Физиология пищеварения. Всасывание, его механизмы. Обмен энергии, основной и рабочий обмен

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 – наличие складок, 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 АТФ Механической работы Химического синтеза Транспорта веществ Осмотической и электрической работы Поддержания температуры тела Обеспечения 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/час Для взрослого мужчины массой 70 кг, рост 165-170, возраст 35-16 величина основного обмена = 1700 ккал/сут Для 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 группа Вид деятельности Энерго-трата, ккал/сут 1 работники умственного труда, не занятые физическим трудом: руководители предприятий и организаций; инженерно-технические работники; медицинские работники (кроме врачей-хирургов, медсестер, санитарок); педагоги; воспитатели; работники науки и литературы; печати; учета; делопроизводители и т.п. 2200-2800 2 работники, занятые легким физическим трудом: инженерно-технические работники, труд которых связан с некоторыми физическими условиями; работники, занятые на автоматизированных производствах; агрономы; зоотехники; медсестры; санитарки; тренеры и т.п. 2300-3000 3 работники среднего по тяжести труда: станочники, наладчики, врачи-хирурги; текстильщики; работники пищевой промышленности; водители различного вида транспорта; железнодорожники; полиграфисты. 2500-3200 4 работники тяжелого физического труда: строительные рабочие; сельскохозяйственные рабочие и механизаторы; горнорабочие; работники нефтяной и газовой промышленности; деревообработчики; плотники. 2900-3700 5 работники тяжелого физического труда: шахтеры; сталевары, вальщики леса, каменщики, бетонщики, землекопы, грузчики. 3900-4300

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 пищи ДКдля белков =0,8 ДКдля углеводов =1,0 ДКдля жиров =0,7 ДКпри смешанной пище=0,85 2) 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

Калорический коэффициент питательных веществ при окислении в организме 1 г белка 4,1 ккал 17,17 кДж 1 г жира 9,3 ккал 38,94 кДж 1 г углеводов 4,1 ккал 17,17 кДж