
Организм животных постоянно расходует различные вещества и энергию. Поэтому он нуждается в пище, содержащей сложные органические вещества: белки, жиры и углеводы.
Питательные вещества выполняют 2 функции:
1) пластическую;
2) энергетическую.
Характеристика энергообеспечения функций.
Заключается в получении энергии анаэробным, аэробным способами, или их комбинацией.
Использование энергии.
В организме:
1) на поддержание температуры;
2) на обеспечение структурно – функционального состояния тканей;
3) на осуществление различных процессов: осмотических, химических, электрических. При этом большая часть энергии переходит в тепловую.
В органах:
1) на поддержание тонуса;
2) обеспечение ритмических сокращений;
3) секрецию;
4) всасывание;
5) активный транспорт веществ (например, работа Na– К насоса) при биоэлектрических явлениях.
Пластическая функция питательных веществ связана с необходимостью:
1) образования структур макромолекул;
2) обновления структур, т. к. продолжительность жизни у сахаров и полисахаридов часы и дни. Жиры и жирные кислоты ≈ 74 дня, липиды – 167 дней, коллаген – 1000 дней.
Принципы регуляции обмена веществ.
Регуляция обмена веществ направлена на поддержание концентрации белков, жиров и углеводов в микросреде и во внутренней среде на определенном уровне, который связан с функциональным состоянием организма: покой, деятельность, после деятельности. Сдвиги содержания питательных веществ являются системообразующим фактором.
Формируется функциональная система, деятельность которой нормализует уровень питательных веществ.
Элементы функциональной системы.
1) Системообразующий фактор– концентрация в крови белков, жиров и углеводов в виде мономеров.
2) Сигнальное устройствопредставлено рецепторами, отслеживающими уровень питательных веществ. Так, считается что в гастро – энтеро – панкреатической системе имеются клетки, «снимающие пробу» и реагирующие на состав пищи. Они обеспечивают последующую активность поджелудочной железы.
3) Аппарат управления.Им является ЛРК. В зависимости от изменения содержания веществ в крови меняется активность ЖВС и АНС. Возможны различные варианты, сочетания их активности.
В итоге изменяется:
1) потребление веществ;
2) всасывание;
3) депонирование;
4) выведение веществ из депо;
5) утилизация веществ.
Гормональная регуляцияанаболизма и катаболизма белков, жиров и углеводов определяется взаимоотношением гормона инсулина и контринсулярных гормонов: (глюкагона, глюкокортикоидов, соматостатина, адреналина).
Активация анаболизма проявляется в синтезе:
1) гликогена;
2) жирных кислот и нейтральных жиров;
3) белка.
Активация катаболизмапроявляется в:
1) гликолизе, глюконеогенезе;
2) липолизе;
3) протеолизе и включении в цикл Кребса продуктов каждого из этих процессов.
Нервная регуляция связана с изменением активности надсегментарного отдела АНС.
При возбуждении трофотропного отдела происходит активация анаболизма.
При возбуждении эрготропного отдела происходит активация катаболизма.
Поведенческая реакция. Сдвиг констант, в первую очередь по глюкозе (снижение концентрации), аминокислотам, жирным кислотам возбуждает центр питания гипоталамуса, формируется аппетит и голод. Это сопровождается пищедобывательным поведением.
Схема функциональной системы регуляции обмена веществ:
кора поведение
↑ ↓ АНС → ЭТО ↓
ЛРК ↓ 1) потребление
ТТО 2) всасывание
ЖВС → гормоны 3) депонирование →
БЖУ → рецепторы
4) выход
из депо
5) утилизация
гуморальные
нервные влияния
Характеристика обмена углеводов.