|
|
Рис. 1. Понятие об обмене веществ и энергии
АТФ -- это универсальный источник энергии в организме человека. Высвобождение энергии происходит за счет гидролиза АТФ, связанного с разрывом химической связи концевой фосфатной группы. Часть этой энергии выделяется в виде теплоты, необходимой для теплорегуляции. Так, при сокращении мышц около 80% энергии теряется в виде тепла и только 20% превращается в механическую работу.
27
Рис. 2. Принципиальная схема превращения энергии в организме
На рисунке 2 показана принципиальная схема превращения энергии в организме.
Процессы обмена веществ, происходящие на клеточном и тканевом уровнях в организме человека, называют метаболизмом. Он состоит из двух противоположных процессов: анаболизма и катаболизма. Анаболизм -- это процесс биосинтеза органических веществ, которые обеспечивают рост, развитие организма, обновление его структур и накопление структурной энергии. Катаболизм -- это процесс расщепления или окисления сложных молекул до простых веществ с выделением энергии и резервированием ее в виде АТФ. Эти процессы обеспечивают в организме белковый, углеводный и жировой обмены.
Белки -- это биополимеры, в состав которых входят около 20 аминокислот, содержащих азот. Функции белков многообразны: пластическая (строительная), энергетическая, транспортная, ферментативная и др. При сгорании 1 г белка в организме высвобождается 4,1 ккал энергии. Суточная потребность человека в белках не менее 85--90 г.
Жиры -- это эфиры высших жирных кислот и глицерина. Важнейшие их функции -- энергетическая и структурная. Так, при сгорании в организме 1 г жира высвобождается 9,3 ккал энергии. В сутки потребность человека в жирах составляет от 80 до 100 г. Жиры депонируются в организме в подкожной жировой клетчатке и в оболочках вокруг внутренних органов.
Углеводы -- это вещества сладкие на вкус, хорошо растворимые в воде. Их можно условно разделить на 3 класса соединений: моносахариды (глюкоза); дисахариды (мальтоза); полисахариды (крахмал). Они выполняют энергетическую и пластическую функции, а также входят в состав нуклеиновых кислот (ДНК, РНК) и АТФ. Потребность в углеводах составляет в сутки 350--450 г. Запасы углеводов в организме человека в виде животного крахмала -- гликогена - имеются в печени и в скелетных мышцах.
Таким образом, соотношение в пищевом рационе основных питательных веществ составляет 1:1:4 (белков: жиров: углеводов).
В состав пищи входят также вода, минеральные (неорганические) вещества и витамины. Витамины -- это особая группа веществ, не синтезируемых вовсе или синтезируемых в малых количествах в организме человека. Они необходим для нормального обмена веществ, роста, развития человека, поддержания его здоровья. Все витамины подразделяю на водо- и жирорастворимые. К первой группе относятся витамин С, витамины группы В. Они содержатся, в основном продуктах растительного происхождения (овощах, фруктах). Источником жирорастворимых витаминов (A, D, Е и К) является пища животного происхождения (молоко, яйца, мясо, печень). Некоторые витамины (К и В12) синтезируются микрофлорой кишечника. Недостаточные поступления витаминов в организм сопровождается различными заболеваниями (авитаминозы).
В состав внутренней среды организма входят кровь, лимфа и тканевая жидкость. Она обладает динамическим постоянством констант -- гомеостазом, являющимся условием независимого существования организма человека.
Функциями кровеносной системы являются следующие:
поддержание гомеостаза;
транспортная (перенос газов, питательных веществ, продуктов их метаболизма);
терморегуляторная;
защитная (участие в иммунных реакциях);
экскреторная (выделительная) и другие.
Объем крови в организме человека составляет 4--6 л (или 6--8% от массы тела). Всего 40--45% крови движется по сосудам (в норме); при нагрузке на организм кровь выходит из депо (селезенки, печени, легких) и ее обмен увеличивается. Система кровообращения человека -- это сердце и замкнутая система кровеносных сосудов, включающая артерии, вены, капилляры. Благодаря сокращениям сердца кровь поступает в артерии, вены, капилляры. Сокращаясь, сердце выбрасывает порцию крови (70 мл) в артерии, при расслаблении в него вливается кровь из вен. Капилляры образуют густую сеть длиной 200 000 км. Масса сердца колеблется в пределах 200--400 г, по объему оно сопоставимо с кулаком. Сердце сокращается ритмично со средней частотой 75 раз в минуту. Объем крови, перекачиваемой сердцем за 1 минуту, составляет 6 л, но может достигать и 30 л/мин, если человек находится в состоянии возбуждения или выполняет большую физическую нагрузку. В нормальных условиях у взрослого человека максимальное (систологическое) давление крови в плечевой артерии составляет 110--125 мм рт. ст., а минимальное (диетологическое) -- 70--85 мм рт. ст.
Система лимфообращения осуществляет постоянный остаток межтканевой жидкости по направлению к сердцу. Лимфа служит для поддержания объема и состава тканевой жидкости, всасывания и переноса питательных веществ из пищеварительного канала в венозную систему, а также для участия в иммунных реакциях организма посредством доставки лимфоцитов, антител и др. Лимфа поддерживает белковое постоянство крови. Ее движению способствуют ритмические сокращения стенок лимфатических сосудов и отрицательное (присасывающее) внутригрудное давление.
Основная функция органов дыхания -- обеспечение тканей организма человека кислородом и освобождение их от углекислого газа. Внутриклеточное дыхание обеспечивает освобождение энергии, необходимой для поддержания процессов жизнедеятельности. Образующийся при этом углекислый газ (СО2) переносится кровью к легким и удаляется с выдыхаемым воздухом. Дыхание происходит непрерывно и автоматически благодаря нервным импульсам, поступающим из дыхательного центра, расположенного в продолговатом мозге. Несмотря на автоматизм дыхательного цикла, его работа контролируется корой больших полушарий. Взрослый человек в нормальном состоянии за один дыхательный цикл вдыхает и выдыхает в среднем около 500 см3 воздуха, а при дополнительном (после нормального вдоха) максимальном вдохе можно вдохнуть еще 1500--3000 см3 воздуха. Жизненная емкость легких равна суммарной величине дыхательного и дополнительного объемов вдоха и выдоха (3-5 л) (рис.3).
Пищеварительная система человека осуществляет механическую и химическую переработку пищи для всасывания питательных веществ через стенки пищеварительного тракта и поступления их в кровь и лимфу. В пищеварительном аппарате происходят сложные физико-химические превращения пищи: от формирования пищевого комка в ротовой полости до всасывания и удаления непереваренных ее остатков. Эти процессы осуществляются в результате двигательной, всасывающей и секреторной функций системы органов пищеварения. Все пищеварительные функции регулируются нервным и гуморальным путем. Нервные центры, регулирующие функции пищеварения, находятся в разных отделах головного мозга (продолговатый мозг, гипоталамус и кора головного мозга), а гормоны большей частью образуются в самом желудочно - кишечного тракте.
К выделительным органам относятся почки, кожа, потовые, сальные железы, легкие. Функции почек многообразны:
1) участие в регуляции водного баланса организма;
2) участие в постоянстве ионного баланса;
3) регуляция осмотического давления во внутренней среде организма;
4) поддержание кислотно-щелочного равновесия и др.
Основная функция почек -- удаление из организма вредных и чужеродных для него веществ путем образования и выведения мочи. Почки каждую минуту пропускают более 1 л крови, а всего ими за сутки фильтруется и очищается 1700 л крови. Моча выделяется в количестве 1--1,5 л в сутки. В норме у здорового человека моча содержит только вредные продукты метаболизма и не должна содержать глюкозу и белок.
Наряду с нервной регуляцией функций в организме человека существует гуморальная (гормональная) регуляция с помощью биологически активных веществ -- гормонов. Нервная и гуморальная регуляции функций в организме взаимосвязаны. Гормоны в организме человека влияют на следующие процессы:
1. обмен веществ и энергии;
2. рост и развитие;
3. размножение;
4. адаптация.
Гормоны -- это биологически активные вещества, вырабатываемые специальными железами внутренней секреции, не имеющими специальных протоков. Они поступают прямо в кровь и регулируют функции органов -- мишеней. Все железы внутренней секреции делятся на центральные и периферические. К центральным железам относятся гипофиз и эпифиз. Гипоталамус как структура промежуточного мозга выделяет вещества, обладающие гормональной активности. Периферическими железами являются щитовидная, половые, поджелудочная, надпочечники и тимус.
Нервная система обеспечивает взаимодействие организма с внешней средой и регулирует работу всех органов и систем организма. Она подразделяется на соматическую и вегетативную, а они, в свою очередь, на центральную и периферическую. Центральная нервная система состоит из спинного и головного мозга. Структурно-функциональной единицей нервной системы является нервная клетка -- нейрон. Соматическая нервная система обеспечивает чувствительную и двигательную функции, а вегетативная -- иннервирует все внутренние органы и железы, обеспечивая регуляцию питания, дыхания, выделения, размножения.
Особый раздел физиологии занимается изучением материальных основ психической деятельности человека. Он появился благодаря работам И. М. Сеченова и И. П. Павлова, создавших учение о безусловных и условных рефлексах как двух различных формах поведения человека. Безусловные рефлексы -- видовые, генетически закрепленные, стереотипные формы поведения человека. Они возникают сразу, не нуждаются в выработке (например, врожденные ты вые и оборонительные рефлексы). Условные рефлексы- индивидуально приобретенные в процессе жизни и обучения приспособительные реакции, возникающие на основе образования временной связи между условным раздражителем и безусловно-рефлекторным актом. Данный раздел науки изучает такие сложные проявления психики человека, как сознание, внимание, память, эмоции, мышление и другие. Это высшие психические функции.
Сознание -- это высшая форма отражения мозгом человека окружающего мира, передаваемая другим людям в форме слов и символов. Особенностью психических функций человека является наличие речи, или 2-й сигнальной системы. Это особые условные рефлексы, вырабатываемые на слово (1-я сигнальная система -- это конкретные образцы окружающего мира). Слово -- это обобщающий сигнал, заменяющий конкретный предмет, явления. Поэтому И. П. Павлов слово обозначил как «сигнал сигналов», или 2-ая сигнальная система. У человека благодаря 2-й сигнальной системе формируется абстрактно-логическое мышление. Речь -- это исторически сложившаяся форма общения людей с помощью символов и знаков.
Благодаря высшей нервной деятельности (ВНД) у человека функционируют внимание, память, мышление. Внимание --это сосредоточенная, избирательная, познавательная направленность процессов, нацеленная на определенный объект, значимый в данный момент. Память -- это способность мозга запоминать, хранить и воспроизводить полученную информацию. Мышление -- это сложнейший вид мозговой деятельности человека в процессе приспособления к новым условиям решения новых жизненных задач.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14
При использовании материалов активная ссылка на источник обязательна.