Физиология пищеварения. Всасывание, его механизмы. Обмен энергии, основной и рабочий обмен План лекции:Всасывание веществ в различных отделах пищеварительного тракта.Виды и механизм всасывания.Общее понятие об обмене веществ и энергии.Основной обмен. Энергетический «рабочий обмен».Методы изучения обмена энергии. Прямая и непрямая калориметрия.
Всасывание. Всасывание веществ в различных отделах пищеварительного тракта Процесс переваривания пищи завершается всасыванием – транспортом веществ из просвета желудочно-кишечного тракта во внутреннюю среду организма (кровь, лимфу, тканевую жидкость).Всасывание в разных отделах пищеварительного тракта осуществляется с различной интенсивностью.В ротовой полости практически отсутствует – всасываются некоторые лекарственные препараты (валидол, нитроглицерин).В желудке – в небольшом количестве вода и растворимые в ней минеральные соли, слабые растворы алкоголя, глюкоза.Основной процесс всасывания осуществляется в тонкой кишке.
Через 1-2 минуты после попадания пищевых субстратов в кишку они появляются в оттекающей от слизистой крови, а через 5-10 минут концентрация питательных веществ в крови достигает максимальных значений. Слизистая оболочка тонкой кишки по своему строению приспособлена для обеспечения всасывания веществ – наличиескладок,огромное количество ворсинок, микроворсинок, увеличивающие поверхность кишки в 600 раз,а также, особенности микроциркуляции микроворсинок.
Виды и механизмы всасывания через биологические мембраны Клеточные мембраны обладают избирательной проницаемостью для различных веществ. Проницаемость определяется размерами и строением молекул транспортируемых веществ и механизмами их транспорта. Различают:Пассивный транспорт осуществляется по градиенту концентрации веществ, гидростатического давления, осмотического давления путем диффузии, осмоса, фильтрации.Активный транспорт: первичный активный транспорт – против концентрационного градиента с участиемферментов и использованием энергии АТФ (ионы натрия)вторичный активный транспорт – использование энергии АТФ для сопряженного переноса других веществ (глюкоза).Облегченная диффузия с участием мембранных переносчиков (перенос моноглицеридов и жирных кислот с учасием солей желчных кислот)Фагоцитоз, пиноцитоз, эндоцитоз, персорбция.
Общее понятие об обмене веществ и энергии Обмен веществ и энергии – это совокупность физических, химических и физиологических процессов превращения веществ и энергии в организме человека.Различают 4 этапа обмена веществ:Гидролиз пищевых веществ в пищеварительном тракте – ферментативное расщепление питательных веществ.Всасывание конечных продуктов гидролиза в кровь и лимфу.Транспорт питательных и О2 в клетку – внутриклеточный обмен веществ и энергии.Выделение конечных продуктов обмена веществ.
В обмене веществ и энергии выделяют два взаимосвязанных, но разнонаправленных процесса: анаболизм (ассимиляцию) и катаболизм (диссимиляцию).В процессе обмена веществ происходит превращение энергии: потенциальная энергия сложных органических соединений, поступивших с пищей, превращается в тепловую, механическую, электрическую.В здоровом организме сохраняется баланс между энергообразованием и энерготратами (закон сохранения энергии)
Высвобождающаяся в процессе биологического окисления энергия используется для:Синтеза АТФМеханической работыХимического синтезаТранспорта веществОсмотической и электрической работыПоддержания температуры телаОбеспечения жизнедеятельности, роста и развития организма и др.Энергия, образовавшаяся в организме, может быть выражена в единицах тепла – калориях или джоулях (система СИ)
Основной обмен. Энергетический «рабочий обмен» Основной обмен – минимальный уровень энергозатрат для поддержания жизнедеятельности организма в условиях относительно полного физического и эмоционального покоя. Определение основного обмена проводят в стандартных условиях: утром – натощак через 12-14 часов после приема пищи.в положении лежа – при максимальном расслаблении мышц.в условиях температурного комфорта – 18-22оС Для взрослого человека среднее значение основного обмена равно 1 ккал/кг/часДля взрослого мужчины массой 70 кг, рост 165-170, возраст 35-16 величина основного обмена = 1700 ккал/сутДля женщин = 1500 ккал/сут
Зависимость величин энерготрат от тяжести нагрузки определяет «рабочий обмен». В зависимости от интенсивности труда для взрослого трудоспособного населения составлены рекомендуемые средние величины потребления энергии, питательных веществ в сутки.
Энергетические затраты организма при различной интенсивности физической работы
Методы изучения обмена энергии Прямая калориметрия – непосредственный учет количества тепла, выделяемого организмом в биокалориметре (камера Этуотера-Бенедикта).Непрямая калориметрия – определение теплообразования в организме по его газообмену – учет количества потребляемого кислорода и выделяемого углекислого газа с последующим расчетом основного обмена организма (способ Дугласа, оксиспирография).
Для определения этих параметров вычисляют Дыхательный коэффициент – ДК=СО2 (объем выделенного) О2 (обем поглощенного)Зависит от характера пищиДКдля белков =0,8ДКдля углеводов =1,0ДКдля жиров =0,7ДКпри смешанной пище=0,852) КЭК – калорический эквивалент О2 – это количество энергии, которое выделяется при употреблении 1 л О2. При смешанной пище = 4,865 ккал.3) Калорический коэффициент питательных веществ. Калорический или тепловой коэффициент – количество тепла, освобождающееся при сгорании 1 г вещества