Физиология и патофизиология обмена веществ

1. Физиология и патофизиология обмена веществ

2. Вопросы 1. Понятие об обмене веществ. Основной и общий обмен веществ. 2. Обмен белков и его нарушения. 3. Обмен жиров и его

нарушения.
4. Обмен углеводов и его нарушения.
5. Обмен воды и минеральных веществ и
нарушения.

3. Вопрос 1. Понятие об обмене веществ и энергии. Основной и общий обмен веществ

Обмен веществ и энергии (метаболизм) –
совокупность физических и химических процессов
превращения веществ и энергии, происходящих в
организме человека и обеспечивающих его
жизнедеятельность
ЭТАПЫ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ
Поступление веществ в организм, их превращение,
всасывание и доставка в клетки и ткани
Использование клетками питательных веществ для
пластических и энергетических потребностей
Выведение и удаление продуктов метаболизма и
тепла в окружающую среду
Извлеченная
из
пищевых
веществ
энергия,
накапливается главным образом в виде АТФ, она
используется на построение клетки, механическую
(мышечные сокращения), электрическую (проведение
нервных
импульсов),
химическую
(процессы
биосинтеза) работу, работу, связанную с переносом
веществ (железы, кишечник, почки и так далее)

4. Вопрос 1. Понятие об обмене веществ и энергии. Основной и общий обмен веществ

Обмен веществ представлен двумя
разными и
дополняющими друг
друга процессами
анаболизмом
(ассимиляция)
и
катаболизмом
(диссимиляция)

5.

Вопрос 1. Понятие об обмене веществ.
Основной и общий обмен веществ

6. Вопрос 1. Понятие об обмене веществ. Основной и общий обмен веществ

Катаболизм - расщепление углеводов, жиров и
белков до простых веществ для образования
энергии
Анаболизм – обеспечивает накопление
и хранение энергии, рост, развитие,
воспроизведение и защиту от инфекций
и болезней
Преобладание процессов анаболизма
приводит к росту (у растущего
организма), накоплению массы тканей
(у взрослых избыток энергетического
поступления будет превращен в жир)
Преобладание процессов катаболизма
ведет к частичному разрушению
тканевых структур (слишком большая
трата энергии способствует потере веса)

7.

8.

Вопрос 1. Понятие об обмене веществ.
Основной и общий обмен веществ
Основной обмен — минимальное количество энергии,
необходимое для обеспечения нормальной
жизнедеятельности организма в состоянии покоя в
стандартных условиях
Общий обмен энергии - энергетические затраты
организма в условиях проявления обычной
жизнедеятельности
ООЭ = ОО + СДДП + РП
Потребление БЖУ должно уравновешивать потери
Потери зависят от возраста, состояния здоровья, интенсивности работы

9.

Вопрос. Регуляция обмена веществ и энергии
Цель регуляции ОВ – удовлетворение в соответствии с уровнем
функциональной активности потребностей организма пластическими
веществами
При этом происходит перераспределение веществ между органами и
тканями
Регуляция обмена веществ включает регулирующие системы
множества функций организма
ЖКТ
Извлечение пищевых веществ из пищи
Дыхательная
система
Выделение кислорода из воздуха
Скелетные мышцы Поиск, прием и обработка пищи
Выделительная
система
Выделение непереваренных продуктов

10.

Вопрос Регуляция обмена веществ и энергии

11.

Вопрос Регуляция обмена веществ и энергии
Роль центра в регуляции обмена веществ играет гипоталамус
- центры голода, насыщения
- центр регуляции теплообмена
- центр осморегуляции
Нейроны гипоталамуса реагируют на
- изменение концентрации глюкозы
- температуры тела
- осмотического давления

12.

Вопрос Регуляция обмена веществ и энергии
Гипоталамус регулирует обмен веществ путем регуляцию трофики клеток
через
- ВНС (симпатический и парасимпатический отделы)
- эндокринную систему
Основные процессы обмена веществ происходят в клетке
следовательно,
регуляция возможна через воздействие на скорость биохимических
реакций, протекающих в клетке,
базируется на особенностях взаимодействия фермента и субстрата
Пути:
- изменение каталитической активности ферментов и их концентрации
(например, при изменении количества апофермента-белка или
кофермента-витамина)
- Регуляция сродства фермента и субстрата
- Регуляция состава среды в которой работают ферменты
Регуляция осуществляется путем непосредственной активации
ферментов нервной системой и изменением активности эндокринных
желез

13.

Вопрос 2. Обмен белков и его нарушение
Белки – азотсодержащие органические вещества,
молекулы которых построены из аминокислот
Функции белков
- пластическая (строительная)
- ферментативная
- транспортная
- энергетическая

14.

Вопрос 2. Обмен белков и его нарушение
Аминокислоты - основные структурные элементы белков
Аминокислоты всасываются из желудочно-кишечного тракта и с кровью
поступают во все органы и ткани, где используются для синтеза белков и
подвергаются различным превращениям (в клетках при участии
ферментов)
В крови поддерживается постоянная концентрация аминокислот
Неиспользованные аминокислоты распадаются в печени и почках с
отщеплением молекулы аммиака и освобождением энергии
Аминокислоты
незаменимые
заменимые
лейцин, изолейцин, валин,
метионин, лизин, треонин,
фенилаланин, триптофан

15.

Вопрос 2. Обмен белков и его нарушение
Белки
Полноценные
содержат весь
необходимый набор
аминокислот
Наиболее высока
биологическая ценность
белков молока, яиц,
рыбы, мяса
неполноценные
в составе отсутствует
хотя бы одна
аминокислота, которая
не может быть
синтезирована в
организме
неполноценными
белками являются белки
кукурузы, пшеницы,
ячменя

16.

Вопрос 2. Обмен белков и его нарушение
Нейроэндокринная регуляция обмена белков осуществляется рядом гормонов
СТГ во время роста организма стимулирует увеличение массы всех органов и
тканей; у взрослого - обеспечивает процесс синтеза белка за счет повышения
проницаемости клеточных мембран для аминокислот, подавления синтеза
внутриклеточных протеолитических ферментов
Гормоны ЩЖ
(тироксин и трийодтиронин)
- могут стимулировать синтез
белка и активизировать рост,
развитие и дифференциацию
тканей и органов
Гормоны коры надпочечников
(глюкокортикоиды)
- усиливают распад белков в
тканях, особенно в мышечной
и лимфоидной
В печени - стимулируют
синтез белка

17.

Вопрос 3. Обмен белков и его нарушение

18.

Вопрос 3. Обмен белков и его нарушение
Нарушения белкового обмена
Патологические изменения в обмене белков могут возникать на различных
этапах:
• при нарушении поступления, расщепления и всасывания белков в ЖКТ
• при нарушении биосинтеза и распада белка в клетках и тканях
• при нарушении межуточного обмена аминокислот
• при нарушении выведения конечных продуктов белкового обмена
• при нарушении нейроэндокринной регуляции белкового обмена
Белки, содержащиеся в пище, расщепляются на аминокислоты, требующиеся
для роста организма, а также на энзимы, необходимые для ускорения
обменных процессов в каждой клетке.
Недостаток энзимов – многие нарушения обмена вызываются их недостатком
при рождении, что ведет к накоплению ядовитых веществ в теле.
Квашиоркор - форма белковой недостаточности (заболевание),
развивающаяся при однообразном питании продуктами растительного
происхождения с малым содержанием белка.
Встречается среди населения стран тропического и субтропического пояса Африки,
Латинской Америки и Юго-Восточной Азии. Страдают преимущественно дети в возрасте
от 1 года до 5 лет

19.

Вопрос 3. Обмен белков и его нарушение
Белковое голодание
При белковом голодании даже в случаях достаточного поступления в
организм жиров, углеводов, минеральных солей, воды и витаминов
происходит постепенно нарастающая потеря массы тела, зависящая от
того, что затраты тканевых белков (минимальные в этих условиях и равные
коэффициенту изнашивания) не компенсируются поступлением белков с
пищей.
Поэтому длительное белковое голодание в конечном счете, так же как и
полное голодание, неизбежно приводит к смерти.
Особенно тяжело переносит белковое голодание растущий организм, у
которого в этом случае происходит не только потеря массы тела, но и
остановка роста, обусловленная недостатком пластического материала,
необходимого для построения клеточных структур.

20.

Вопрос 3. Обмен жиров и его нарушение
Жиры - органические соединения, представленные глицерином и жирными
кислотами
Функции жиров:
- энергетическая
- структурная
- запасная – откладываются в жировой
ткани и используются при недостатке
пищи
- участвуют в обмене веществ
(холестерина)
- способствуют усвоению витаминов A и D

21.

Вопрос 3. Обмен жиров и его нарушение
Некоторые ненасыщенные жирные кислоты, например линолевая,
линоленовая и арахидоновая, в организме человека и некоторых
животных не образуются из других жирных кислот, т. е. являются
незаменимыми
Вместе с тем они необходимы для нормальной жизнедеятельности
Это обстоятельство, а также то, что с жирами поступают некоторые
растворимые в них витамины, является причиной тяжелых
патологических нарушений, которые могут наступить при длительном
(многомесячном) исключении жиров из пищи.

22.

Вопрос 3. Обмен жиров и его нарушение
Регуляция обмена жиров
Образование, отложение и мобилизация из депо жира регулируется нервной и
эндокринной системами, а также тканевыми механизмами и тесно связаны с
углеводным обменом
Так, повышение концентрации глюкозы в крови уменьшает распад триглицеридов и
активизирует их синтез.
Понижение концентрации глюкозы в крови, наоборот, тормозит синтез
триглицеридов и усиливает их расщепление.
На жировой обмен оказывают влияние гормоны
Сильным жиромобилизирующим действием обладают гормоны мозгового
слоя надпочечников — адреналин и норадреналин
Соматотропный гормон также обладает жиромобилизирующим действием
Аналогично действует тироксин — поэтому гиперфункция щитовидной
железы сопровождается похуданием
Глюкокортикоиды — гормоны коркового слоя надпочечников - тормозят
мобилизацию жира , т.к. они несколько повышают уровень глюкозы в крови
Симпатические влияния тормозят синтез триглицеридов и усиливают их
распад.
Парасимпатические влияния, наоборот, способствуют отложению жира.
Нервные влияния на жировой обмен контролируются гипоталамусом.

23.

Вопрос 3. Обмен жиров и его нарушение
Проявления нарушения обмена жиров
Дефицит жиров
• нарушается деятельность центральной нервной системы
• ослабляется иммунитет
• снижается устойчивость к инфекциям
• снижается интенсивность роста
• угнетается репродуктивная функция
• развиваются дегенеративные изменения внутренних органов
Избыток жиров
• нарушается обмен холестерина
• усиливаются свертывающие свойства крови
• возникают условия, способствующие развитию ожирения
желчнокаменной болезни, атеросклероза
• избыток полиненасыщенных жирных кислот приводит к
заболеваниям почек и печени

24.

Вопрос 3. Обмен жиров и его нарушение
Нарушение обмена жиров
Патологические изменения в обмене жиров могут возникать на
различных этапах:
• при нарушении процессов поступления, переваривания и
всасывания жиров
• при нарушении транспорта жира и перехода его в ткани
• при нарушении окисления жиров в тканях
• при нарушении промежуточного жирового обмена
• при нарушении обмена жира в жировой ткани (избыточное или
недостаточное его образование и отложение)

25.

Вопрос 3. Обмен жиров и его нарушение
Нарушение обмена жиров в жировой ткани
Ожирение – нарушение, выражающееся в склонности организма к
чрезмерному увеличению массы тела под влиянием определенных условий
При этом масса тела увеличивается вследствие ненормальной аккумуляции
жира в депо
По этиологии ожирение бывает трех видов:
• алиментарное
• гормональное
• церебральное
Существенна роль наследственности
Ожирение развивается в результате трех основных патогенетических
факторов:
1) повышенного поступления пищи (углеводы, жиры) при
несоответствующем этому поступлению энергетическом расходовании жира
2) недостаточного использования (мобилизации) жира депо как источника
энергии
3) избыточного образования жира из углеводов

26.

Вопрос 3. Обмен углеводов и его нарушение
Углеводы - наиболее распространенные органические соединения,
имеющие в своем составе углерод, водород и кислород
Функции углеводов:
• энергетическая
• структурная (пластическая)
• субстраты и регуляторы
важнейших биохимических
процессов
Наличие углеводов необходимо для
нормального течения обменных процессов.
Могут использоваться для синтеза жиров,
нуклеиновых кислот и других органических
соединений. Углеводы предупреждают
расход жира и белка.
Функции антигенов и антител, клеточных
рецепторов, некоторых гормонов и
ферментов определяются наличием в их
составе углеводов

27.

Вопрос 3. Обмен углеводов и его нарушение
Углеводы подразделяются на:
• простые углеводы - хорошо растворяются в воде и быстро
усваиваются организмом, они относятся к сахарам
• сложные углеводы - значительно хуже усваиваются, поступая
в организм в виде полисахаридов, они расщепляются до
моносахаридов в желудке, двенадцатиперстной и тощей кишке
и откладываются в виде гликогена в клетках печени и мышц
С точки зрения усвояемости в организме человека углеводы
разделяются на две группы:
• усвояемые организмом человека (простые углеводы и
перевариваемые полисахариды)
• неусвояемые («пищевые волокна»)
Усвояемость углеводов зависит от наличия определенных
ферментов в желудочно-кишечном тракте человека
Легче всего усваивается фруктоза, сахароза, глюкоза, а также мальтоза
и лактоза; несколько медленнее - крахмал, так как он должен
предварительно расщепиться до простых сахаров
К неусвояемым углеводам относится клетчатка

28.

Вопрос 3. Обмен углеводов и его нарушение
Нарушения углеводного обмена:
1) нарушения поступления, переваривания и всасывания углеводов в
ЖКТ - развитие углеводного голодания
Причины:
- недостаточная выработка и поступление a-амилазы
(гипосаливация, нарушение функции поджелудочной железы и
железистых клеток кишечника)
- недостаток ионов натрия, которые образуют комплексы с
моносахаридами для их всасывания
- воспалительные процессы в ЖКТ
- нарушение синтеза ферментов (сахарозы, лактазы непереносимость молока, диарея), генетически детерминированное
2) нарушение синтеза и расщепления гликогена в печени
3) нарушение межуточного обмена углеводов
4) нарушение транспорта углеводов в клетки и его усвоения:
гипо- и гипергликемия
5) нарушение выделения и реабсорбции глюкозы почками

29.

Вопрос 3. Обмен углеводов и его нарушение
Нарушения углеводного обмена
Алиментарная гипергликемия, развивающаяся после приема большого
количества легко усвояемых углеводов (сахар, конфеты, мучные изделия и др.).
Нейрогенная (эмоциональная) гипергликемия - при эмоциональном
возбуждении, стрессе, боли, эфирном наркозе.
Гормональные гипергликемии сопровождают нарушения функций
эндокринных желез, гормоны которых участвуют в регуляции углеводного
обмена.
Гипергликемия при недостаточности гормона инсулина является
наиболее выраженной и стойкой.
Может быть панкреатической (абсолютной) и внепанкреатической
(относительной).
Панкреатическая недостаточность инсулина - развивается при разрушении или
повреждении инсулярного аппарата поджелудочной железы.
Внепанкреатическая недостаточность - причиной может послужить избыточная
связь инсулина с переносящими белками крови. Инсулин, связанный с белком,
активен лишь в отношении жировой ткани. Он обеспечивает переход глюкозы в
жир, тормозит липолиз. При этом развивается так называемый диабет тучных.

30.

Вопрос 3. Обмен углеводов и его нарушение
При полном отсутствии углеводов в рационе или нарушениях их
усвоения – они могут синтезироваться в организме из жиров и белков,
что сопровождается образованием недоокисленных продуктов
жирового обмена и развитием ацидоза.
Избыточное употребление углеводов ведет к перенапряжению
инсулинового аппарата, нарушению обмена веществ, ожирению.
Усвояемость углеводов достаточно высока и составляет 80—98%.
Систематический избыток усвояемых углеводов в питании может
способствовать возникновению ряда болезней (ожирение,
атеросклероз, сахарный диабет).

31.

Вопрос 5. Обмен воды и минеральных веществ и нарушения
Значение для организма
Вода
Минералы
Витамины
• растворитель
• наполнитель
структуры клеток
• диэлектрик
• компонент
химических реакций
• средство
терморегуляции
• строительный материал
• электролиты
• кофакторы ферментов
• часто
предшественники
коферментов