Обмен веществ в организме

Человек является звеном круговорота веществ и энергии в биосфере, так как использует в пищу растительные и животные продукты и выделяет во внешнюю среду органические материалы, которые с помощью микроорганизмов-минерализаторов превращаются в форму, легко усвояемую растениями (диоксид углерода, вода и др.). Поступление веществ в организм обеспечивает дыхательная и пищеварительная системы. Для поддержания стационарного состояния организма необходимо, чтобы его энергозатраты покрывались поступлением пищевых веществ с эквивалентной энергетической емкостью.

Общий обмен – включает основной обмен плюс энергию, затрачиваемую на выполнение различных видов активной работы (движение, физическая и умственная деятельность и т.д.).

Основной обмен – сумма энергетических затрат, идущих на покрытие жизненно важных процессов (работы сердца, дыхательной мускулатуры, деятельности пищеварительных органов, генерации нервных импульсов, поддержание постоянной температуры тела и др.) в состоянии физиологического покоя. Величина основного обмена составляет приблизительно 6550-7550 кДж/сут, т.е. 5 кДж/кг/ч.

Энергетическая (калорическая) ценность пищи определяется по количеству тепловой энергии, высвобождающейся при полном окислении 1 г органического материала. Энергетическая ценность углеводов и белков одинакова и составляет 4,1 ккал (17,18 кДж), а жиров – 9,3 ккал (38,96 кДж).

Обмен веществ и энергии внутри организма и между организмом и окружающей средой находится под контролем нервной и эндокринной систем.

Среди нервных механизмов регуляции метаболизма ведущая роль принадлежит вегетативному отделу нервной системы, и в первую очередь ее высшему подкорковому звену – гипоталамической области промежуточного мозга.

Основные понятия о ВНД

Высшая нервная деятельность (ВНД) – комплекс нервных процессов, протекающих в высших отделах ЦНС, обеспечивающих наиболее совершенное приспособление животных и человека к окружающей среде.

Впервые объяснение высшей нервной деятельности человека дал Иван Михайлович Сеченов (1866). Он доказал, что все акты сознательной и бессознательной деятельности являются рефлекторными. И.П. Павлов (1904) развил идеи И.М. Сеченова экспериментально.

Рефлекс – реакция организма на внешнее или внутреннее воздействие (раздражение), осуществляемая центральной нервной системой. Реализация рефлексов обеспечивается нервными клетками, формирующимирефлекторную дугу– путь, по которому проходят нервные импульсы от рецептора к рабочему органу. В состав рефлекторной дуги входят: рецептор, афферентная (центростремительная) часть, центральное звено (нервный центр), эфферентная (центробежная) часть, исполнительный орган (мышца, железа).

По механизму выработки рефлексы делят на условные и безусловные. Учение о безусловных и условных рефлексах было создано И.П. Павловым.

Безусловные рефлексы – врожденные реакции организма. Они сформировались и закрепились в процессе эволюции и передаются по наследству. Безусловные рефлексы обеспечивают организму поддержание жизнедеятельности в относительно постоянных условиях существования. Основные безусловные рефлексы: пищевые (жевание, сосание, глотание, отделение слюны, желудочного сока и др.), защитные (отдергивание руки от горячего предмета, кашель, чихание, мигание), половые, ориентировочные и др.

Условные рефлексы – приобретенные реакции организма. Они вырабатываются, закрепляются и могут угасать в течение жизни; не передаются по наследству. Они вырабатываются на базе безусловных. Примером формирования условнорефлекторной реакции может быть сочетание звукового раздражителя (например, звонка) с кормлением животного. После ряда повторений такого сочетания у животного будет наблюдаться слюноотделение, возникающее при звуке звонка даже при отсутствии предъявления пищи.

К основным условиям формирования условных рефлексов относятся:

1. повторное сочетание ранее индифферентного (нейтрального) раздражителя (звукового, светового, тактильного и т.д.) с действием подкрепляющего безусловного (или хорошо выработанного условного) раздражителя;

2. незначительное предшествование по времени индифферентного раздражителя по отношению к подкрепляющему стимулу;

3. достаточная возбудимость безусловной реакции (деятельное состояние коры головного мозга);

4. отсутствие постороннего раздражения или другой деятельности во время выработки рефлекса.

Для обеспечения адекватного поведения требуется не только способность к образованию условных рефлексов, но и возможность устранять условнорефлекторные реакции, необходимость в которых отпала. Это обеспечивается процессами торможения.

Торможение условных рефлексов может быть

безусловным (внешним и запредельным) Внешнее торможение происходит, если в момент действия условного сигнала начинает действовать посторонний раздражитель. Запредельное торможение наблюдается, когда интенсивность условного сигнала превышает определенный предел.

условным (внутренним). Внутреннее торможение проявляется в угасании условного рефлекса с течением времени, если он не подкрепляется действием безусловных рефлексов (т.е. если условия его выработки не повторяются).

Выработка и торможение условных рефлексов обеспечивает более тонкую адаптацию организма к окружающей среде, позволяет оптимизировать поведение в ответ на изменения внешней среды.