Всосавшиеся в кишечнике моносахариды с током крови через воротную вену попадают в печень. Здесь часть их превращается в гликоген и откладывается про запас. Кроме печени, гликоген откладывается в скелетных мышцах. Всего в запасе организма имеется около 350 г гликогена. Если в крови, например, во время работы или голодания понижается уровень сахара, в ответ происходит расщепление гликогена в печени и поступление его в кровь. Процесс образования и отложения гликогена регулируется гормоном поджелудочной железы инсулином. Процесс расщепления гликогена происходит под влиянием второго гормона поджелудочной железы -- глюкагона.
При заболевании поджелудочной железы образование гликогена уменьшается, сокращается и усвоение глюкозы клетками организма, в результате чего значительно повышается уровень сахара в крови и большое количество его выводится с мочой. Такое заболевание называется диабетом, его лечат введением инсулина.
Содержание сахара в крови, а также запасы гликогена регулируются центральной нервной системой. Впервые это было открыто французским ученым Клодом Бернаром. Он сделал кролику укол в дно IV желудочка (продолговатый мозг) и обнаружил после этого повышение уровня сахара в крови и появление его в моче. Таким образом впервые было показано наличие в продолговатом мозге нервных центров, регулирующих жизненно важную константу крови -- уровень сахара. В настоящее время такого рода центры обнаружены также в под бугорной области (в промежуточном мозге). Высшие центры находятся в коре полушарий большого мозга.
Нервные влияния от центров углеводного обмена проводятся к органам по вегетативной нервной системе. В частности, импульсы, идущие от центров по симпатическим нервам, непосредственно усиливают расщепление гликогена в печени и мышцах, а также выделение гормона мозгового вещества надпочечников -- адреналина. Адреналин способствует превращению гликогена в глюкозу и усиливает окислительные процессы в клетках. В регуляции углеводного обмена принимают участие также гормоны коры надпочечников, передней доли гипофиза, а также щитовидной железы.
Обмен жиров (липидов). Под липидами понимают сложные органические вещества, к которым относятся нейтральные жиры, состоящие из глицерина и жирных кислот, и близкие к ним по физико-химическим свойствам липоиды (лицетин, холестерин). В состав липоидов, кроме жирных кислот, входят многоатомные спирты, фосфаты и азотистые соединения.
Жир в организме играет пластическую и энергетическую роль. Как пластический материал он входит в состав оболочки и цитоплазмы клеток. Часть жиров накапливается в клетках жировой ткани как запасной жир, количество которого составляет 10--30 % от массы тела, а при нарушениях обмена веществ может достигать огромных величин.
Жир в организме используется и как энергетический материал. При окислении 1 г жира выделяется 9,3 ккал тепла, т.е. в 2,2 раза больше, чем при окислении 1 г углеводов или белка.
Обмен липидов тесно связан с обменом белков и углеводов. Например, при избыточном поступлении белков и углеводов в организм они могут превращаться в жиры. В условиях голодания из жиров образуются углеводы, которые используются как энергетический материал.
В регуляции жирового обмена существенную роль играют центральная нервная система, а также многие железы внутренней секреции (половые и щитовидная железы, гипофиз, надпочечники).
Водный и минеральный обмен. Тело человека на 2/з состоит из воды. Она является непременной составной частью каждой клетки, имеется в межклеточной жидкости, составляет жидкую основу крови и лимфы. В небольшом количестве вода образуется при окислении питательных веществ. Особенно много воды выделяется при окислении жиров--118 г при окислении 100 г жира. Однако в основном она поступает извне в виде питья и в составе пищи. Из организма вода выделяется главным образом с мочой (1,5 л), отчасти с выдыхаемым воздухом (500 мл), а также испаряется с поверхности кожи (500 мл). Постоянное поступление воды в организм жизненно необходимо: она обновляет состав жидких сред организма. Если животное питается только сухой пищей и не получает воды, то оно через несколько суток погибает.
Длительное голодание возможно только при условии поступления в организм достаточного количества воды и минеральных солей. В организме поддерживается постоянный уровень воды, так как вода является растворителем многих веществ, находящихся в организме, и в ней протекают все физико-химические реакции. Вода играет важную роль в транспорте веществ.
Минеральные вещества поступают в организм с пищевыми продуктами и водой. Потребность организма в различных минеральных солях неодинакова. Например, в сутки требуется до 10 г поваренной соли (хлорид натрия), 1 г калия, 0,3 г магния, 1,5 г фосфора, 0,8 г кальция, 0,012 г железа, 0,001 г меди, 0,0003 г марганца и 0,00003 г йода. В различных тканях и органах соли распределены неодинаково. Солей натрия больше в плазме и межклеточной жидкости; солей калия в клетках содержится больше, чем в жидких средах организма. Большое количество кальция и фосфора имеется в костях; медь и железо -- в гемоглобине, йод входит в состав гормона щитовидной железы. Минеральные вещества постоянно выводятся из организма с мочой и экскрементами, поэтому они должны ежесуточно поступать в организм в количестве, равном выведенному.
Если в пищевом рационе отсутствуют минеральные соли, то это приводит к смерти быстрее, чем полное голодание. Особенно большая потребность в поваренной соли обусловлена тем, что раствор ее играет главную роль в создании и поддержании осмотического давления. В крови и других жидкостях организма содержится около 1 % солей, среди которых примерно 0,9 % приходится на поваренную соль. Соли являются составными компонентами пищеварительных соков, которые, как известно, выделяются в больших количествах. Ионы натрия, кальция, калия, хлора играют роль в процессах возбуждения и торможения, мышечного сокращения, свертывания крови.
Организм экономно расходует соли. Так, почти все соли, выделяющиеся в составе соков в пищеварительный тракт, всасываются обратно в кровь. Большую роль в регуляции содержания поваренной соли играют почки. Суточная потребность в поваренной соли определяется ее расходом. При выполнении тяжелой физической работы, особенно при высокой температуре окружающей среды, например в горячих цехах, с потом теряется значительное количество солей. Для восполнения потерь рекомендуется пить подсоленную воду.
Те элементы, потребность в которых очень мала, называют микроэлементами. К ним относятся кобальт, входящий в состав витамина В12; цинк, содержащийся в ферменте карбоангидразе; фтор, предупреждающий разрушение зубов, и др.
Пищевой рацион. Рациональное питание должно полностью покрывать потребности человека в энергии и пластических веществах и способствовать сохранению здоровья, высокой трудоспособности, а детям обеспечивать правильные рост и развитие.
В суточный пищевой рацион человека, не занимающегося физическим трудом (студенты, врачи, служащие), должно входить 91 г белка, 103 г жира и 378 г углеводов. В сумме это составляет 2800 ккал. Кроме того, с пищей должны поступать минеральные соли, витамины и вода. При разнообразном смешанном питании, содержащем продукты животного (мясо, сливочное масло, молоко) и растительного (овощи, фрукты, подсолнечное масло) происхождения, не приходится специально заботиться о доставке витаминов и неорганических солей. Все они содержатся в пище в необходимых количествах. Исключение составляет поваренная соль, которой требуется добавлять около 5 г в сутки.
При физической работе возрастает потребность в энергии и пластических веществах, поэтому надо увеличивать содержание в диете не только жиров и углеводов, но и белков.
Для составления и расчета пищевых рационов пользуются специальными таблицами, в которых указаны состав пищевых продуктов и их энергетическая ценность (калорийность). Рекомендуется около 50% белков и жиров принимать в виде продуктов животного происхождения, при увеличении энергетической ценности пищи сохранять соотношение белков, жиров и углеводов 1:1:4. Это обеспечивает наилучшую усвояемость веществ. Однообразное питание, содержащее большое количество белков (более 200 г) или жиров (более 150 г), нецелесообразно, так как нарушает процессы пищеварения и обмена веществ. Если необходимо снизить массу тела, надо ограничить количество углеводов. При тяжелой мышечной работе разрушается много белков, поэтому требуется увеличивать их норму.
III. Терморегуляция
В живом организме благодаря непрерывному обмену веществ постоянно образуется тепло. Одновременно с поверхности тела происходит постоянная отдача тепла в окружающую среду. Следовательно, температура тела Должна зависеть от соотношения двух процессов -- теплообразования и теплоотдачи.
Животные в зависимости от способности регулировать температуру тела делятся на теплокровных и холоднокровных. Большинство животных принадлежат к холоднокровным. Теплокровными являются только птицы и млекопитающие. У теплокровных температура тела сохраняется постоянной независимо от колебаний температуры окружающей среды. Температура тела холоднокровных непостоянна. Она повышается при увеличении температуры внешней среды и понижается при ее снижении. Однако ввиду непрерывно идущего обмена веществ температура тела холоднокровных животных на десятые доли градуса выше окружающей, а при интенсивной мышечной деятельности, например у питона, может значительно превышать ее. При падении температуры окружающей среды у холоднокровных животных снижается интенсивность всех функций: сердце сокращается реже, мышцы -- медленнее, понижается обмен веществ. Насекомые, лягушки, змеи, крокодилы сначала становятся малоподвижными, а затем их двигательная активность полностью прекращается.
Теплокровные животные способны сохранять постоянство температуры тела, а следовательно, и постоянство скорости течения всех физиологических процессов. Так, белый медведь сохраняет температуру тела + 41°С при морозе --50°С, т. е. при разности температуры свыше 90°С.
В организме тепло образуется главным образом в мышцах, составляющих около 35% от массы тела. При работе мышц теплообразование возрастает во много раз. Из внутренних органов наиболее интенсивно тепло образуется в печени, которую называют за многообразие и сложность протекающих в ней химических процессов химической лабораторией организма.
Отдача тепла организмом происходит через кожу, легкие и незначительно с мочой и калом.
Нагретая кровь, притекает к коже от мышц и внутренних органов, приносит тепло, а оттекает от кожи охлажденная. Через кожу тепло отдается по-разному: 1) путем проведения -- нагреваются воздух, вода или окружающие предметы, соприкасающиеся с телом; 2) путем излучения -- нагретое тело излучает тепло (в виде инфракрасных лучей); 3) путем испарения -- с поверхности кожи испаряются вода и пот; испарение 1 мл воды сопровождается потерей 0,58 ккал тепла. В легких происходят нагревание выдыхаемого воздуха и испарение воды с поверхности альвеол.
Страницы: 1, 2, 3
