Кафедра нормальной физиологии КрасГМА ФИЗИОЛОГИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБМЕНА И ТЕМПЕРАТУРНОГО ГОМЕОСТАЗИСА

Общее представление об обмене веществ и энергии

Методы исследования обмена энергии

Принцип работы метаболиметра

Камера Шатерникова для человека

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ОБМЕН -1 n ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ БАЛАНС: n Образование Э. = Э. работы + Э.теплопотерь + Э.запас. n УРОВНИ ИНТЕНСИВНОСТИ ЭНЕРГООБМЕНА КЛЕТКИ: n 1) Уровень поддержания целостности клетки - 15% n 2) Уровень функциональной готовности клетки - 50% n 3) Уровень функциональной активности клетки - 100%

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ОБМЕН -2 n 1-й закон термодинамики Гельмгольца, Томсона и Клазиуса: «Если теплота превращается в работу, то количество работы, произведенной системой, эквивалентно количеству поглощенного тепла » n Закон Гесса: «Тепловой эффект процесса, развивающегося через ряд последовательных ста- дий, зависит от теплосодержания начальных и конечных продуктов химической реакции, но не зависит от путей их химических превращений»

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ОБМЕН - 3 nCnC 6 H 12 O 6 + 6O 2 6H 2 O + 6CO ккал nАn Аэробный распад: использует 65% энергии non Гликолиз: использует 5% энергии nАn Аэробные организмы или процессы расходуют в 13 раз меньше глюкозы, чем анаэробные, т.е. Жизнь в 13 раз дешевле

ЗАПАСАЕМАЯ ЭНЕРГИЯ n 1 молекула глюкозы дает 38 молекул АТФ: -- при гликолизе до ПВК - 8 молекул АТФ -- при окислении - 30 молекул АТФ n 1 моль пальмитиновой кислоты дает 140 молекул АТФ n В сутки в организме взрослого человека образуется и распадается около 70 кг АТФ

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ОБМЕН - 4 n Энергетическая ценность или калорический коэффициент вещества - количество тепла, образуемого при сгорании 1 г вещества в атмосфере чистого кислорода: n ЖИРЫ - 9,3 ккал; БЕЛКИ и УГЛЕВОДЫ - 4,1 ккал n Калорический эквивалент кислорода - количество тепла, освобождающегося в организме от сгорания 1 г вещества при потреблении 1 литра кислорода: n ЖИРЫ - 4,69; БЕЛКИ - 4,46; УГЛЕВОДЫ - 5,05 ккал/л

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ОБМЕН - 5 ДЫХАТЕЛЬНЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ (ДК) - отношение объема выделенного углекислого газа к объему потребленного кислорода n ДК для углеводов = 1,0 n ДК для белков = 0,8 n ДК для жиров = 0,7

ОСНОВНОЙ ОБМЕН n Основной обмен - минимальный (базисный) уровень энерготрат, необходимый для поддержания жизнедеятельности организма в условиях физического и эмоционального покоя n Условия основного обмена: утро, положение лежа, состояние бодрствования, мышцы расслаблены, натощак. температура среды около n Условные нормы основного обмена: n у мужчин среднего возраста - 1 ккал/кг/час n у женщин среднего возраста - 0,9 ккал/кг/час n у детей 7 лет - 1,8 ккал/кг/час; 12 лет - 1,3 ккал/кг/ч n у стариков - 0,7 ккал/кг/час

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ОБМЕН - 6 n РАБОЧИЙ ОБМЕН - величина энергетического обмена, характерная для определенного вида трудовой деятельности n Рабочая прибавка - разница между рабочим и основным обменом n Специфически-динамическое действие пищи - увеличение уровней энерготрат спустя 1-3 часа после приема пищи: n для белков-на 30%; для углеводов и жиров - на 15%

ГРУППЫ РАБОТНИКОВ ПО ЭНЕРГОТРАТАМ 1. Работники, преимущественно умственного труда: инженерный состав, врачи(кроме хирургов), работники науки и искусства, литературы, руководители и т.п ккал/сут 2. Работники легкого физического труда: инженерно- технический состав, работники связи, радиоэлектронной промышленности, медсестры, санитарки и т.п ккал/сут 3. Работники труда средней тяжести: токари, слесари, железнодорожники, врачи-хирурги, водители автотранспорта, продавцы продуктов, водники ккал/сут 4. Работники тяжелого физического труда: строительные рабочие, металлурги и литейщики, механизаторы, плотники, нефтяники и газовики, сельхозрабочие ккал/сут 5. Работники особого тяжелого труда: шахтеры, сталевары, вальщики леса, землекопы, грузчики ккал/сут

Изменения интенсивности обмена в ккал/кг/час при разных условиях

Пути теплопродукции и темплоотдачи

ТЕМПЕРАТУРНЫЙ ГОМЕОСТАЗИС ПОЙКИЛОТЕРМИЯ ГОМОЙОТЕРМИЯ n ТЕРМОРЕГУЛЯЦИЯ n ХИМИЧЕСКАЯ ФИЗИЧЕСКАЯ (ТЕПЛОПРОДУКЦИЯ) (ТЕПЛООТДАЧА) n ТЕРМОИЗОЛИРУЮЩИЕ СВОЙСТВА ТКАНЕЙ

РОЛЬ ЯДРА И ОБОЛОЧКИ В ТЕРМОРЕГУЛЯЦИИ ОБОЛОЧКА ЯДРО Температура окружающей среды

Суточные колебания температуры тела

Зависимость температуры тела от температуры среды

СУТОЧНЫЕ КОЛЕБАНИЯ РЕКТАЛЬНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ

Механизм теплоотдачи на холоде (А) и в тепле (Б)

ПРОТИВОТОЧНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК n n артериола венула капилляры

ТЕРМОГЕНЕЗ (ТЕПЛОПРОДУКЦИЯ ) n 1) БАЗИСНЫЙ n 2) РЕГУЛЯТОРНЫЙ: n СОКРАТИТЕЛЬНЫЙ -МЫШЕЧНАЯ ДРОЖЬ -МЫШЕЧНЫЙ ТОНУС -ПРОИЗВОЛЬНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ n НЕСОКРАТИТЕЛЬНЫЙ -АКТИВАЦИЯ ОКИСЛЕНИЯ -РАЗОБЩЕНИЕ ОКИСЛЕНИЯ И ФОСОРИЛИРОВАНИЯ ТЕРМОРЕГУЛЯЦИЯ n ТЕПЛООТДАЧА -ВЛАЖНАЯ (ИСПАРЕНИЕ) --ОЩУТИМАЯ --НЕОЩУТИМАЯ -СУХАЯ --ТЕПЛОИЗЛУЧЕНИЕ --ТЕПЛОПРОВЕДЕНИЕ --КОНВЕКЦИЯ: а)естественная, б)форсированная

Схема нервного контроля терморегуляции

ТЕРМОРЕЦЕПТОРЫ n ПЕРИФЕРИЧЕСКИЕ В ОБОЛОЧКЕ (ТЕПЛОВЫЕ И ХОЛОДОВЫЕ) n ПЕРИФЕРИЧЕСКИЕ В ЯДРЕ (ТЕПЛОВЫЕ И ХОЛОДОВЫЕ) n ЦЕНТРАЛЬНЫЕ (ТЕРМОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ НЕЙРОНЫ)

ТЕРМОРЕГУЛЯЦИЯ Верхняя граница диапазона - граница гипертермии- тепловая смерть С n Нижняя граница диапазона - граница гипотермии - холодовая смерть: n естественная С искусственная С n Термонейтральная зона - без ощутимого потоотделения и регуляторной теплопродукции С

Регуляция теплопродукции

Регуляция теплоотдачи

Регуляция потоотделения при высокой температуре

Функциональная система подержания температуры тела