Енергетичний обмін та терморегуляція.
Фізіологічні основи харчування
Науково-методичне обґрунтування теми заняття
Обмін речовин і енергії – це основа життєдіяльності, належить до числа найважливіших специфічних ознак живої матерії. У процесі обміну поживні речовини перетворюються у власні компоненти тканин і кінцеві продукти метаболізму. При цих перетвореннях поглинається і вивільняється енергія. Використання хімічної енергії в організмі лежить в основі поняття енергетичного обміну.
Енергетичний обмін вимірюється кількістю виділеного тепла. Відповідну кількість тепла, що вивільняється або поглинається у різних фізичних та хімічних процесах, розраховують методами прямої і непрямої калориметрії. У фізіології та медицині калориметрія використовується для вивчення теплових ефектів, які супроводжують процеси обміну речовин і енергії у спокої, при різних видах діяльності та при захворюваннях.
Показниками, що визначають інтенсивність метаболізму в організмі, є кількість тепла, а отже, і температура тіла. В процесі еволюції у вищих тварин і людини (гомойотермних організмів) виробилися механізми, здатні підтримувати температуру тіла на сталому рівні, незалежно від температури навколишнього середовища, сприяючи оптимальному перебігу функціонально-метаболічних процесів.
Забезпечення температурного балансу здійснюється механізмами теплотворення (хімічною терморегуляцією, зумовленою збільшенням інтенсивності метаболічних процесів у тканинах; скоротливим термогенезом) та тепловіддачі (фізичною терморегуляцією), що забезпечується конвекцією, радіацією, випаровуванням, проведенням. Вивчення механізмів саморегуляції температури тіла дозволяє зрозуміти оздоровчу дію теплохолодових процедур. З медичної точки зору, важливе значення має поняття температурної схеми тіла, яка визначається різним рівнем обміну речовин у різних органах. Температура ядра проектується на поверхню шкіри, а її розподіл специфічно відображає температуру внутрішніх органів. Таким чином, знання фізіологічних основ терморегуляції закладає важливі стратегічно значимі основи, необхідні при проведенні терапії чи профілактики відповідних дисфункцій у медичній практиці.
Навчальна мета
Знати:
- Обмін речовин та енергії в організмі. Процеси асиміляції і дисиміляції речовин.
- Обмін білків, жирів, вуглеводів і водно-сольовий. Азотиста рівновага. Позитивний і негативний азотистий баланс.
- Механізми регуляції інтенсивності метаболізму. Вікові зміни енергетичних витрат організму та їх регуляція.
- Фізіологічні основи методів прямої й непрямої калориметрії. Методи повного і неповного газового аналізу.
- Дихальний коефіцієнт (ДК) і його значення для розрахунку енерговитрат. ДК під час і після фізичної роботи.
- Основний обмін речовин та енергії, умови його визначення, фактори, що визначають його рівень.
- Загальний обмін речовин та енергії.
- Робочий обмін речовин та енергії. Енерговитрати організму при різних видах праці.
- Основні принципи складання харчового раціону. Роль вітамінів та мікроелементів у обміні речовин.
- Температура тіла людини, її добові коливання.
- Температурна схема тіла. Термометрія.
- Теплотворення. Обмін речовин як джерело утворення тепла.
- Тепловіддача. Шляхи тепловіддачі та їх регуляція.
- Роль потових залоз у процесах терморегуляції.
- Механізми регуляції балансу між теплотворенням і тепловіддачею за різних умов (залежно від фізіологічного стану організму та температури й вологості навколишнього середовища).
- Функціональна схема, що забезпечує сталість температури внутрішнього середовища організму. Аналіз її центральних та периферичних компонентів.
- Механізми терморегуляції у людини під час її загартування.
- Вікові особливості терморегуляції у людини.
Уміти:
- Розраховувати величину належного основного обміну людини із урахуванням її статі, маси тіла, віку і зросту (за таблицями і формулами Харіса та Бенедикта).
- Визначати відповідність основного обміну до середньостатистичного рівня за гемодинамічними показниками.
- Визначати енерговитрати методом неповного газового аналізу за спірограмами.
- Робити висновки про інтенсивність метаболізму на підставі аналізу енергетичних витрат, що характеризують основний обмін.
- Робити висновки про переважаюче окиснення білків, жирів, чи вуглеводів у процесі метаболізму на підставі аналізу дихального коефіцієнту.
- Робити висновки про добові енергетичні витрати людей різних професій та відповідність енергетичним витратам їх харчових раціонів; потреби білків, жирів, вуглеводів.
- Вимірювати температуру різних ділянок шкіри людини за допомогою електротермометра.
- Визначати адаптацію температурних рецепторів шкіри до дії високої і низької температури.
- Пояснювати фізіологічні основи методів дослідження терморегуляції.
Зміст практичного заняття
Контрольні питання для самостійної роботи
Загальні поняття про обмін речовин в організмі. Обмін речовин між організмом і зовнішнім середовищем, як основні умови життя і збереження гомеостазу. Пластична і енергетична роль харчових речовин. Баланс приходу і витрат речовин. Енергетичний обмін. Організм як відкрита термодинамічна система. Енергетичний баланс організму. Фізична калориметрія. Калорійна цінність різних харчових речовин (фізична та фізіологічна). Пряма й непряма калориметрія (дослідження енерговитрат за допомогою повного й неповного газового аналізу). Калоричний коефіцієнт одного літра кисню. Дихальний коефіцієнт. Основний обмін, величина, умови його дослідження. Специфічно-динамічна дія харчових речовин. Робочий обмін. Енергетичні витрати організму при різних видах праці. Вікові особливості. Фізіологічні норми харчування. Потреби білків, жирів, вуглеводів, залежно від віку, виду праці й стану організму (вагітність, період лактації тощо). Теорії та концепції раціонального харчування. Класична теорія збалансованого харчування. Теорія адекватного харчування, концепція диференційованого харчування. Лікувальне харчування.
Сталість температури внутрішнього середовища, як необхідна умова нормального перебігу метаболічних процесів. Пойкілотермія, гомойотермія. Температура тіла людини, її добові коливання. Температура різних ділянок шкіри і внутрішніх органів людини. Фізична і хімічна терморегуляція. Обмін речовин, як джерело утворення тепла. Роль окремих органів у теплопродукції. Тепловіддача. Способи віддачі тепла з поверхні тіла (випромінювання, проведення, конвекція, випаровування). Фізіологічні механізми тепловіддачі (рух крові в судинах шкіри, потовиділення та інші).
Центр терморегуляції. Периферичні та центральні терморецептори. Нервові й гуморальні механізми терморегуляції. Регуляція температури тіла при змінах температури зовнішнього середовища. Фізіологічні основи загартування. Вікові і статеві особливості терморегуляції.