• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Звільнення і перетворення енергії в організмі.

План

ЕНЕРГЕТИЧНИЙ ОБМІН. ВІТАМІНИ. ХАРЧУВАННЯ І ЗДОРОВ'Я ЛЮДИНИ

Лекція 14.

З історії науки

Питання для самоперевірки

1. Обґрунтуйте значення білків, вуглеводів, жирів для організму людини.

2. Охарактеризуйте обмін білків, вуглеводів, жирів.

3. Поясніть механізм виникнення цукрового діабету. Які його прояви? Чи можна запобігти цій небезпечній хворобі?

4. Визначте біологічне значення води.

5. Визначте біологічне значення мінеральних солей.

6. Які харчові продукти є джерелом мінеральних солей?

7. Поясніть, чому для людей, які прагнуть до здорового способу життя, необхідно дотримуватися правил раціонального харчування?

8. Як допоможуть знання механізму обміну речовин і енергії людині, яка бажає укласти зхарчовий раціон на день / тиждень?

Один із учнів Галілея лікар Санторіо - Санторіні (1561-1636) протя­гом 10 років проводив над собою та іншими особами досліди, щоденно вимірюючи усе, що кожен приймав і виділяв. Для проведення таких дослідів йому довелося самому і за допомогою механіків виготовити цілий ряд приладів. У медичній науці це були перші спроби вивчення обміну речовин у людському організмі.

Під час проведення своїх дослідів він дійшов висновку, що оскіль­ки між речовинами, спожитими організмом і виділеними, включаючи зміни у масі тіла, немає відповідності, можна говорити про випаровування речовин шкірою та легенями. Ґрунтуючись на цих спостереженнях він вважав, що захворювання виникають в разі порушення цього процесу,

Важливо знати, що …

o Вчені довели спадкову схильність до захворювання на цукровий діабет.

o Зловживання жирною їжею призводить до недостатнього (щодо кількості жиру) вироблення жовчі; одним із ускладнень цього є обме­жене усмоктування солей кальцію, внаслідок чого в людини виникає карієс зубів.

о Вода може бути переносником різних кишкових інфекцій — холе­ри, дизентерії, черевного тифу, а також джерелом поширення отрут про­мислових стоків. Тому пити воду можна тільки з перевірених джерел.

1. Звільнення і перетворення енергії в організмі.

2. Вітаміни та їх біологічне значення.

3. Харчування дітей і гігієнічні вимоги до його організації.

Поживні речовини, що надходять в організм, у клітинах розщеплю­ються і окислюються. При цьому звільняється вся або майже вся їх потенціальна енергія. Звільнена енергія використовується організмом на процеси анаболізму, на діяльність серця, мозку, органів травлення, виділення, на виконувану механічну роботу.

При процесах розпаду складних сполук і окислення продуктів їх розпаду енергія звільняється у різних видах: у вигляді хімічної, механіч­ної, теплової, електричної і променевої. Частина звільненої енергії у вигляді хімічної енергії використовується організмом на процеси синтезу.

Найбільша частина звільненої енергії використовується у формі тепла. І тільки 1 /4 частина переходить у кінетичну енергію. В елекгричну і променеву енергію перетворюється незначна частина звільненої енергії.

Організм втрачає енергію навіть тоді, коли перебуває в повному спокої. У цьому разі енергія витрачається на роботу внутрішніх органів (серця, нирок, органів дихання і т.д.) і на підтримання постійної температури тіла. Найменша кількість енергії, яка витрачається організмом цій підтримання життя в стані повного м'язового і психічного спокою нащетсерце і при температурі довкілля близько 20-22°С, називається основним обміном. За цих умов організм витрачає енергію на хімічні процеси, які протікають у клітинах, механічну роботу, що виконують внутрішні органи, секретоутворення тощо. Величина основного обміну змінюється залежно від віку, статі, зросту і поверхні тіла, пори року і кліматичних умов. У дорослої людини основний обмін становить 4,187 кДж (1 ккал) за 1 год. на 1 кг маси на рік. Основний обмін у дітей інтенсивніший, ніж у дорослих, бо на одиницю маси у них припадає віднос­но більша поверхня тіла, ніж у дорослої людини. Значно переважають також процеси анаболізму над процесами катаболізму.

Протягом доби організм перебуває як у спокійному стані, так і в стані виконання різних видів роботи. Тому витрати енергії за добу яку дорослої людини, так і у дітей перевищують величину основного об­міну. Найбільші витрати енергії зумовлені м'язовою роботою. Чим важча робота, тим більше енергії витрачає людина. При м'язовій роботі близько 20% хімічної енергії перетворюється в кінетичну енергію , а 80% - в теплову. Відношення енергії, затраченої на м'язову роботу до всієї енергії, звільненої під час роботи, називається коефіцієнтом корисної дії. Цей коефіцієнт коливається від 16 до 25%

Розумова праця підвищу« втрати енергії проти основного обміну на 20-30%, але коли розумова праця супроводжується м'язовою діяльністю (оратор, лектор, артист тощо), затрата енергії підвищується на 50-60%.

Обмін речовин і енергії регулюється вищими центрами вегетативної нервової системи, розміщеними у проміжному мозку і ;і в корі великих півкуль. З цих центрів по нервових волокнах імпульси йдуть безпо­середньо до м'язів, печінки та інших органів. Вегетативні центри про­міжного мозку впливають також на діяльність залоз внутрішньої сек­реції, змінюючи інтенсивність виділення ними гормонів. Останні, надходячи у кров, розносяться по всьому організму, впливають на проце­си обміну речовин. Особливо велике значення в обміні речовин ма­ють гормони гіпофіза, щитоподібної, надниркових і підшлункової залоз.

Надходження в кров гормонів цих залоз викликає зміни білкового, жирового, вуглеводного, мінерального та водного обміну.

2.Вітаміни та їх значення

Вітаміни – група фізіологічно активних органічних сполук різноманітної хімічної природи, які в невеликих життєво необхідні для нормального функціонування організму. Вони входять до складу багатьох ферментів, чим пояснюється важлива роль вітамінів в обміні речовин. Вітаміни сприяють дії гормонів, а також підвищенню опірності до несприятливих впливів зовнішнього середовища (інфекції, дія високої і низької температури тощо). Вони необхідні для стимулювання росту, відновлення тканин і клітин після травм і операцій.

На відміну від ферментів і гормонів, більшість вітамінів не утворюється в організмі людини. Головним джерелом їх є овочі, фрукти і ягоди. Нестача у їжі якого – не будь вітаміну викликає тяжкі розлади в обміні речовин і тяжкі захворювання —авітамінози (цинга, рахіт, зат­римання росту, крововиливи тощо). Недостатнє вживання вітамінів або порушення їх всмоктування в травному каналі призводить догіповіта­мінозу. В організмі вітаміни швидко руйнуються, тому їх потрібно щод­ня вводити в організм.

Всі вітаміни позначаються літерами латинського алфавіту, різняться хімічною природою і поділяються на дві великі групи: 1) водорозчинні — вітаміни С і Р, групи В; 2) жиророзчинні — вітаміни А_ь А₂, D , Е, К.

Вітамін С (аскорбінова кислота) — антицинготний, бере участь в окиснювально - відновних процесах, тканинному диханні, підвищує стійкість організму до інфекцій та інтоксикацій. Зміцнює судинну стінку підвищення її еластичності та міцності. Добова потреба у вітаміні С становить 50 - 100 мг. Без достатньої кількості в їжі вітаміну С розви­вається хвороба цинга(скорбут), недокрів'я, різко знижується опірність організму інфекційним хворобам. Спостерігається роз рихлення і кровоточивість ясен,випадання зубів, зниження маси тіла, порушення функцій

нервової системи. В організмі вітамін С не утворюється і не депонуєтьться, тому важливе його щодобове надходження. Багато вітаміну С у свіжих лимонах, апельсинах, ягодах чорної смородини, шипшини, аґрусу, су­ниці, капусті, хвої сосни і ялини.

Вітамін Р (цитрин) являє собою галову кислоту. Цей вітамін змен­шує проникність кровоносних судин, підсилює дію аскорбінової кислоти. Найбільше вітаміну Р в гречаній крупі, лимонах, червоному перці, чорній смородині. При

Р - авітамінозі відзначаються ті самі явища, що і під час цинги. Сукупність синтезованих вітамінів С і Р називають гало - аскорбіном, при застосуванні якого рани заживають в два - три рази швид­ше, він знімає біль, стимулює вуглеводно-фосфорний обмін та утворен­ня гемоглобіну, знімає втому.

Вітамін В₁ (тіамін, аневрин) бере участь в обміні вуглеводів, білків і жирів, у передачі збудження в нервовій системі та ін. Впливає на син­тез ацетилхоліну і холінестерази, забезпечує нормальний ріст і роботу серця. Вітамін В₁ міститься в лісових горіхах, неочищеному рисі, хлібі грубого помолу, ячмінній і вівсяній крупах, особливо його багато в пив­них дріжджах і печінці. Брак цього вітаміну в їжі спричиняє хворобу бері-бері. Хворий втрачає апетит, швидко втомлюється, поступово з’являється слабкість у м'язах ніг, настає у них втрата чутливості, може бути ураження слухового і зорового нервів, гинуть клітини довгастого і спинного мозку, настає параліч кінцівок і смерть. Добова погреба у вітаміні В, становить 1,5-3,0 мг, для дітей — 0,5-2 мг.

Вітамін В₂ (рибофлавін) впливає на ріст і розвиток плоду та дити­ни. Цей вітамін входить до складу дихального пігменту, який є в кліти­нах, і бере участь у клітинному диханні. Впливає на функцію зорового аналізатора, підсилює кольорове та світлове відчуття, стимулює синтез гемоглобіну. Вітамін В₂ міститься в хлібі, гречаній крупі, молоці, яйцях, печінці, м'ясі, томатах. Без цього вітаміну в їжі затримується ріст дитя­чого організму. У людини першими ознаками нестачі цього вітаміну є ураження шкіри: з'являються тріщини, які мокріють і вкриваються тем­ною кіркою. Далі розвивається ураження очей і шкіри, яке супровод­жується відпаданням зроговілих лусочок. Пізніше може розвиватися

злоякісне недокрів’я, ураження нервової системи, раптове падіння артеріального тиску, судоми, втрата свідомості. Добова потреба у вітаміні В₂ становить 2-3 мг.

Вітаміни В3, В₄, В₇ — вітаміни росту. Містяться в тих самих продуктах, що й вітамін В].

Вітамін В3 (пантотенова кислота) каталізує (в складі інших ферментів) обмін жироподібних речовин (синтез специфічних жирів, си­роїдів, ацетилхоліну та ін.). Міститься у більшості натуральних рослим них і тваринних продуктів. Добова норма 5-10 мг. При нестачі в організмі цієї кислоти затримується ріст, уражається шкіра, порушується син можуть виникати біль у м'язах, животі, нудота, блювання.

Вітамін В₆ (піридоксину гідрохлорид) сприяє білковому та жировому обміну в організмі людини, бере участь у процесах перенесення кров'ю сульфуру, купруму й феруму. Міститься у дріжджах, зародки пшениці, пророслих бобах, квасолі, кукурудзі, м'ясі, а також синтезується в кишечнику. Після всмоктування піридоксину гідрохлорид перетворюється в кофермент піридоксаль фосфат, який бере участь у транспортуванні амінокислот через кишковий епітелій і канальці нирок. Вміст вітаміну В₆ в організмі зменшується при вживанні протитуберкульозних препаратів, тривалому охолодженні, інтенсивній фізичній праці, ш і т» І вагітності. При нестачі вітаміну В, в організмі уражається шкіра, виникають набряки, стоматит, порушується еритропоез.

Вітамін В₁₂ (ціанокобаламін) - це складна органічна сполука, яка містить в собі кобальт. Цей вітамін стимулює роботу кровотворній І органів, є каталізатором багатьох обмінних процесів: бере участь у синтезі глутаміну, нуклеїнових кислот, впливає на вуглеводний, жировий і білковий обмін, стимулює утворення еритробластів у кістковому мозку і ріст аксонів нервових клітин. На цей вітамін багаті внутрішні органи тварин, особливо нирки і печінка. У людини цей вітамін синтезується мікрофлорою кишок. Нестача його в організмі провокує злоякісне недокрів’я з порушенням утворення еритроцитів. Добова потреба у вітаміні В₁₂ становить 2 – 3 мг.

Вітамін В₁₅ (пангамова кислота) входить до складу багатьох рос­лин, має важливі лікувальні властивості. Застосовується при атеросклерозі, мозкових крововиливах, гепатитах на ґрунті хронічного отруєння алкоголем. Вітамін В₁₅ бере участь в обміні речовин, особливо ліпідів, стимулює функцію коркового шару надниркових залоз, сприяє збільшенню вмісту креатинфосфату в м'язах та глікогену в печінці та м'язах. Він підвищує стійкість організму до кисневого голодування, запобігає цирозу печінки і стимулює репаративні процеси.

Вітамін РР (нікотинамід, або В₅) відіграє важливу роль в окисно - відновних процесах та обміні вуглеводів. Цей вітамін входить до складу ферментів, що переносять кисень, регулюють тканинне дихання. Нікотинова кислота та її амід стимулюють кровотворення в кістковому мозку, прискорюють процеси загоєння ран та виразок, посилюють секрецію шлунка і перистальтику кишечнику, а також поліпшують всмоктування тих речовин із кишок. Вітамін РР міститься в зелених овочах, моркві, картоплі, горосі, гречаній крупі, житньому хлібі, молоці. Нестача цього вітаміну може спричинити хворобу пелагра, тому цей вітамін називають антипелагричним.. При пелагрі ушкоджується слизова оболонка кишково - шлункового тракту, що спричиняє проноси, порушується діяльність нервової системи, появляються галюцинації, психози. Добова потреба становить 15-25 мг.

Вітамін А (ретинол) в організмі утворюється в організмі із пігменту каротину, який є у великих кількостях у свіжій моркві, абрикосах, вершковому маслі, печінці, нирках тощо. Якщо в їжі достатня кількість вітаміну, то запаси його відкладаються в печінці, нирках. Добова потреба людини в ретинолі становить 1 мг. При авітамінозі А у дітей зупиняється ріст, при гіповітамінозі знижується імунітет, порушується сутінковий зір ("куряча сліпота"), спостерігається сухість очей (ксерофтальмія) з наступним утворенням більма, сухість шкіри, фолікуліт тощо.

Але надмірна кількість вітаміну А (при гіпервітамінозі) викликає збільшення печінки, порушення апетиту, появу розладів обміну речовин і травлення, пронос, недокрів'я, помутніння рогівки, підвищення больової чутливості.

Вітамін D (кальциферол) впливає на обмін солей кальцію і фосфору сприяє їх всмоктуванню з кишок і відкладанню в кістках. Дуже

багатий вітамін D жир печінки тварин і риб, особливо тріски, багато його в яєчному жовтку, вершковому маслі, ікрі, молоці, в баклажанах шпинаті. У шкірі людини міститься провітамін ергостерин, який під впливом ультрафіолетових променів (сонця, кварцової лампи) перетворюється у вітамін D- Нестача в їжі вітаміну D у дітей раннього віку викликає рахіт (ураження кісток). При цьому захворюванні затримується заростання тім'ячок на черепі і прорізування зубів. Кістки ніг стають гнучкими і під вагою тіла викривлюються. D- гіпервітаміноз супроводжується підвищеним всмоктуванням кальцію та фосфору з кишок і відкладанням їх у кістках і м'яких тканинах (м'язі серця, судинах нирок та ін.) Добова погреба людини в кальциферолах 15-25 мкг.

Вітамін Е (токоферол) необхідний для розвитку м'язової тканини і її функції в ранньому дитячому віці. Вітамін Е запобігає розвитку ате­росклерозу і гіпертонії. При нестачі вітаміну спостерігаються дистро­фія скелетних м'язів, послаблення статевої функції, крововиливи у мо­зок запалення шкіри, біль м'язового і нервового походження. Його ба­гато в печінні* яєчному жовтку, зародках пшениці, овочах, салаті, пло­дах шипшини, обліписі, рослинних оліях. Добова потреба людини в то­коферолах ' 5 мг.

Вітамін К (філохінон) потрібний для синтезу ферменту крові протромбіну , при нестачі якого знижується здатність крові зсідатись. Вітамін К є стимулятором скорочувальної функції непосмугованої м'язової тка­нини, кишок, матки, бронхів. Міститься в зеленій капусті, шпинаті, моркві, листках кропиви, незрілих томатах, печінці, а також синтезується мікрофлорою товстою кишки. При К - авітамінозі розвивається схильність до кровоточивості. При цьому застосовується синтетичний аналог вітамі­ну вікасол.

Фолієва кислота має велике значення в кровотворенні, особливо у формуванні еритроцитів. Ця кислота сприяє утворенню в людському організмі й інших елементів крові — лейкоцитів і тромбоцитів. Міститься вона в дріжджах, моркві, шпинаті, білокачанній капусті, щавлі, салаті, цвітній капусті. Синтезується бактеріями кишечнику. При нестачі цього вітаміну в організмі розвиваються макроцитарна анемія, лейкопенія, тромбоцитопенія, нерідко кровоточать слизові оболонки рота, кишок, виникають виразковий стоматит, гінгівіт, некротична ангіна. Фолієва кислота позитивно впливає на функціональний стан печінки: стимулює синтез пуринів та піримідинів, підвищує активність каталази, стимулює жовчовиділення, зменшує жирову інфільтрацію печінки, викликану де­фіцитом холіну в їжі.

Вітамін U виявлено в листках капусти і зелених овочах. Він сприяє загоєнню виразки шлунка та дванадцятипалої кишки.

Вітамін H (біотин) бере участь у перетворенні амінокислот і роз­кладі проміжних продуктів обміну вуглеводів. При нестачі біотину ви­падає волосся, ушкоджуються нігті та шкіра. Біотин міститься в пше­ниці, картоплі, тваринних продуктах.

Вітамін F включає напівнасичені жирні кислоти (лінолеву, ліно­ленову, арахідонову), що входять до складу рослинних олій, особливо соняшникової, кукурудзяної та бавовникової. Ці жирні кислоти бе­руть участь у процесах клітинного обміну, регулюють вміст в крові.

3. Харчування дітей і гігієнічні вимоги до його організації.

Харчування — це сукупність механічних, фізичних та хімічних процесів, що сприяють засвоєнню організмом поживних речовин, по­трібних для підтримання життя, здоров'я та працездатності людини. Тому педагогам і батькам важливо усвідомити, що раціональне харчування є важливим складником здорового способу життя дитини, а зна­чить, сприяє збереженню і зміцненню її здоров'я

Кількість і якість продуктів харчування повинна відповідати по­требам людини, а саме: віку, статі, рівню фізичного або розумового на­вантаження. Поживні речовини виконують в організмі пластичну і енер­гетичну функції. Нагадаємо, що пластична функція реалізується пере­важно за рахунок білків, а енергетична за рахунок вуглеводів і жирів.

Кількість енергії, що виділяється при засвоєнні того чи іншого харчового продукту, становить його енергетичну цінність. Кількість енергії, що надходить до організму і поживними речовинами, має бути збалансована з його енерговитратами, тобто повинен зберігатися енергетичний баланс. Це запобігає виникненню ожиріння або дистрофії.

Визначаючи кількість їжі, виходять з того, що 1 г білків при повному окисленні звільняє 4,2 ккал енергії,1 г вуглеводів при повному окисленні звільняє 9,3 ккал. знаючи кількість білків, жирів і вуглеводів у харчовому продукті, можна обчислити його енергетичну цінність.

Засвоюваність різних харчових продуктів неоднакова. Продукти тваринного походження засвоюються в середньому на 95%, а рослинного на 70 – 80%, бо клітковина не перетравлюється в органах травлення. Мішана їжа засвоюється на 85 – 90%

У дітей обмін речовин та енергії відбувається інтенсивніше. На 1 кг ваги в них припадає більша площа поверхні тіла.В результаті тіло швидше охолоджується. Тому енергетичні витрати у дітей більші, ніж у

дорослих. Якщо, наприклад, доросла людина втрачає на добу на 1 кг ваги 42 ккал, до десятирічна дитина — 70 ккал, а місячна дитина - 91 ккал. Отже, щоб компенсувати відносно великі енергетичні втрати, в їжі дітей повинна бути достатня кількість жирів і вуглеводів як основ­ною джерела енергії. А щоб забезпечити ріст дитячого організму, в їжі повинні бути в достатній кількості повноцінні білки.

Норми фізіологічних потреб дітей шкільного віку в основних хар­чових речовинах та енергії подані в табл. 13-15. При визначенні кало­рійності харчування враховують довжину (зріст) і масу тіла, вік, стать, характер діяльності, пору року, клімат, температуру приміщення тощо. Розраховуючи добову калорійність, спираються на вікові й статеві нор­ми фізіологічної потреби в харчових речовинах і енергії (табл. 13).

Потрібно пам'ятати, що надмірна калорійність раціонів не менш шкідлива, ніж недостатня. Переїдання, як і гіподинамію, вважають од­нією з причин розвитку патологічного ожиріння, яке спостерігається не лише в дорослих, але й у школярів.

Таблиця 13

Читайте також:

1. III. За виділенням або поглинанням енергії
2. IV. Критерій питомої потенціальної енергії деформації формозміни
3. Адаптивні хвилькові перетворення : Хвилькові пакети.
4. Амністія являє собою повне або часткове звільнення від кримінальної відповідальності і покарання певної категорії осіб, винних у вчиненні злочину.
5. Безпечні методи звільнення потерпілого від дії електричного струму.
6. Боротьба, яка розпочалася в середині XVII ст. на українських землях, насамперед мала на меті звільнення українського народу з-під панування Речі Посполитої.
7. Визначення ймовірності перерви електропостачання і середньої кількості недоотриманої електроенергії.
8. Визначення перетворення за Лапласом
9. Визначення. Матриці, отримані в результаті елементарного перетворення, називаються еквівалентними.
10. Визначте соціальні перетворення в процесі радянізації українського суспільства.
11. Виконаємо лінійне перетворення
12. ВИКОРИСТАННЯ СВІТЛОВОЇ ЕНЕРГІЇ ГАЛОБАКТЕРІЯМИ

Переглядів: 2005