Лекция 5 Основы жизнедеятельности

1.  Обмен веществ и энергии.

а) Обмен веществ. Этапы.

б) Промежуточный обмен. Катаболизм. Анаболизм.

в) Минеральный обмен.

г) Обмен углеводов.

д) Обмен жиров.

е) Обмен белков. Коэффициент изнашивания Рубнера.

2.  Термодинамика живых систем.

а) Принцип устойчивого неравновесия живых систем.

б) Законы термодинамики.

в) КПД живой клетки.

г) Первичная и вторичная теплота.

д) Основной обмен. Закон поверхности тела Рубнера.

е) Расход энергии при физической нагрузке.

Обмен веществ и энергии составляет основу жизнедеятельности и принадлежит к числу важнейших специфических признаков живой материи. В процессе обмена питательные вещества превращаются в собственные компоненты тканей и конечные продукты метаболизма. При этих превращениях поглощается и высвобождается энергия. Использование химической энергии в организме называют энергетическим обменом. Энергетический обмен измеряется количеством выделяющегося тепла. Например, при окислении 1 моль глюкозы (180 г) выделяется 686 ккал тепла.

Выделившиеся в результате химических реакций в организме энергия используется в дыхательном обмене клеток, преобразуется в другие биологические полезные формы — электрическую, осмотическую, механическую. Основная часть энергия выделяется в виде тепла.

Выделившиеся в результате химических реакций в организме энергия используется в дыхательном обмене клеток, преобразуется в другие биологически полезные формы — электрическую, осмотическую, механическую. Основная часть энергии выделяется в виде тепла.

Химическая работа обеспечивает обмен белков, жиров и углеводов, рост и размножение клеток, синтез и передачу наследственной информации. Осмотическая работа способствует трансмембранному переносу веществ (натрия, калия, хлора, кальция и др.); накоплению в клетке и выведению продуктов метаболизма; поддержанию постоянства состава клеточной и тканевой жидкости.

Электрическая работа поддерживает разность потенциалов между наружной и внутренней поверхностями мембраны, вследствие чего клетка реагирует на воздействия внешней и внутренней среды процессом возбуждения, одним из проявлений которого является трансмембранный электрический ток (потенциал действия).

Механическая работа определяет разные формы движения — от потоков цитоплазмы в клетке и трепетания ресничек эпителия в кишечнике, до согласованного сокращения различных групп мышц в сложных двигательных актах.

Питательные вещества для человека являются единственным источником энергии. Пластическая роль питательных веществ состоит в том, что из них после химических превращений образуются собственные структурные компоненты клеток и тканей.

Процесс обмена веществ подчиняется всеобщему закону сохранения материи: при всех явлениях природы видоизменяется только форма вещества, количество же его остается постоянным.

Условно в процессе обмена веществ можно выделить три этапа.

Первый этап — ферментативное расщепление питательных веществ и всасывание их в кровь, лимфу.

Второй этап — транспорт питательных веществ жидкими средами организма к тканям и клеточный метаболизм.

Третий этап — выведение конечных продуктов.

Промежуточный обмен — совокупность химических превращений переваренных питательных веществ с момента поступления их в кровь до начала выделения конечных продуктов из организма.

Промежуточный обмен состоит: из катаболизма и анаболизма.

Катаболизм — ферментативное расщепление в процессе окислительных реакций крупных органических молекул на более простые, в результате чего выделяется заключенная в них энергия. Часть этой энергии накапливается в виде АТФ и используется для выполнения биологически полезных форм работы (например, мышечного сокращения).

Анаболизм — ферментативный синтез из простых органических молекул крупномолекулярных клеточных компонентов — полисахаридов, нуклеиновых кислот, белков, липидов. Анаболические реакции протекают с использованием энергии и обеспечивают обновление, рост и регенерацию тканей.