Обмен веществ в организме
Характеристика особенностей обмена веществ в организме как основного свойства живой материи. Оценка роли минеральных веществ и воды в человеческом организме. Изучение процессов водного и минерального обмена. Регуляция обмена микро и макроэлементов.
| Рубрика | Медицина |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 19.10.2012 |
| Размер файла | 29,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
КУРСОВАЯ РАБОТА
на тему: «Обмен веществ в организме»
Содержание
Введение
1. Особенности обмена веществ в живом организме
2. Водный и минеральный обмен
3. Роль минеральных веществ в организме
4. Выделение
5. Органы выделения
6. Регуляция обмена веществ
Заключение
Литература
Введение
Среди неорганических веществ в организме особое место занимает вода. Жизнь первично зародилась в жидкой среде, поэтому, несмотря на то, что многие животные организмы далеко ушли от своих предков в плане эволюционного совершенствования, вода остается существенным компонентом всех живых организмов. Благодаря большому дипольному моменту, высокой диэлектрической постоянной вода является хорошим растворителем многих веществ, легко диссоциирующих в водных растворах. Без воды невозможно существование жизни, ибо только в ее присутствии протекает большое число биохимических реакций (реакции гидролиза сложных органических соединений), молекулы воды могут образоваться в результате реакций окисления белков, жиров и углеводов.
Вода - важнейшая составная часть живых организмов, она составляет значительную часть массы животного организма. Например, содержание воды в теле медузы равно 99,9 %, у большинства животных - 50 - 80 %. Организм взрослого человека на 65% состоит из воды.
Человек в течение суток принимает около 2 - 2,5 л воды (включая и воду, содержащуюся в пищевых продуктах). Из организма человека и животных выделяется всегда несколько больше воды, чем поступает в него (на 200-300 мл/сут). Это связано с образованием в нем эндогенной воды как продукта окисления органических веществ.
Вода выполняет в организме важную транспортную функцию (доставляет к работающим органам и тканям питательные вещества, удаляет из них конечные продукты обмена органических веществ).
В животном организме вода может находиться в различном состоянии: в связанном виде как составная часть тканей организма (гидратационная вода) и в свободном виде (вода плазмы крови, лимфы и тканевой жидкости). В качестве депо воды выступают многие ткани организма, в особенности подкожная клетчатка.
1. Особенности обмена веществ в живом организме
Обмен веществ является одним из основных свойств живой материи, необходимым условием жизни. В процессе обмена веществ происходит как расходование свободной энергии, так и накопление ее в сложных органических соединениях или в форме электрических зарядов на поверхности клеточных мембран.
Принципиальное отличие обмена веществ в живом организме от обмена в неживых системах заключается в различной направленности термодинамических процессов. В результате обмена в неживой природе происходит разрушение вещества, с уменьшением количества свободной энергии. В живом организме в результате обмена веществ накапливается энергия, за счет которой осуществляются пластические процессы, рост и развитие организма.
Физические и химические процессы в живом организме не теряют своего внутреннего качественного содержания, но существенно изменяются в направлении, определяемом законами развития живой материи. Накопление свободной энергии стало возможно только в живом организме. Эта качественно новая форма обмена энергии появилась с момента выделения живого из неживого.
Новая форма обмена с антиэнтропийной направленностью явилась предпосылкой возникновения жизни, определила способность живого противостоять разрушительному влиянию внешней среды. Удержание этого антиэнтропийного состояния возможно только на основе постоянного самообновления, обмена веществ и энергии.
Накопление свободной энергии в живом организме происходит в результате ассимиляции. Ассимиляция (анаболизм) - усвоение веществ неживой природы, построение живых структур организма. В процессе ассимиляции простые вещества соединяются в более сложные, происходит формирование тканей и органов, рост и развитие организма. Диссимиляция (катаболизм) - разрушение, снашивание живых структур, распад сложных химических веществ с образованием свободной энергии.
Свободная энергия используется для построения новых структур и восстановления снашиваемых клеток, для синтеза гормонов, ферментов и других биологически активных веществ. Она расходуется и в процессах жизнедеятельности: при сокращении мышц, передаче нервных импульсов, секреторной функции, переносе веществ через клеточные мембраны. Часть энергии освобождается в виде тепла. Освобождение энергии пищевых веществ происходит в процессе внутриклеточного, межуточного обмена.
Анаболические и катаболические процессы связаны между собой. Так, усиление, катаболизма при мышечной работе ведет к усилению анаболических процессов в восстановительном периоде. Эти особенности обмена необходимо учитывать при занятиях физическими упражнениями. Большие физические нагрузки, вызывая интенсивный катаболизм, являются необходимой предпосылкой для усиления восстановительных процессов и повышения спортивной работоспособности.
Обмен веществ в организме происходит в несколько этапов. На первом этапе высокомолекулярные белки, липиды и полисахариды расщепляются до низкомолекулярных соединений, которые свободно переходят в кровь и лимфу через стенки желудочно-кишечного тракта. Всасывание белков происходит после предварительного их расщепления до пептидов, аминокислот, нуклеотидов и нуклеозидов. Жиры предварительно расщепляются до жирных кислот и глицерина, высокомолекулярные сахара - до глюкозы, фруктозы и галактозы.
Превращения энергетических веществ в организме с момента их поступления в клетку характеризуют второй этап - этап межуточного обмена. В ходе межуточного обмена из большей части продуктов первого этапа обмена образуются ацетилкоэнзим-А, ?-кетоглютаровая и щавелевоуксусная кислоты. Эти вещества подвергаются окислению в цикле лимонной кислоты. В результате окислительных процессов освобождается энергия, запасаемая в макроэргических связях аденозинтрифосфорной кислоты.
Конечный этап обмена веществ - выделение продуктов неполного распада с мочой, потом, экскретами сальных желез. В процессе обмена веществ происходит образование клеточных структур и освобождение энергии.
2. Водный и минеральный обмен
Все химические и физико-химические процессы, протекающие в организме, осуществляются в водной среде. Вода выполняет в организме следующие важнейшие функции: 1) служит растворителем продуктов питания и обмена; 2) переносит растворенные в ней вещества; 3) ослабляет трение между соприкасающимися поверхностями в теле человека; 4) участвует в регуляции температуры тела за счет большой теплопроводности, большой теплоты испарения.
Вода и минеральные вещества не являются источником энергии для организма. Они входят в состав клеток и жидких сред организма, обеспечивая физико-химическое постоянство внутренней среды и процессы жизнедеятельности. Вода и минеральные вещества постоянно выводятся с потом, мочой, выдыхаемым воздухом. Пополнение их запасов происходит за счет приема пищи и воды, в которых, как правило, содержится достаточное количество минеральных веществ.
Обеспечение организма человека водой - необходимое условие его существования. Без пищи человек может обойтись в течение значительно более длительного времени, чем без воды. Она нужна для нормального течения всех процессов жизнедеятельности: пищеварения, всасывания переварившихся нутриентов, биосинтеза и расщепления веществ во внутренней среде организма, удаления шлаков, кровообращения и многих других процессов.
Вода у взрослого человека составляет 60% веса тела, то есть достигает 40 - 45 л., а у новорожденного - 75%1.
Она является средой, в которой осуществляются процессы обмена веществ в клетках, органах и тканях. Непрерывное поступление воды в организм является одним из основных условий поддержания жизнедеятельности. Баланс воды складывается из ее потребления и выделения.
Вода поступает в организм через пищеварительный тракт в виде жидкости или воды, содержащейся в плотных пищевых продуктах. Некоторая часть воды образуется в самом организме в процессе обмена веществ.
Для поддержания водного баланса организма человека необходимо ежедневно потреблять 2,5 - 3,0 л воды. Такое количество воды в нормальных условиях жизнедеятельности человек теряет ежедневно. Вода входит в состав всех органов и тканей. Наибольшее количество воды имеется в плазме крови (92%) и в сером веществе мозга (86%). Далее идут почки (83%), мышцы и печень (около 70%). Меньше всего воды в костях (22%) и в жировой ткани (30%). Роль воды в обмене веществ и в жизнедеятельности зависит от того, в какой форме она находится в организме. Свободная вода жидких тканей и внутриклеточного содержимого является прекрасным растворителем. Процессы жизнедеятельности в человеческом организме немыслимы без коллоидных растворов, содержащих связанную воду.
Вода входит в состав молекул белков, жиров и углеводов. Это конституционная вода. Она освобождается при окислении. На 100 г окисленного белка выделяется 41 см3 воды. При окислении такого же количества жиров выделяется 107 см3, а при окислении крахмала - 55 см3 воды.
Вода выделяется преимущественно с мочой, потом и выдыхаемым воздухом. Часть воды удаляется через желудочно-кишечный тракт. С мочой выводится около 1,5 л воды в сутки, с. потом - 500 - 600 см3, с выдыхаемым воздухом - 350 - 400 см3. При высокой температуре воздуха потоотделение резко увеличивается. Так, при работе в горячих цехах с потом выводится до 6 - 8 л воды в сутки. Такие потери компенсируются обильным питьем. Предотвращение избыточных потерь воды при тяжелой физической работе в условиях повышенной температуры достигается приемом 20 - 30 г поваренной соли. Это приводит к уменьшению потерь воды с потом.
При избытке в организме воды наблюдается общая гипергидратация (водное отравление), при недостатке воды нарушается метаболизм. Потеря 10% воды приводит к состоянию дегидратации (обезвоживание), при потере 20% воды наступает смерть1. При недостатке воды в организме возникает перемещение жидкости из клеток в межклеточное пространство, а затем в сосудистое русло. Потеря воды клетками изменяет их осмотические свойства.
Химически чистой воды в организме нет. В ней растворены многие вещества: белки, сахара, соответствующие витамины и минеральные вещества. Наибольшее влияние на обмен воды оказывают минеральные вещества. Их концентрация и соотношение определяют осмотическое давление, распределение воды между тканями и жидкостями организма. От этого зависит физико-химическое состояние коллоидов, в первую очередь белков, особенно ферментов, а следовательно, их функциональная активность. В поддержании постоянства всех параметров водно-солевого равновесия во внутренней среде участвует множество физиологических механизмов - нейрогуморальная, пищеварительная, выделительная и другие системы. С их деятельностью связано ощущение жажды, которое сигнализирует в центральную нервную систему о недостатке воды в организме.
Различают истинную и ложную жажду. Истинная жажда обусловлена уменьшением содержания воды в крови, ее сгущением. Через рецепторы кровеносных сосудов сигнал передается в центр жажды, расположенный в гипоталамусе, возбуждение которого вызывает ощущение жажды.
Ложная жажда обусловлена подсыханием слизистой полости рта, возникающей во время чтения, докладов, лекций; при высокой внешней температуре; возбуждении симпатического отдела вегетативной нервной системы; нервном напряжении; стрессовых ситуациях. При этом состоянии нет надобности во введении жидкости в организм.
обмен вода минеральное вещество
3. Роль минеральных веществ в организме
Вместе с водой в организм поступают и минеральные вещества (соли). Около 4% сухой массы пищи должны составлять минеральные соединения. Минеральные вещества (катионы и анионы), растворенные в тканевой жидкости, плазме крови, лимфе, создают осмотическое давление, являющееся важным фактором распределения в тканях организма воды и растворенных веществ. Значительную роль в создании осмотического давления играет хлорид натрия, составляющий большую часть минеральных веществ крови. NaCl плазмы крови определяет почти 90% осмотического давления жидкой фракции крови. Весьма существенна роль NaCl в обмене воды в организме. Значительное количество NaCl выводится из организма с мочой и особенно с потом. Ионный состав минеральных веществ оказывает существенное влияние на физико-химическое состояние белков, изменяя степень их гидратации, растворимости.
В тканях и органах человеческого организма минеральные вещества содержатся в форме солей, составляющих примерно 0,9% общей массы тела. В цитоплазме клеток содержится 140 ммоль/л ионов К+, 120 - 125 ммоль/л ионов Mg2+, 10 ммоль/л ионов Na+, 4 ммоль/л ионов СI-. Во внеклеточной жидкости ионы К+ составляют всего 5 ммоль/л, тогда как ионы Na+ - 140 ммоль/л, т. е. в 14 раз больше, чем внутри клетки. Количество ионов СI- - составляет 103 ммоль/л, ионов Са2+ и Mg2+ соответственно 10 и 6 ммоль/л.
Минеральные вещества входят в состав сложных органических соединений, например гемоглобина, гормонов, ферментов, являются пластическим материалом для образования костной и зубной ткани. В виде ионов минеральные вещества участвуют в передаче нервных импульсов, обеспечивают свертывание крови и другие физиологические процессы организма.
Потребности животного в минеральных веществах меняются в различные периоды жизни организма. Так, например, растущий организм нуждается в более усиленной доставке с пищей солей Са и Р в соотношении 1:2 соответственно. Большинство минеральных веществ поступает в организм вместе с пищевыми продуктами. Исключение составляет NaCl - поваренная соль, которая специально добавляется к пищевым продуктам.
В зависимости от количества минеральных веществ в организме и пищевых продуктах их подразделяют на макро- и микроэлементы. К макроэлементам относятся кальций, калий, магний, натрий, фосфор, хлор, сера. Они содержатся в количествах, измеряемых сотнями и десятками миллиграммов на 100 г тканей или пищевого продукта. Микроэлементы - это железо, кобальт, цинк, фтор, йод и др. Они входят с состав тканей организма в концентрациях, выражаемых десятыми, сотыми и тысячным долями миллиграмма.
Макроэлементы
Кальций. Это основной структурный компонент костей и зубов; он входит в состав ядер клеток, клеточных и тканевых жидкостей, необходим для свертывания крови. Кальций образует соединения с белками, фосфолипидами, органическими кислотами; участвует в регуляции проницаемости клеточных мембран, в процессах передачи нервных импульсов, в молекулярном механизме мышечного сокращения, контролирует активность ряда ферментов. Таким образом, кальций выполняет не только пластические функции, но и влияет на многие биохимические и физиологические процессы в организме.
Кальций относится к трудноусвояемым элементам. Поступающие в организм человека с пищей соединения кальция практически не растворимы в воде. Щелочная среда тонкого кишечника способствует образованию трудно-усвояемых соединений кальция, и лишь воздействие желчных кислот обеспечивает его всасывание.
Магний. Этот элемент необходим для активности ряда ключевых ферментов, обеспечивающих метаболизм. Физиологическое значение магния состоит не столько в его роли как микроэлемента, сколько в участии в регуляции проницаемости клеточных мембран и вследствие этого косвенным образом влиянии на нервно-мышечное возбуждение. Таким образом, магний участвует в поддержании нормальной функции нервной системы и мышцы сердца; оказывает сосудорасширяющее действие; стимулирует желчеотделение; повышает двигательную активность кишечника, что способствует выведению шлаков (в том числе холестерина) из организма.
Суточная потребность взрослого человека в магнии составляет до 400 мг. Так по рекомендации немецких ученых, женщинам рекомендовано ежедневное потребление магния около 300 мг, мужчинам - 350 мг1. При активных занятиях спортом с потом происходит дополнительная потеря магния, что должно компенсироваться употреблением таких напитков, как чай и минеральная вода.
При недостатке магния в питании нарушается усвоение пищи, задерживается рост, в стенках сосудов откладывается кальций, развивается ряд других патологических явлений. В настоящее время показано, что дефицит магния в рационе питания сопровождается выраженной нейтрофилией, предшествующей лейкоцитарной инфильтрации и проникновению нейтрофилов в ткани миокарда, что является следствием нарушения проницаемости сосудов миокарда и способствует развитию кардиомиопатии.
Калий. Около 90 % калия находится внутри клеток. Он вместе с другими солями обеспечивает осмотическое давление; участвует в передаче нервных импульсов; регуляции водно-солевого обмена; способствует выведению воды, а следовательно, и шлаков из организма; поддерживает кислотно-щелочное равновесие внутренней среды организма; участвует в регуляции деятельности сердца и других органов; необходим для функции ряда ферментов.
Калий хорошо всасывается из кишечника, а его избыток быстро удаляется из организма с мочой. Суточная потребность в калии взрослого человека составляет 2000 - 4000 мг. Она увеличивается при обильном потоотделении, при употреблении мочегонных средств, заболеваниях сердца и печени.
Калий не является дефицитным нутриентом в питании и при разнообразном питании недостаточность калия не возникает. Дефицит калия в организме проявляется в нарушении функции нервно-мышечной и сердечно-сосудистой систем, сонливости, снижении артериального давления, нарушении ритма сердечной деятельности. В таких случаях назначается калиевая диета.
Натрий. Натрий играет большую роль в организме. Он участвует в поддержании осмотического давления в тканевых жидкостях и крови; в передаче нервных импульсов; регуляции кислотно-щелочного равновесия, водно-солевого обмена; повышает активность пищеварительных ферментов.
Этот нутриент легко всасывается из кишечника. Ионы натрия вызывают набухание коллоидов тканей, что обусловливает задержку воды в организме и противодействует ее выделению. Суточная потребность в натрии в условиях умеренного климата удовлетворяется 7 - 8 г поваренной соли.
При избыточном потреблении NaCI ухудшается удаление растворимых в воде конечных продуктов обмена веществ через почки, кожу и другие выделительные органы. Задержка воды в организме осложняет деятельность сердечно-сосудистой системы, способствует повышению кровяного давления. Поэтому потребление соли при соответствующих заболеваниях в пищевом рационе ограничивают. Вместе с тем при работе в горячих цехах или жарком климате увеличивают количество натрия (в виде поваренной соли), вводимого извне, чтобы компенсировать его потерю с потом и уменьшить потоотделение, отягощающее функцию сердца.
Фосфор. Этот элемент принимает участие во всех процессах жизнедеятельности организма: синтезе и расщеплении веществ в клетках; регуляции обмена веществ; входит в состав нуклеиновых кислот и ряда ферментов; необходим для образования АТФ. Соединения фосфора содержатся во всех клетках организма.
Суточная потребность в фосфоре для взрослых составляет 1200 мг1. Она возрастает при большой физической или умственной нагрузках, при некоторых заболеваниях.
При длительном дефиците фосфора в питании организм использует собственный фосфор из костной ткани. Это приводит к деминерализации костей и нарушению их структуры - разрежению. При обеднении организма фосфором снижается умственная и физическая работоспособность, отмечается потеря аппетита, апатия.
Хлор. Физиологическое значение хлора связано с его участием в регуляции водно-солевого обмена и осмотического давления в тканях и клетках. Хлор входит в состав соляной кислоты желудочного сока. Этот нутриент легко всасывается из кишечника в кровь. Суточная потребность в хлоре составляет примерно 5000 мг2.
Хлор поступает в организм в основном за счет хлористого натрия при добавлении его в пищу.
Микроэлементы
Железо. Этот элемент необходим для биосинтеза соединений, обеспечивающих дыхание, кроветворение; он участвует в иммунобиологических и окислительно-восстановительных реакциях; входит в состав цитоплазмы, клеточных ядер и ряда ферментов.
Ассимиляции железа препятствуют щавелевая кислота и фитин. Для усвоения этого нутриента необходим витамин В12. Ассимиляции железа способствует также аскорбиновая кислота, поскольку железо всасывается в виде двухвалентного иона. Суточная потребность в железе составляет для мужчин 10 мг, для женщин - 18 мг.
При дефиците железа в питании развивается малокровие, задержка роста и нарушение когнитивных функций у детей, нарушаются газообмен, клеточное дыхание, функция деторождения у взрослых людей, т. е. фундаментальные процессы, обеспечивающие жизнь1. Развитию железодефицитных состояний способствуют недостаточное поступление в организм железа в усвояемой форме, понижение секреторной активности желудка, дефицит витаминов (особенно B12, фолиевой и аскорбиновой кислот) и ряд заболеваний, вызывающих кровопотери.
Медь. Это - кроветворный микроэлемент, способствующий транспорту железа в костный мозг. Суточная потребность в меди составляет 2,0 мг. Ее источники - печень, яичный желток, зеленые овощи.
Йод. Этот элемент необходим для функции щитовидной железы, он входит в состав ее гормонов.
Йод пищи хорошо всасывается из кишечника. Суточная потребность в нем составляет 100 - 200 мкг. При дефиците этого элемента развивается зоб.
Йодный статус оценивается по экскреции йода с мочой и по уровню тиреоидных гормонов2. Прием препаратов (Юникан М, йодид калия), содержащих йод в дозе 100-150 мкг, позволяет обеспечить суточную потребность организма в йоде в районах с лёгкой и средней степенью йодной недостаточностью.
Остальные микроэлементы, в которых нуждается организм человека, практически не бывают дефицитными, за исключением фтора в местностях, где почва бедна им; в этих случаях добавляют соли фтора в источники питьевой воды. Недостаток фтора способствует развитию кариеса зубов.
В отдельных районах почва содержит избыточное количество веществ, обусловливающих нарушение усвояемости некоторых элементов. Так, например, увеличение содержания марганца в почве связывает йод в соединение, не усвояемое растениями, и, следовательно, этот элемент становится дефицитным.
К наиболее дефицитным минеральным веществам в питании современного человека относятся кальций и железо, к избыточным - натрий и фосфор.
Минеральные вещества имеют важное значение в качестве факторов, необходимых для устранения и профилактики ряда заболеваний: эндемического зоба, флюороза, кариеса, стронциевого рахита и др.
Органы и ткани избирательно накапливают минеральные вещества. Так, содержание йода в щитовидной железе в 300 раз, а содержание кальция в костях в 1000 раз больше, чем в плазме крови. Хром, марганец, бром накапливаются в гипофизе, медь в печени, цинк - в половых железах.
Распределение микроэлементов в крови, в частности у лабораторных животных, оценивается с помощью метода с использованием ряда изотопов. Распределение в тканях оценивается в процентах радиоактивности от инъекционной дозы/ г ткани.
Спортсменам высокого класса показан целевой прием минеральных веществ. При этом должен проводиться контроль содержания микроэлементов в плазме, а оптимально - их внутриклеточной концентрации.
При малой усвояемости ионов металлов применяют различные медицинские препараты, например, эстрадиол. Эстрадиол прямо или косвенно усиливает всасывание металлов в кишечнике (железо, медь) и увеличивает активность ряда печеночных ферментов, участвующих в их специфическом и неспецифическом транспорте.
4. Выделение
Процесс выделения имеет важнейшее значение для гомеостаза, он обеспечивает освобождение организма от продуктов обмена, которые уже не могут быть использованы, чужеродных и токсических веществ, а также избытка воды, солеи и органических соединении, поступивших с пищей или образовавшихся в ходе метаболизма. В выделении перечисленных веществ у человека принимают участие почки, легкие, потовые железы, желудочно-кишечный тракт.
Основное назначение органов выделения состоит в том, чтобы поддерживать постоянство состава и объема жидкостей внутренней среды организма, прежде всего крови. Легкие выводят из организма углекислый газ, пары воды, а также некоторые летучие вещества, например пары эфира и хлороформа при наркозе, пары алкоголя при опьянении. Слюнные и желудочные железы выделяют некоторые тяжелые металлы, ряд лекарственных веществ (морфий, хинин, салицилаты), чужеродные органические соединения (например, краски - нейтральный красный, индигокармин). Важную экскреторную функцию выполняет печень, удаляя из крови гормоны (тироксин, фолликулин), продукты обмена гемоглобина, азотистого метаболизма и многие другие вещества. Поджелудочная железа и кишечные железы экскретируют соли тяжелых металлов, пурины, лекарственные вещества. Выделительная функция пищеварительных желез особенно выявляется при нагрузке организма избыточным количеством различных веществ или увеличении их продукции в организме, что вызывает изменение скорости их экскреции не только почкой, но и железами желудочно-кишечного тракта. С потом из организма выделяются вода и соли, некоторые органические вещества, в частности мочевина, мочевая кислота, а при напряженной мышечной работе - молочная кислота. Особое место среди органов выделения занимают сальные и молочные железы, так как выделяемые ими вещества - кожное сало и молоко - не являются "шлаками" обмена веществ, а имеют важное физиологическое значение.
5. Органы выделения
В процессе жизнедеятельности в организме человека и животных образуются значительные количества продуктов распада органических соединении, часть которых не используется клетками. Эти продукты распада обязательно должны быть удалены из организма.
Конечные продукты обмена веществ, выделяемые организмом, называются экскретами, а органы, выполняющие выделительные функции, экскреторными или выделительными. К выделительным органам человека и животных относят легкие, желудочно-кишечный тракт, кожу, почки.
Легкие - способствуют выделению в окружающую среду углекислого газа (CO2) и воды в виде паров (около 400 мл в сутки).
Желудочно-кишечный тракт выделяет незначительное количество воды, желчных кислот, пигментов, холестерина, некоторые лекарственные вещества (при поступлении их в организм), соли тяжелых металлов (железо, кадмий, марганец) и непереваренные остатки пищи в виде каловых масс.
Кожа выполняет экскреторную функцию за счет наличия потовых и сальных желез. Потовые железы выделяют пот, в состав которого входят вода, соли, мочевина, мочевая кислота, креатинин и некоторые другие соединения. Потовые железы заложены в подкожной клетчатке и по поверхности тела распространены неравномерно. Больше всего обнаружено потовых желез на ладонях, подошвах и в подмышечных впадинах. Они имеют форму клубочков и представляют собой трубчатые железы.
Потовые железы выполняют несколько функции: выделяют конечные продукты обмена веществ (мочевина, мочевая кислота, креатинин и др.), участвуют в процессах теплорегуляции организма (при испарении пота увеличивается теплоотдача с поверхности тела) и поддержании постоянства осмотического давления (за счет выделения воды и солей).
Пот содержит 98% воды и 2% плотного остатка. В состав пота входят неорганические (хлорид натрия и хлорид калия) и органические (мочевина, мочевая кислота, креатинин, летучие жирные кислоты и др.) вещества. У больных сахарным диабетом с потом может выделяться глюкоза. Реакция пота кислая (рН 3,8-6,2), плотность его равна 1,001-1,0061.
У человека образование пота происходит непрерывно, за сутки выделяется около 0,5-0,6 л. Человек обычно не замечает выделения пота, так как он немедленно испаряется.
Интенсивность потоотделения непостоянна и зависит от температуры окружающей среды и характера работы. При высокой температуре окружающей среды или при физической работе потоотделение усиливается и пот, не успевая испаряться, стекает в виде капель. Усиленное потоотделение наблюдается при стрессовых ситуациях (гнев, страх), сильных болях, при употреблении горячих напитков. Если в организме мало воды, то уменьшается потоотделение.
Потовые железы до некоторой степени способны компенсировать выделительную функцию почек в тех случаях, когда уменьшается количество мочи, выделяемой больными почками. При этом потоотделение увеличивается в 2-3 раза и в составе пота повышается содержание мочевины. Потоотделение представляет собой рефлекторный процесс и регулируется нервной системой. Секреторными нервами потовых желез являются симпатические нервы. Потовые железы каждого участка тела иннервируются от определенных сегментов спинного мозга. Кроме спинномозговых центров потоотделения, существует центр потоотделения в продолговатом мозге, который в свою очередь регулируется высшими вегетативными центрами, расположенными в гипоталамусе. Отмечено влияние коры большого мозга на потоотделение. Кроме рефлекторного механизма возбуждения центров потоотделения, существует гуморальный механизм. Активность центров потоотделения зависит от температуры крови, омывающей их нейроны.
Основным же органом выделения являются почки, которые выводят с мочой большую часть конечных продуктов обмена, главным образом содержащих азот (мочевину, аммиак, креатинин и др.). Процесс образования и выделения мочи из организма называется диурезом. Почкам принадлежит исключительная роль в поддержании нормальной жизнедеятельности организма. Главная функция почек - выделительная. Они удаляют из организма продукты распада, излишки воды, солей, вредные вещества и некоторые лекарственные препараты. Почки поддерживают на относительно постоянном уровне осмотическое давление внутренней среды организма за счет удаления излишка воды и солей (главным образом, хлорида натрия). Таким образом, почки принимают участие в водно-солевом обмене и осморегуляции.
Почки наряду с другими механизмами обеспечивают постоянство реакции крови (рН крови) за счет изменения интенсивности выделения кислых или щелочных солей фосфорной кислоты при сдвигах реакции крови в кислую или щелочную сторону.
Почки участвуют в образовании (синтезе) некоторых веществ, которые они же впоследствии и выводят. Почки осуществляют секреторную функцию. Они обладают способностью к секреции органических кислот и оснований, ионов К+ и Н+. Установлено участие почек не только в минеральном, но и в липидном, белковом и углеводном обмене.
Таким образом, почки, регулируя величину осмотического давления в организме, постоянство реакции крови, осуществляя синтетическую, секреторную и экскреторную функции, принимают активное участие в поддержании постоянства состава внутренней среды организма (гомеостаза).
6. Регуляция обмена веществ
В регуляции водного обмена в организме принимают участие нервно-рефлекторные и гуморальные механизмы. "Мнимое" питье (поглощение воды, когда пищевод перерезан и оба его конца выведены на поверхность шеи) приводит через некоторое время к прекращению питьевого поведения животного, т. е. к утолению чувства жажды. Внутривенное введение воды в эксперименте сильнее подавляло питьевые реакции животного, чем введение физиологического раствора. Вероятно, это связано с действием специализированных осморецепторов, тонко реагирующих на изменение осмотического давления плазмы крови. В регуляции функции мочеобразования принимает участие антидиуретический гормон гипофиза - вазопрессин, усиливающий процессы обратного всасывания воды в почечных канальцах и тем самым уменьшающий диурез. В регуляции водно-солевого обмена в организме значительное место принадлежит минералокортикоидам - гормонам коры надпочечников, которые увеличивают количество тканевой внеклеточной жидкости и стимулируют процесс выведения калия из организма. Высшим подкорковым центром регуляции обмена веществ является гипоталамус.
Заключение
Жизнедеятельность животных организмов невозможна без постоянно протекающего процесса обмена веществ. В организм из внешней среды поступают органические и неорганические вещества, претерпевающие в различных органах и тканях ряд химических превращений.
В результате обмена веществ непрерывно образуются, обновляются и разрушаются клеточные структуры, синтезируются и разрушаются различные химические соединения. При этом происходит превращение энергии, переход потенциальной энергии химических соединении, освобождаемой при их расщеплении, в кинетическую энергию, в основном тепловую и механическую, частично в электрическую.
Для возмещения энергозатрат организма; сохранения массы тела и удовлетворения потребностей роста необходимо поступление из внешней среды белков, жиров, углеводов, витаминов, минеральных солей и воды. Их количество, свойства и соотношение должны соответствовать состоянию организма и условиям его существования. Это достигается путем питания. Необходимо далее, чтобы организм очищался от конечных продуктов распада, Которые образуются при расщеплении различных веществ. Это достигается работой органов выделения.
Конечные продукты клеточного обмена веществ, выделяющиеся во внешнюю среду, подвергаются воздействию микроорганизмов, в результате которого они превращаются в форму, пригодную для питания растительных организмов. Зеленые растения, используя энергию солнечных лучей, СО2 атмосферы, синтезируют органические вещества, служащие пищей для животных организмов. Так завершается один и начинается следующий цикл обмена органических веществ в живой природе. Обмен веществ (органических и неорганических) обеспечивает единство, существующее между живыми организмами и окружающей их средой.
Литература
1. Павлоцкая Л. Ф., Дуденко Н. В., Эйдельман М. М. Физиология питания. М., 1989.
2. Петеркова В.А., Герасимов Г.А., Свириденко Б.П. Альтернативные методы проведения йодной недостаточности у детей. Применение в качестве йодной профилактики поливитаминного препарата юникан М и йодида калия // Педиатрия. - 1996. - № 6. - 72-75.
3. Физиология человека /Под ред. чл.- кор. АМН СССР Г. И. Косицкого. М., 1985.
4. Физиология человека и животных /Под ред. проф. А. Б. Когана. М., 1984.
5. Фомин Н. А. Физиология человека. М., 1982.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Понятие пищи как единственного источника энергии в организме, влияние ее состава на здоровье и самочувствие человека. Сущность процессов ассимиляции и диссимиляции в организме, их и значение. Характеристика обмена белков, жиров и углеводов у детей.
контрольная работа [30,0 K], добавлен 20.02.2009Классификация процессов метаболизма: ассимиляция и диссимиляция. Схема обмена веществ. Энергетический и пластический обмен. Автотрофы и гетеротрофы. Функции белков в организме. Насыщенные и ненасыщенные жирные кислоты. Регуляция обмена углеводов.
презентация [1,8 M], добавлен 29.01.2015Классификация и клинические проявления нарушений обмена веществ. Наследственные нарушения обмена веществ. Распространенность наследственных заболеваний обмена веществ с неонатальным дебютом. Клиническая характеристика врожденных дефектов метаболизма.
презентация [8,4 M], добавлен 03.07.2015Обмен веществ как сложный процесс превращения химических элементов в организме, обеспечивающих его рост, развитие и деятельность. Воздействие тренировок на метаболизм организма. Факторы, воздействующие на уровень метаболизма. Что ускоряет обмен веществ.
статья [18,8 K], добавлен 07.06.2010Ознакомление с понятием, сущностью и процессами метаболизма. Рассмотрение особенностей создания молекул аминокислот, углеводов, липидов и нуклеиновых кислот. Образование всех клеток и тканей, выделение энергии в процессе обмена веществ в организме.
презентация [507,1 K], добавлен 02.06.2015Функции почек. Современная теория мочеобразования. Насосная функция сердца, ее регуляция. Сущность процесса обмена веществ. Прямая и косвенная калориметрия. Характеристика и функции продолговатого мозга. Варолиев мост, его функциональное значение.
контрольная работа [38,7 K], добавлен 11.04.2009Роль печени и почек в обмене белков. Нормы белков в питании. Участие аминокислот в процессах биосинтеза и катаболизма. Тканевой обмен нуклеотидов. Синтез и катаболизм ДНК и РНК. Регуляция процессов азотистого обмена. Патология азотистого обмена.
курсовая работа [58,0 K], добавлен 06.12.2008Нарушение обмена веществ при изменениях в работе щитовидной железы, гипофиза, надпочечников, половых желез и при общем голодании. Болезнь Гирке, фенилкетонурия, алкаптонурия, гиперхолестеринемия, подагра. Характеристика нарушений эндокринных функций.
презентация [547,3 K], добавлен 02.09.2014Строение больших полушарий головного мозга. Кора больших полушарий головного мозга и ее функции. Белое вещество и подкорковые структуры мозга. Основные составляющие процесса обмена веществ и энергии. Вещества и их функции в процессе обмена веществ.
контрольная работа [59,2 K], добавлен 27.10.2012Изменением в распределении жидкости между внеклеточными и внутриклеточными секторами. Суточный диурез. Суточная потребность в воде. Регуляция почками водно-солевого обмена. Регуляция осмотического давления крови.
лекция [4,7 K], добавлен 25.02.2002
