Обмен газов в тканях.

Парциальное давление кислорода в тканях значительно меньше, чем в артериальной крови, поэтому кислород отщепляется от гемоглобина и переходит из крови в ткани.

Парциальное давление углекислого газа, наоборот, больше в тканях, чем в крови. В связи с этим он переходит из тканей в кровь.

Процесс перехода О2 из крови в ткани и С02 из тканей в кровь называется обменом газов в тканях.

При физической работе усиливается переход кислорода из крови в ткани. Этому способствуют:

1. Снижение содержания 02 в тканях, что происходит, например, в работающих мышцах.

2. Рост капиллярных сетей при систематических занятиях и раскрытие пустующих капилляров, что увеличивает площадь контакта крови с тканью и облегчает переход кислорода.

3.Увеличение рН тканей. При физической работе в мышцах накапливается молочная кислота и другие продукты обмена, увеличивающие кислотность. В кислой среде легче расщепляется оксигемоглобин.

4.Повышение температуры. В работающих мышцах усиливаются обменные процессы, что способствует повышению температуры. Это, в свою очередь, облегчает переход О2 в ткани.

Тканевое дыхание.

Поступивший в ткани кислород участвует в сложных химических реакциях, называемых тканевым дыханием. В результате окислительных реакций образуется необходимая тканям энергия и продукты обмена.

Регуляция дыхания.

Сокращение дыхательных мышц регулируется дыхательным центром, клетки которого расположены в стволе мозга (ретикулярная формация и продолговатый мозг). В дыхательном центре различают инспираторные нейроны (работают в фазе вдоха) и экспираторные (работают в фазе выдоха) и группу нейронов, работающих в переходный период.

Деятельность дыхательного центра обусловлена импульсами, исходящих из хеморецепторов и механорецепторов.

Хеморецепторы сигнализируют о газовом составе внутренней среды. Выделяют центральные рецепторы, расположенные в продолговатом мозге и периферические, лежащие в артериях.

Скопление хеморецепторов находится в области деления аорты. Они реагируют на снижение кислорода в крови (гипоксемию), увеличениеСО2в крови (гиперкапнию) и увеличение рН крови (ацидоз).

Все это увеличивает активность дыхательного центра. Чем сильнее импульсы от хеморецепторов, тем активнее вдох, но так как при этом резче растягиваются легкие, те вдох быстрее сменяются выдохом. При этом увеличиваются глубина и частота дыхания. Избыток СО2 в крови является большим стимулом для дыхательного центра, чем недостаток 02.

Механорецепторы регулируют глубину вдоха и его длительность, участвуют в защитном рефлексе - кашле. Они расположены, главным образом, в гладкомышечном слое трахеи и бронхов и чувствительны к давлению. Они сигнализируют о растяжении дыхательных путей и легких.

Тема 6: Обмен веществ и энергии.

Обмен веществ заключается в усвоении питательных веществ, поступающих из окружающей среды, сложных превращениях их в организме и выделении в окружающую среду отработанных продуктов. Эти реакции обеспечивают постоянство состава организма, его рост и развитие. Усвоенные питательные вещества являются источником энергии для всех жизненных процессов.

Процесс расщепления (распада) сложных веществ называется диссимиляцией. А процессы построения тканей, синтеза – ассимиляцией. Эти процессы протекают в организме одновременно и неразрывно связаны друг с другом. В растущем организме процессы ассимиляции преобладают над процессами диссимиляцией, во взрослом – находятся в относительном равновесии, в стареющем – преобладают процессы диссимиляции. Всякое усиление деятельности (например, занятия спортом) приводит к усилению процессов диссимиляции. Поэтому для поддержания равновесия в организме спортсменам необходимо усиленное питание.

Обмен белков.

Белки – сложные органические соединения (полимеры), построенные из аминокислот (мономеров), в состав которых входит азот (аминогруппа NH₂). Белки различных видов живых организмов, разных индивидуумов одного вида и даже белки разных органов и тканей одного организма отличаются по составу аминокислот.

Белки, поступающие с пищей, расщепляются в ЖКТ до аминокислот, которые всасываются и разносятся с током крови по всему организму. В тканях из аминокислот синтезируются присущие им специфические белки.

Белки являются основным строительным материалом для организма. Они входят в состав мышечной ткани, хрящевой, костной, в состав плазмы крови, гемоглобина, антител, ферментов и гормонов. Кроме того белки являются источником энергии. При окислении 1 г белка выделяется 4,1 ккал энергии.

Конечными продуктами расщепления белков являются – аммиак, мочевая кислота и мочевина, которые удаляются через почки.

Белки - незаменимые пищевые вещества. Их источником являются продукты животного происхождения - мясо, рыба, сыр, яйца, молоко, творог, сыр, а также продукты растительного происхождения - фасоль, горох, соя, злаковые и др. Для синтеза белков присущих человеческому организму необходим определенный набор аминокислот. Белки, содержащие все необходимые организму аминокислоты, называются полноценными. Полноценными являются животные белки. Растительные белки не содержат всех необходимых аминокислот и являются неполноценными.

Потребность взрослого организма в белке составляет около 100 г в сутки. При физических нагрузках потребность увеличивается до120 – 170 г. Особенно важны белки для растущего организма.

У человека постоянно поддерживается относительное белковое равновесие, т.е. сколько расходуется белка, столько и должно поступить с пищей. О количестве расщепляющегося белка можно судить по количеству выводимого из организма азота, т.к. в других питательных веществах он практически не содержится. Поэтому о белковом равновесии можно судить по азотистому балансу, т.е. по соотношению введенного в организм с пищей азота и азота, выведенного из него. У взрослого здорового хорошо питающегося человека эти показатели равны. Состояние, при котором усвоение азота превышает его выведение, называется положительным азотистым балансом. Оно характерно для растущего организма, а также для спортсменов, у которых интенсивно идут процессы синтеза мышечных белков. Преобладание азота выведенного над азотом, полученным с пищей, называется отрицательным азотистым балансом. Это состояние наблюдается при некоторых заболеваниях и голодании.

Обмен углеводов.

Углеводы – это группа веществ, построенных из трех химических элементов: углерода, водорода, кислорода. Особенно богата углеводами растительная пища: крупы, овощи, фрукты. Суточное потребление углеводов – 400 - 800 г. Из них примерно 35% приходится на долю моносахаридов (глюкозы, фруктозы) и дисахаридов (свекловичного сахара), 65% на долю полисахаридов, к которым относятся крахмал и гликоген.

Углеводы являются основным источником энергии. Они являются выгодным энергетическим материалом: для их окисления требуется меньше кислорода, т.к. его много в самих молекулах углеводов. При окислении 1 г углеводов выделяется 4,1 г ккал энергии. Конечные продукты окисления углеводов – вода и углекислый газ. Углеводы также являются единственным источником энергии, который можно использовать в условиях недостатка кислорода, т.е. анаэробно. При анаэробном способе процесс расщепления глюкозы происходит не полностью, в результате образуется молочная кислота.

В ЖКТ при переваривании сложные углеводы расщепляются до глюкозы, которая всасывается и с током крови разносится по всему организму. Под влиянием инсулина, выделяющимся после приема пищи глюкоза усваивается тканями. Инсулин способствует образованию из глюкозы гликогена, который депонируется в печени и мышцах. При снижении концентрации глюкозы в крови – под влиянием адреналина гликоген расщепляется, и глюкоза выбрасывается в кровь.

Обмен липидов.

Липиды – большая группа жиров и жироподобных веществ различного химического строения. Общим свойством всех липидов является их нерастворимость в воде. Количество липидов в организме зависит от характера питания и образа жизни. В норме содержание жира – 10 -20% от массы тела.

Жиры являются источником энергии. При окислении 1 г жиров выделяется 9,3 ккал энергии. Помимо этого жиры являются необходимой частью протоплазмы, ядра и мембраны клетки. Холестерин, синтезируемый в организме из поступивших жиров, необходим для нормального функционирования нервной системы и синтеза гормонов. Жировые выделения сальных желез предохраняют кожу от пересыхания. Подкожно-жировая клетчатка предохраняет организм от переохлаждения и смягчает механические воздействия. Жировая клетчатка, окружающая органы, удерживает их в определенном положении. Клетчатка, окружающая сосуды и нервы, предохраняет их от травм. Жиры служат растворителем для некоторых витаминов.

Жиры поступают в организм с растительной и животной пищей. В ЖКТ они расщепляются до глицерина и жирных кислот, которые всасываются главным образом в лимфатические сосуды.