В конечном итоге в состав пищи высокоорганизованных организмов входят органические вещества, подавляющая часть которых относится к белкам, липидам и углеводам. Продукты их гидролиза — аминокислоты, жирные кислоты, глицерин и моносахара — тратятся на энергообеспечение организма. В процессах энергообмена аминокислоты, жирные кислоты и моносахара взаимосвязаны общими путями их превращения. Поэтому как энергоносители пищевые вещества могут взаимозаменяться в соответствии с энергетической ценностью (правило изодинамии).

Энергетическую (калорическую) ценность пищи оценивают по количеству тепловой энергии, высвобождающейся при сгорании 1 г пищевого вещества (физиологическая теплота сгорания), которую выражают традиционно в килокалориях или по СИ — в джоулях (1 ккал = 4,187 кДж). Расчеты показали, что энергетическая ценность жиров (38,9 кДж/г; 9,3 ккал/г) в два раза выше, чем белков и углеводов (17,2 кДж/г; 4,1 ккал/г). Белки и углеводы имеют одинаковую энергетическую ценность и могут заменяться 1:1 в весовом соотношении.

Для поддержания стационарного состояния организма общие затраты энергии должны покрываться поступлением пищевых ве­ществ, несущих в своих химических связях эквивалентный запас энергии. Если количества поступающей пищи для покрытия энер­готрат недостаточно, то энерготраты компенсируются за счет внут­ренних резервов, главным образом — жира. Если же масса посту­пающей пищи по энергоносителям превышает расход энергии, то идет процесс запасания жира независимо от состава пищи.

Однако следует всегда помнить, что эти три источника энергии являются и пластическим материалом животного организма. По­этому длительное исключение одного из трех питательных веществ из пищевого рациона и замена энергетически эквивалентным ко­личеством другого вещества недопустимы.

Под рациональным питанием понимают питание, достаточное в   количественном   и   полноценное   в   качественном   отношении. Основа   рационального   питания — сбалансированность, т. е. оптимальное соотношение  потребляемой  пищи.   Сбалансированное питание  должно  включать  белки,  жиры  и  углеводы  в  массовой пропорции,   примерно  1:1:4. В   качественном   отношении   пища должна быть полноценной,  т.  е.  содержать белки (включающие незаменимые    аминокислоты),    незаменимые    жирные    кислоты (так называемый витамин F), витамины, в большинстве входящие в   состав   катализирующих   систем,   и   большую   группу   витаминоподобных   веществ,   неорганических   элементов   и   воду.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Жизнь   сопряжена   с   непрерывным   расходом   энергии,   которая   необходима   для   функционирования   организма.   С   точки зрения термодинамики, живые организмы относятся к открытым системам,   так   как   для   своего   существования   они   непрерывно обмениваются    с    внешней    средой веществами и энергией. Источником энергии живых организмов   служат    химические превращения   органических   веществ,   поступающих   из   окружающей среды. Превращение этих веществ из сложных в простые и приводит к высвобождению энергии, заключенной в химических связях. Извлечение энергии из химических связей осуществляется главным  образом  с  затратой  молекулярного  кислорода (аэробный   обмен);   окислению   в   ряде   цепей   предшествует   бескислородное   расщепление   (анаэробный   обмен).

Основным   аккумулятором   энергии   для   использования ее в   клеточных   процессах   является   аденозинтрифосфат     (АТФ). С  помощью  энергии  АТФ  обеспечивается  возможность  синтеза белка,  деления   клеток,   поддержания   их  осмотического   гради­ента,   мышечного  сокращения   и   др.   Согласно   первому  закону термодинамики,   химическая   энергия   АТФ,   пройдя   через   промежуточные стадии, в конечном итоге превращается в тепловую, которая   и   теряется   организмом.   Поэтому   интенсивность   энергообмена  организма   является   суммой  энерготрат  на   функцию клеточных   систем,   аккумулированной   энергии   и   потерь   ее  в виде   теплоты.

Жизнь организма зависит от протекания химических реакций с превращением всех видов энергии в тепловую. Скорость химических реакций, а следовательно, и энергообмена зависит от температуры тканей. Теплота как конечное превращение энергии способна переходить из области более высокой тем­пературы в область более низкой. Температура тканей опре­деляется соотношением скорости метаболической теплопродук­ции их клеточных структур и скорости рассеивания образующейся теплоты в окружающую среду. Следовательно, теплообмен между организмом и внешней средой является неотъемлемым условием существования животных организмов. Для под­держания нормальной (оптимальной) температуры тела у животных организмов имеется система регуляции теплообмена со   средой.

Животные организмы подразделяются на пойкилотермные и гомойотермные. Пойкилотермные (стоящие на более низких ступенях филогенетической лестницы) обладают несовершенны­ми, но все же достаточно эффективными механизмами тер­морегуляции. Эти механизмы включают химическую систему температурной компенсации, позволяющую удерживать устой­чивый энергообмен при значительных перепадах температуры тела, терморегуляцию поведением (выбор оптимальной температуры среды) и температурный гистерезис (способ­ность захватывать теплоту из внешней среды быстрее, чем ее терять).

Гомойотермия — более позднее приобретение эволюции животного мира. К истинно гомойотермным животным относят птиц и млекопитающих, так как эти животные способны под­держивать постоянную в пределах 2°С температуру тела мри сравнительно широких колебаниях температуры внешней среды.

В основе гомойотермии лежит более высокий, чем у пойкилотермных животных, уровень энергообмена за счет усиления роли тиреоидных гормонов, стимулирующих работу клеточного натриевого насоса. Высокий энергообмен привел к формированию совершенных механизмов регуляции тепловой энергии   в   организме.

Ряд животных относится к группе гетеротермных организмов: при одних условиях они пойкилотермные организмы, при других – гомойотермные.

Для поддержания постоянной температуры тела го­мойотермные животные обладают химической и физической терморегуляцией. Физическая терморегуляция осуществляется изменением   теплопроводности   покровных   тканей   тела   (изменение кровотока   кожи,   пилоэрекция,    испарение   влаги   с   поверхности   тела   или   ротовой   полости).

   Химическая терморегуляция осуществляется путем увеличения теплообразования в организме. Выделяют два основных источника химической терморегуляции (регулируемого теплообразования): сократительный термогенез за счет произвольной активности локомоторного аппарата, терморегуляционного тонуса и дрожи мышц и несократительный термогенез за счет бурой жировой  ткани, специфико-динамического действия пищи и др.

Управление теплообменом осуществляется активностью тepморецепторов,    информация от которых    поступает   в   центр терморегуляции  гипоталамуса,   управляющий   реакциями   химической   и   физической   терморегуляции.

Длительное пребывание в условиях высокой или низкой температуры окружающей среды приводит к существенным изменениям свойств организма, повышающих его устойчивость к   действию   соответствующих   температурных   факторов.

Построение   и   обновление   тканей   тела,   а   также   покрытие энерготрат   организма   должны   обеспечиваться   адекватным   питанием.   В   обмене   веществ   и   энергии   различают   два  процесса:   анаболизм   и   катаболизм.   Под   анаболизмом понимают совокупность  процессов,  направленных на построение структур   организма   главным   образом    через   синтез   сложных органических    веществ.    Катаболизм    —   это   совокупность    процессов   распада   сложных   органических   веществ   с   целью   высвобождения    энергии.    В    основе    анаболизма    и    катаболизма лежат   соответственно   процессы   ассимиляции   и   диссимиляции, которые   взаимосвязаны   и   сбалансированы.

Пищевые    потребности    животных    достаточно    однородны: необходимые     вещества     для     энергообмена     (белки,     жиры, углеводы),     вещества   для   построения   сложных   белковых   молекул   и   клеточных   структур   (аминокислоты,   пурины,   липиды, углеводы),    специальные    катализаторы    обмена    (витамины)    и стабилизаторы   клеточных   мембран   (антиоксиданты),    неорганические     ионы     и     универсальный   биологический     растворитель — вода.

Энергетическую ценность пищи определяют по количеству тепловой энергии, высвобождаемой при сгорании 1г пищевого вещества   (физиологическая   теплота   сгорания).

Под рациональным питанием понимают питание, достаточное в   количественном   и   полноценное   в   качественном   отношении. Основа   рационального   питания — сбалансированность,   т.   е.   оптимальное  соотношение  потребляемой  пищи.   Сбалансированное питание  должно  включать  белки,  жиры  и  углеводы  в  массовой пропорции,   примерно   1:1:4.    В   качественном   отношении   пища должна быть полноценной,  т.  е.  содержать белки (включающие незаменимые    аминокислоты),    незаменимые    жирные    кислоты (так называемый витамин F), витамины, в большинстве входящие в   состав   катализирующих   систем,   и   большую   группу   витаминоподобных   веществ,   неорганических   элементов   и   воду.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1) Мак-Мюрей В. Обмен веществ у человека. М., 1980.

2) Нортон А., Эдхолм О. Человек в условиях холода. М., 1957.

3) Общий курс физиологии человека и животных / под ред А. Д. Ноздрачева.   М., 1991. кн. 2.

4) Основы физиологии / под ред. П. Стерки. М., 1984.

5) Слоним А. Д. Эволюция терморегуляции. Л., 1986.

6) Физиология    терморегуляции:  Руководство   по   физиологии / под   ред. К. П. Иванова. Л., 1984.

7) Физиология человека / под ред. Н.А.Агаджаняна, В.И.Циркина. СПб., 1998.

8) Физиология человека / под ред. Р. Шмидта, Г. Тевса. М., 1986. Т. 4.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5