ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПИТАНИЯ

 

Питание – процесс поступления, пере-варивания, всасывания и усвоения в организме пищевых веществ (нутриентов), необходимых для покрытия пластических и энергетических нужд организма, образования физиологически активных веществ. Различают питание естественное и искусственное (клиническое парентеральное и зондовое энтеральное). Выделяют также лечебное и лечебно-профилактическое. К пищевым веществам относятся прежде всего белки, жиры и углеводы, при окислении которых освобождается в организме определенное количество тепла (для жира – 9,3 ккал/г, или 37 кДж/г, для белко и углеводов – 4,1 ккал/г, или 17 кДж/г). Согласно правилу изодинамии, они могут взаимно заменяться в удовлетворении энергетических потребностей организма. Однако каждое из пищевых веществ и их фрагментов имеет специфические пластичекие свойства и свойства биологически активных веществ. Замена в пищевом рационе одних веществ - другими ведет к нарушению функций организма.

Биологическая ценность питательных веществ определяется наличием в них незаменимых компонентов. Биологическая ценность животных белков выше, чем растительных. Усвояемость белков животного происхождения составляет в среднем 97%, а растительных – 83-85%. Для надежной стабильности азотистого баланса рекомендуется принимать с пищей 85 – 90 г белков (не менее 1 г белка на 1 кг массы тела). Биологическая ценность пищевых липидов определяется наличием в них незаменимых жирных кислот, способностью переваривания и всасывания в пищеварительном тракте (усвоения). Сливочное масло и свинной жир усваиваются на 93-98%, говяжий -– на 80-94%, подсолнечное масло – на 86-90%, маргарин – на 94-98%. Основное количество углеводов поступает в организм в виде полисахаридов растительной пищи. После гидролиза и всасывания углеводы используются для удовлетворения энергетических потребностей. В среднем за сутки человек употребляет 400 – 500 г углеводов, из которых 350-400 г составляет крахмал, 50 – 100 г моно- и дисахариды. Избыток углеводов депонируется в виде жира.

Суточная потребность в воде у взрослого человека составляет 21– 43 мл/кг. Недостаточный прием воды вызывает дегидратацию организма, которая имеет различную степень выраженности в зависимости от уровня обезвоживания. Смерть наступает при потере 1/3 – 1/4 общего количества воды в организме, на долю которой приходится 60% массы тела.

Исходным материалом для обновления и создания живой ткани и источником энергии является пища. Питание человека должно быть рациональным. Оно должно соответствовать потребностям организма в пластических веществах и энергии (это достигается потреблением питательных веществ – белков, жиров и углеводов), минеральных солях, витаминах и воде, обеспечивать нормальную жизнедеятельность организма, хорошее самочувствие, высокую работоспособность и сопротивляемость к инфекциям, правильный рост и развитие детского организма.

Для соблюдения рационального питания необходимо соблюдать следующие принципы: 1) калорийность пищевого рациона должна покрывать энергетические затраты организма, которые определяются видом трудовой деятельности; 2) возможность использования закона изодинамии, то есть взаимозаменяемости белков, жиров и углеводов для покрытия энергетических расходов организма. Например, 1 г жира, с точки зрения его калорической ценности, можно заменить 2,3 г белка или углеводов. Однако следует отметить, что питательные вещества помимо энергетической функции выполняют и пластическую (используются для построения новых клеток); 3) в пищевом рационе должно содержаться оптимальное для данной группы работников количество белков, жиров и углеводов. Особое место имеет содержание белков в суточном рационе. О достаточности или недостаточности белкового рациона позволяет судить азотистый баланс: соответствие количества азота вводимого с пищей, количеству азота выводимого из организма. В норме должно иметь место азотистое равновесие – состояние при котором количество азота, вводимого в организм, равно его количеству, выводимому из организма. Если белковый рацион недостаточен, то возникает состояние отрицательного азотистого баланса – в организм азота вводится меньше, чем выводится с продуктами распада. Это состояние возникает при голодании, тяжелых инфекционных заболеваниях, в старческом возрасте, при распаде опухолей и т.д.

Положительный азотистый баланс – состояние, когда азота в организм поступает больше, чем выводится, то есть идет ретенция (задержка) азота в организме. Такое состояние наблюдается в период роста организма, при беременности, после длительного голодания, после тяжелых инфекционных заболеваний, в период роста опухолей; 4) в пищевом рационе должно соблюдаться оптимальное соотношение белков, жиров и углеводов – б : ж : у = 1 : 1,2 : 3,6; 5) пищевой рацион должен полностью удовлетворять потребность организма в витаминах, минеральных солях и воде; 6) рекомендуется включать в пищевой рацион одну треть суточной нормы белков и жиров животного происхождения; 7) при соблюдении энергетического баланса организма необходимо учитывать степень усвоения различных питательных веществ; 8) продукты, богатые белком (мясо, рыба, бобовые), рекомендуется употреблять в дневные часы, вечером – молочно-растительные блюда; 9) соблюдение правильного режима питания, что включает в себя: а) регулярность приема пищи в одно и то же время – это способствует условно-рефлекторному отделению желудочного сока, который И.П. Павлов назвал «запальным». Функция этого сока заключается в подготовке органов пищеварения к приему пищи; б) дробность питания – пища должна поступать в желудочно-кищечный тракт небольшими порциями. Наиболее оптимальным считается четырехкратное питание при этом наиболее рациональным считается следующее распределение объема пищи: завтрак – 20-25%, второй завтрак – 10-15%, обед – 40-45%, ужин – 20-25%. При трехразовом питании: завтрак 25-30%, обед – 45-50%, ужин – 20-25%. При склонности к ожирению рекомендуется более частый прием пищи (при этом калорийность не должна превышать нормы) – 5-6 раз. При частом приеме пищи возбудимость центра голода снижается, а возбудимость центра насыщения возрастает, что уменьшает аппетит; в) время между завтраком и обедом, а также между обедом и ужином при трехразовом питании должен составлять 5-6 часов; г) употребление ужина должно быть не позднее, чем за 2-3 часа до сна; 10) в пищевой рацион необходимо включать 10-15% балластных веществ (пищевые волокна): полисахариды типа целлюлозы, гемицеллюлозы, пектина, лигнина. В больших количествах балластные вещества содержатся в овощах, фруктах и злаках. Они усиливают моторную функцию кишечника, служат продуктами питания для микроорганизмов толстого кишечника. Балластные вещества повышают толерантность к глюкозе, модифицируют ее всасывание, снижают уровень холестерина в крови и обладают антитоксическими свойствами; 11) в пищевой рацион необходимо включать определенное количество витаминов и минеральных солей.

Теории питания. Каждый организм сочетает в себе биохимические признаки, характерные только для него, и признаки, общие для данной биологической группы. Это значит, что нет идеальной диеты (рациона и режима питания). Каждому человеку необходим индивидуальный набор компонентов рациона, отвечающий индивидуальным особенностям его обмена веществ. Однако на современном этапе развития науки и практики индивидуальный рацион питания внедрить нельзя. В настоящее время в составлении пищевого рациона руководствуются двумя основными теориями.

Сбалансированное питание. Сбалансирован-ное иптание характеризуется оптимальным соответствием количества и соотношений всех компонентов пищи физиологическим потребностям организма. Эта теория предполагает соблюдения ряда принципов при составлении пищевого рациона: 1) принимаемая пища с учетом ее усвояемости должна восполнять энергетические траты организма, которые определяются как сумма основного обмена, специфического динамического действия пищи и расхода энергии на выполняемую работу. Следует отметить, что при регулярном превышении суточной потребности 100 г сдобной булочки ведет к накоплению в организме человека 15-30 г жира, что в течение года может привести к отложению в депо 5,4-10,8 кг жира; 2) в пищевом рационе должны быть сбалансированы белки, жиры и углеводы. Среднее соотношение их массы составляет 1:1,2:3,6 ( 1:1,2:4), энергетической ценности – 15:30:55%. Такое соотношение удовлетворяет энергетические и пластические потребности организма; 2) должны быть оптимизированы белки с незаменимыми и заменимыми аминокислотами, жиры с разной насыщенностью жирных кислот, а также оптимальное соотношение продуктов животного и растительного происхождения; 3) наличие в рационе витаминов и минеральных веществ; 4) регулярность приема пищи в одно и то же время суток. При трехразовом питании целесообразно суточный рацион по энергетической ценности распределить следующим образом : завтрак – 25-30%, обед – 45-50%, ужин – 20-25%. Время между завтраком и обедом, обедом и ужином составляет 5-6 час, между ужином и сном 3-4 часа.

По мнению академика А.М.Уголева следствием теории сбалансированного питания было несколько серьезных ошибок: 1) была создана улучшенная пища – при обогощении пищевых продуктов веществами, непосредственно участвующими в обмене одновременно из продуктов удалялись балластные и вредные вещества. Поэтому современный хлеб, крупы, масло, сахар, соль, рис – рафинированы. Использование рафинированных продуктов привело к развитию болезней цивилизации (инфаркт миокарда, гипертоническая болезнь, атеросклероз, варикозное расширение вен, тромбозы, хронический бронхит, эмфизема легких, заболевания желудочно-кишечного тракта, рассеянный склероз, диабет); 2) прямое питание (парентеральное), идею которого сформулировал еще французский химик П.Бертло в 1908 г оказалось пригодной лишь в исключительных случаях (при соответствующих заболеваниях), а в реальной повседневной жизни ее использование опасно, так как при таком питании наблюдается дисбактериоз – развитие патогенной флоры микроорганизмов в кишечнике. На основание вышеизложенного Уголевым А.М. была предложена теория адекватного питания.

Адекватное питание. По этой теории, как и по теории сбалансированного питания, оно должно полностью восполнять энергетические и пластические потребности организма. По теории адекватного питания необходимыми компонентами пищи служат не только нутриенты, но и баластные вещества. Нормальное питание обусловлено не одним потоком нутриентов из желудочно-кишечного тракта, а несколькими потоками нутритивных и регуляторных веществ, имеющих жизненно важное значение. По данной теории существует эндэкология организма-хозяина, которая образуется микрофлорой его кишечника. Баланс пищевых веществ достигается в результате освобождения нутриентов из структур пищи при ферментативном расщеплении ее молекул за счет полостного и мембранного пищеварения, а также вследствие синтеза новых веществ, в том числе незаменимых.

Потоки веществ. Согласно М.А.Уголеву различают следующие потоки: 1) нутриентов из пищи; 2) баластный; 3) гормонов и других физиологически активных веществ. Например, установлено, что при расщеплении белков молока и пшеницы образуются морфиноподобные вещества – экзорфины, действующие подобно эндорфинам; 4) три потока бактериальных метаболитов: а) поток нутриентов, модифицированных микроорганизмами (например, поток аминов), б) поток вторичных нутриентов – полезных веществ, которые высвобождаются из питатетльных веществ с участием микроорганизмов (например, аминокислоты, углеводы, жиры), в) поток продуктов жизнедеятельности микроорганизмов; 5) поток веществ, поступающий с загрязненной пищей.

Эндоэкология. Согласно теории сбалансированного питания, заселение микроорганизмами желудочно-кищечного тракта нежелательный и вредный эффект. Оказалось, что микроорганизмы нужны и полезны. Подавление микроорганизмов (при назначении антибиотиков) часто приводит к сдвигу метаболического баланса организма. По мнению А.М.Уголева в условиях голодания необходимо употреблять траву, лишь бы поддерживать жизнедеятельность микроорганизмов, так как в условиях голода их существование не менее важно, чем поступление пищи извне. При нарушении микрофлоры (при болезни, использовании антибиотикотерапии, стрессах, парентеральном питании ) возникает дисбактериоз, который вызывает вторичное заболевание.

Теория адекватного питания придает большое значение системам защиты организма от проникновения различных вредных веществ. С этой точки зрения поступление пищи в желудочно-кишечный тракт рассматривается не только как способ восполнения энергетических и пластических материалов, но и как аллергическую и токсическую агрессию. Благодаря эффективной защите это агрессия нейтрализуется. Выделяют следующие механизмы защиты: 1) механический фильтр для крупных молекул-антигенов – осуществляется за счет гликокаликса энтероцитов; 2) гидролиз антигенов ферментами желудочно-кишечного тракта; 3) иммунная система желудочно-кишечного тракта, которая представлена пейеровыми бляшками тонкой кишки и лимфоидной тканью аппендикса. В желудочно-кишечном тракте имеются В- и Т-лимфоциты. В среднем в 100 эпителиальных клетках кишечника содержится 6-40 лимфоцитов.

Таким образом, по адекватной теории питания, идеальная пища – это та пища, которая полезна данному человеку в данных условиях, адекватна состоянию человека. Определить ее состав – это сложная задача, но реальная.

Рациональное питание. Под рациональным питанием понимают компромисс между эффективным питанием и реальностью. Компромисс порождается недостатком питательных продуктов или высокой их стоимостью.

Некоторые представления о других видах рационольного питания: 1) Вегетарианство предполагает использование в пищу только продуктов растительного происхождения. Идея возникла в древности, но особое развитеие получило в конце 1Х века. Различают старовегетарианство (употребление только растительной пищи) и младовегетарианство (допускает использование таких продуктов животного происхождения, как молоко, яйца, сливочное масло). Вегетарианцы считают, что продукты животного происхождения (особенно мясо) при гидролизе в ЖКТ образуют повышенное количество гнилостных и токсических продуктов, отравляющих организм. С другой стороны растительные продукты богаты биологически активными веществами, витаминами, минеральными солями, фитонцидами, ферментами, пищевыми волокнами, способствуют профилактике атеросклероза. В настоящее время считается, что младовегетарианство в зрелом возрасте не является вредным; 2) Сыроедение отвергает любую кулинарную обработку пищи, так как при термической обработке разрушаются ценные биологически активные вещества. С этим принципом можно согласиться, но распространять это на все продукты нецелесообразно. Например, при употреблении мяса, рыбы, птицы, не прошедшей кулинарной обработки, возможно заражение микроорганизмами и паразитами; 3) активное использование проросших зерен пшеницы. Они содержат ауксин – растительный ростковый гормон. Считают, что во всех возрастных группах полезно съедать на завтрак кашу из проросшей пшеницы. Зерна пшеницы из расчета 50—100г на порцию, тщательно промывают холодной водой, затем на 24 часа ставят в теплое место, залив их предварительно водой; они дают небольшие ростки (1мм). Эти зерна измельчают на мясорубке и бросают в закипевшую воду или молоко. Готовят кашу или кисель. Если регулярно есть на завтрак кашу или кисель из проросшей пшеницы, то можно добиться восстановления координации движения, усиления остроты зрения, улучшения состояния волосянного покрова головы, укрепления зубов, появления почти полной невосприимчивости к простудным заболеваниям. Все эти факторы наступают спустя 1-2 недели от начала регулярного приема проросшей пшеницы.

Классификация пищи. Согласно классификации одного из ведущих физиологов питания А.А.Покровского, пищевые вещества делятся на нутриенты и непищевые вещества.

Нутриенты – белки (пептиды, незаменимые и заменимые аминокислоты), углеводы (полисахариды, легкоусвояемые углеводы), липиды (жиры, жирные кислоты и заменимые жирные кислоты – холестерин, фосфолипиды); витамины – водорастворимы, в том числе тиамин (В₁), рибофлавин (В₂), ниацин (никотиновая кислота, или витамин РР), пиридоксин (В₆), цианкобаламин (В₁₂), фолацин (фолиевая кислота, или витамин В_с), пантотеновая кислота (В₃), биотин (Н), аскорбиновая кислота (С); жирорастворимые витамины, втом числе ретинол (А) кальциферолы (Д), токоферолы (Е), филлохиноны (К), а также витаминоподобные вещества, в том числе, биофлавоноиды (Р), пангамовая кислота (В₁₅), парааминобензойная кислота (Н₁), оротовая кислота, холин (В₄) , инозит (В₈), метилметионин-сульфоний (U), липолевая кислота, карнитин (В_т).

Непищевые вещества: балластные соединения (целюллоза, гемицелюллоза, пектин); защитные компоненты пищевых продуктов (вещества, участвующие в обеспечении функции барьерных тканей; вещества, улучшающие обезвреживающую функцию печени; факторы защиты против микроорганизмов и вирусов; факторы, проявляющие антиканцерогенный эффект); вкусовые и ароматические вещества, антипищевые компоненты; канцерогенные и токсические вещества.

Защитные компоненты пищевых продуктов: 1) вещества, участвующие в обеспечении функции барьерных тканей. К ним относится витамины А,С,Р, группы В,Е. Например, ретинол и многие витамины группы В необходимы для образования структурных компонентов слизистых оболочек дыхательных, мочеполовых путей, пищеварительного тракта, кожи. В поддержании целостности мембран клеток, обеспечении нормальной плотности стенки кровеносных сосудов участвуют токоферолы, аскорбиновая кислота. Эти витамины, а также лецитин, кефалин, серосодержащие аминокислоты, лимонная кислота и др. проявляют свойства антиокислителей – тушат перикисное окисление липидов, предохраняя ткани от появления свободных радикалов, что важно при стрессах, действии ионизирующей радиации, наличии производственных вредностей; 2) соединения, улучшающие обезвреживающую функцию печени. Эти соединения обеспечивают процессы гидрооксилирования, метилирования токсических веществ в печени. Источником подвижных метильных групп являются метионин, витамины U, В₁₅, В₁₂, холин, лецитин. Для нормальной функции печени необходимо поступление с пищей липотропных веществ (веществ, участвующих в окислении липидов до конечных продуктов – витамин РР, В₂,С, Р, липлевая кислота, лецитин, холин, ионы калия, предельные ненасыщенные жирные кислоты), предотвращающих накопление липидов в печени; 3) вещества, участвующие в защите организма от микроорганизмов и вирусов – фитонциды. Например, сок антоновских яблок бактериоциден по отношению к дизентирийной палочке. Фитонциды не усваиваются организмом, а проходят по всему ЖКТ, обезвреживая микроорганизмы. Фитонциды есть в горчице, хрене, чесноке, луке, петрушке, капусте,свекле, моркови, цитрусовых, облепихе, красной и черной смородине, землянике, клюкве, бруснике; 4) вещества, проявляющие антиканцерогенные эффекты – ретинол, защищающий ротовую полость, ЖКТ, мочевой пузырь; комплекс аскорбиновой кислоты, токоферола, ретинола и цистеина, котрый тормозит образование в организме нитрозаминов, образующихся из предщественников, содержащихся в колбасе. Нитрозамины относятся к мощным канцерогенам; витамин К и источники его содержащие (морковь, капуста); балластные вещества, предотвращающие развитие рака толстой кишки. Источниками защитных веществ являются: молоко, творог, молочно-кислые продукты,нежирные сорта мяса и рыбы в отварном виде, яичный белок, растительные масла, хлеб из муки грубого помола, отруби, овсяная и гречневая крупы, свекла, морковь, тыква, капуста, черная смородина, крыжовник, облепиха, шиповник, цитрусовые. Следует отметить, что в пищевых продуктах могут содержаться вещества, которые противодействуют проявлению положительных эффектов защитных веществ: продукты богатые холестерином - жиры в больших количествах, кофе и чай (кофеин вызывает мобилизацию жира из жировых депо, поэтому в депо вновь синтезируется из углеводов очередная порция жира); вещества, содержащие в высоких концентрациях биогенные амины (тирамин, норадреналин, дофамин, серотонин) – это многие сорта сыра (чеддер, рокфор, стилтон), шоколад, ананасы, томаты, красные вина.

Антипищевые вещества не обладающие токсичностью, но блокируют или тормозят усвоение нутриентов. К ним относятся: антиферменты – вещества, блокирующие пепсин, трипсин, альфа-амилазу. Они содержатся в сырах, бобовых, яичном белке, пшенице, ячмене. При термической обработке они разрушаются; редуцирующие углеводы - соединения, блокирующие усвоение или обмен некоторых. При термической обработке эти вещества соединяются с аминокислотами (в основном с лейцином) и связывают их, препятствуя их всасыванию (реакция Майяра); антивитамины вещества, которые разрушают витамины или препятствуют их усвоению. Для витаминв В₁ антивитамином является фермент тиаминаза, содержащейся в сырой рыбе, для биотина – белок авидин, содержащийся в сырых яйцах; деминерализующие вещества – щавелевая кислота, фитин, танины. Они связывают некоторые двух- и трехвалентные соединения и делают их неусвоямыми. Например, в щавеле, ревене количество щавелевой кислоты настолько велико, что она противодействует всасыванию кальция.

Компоненты пищи, неблагоприятно влияющие на организм. В продуктах и напитках могут содержаться:

природные токсические соединения – лектины, небелковые аминокислоты, гликозиды и др. Лектины – это гликопротеины, обладающие местным и общим токсическим действием. Они нарушают всасывание в тонком кишечнике, повышают проницаемость стенок кишечника, поэтому вызывают проникновение чужеродных веществ в кровь, вызывают агглютинацию эритроцитов. Эти вещества содержатся в бобовых, арахисе, проростках растений, икре рыб. Тепловая обработка разрушает лектины.

Цианогенные амины содержатся в ядрах, косточках миндаля, абрикосов, вишни. В этих ядрах находится фермент, разрушающий эти амины. В результате образуется синильная кислота. Это происходит при длительном хранении источников цианогенных аминов наливки, настоянной на плодах с косточками.

Соланин – токсическое соединение, которое образуется в подзеленевших клубнях картофеля.

Канцерогенные вещества – это полициклические ароматические углеводы, которые образуются в обугленных участках пищевых продуктов, в перегретых жирах, в продуктах копчения. К канцерогенам относятся нитрозосоединения, которые содержатся в продуктах подвергающихся посолу, копчению, хранению в сыром, неразрезанном или вареном виде при

недостаточно низкой температуре.

Нитрозосоединения образуются также в растениях, выросших на почве, обильно удобренной азотистыми соединениями – особенно их много в свекле и листовых овощах.

Роль белков в организме. На долю белков приходится около 20% сухой массы клетки. Белки выполняют в организме пластическую и энергетическую функцию. 11-13% энергии, потребляемой организмом, идет за счет белков. Белки не откладываются про запас. Биологическая ценность белка определяется наличием в нем незаменимых аминокислот, их соотношением с заменимыми, перевариваемостью ферментами ЖКТ, наличием в белках фракций антипротеаз (антиферментов), антивитаминов, аллергизирующих факторов. В связи с этим различают полноценные и неполноценные белки. Полноценные белки содержат все незаменимые аминокислоты (метионин, лизин, триптофан, фенилаланин, лейцин, изолейцин, треонин, валин, а для детей – гистидин, аргинин). В неполноценных белках имеет место дефицит одной или более незаменимых аминокислот. Потребности в аминокислотах возрастают при беременности, инфекционных заболеваниях, авитаминозах, притяжелой физической нагрузке. Источником полноценных белков являются молоко, молочные продукты, яйца, мясо, рыба, печень. Много белка в бобовых (сое,горохе, фасоли). По аминокислотному составу белки сои, картофеля, риса и ржи приближаются к животному белку. Белки животного происхождения лучше перевариваются и усваиваются (97%), чем растительные (83-85%). Для более полного использования белков организмом необходимо устранять антиферментную, антивитаминную активность, а также аллергизирующее действие белков – это достигается тепловой обработкой. Если в составе белков много нуклеопротеидов (субпродукты), то в больших количествах образуются нуклеиновые кислоты, которые дают мочевую кислоту, что может привести к подагре.

Жиры. В норме у человека на долю жира приходится 10-20%, а при ожирении до 50% от всей массы. Жиры выполняют пластическую (для построения тканей и синтеза стероидных гормонов) и энергетическую функцию (до 33% потребляемой энергии за счет жиров). В организме находятся в двух видах: структурном (протоплазматическом) и резервном (депо – в подкожной клетчатке, в брюшной полости – сальник и около почек). Избыточное питание, гиподинамия, снижение функции половых желез и щитовидной железы вызывают увеличение жира (избыточного веса тела). Величина идеальной массы тела зависит от пола, возраста и роста. Существуют следующие способы определения должного веса: 1) индекс Брока, который используется в некоторой модификации: а) для лиц с ростом 165 см и меньше (Р-100), б) для лиц с ростом 166-175 см (Р-105), для лиц с ростом 176 см и более (Р-110). При этом отмечается коррекция в зависимости от типа телосложения: для нормостеников (лиц с нормальной грудной клеткой) коррекции нет, для гиперстеников (лиц с широкой грудной клеткой) добавляется к полученной величине 10%, для астеников (лиц с узкой грудной клеткой) – уменьшается на 10%; 2) в Европе широкое распространение получил индекс Кетеле, или индекс массы тела (ИМТ): это частное от деления массы тела (г) на рост (см), взятый в квадрат: ИМТ = (В/Р)². Если индекс Кетеле выше 2,4, то это указывает на наличие у данного человека повышенного риска развития ишемической болезни. Пищевой жир бывает животного и растительного происхождения. Животный жир, в основном представлен триглицеридами, в состав которых входят насыщенные жирные кислоты. Жиры растительного происхождения содержат в основном ненасыщенные жирные кислоты. В организме человека синтез полиненасыщенных жирных кислот ограничен, поэтому эти кислоты (содержатся в растительном жире) являются незаменимыми. Это линолевая и арахидоновая кислоты. Жиры растительного происхождения богаты фосфатидами (лецитин, кефалин, сфингомиелин), которые играют важную роль в деятельности организма и особенно ЦНС. При их недостаточном поступлении в печени откладывается нейтральный жир, что нарушает функцию печени. Лецитин важен как регулятор обмена холестерина. При очищении масла (рафинирование масла) эти факторы удаляются. К жироподобным веществам относят стерины –зоостерины и фитостерины – соответственно животного и растительного происхождения. Фитостерины (бета-ситостерол, эргостерол – витамин Д₂) препятствует всасыванию холестерина в ЖКТ. Среди зоостеринов важное место занимает холестерин – источник желчных кислот, стероидных гормонов. Однако избыточное использование холестерина вызывает атеросклероз. Усвоение жидкого жира намного лучше, чем твердого. В сутки необходимо использовать 80-100 г жира: 25-30 г растительного масла, 30-35 г сливочного масла, остальное – кулинарный жир. В сливочном масле мало полиненасыщенных жирных кислот, но много витаминов типа А, Д, Е. При недостаточном поступлении жира в организм снижаются иммунные свойства, нарушается половая функция, снижается продукция стероидных гормонов. При недостаточности в пище линолевой кислоты наблюдается тромбоз сосудов, раковые заболевания.

Углеводы. Основная масса углеводов, поступающих в организм, используется для энергетических потребностей (более 55% потребляемой энергии). Основной источник углеводов это растения, котрые содержат до 80-90% углеводов. В основном это крахмал, а также клетчатка (балластные вещества). Гликоген (животного происхождения) в пищу, как правило, не поподает, так как при созревании мяса убойных животных он разрушается. В сутки необходимо поступление 400-500 г углеводов, в том числе за счет крахмала 350-400 г, моносахаридов и дисахаридов – 50-100 г, балластных веществ – до 25 г. Избыток углеводов переходит в резервный жир.

Некоторые практические рекомендации

Рацион питания для студентов (м/ж), в г/сутки: мясо и мясопродукты (107/127), рыбы и рыбные продукты (43/53), молоко (313/370), творог (18/21), сметана (16/18), сыр (16/18), в целом молочные продукты (903/1097), яйца (22/26), масло животное (13/16), масло растительное (22/26), сахар (80/95), хлебопродукты в пересчете на муку (343/407), картофель (268/317), овощи и бахчевые (317/376), фрукты свежие (112/132), сухофрукты (4/5).

Особенности пищевого рациона для работников умственного труда. Для данной категории людей повышена потребность в белках и водорастворимых витамина С и В (на 25-30%), в витамине А и бета-каротине. Желательно наличие балластных веществ и использование нерафинированной пищи (сахара, масла, хлеба). Энерготраты – 2400-2800 ккал/сут. Энергия образуется за счет белков (13%), жиров (33%), углеводов (54%). В рационе должны содержаться белки животного происхождения (не менее 55%), растительного масла (не менее30%), сахара (не более 60-70 г/сут). Рекомендуется набор следующих продуктов: мясо и мясопродукты (200 г), рыба (40 г), молоко, молочные продукты (500), творог, сыр (20), сметана (15), яйцо (1 шт.), масло сливочное (20 г), масло растительное (20), сахар (70), мука (15), макаронные изделия (10), крупы бобовых (35), картофель (385), овощи (300), фрукты (200), сухофрукты (15). .

 

1. Энергозатраты организма складываются из: 1)ОО и СДДП ; 2)СДДП и РП ; 3)ОО,РП и СДДП ; 4)ОО и РП

2. Для определения ФОО необходимо знать: 1)функцию щитовидной железы ; 2) рост,вес,возраст и пол ; 3)количество поглощенного кислорода ; 4)количество поглощенного кислорода и выделенного СО₂.

3. Для определения ДОО необходимо знать: 1)функцию щитовидной железы ; 2)рост, вес, возраст и пол ; 3)количество поглощенного О₂ ; ~4)количество поглощенного О₂ и

выделенного СО₂

4. По соотношению ФОО и ДОО можно судить о: 1)функции щитовидной железы; 2) общих энергозатратах; 3) функции

пищеварительного тракта ; 4)выполняемой физической нагрузки

5. ФОО после приема белковой пищи: 1)уменьшается на 15% ; 2)увеличивается на 4-5% ; 3)увел-ся на 30% ; 4)увеличивается на 10-15%.

6. ФОО после приема углеводной пищи: 1)уменьшается на 15% ; 2)увеличивается на 4-5% ; 3)увеличивается на 30% ; 4)увел-ся на 10-15%

7. ФОО после приема жирной пищи: 1)уменьшается на 15% ; 2) увеличивается на 4-5% ; 3)увеличивается на 30% ; 4)увел-ся на 10-15%

8. ФОО при гиперфункции щитовидной железы: 1)увеличивается ; 2)уменьшается ; 3)не изменяется ; 4)соответствует ДОО

9. ДОО при гипофункции щитовидной железы: 1)увеличивается; 2)уменьшается ; 3)не изменяется ; 4)соответствует ДОО

10. ДОО при гиперфункции щитовидной железы: 1) увеличивается ; 2)уменьшается ; 3) не изменяется ; 4)соответствует ДОО

11. ФОО при гипофункции щитовидной железы: 1) увеличивается ; 2)уменьшается ; 3)не изменяется ; 4)соответствует ДОО

12. При окислении углеводов количество поглощенного О₂:

1)соответствует количеству выделенного СО2 ; 2)меньше кол-ва

выделенного СО₂ ; 3)больше кол-ва выделенного СО₂

13. При окислении жира ДК равен: 1) 1,0 ; 2) 0,4-0,5 ; 3) 0,7 ; 4) 0,8

14. При окислении белков ДК равен: 1)1,0 ; 2)0,4-0,5 ; 3)0,7 ; 4)0,8

15. При окислении углеводов ДК равен: 1)1,0 ; 2)0,4-0,5 ; 3)0,7 4)0,8

16. Калорическая ценность белка при окислении в организме: 1)больше, чем при сжигании в калориметрической бомбе ; 2) меньше, чем при сжигании в калориметрической бомбе ;

3)такая же, как и при сжигании в калорметрической бомбе; 4)больше,чем калорическая ценность при окислении углеводов;

17. Калорическая ценность углеводов при окислении в рганизме:

1)соответствует калорической ценности при сжигании в калориметрической бомбе ; 2)меньше,чем калорич.ценность при сжигании ;3)больше, чем калорич. ценность при сжигании ; 4)больше, чем калорическая ценность жира при окислении в организме

18. Калорическая ценность жира при окислении в организме:

1)меньше, чем при сжигании в калориметрической бомбе ;2) состветствует ; 3)больше ; 4)меньше, чем калорическая ценность при окислении углеводов

19. Калорический коэффициент О₂ это: 1)количество О₂ поглощенного за 1мин. ; 2)соотношение выделенного СО₂ к поглощенному О₂ ; 3)соотношение поглощенного О₂ к выделенному СО₂ ; 4)количество энергии, выделяемой организмом при поглощении 1литра кислорода

20. Дыхательный коэффициент это: 1)количество О₂ поглощенного за 1мин.; 2)соотношение выделенного СО₂ к поглощенному О₂ ; 3)соотношение поглощенного О₂ к выделенному СО₂ ; 4)количество энергии, выделяемой организмом при поглощении 1литра кислорода

21. Распад сложных веществ до простых с выделением энергии называется: 1)диссимиляцией ; 2)энергетическим балансом ; 3)ассимиляцией ; 4)основным обменом

22. Образование сложных органических соединений из простых с затратой энергии называется: 1)диссимиляцией ; 2) энергетическим балансом ; 3)ассимиляцией ; 4)основным обменом

23. Минимальные затраты организма на работу внутренних органов, измеренных при стандартных условиях составляют:

1)РП ; 2)ОО ; 3)обмен веществ ; 4)СДДП

24. Затраты энергии на выполнение мышечной нагрузки составляют: 1)РП ; 2)ОО 3)обмен веществ ; 4)СДДП

25. CДДП называется энергозатраты осуществляемые: 1)в стандартных условиях ; 2)работой внутренних органов 3)усвоением питательных веществ; 4)выполнением мышечной нагрузки

26. При гиперфункции щитовидной железы увеличивается ДОО, потому что при этом повышается интенсивность обмена веществ: 1)НВН; 2)ННН; 3)ВВН; 4)ВВВ.

27. При гипофункции щитовидной железы уменьшается ФОО, потому что при этом увеличивается интенсивность обмена веществ: 1)ВВВ; 2)ВВН; 3)ВНН; 4)ВНВ.

28. При окислении белка в организме выделяется меньшее количество энергии,чем при сжигании белка в калориметрической бомбе, потому что белки окисляются в организме до СО₂ и воды: 1)ВВВ; 2)ВНН; 3)ННН; 4)ВВН.

29. Физический тепловой коэффициент белка больше физиологического,потому что при сгорании белка в калориметрической бомбе образуется СО2 и вода: 1)ВНН; 2)ВНВ; 3)ВВВ; 4)ВВН.

30. Физиологический тепловой коэффициент углевода при мышечной нагрузке больше, чем физический, потому что при этом углеводы окисляются до молочной кислоты:1)НВН; 2)ННН; 3)ВНН; 4)ВВН.

31.При использовании белковой пищи ФОО увеличивается, потому что при усвоении белка тратится энергия: 1)ВНН; 2)НВН; 3)ВВВ; 4)ВНН.

32. Болезнь Хошимото сопровождается уменьшением ДОО, потому что при этом отмечается гипофункция щитовидной железы: 1)ННН; 2)ВНН; 3)ВНВ; 4)НВН.

33. Базедова болезнь сопровождается увеличением ФОО, потому что при этом уменьшается функция щитовидной железы: 1)ВНН; 2)ННН; 3)ВНВ; 4)ВВН.

34. Базедова болезнь сопровождается увеличением ФОО, потому что при этом отмечается гиперфункция щитовидной железы: 1)ВНВ; 2)ВВВ; 3)ВВН; 4)ВНН.

35. После физической нагрузки ДК может быть больше единицы, потому что при этом увеличивается выделение СО₂: 1)ВНН; 2)ВВН; 3)ВНВ; 4)ВВВ.

36. СДДП – это часть свободной энергии, потому что она используется для усвоения питательных веществ: 1)ВНВ; 2)ВНН; 3)ВВВ; 4)НВН.

37. Свободная энергия образуется при расщеплении АТФ, потому что она используется только для ОО: 1)ВВВ; 2)ВНВ; 3)ВНН; 4)НВН.

38. Связанная энергия образуется при расщеплении АТФ, потому что она используется только для энергозатрат организма: 1)ВВВ; 2)ВНВ; 3)ВНН; 4)НВН.

39. При увеличении энтропии уменьшается величинв рабочей прибавки, потому что при этом увеличивается связанная энергия: 1)ВВВ; 2)ВВН; 3)ВНН; 4)НВВ.

40. При увеличении поглощения кислорода увеличиваются энергозатраты организма, потому что при этом более интенсивно осуществляются окислительные процессы: 1)НВВ; 2)ВВВ; 3)ВНВ; 4)ВВН.

41. При увеличении поглощения кислорода увеличиваются энергозатраты организма, потому что при этом увеличивается его калорический эквивалент: 1)НВВ; 2)ВВВ; 3)ВНВ; 4)ВВН.

42.Калорическая ценность белка больше, чем углевода, потому что белок в организме окисляется до углекислого газа и воды: 1)ННВ; 2)ННН; 3)ВНВ; 4)НВН.

43. Калорическая ценность белка такая же как углевода, потому что белок в организме окисляется до углекислого газа и воды: 1)ННВ; 2)ВНН; 3)ВНВ; 4)НВН.

44.Калорическая ценность белка такая же как углевода, потому что белок в организме не окисляется до конечных продуктов: 1)ВВВ; 2)ННН; 3)ВНВ; 4)НВН.

 

.

 

27. Функциональная система, поддерживающая постоянство температуры тела. Классификация животных по сохранности температуры тела. Теплопродукция: роль отдельных органов, дрожательный и недрожательный термогенез. Теплоотдача: способы отдачи тепла, роль отдельных органов.

 

Живой организм постоянно продуцирует тепло, которое идет на нагревание тела. Удельная теплоемкость тела человека (количество тепла, необходимое для нагревания ткани на 1⁰С) в среднем составляет 0,83 ккал/кг (для воды 1 ккал/кг). Установлено, что для повышения температуры тела человека массой в 70 кг в условиях покоя расходуется около 72 ккал/час. Отсюда следует, что при отсутствии второго процесса – теплоотдачи, ежечасно ткани организма нагревались бы на 1,24⁰, то есть наступил бы перегрев. Однако этого не происходит благодаря функциональной системе организма (ФУС), поддерживающей постоянство температуры тела. Рассмотрим основные звенья этой системы.

Первым звеном этой системы, как и любой другой ФУС, является конечный полезный приспособительный результат (КППР) – этим показателем является температура тела человека. Изменение температуры тела от оптимального уровня (увеличение или уменьшение) вызывает возбуждение вторго звена – специфические рецепторы (СР). От СР импульсы по нервным афферентным путям (третье звено ФУС) идут к четвертому звену – ЦНС/. Возбуждение этого звена происходит и афферентным гуморальным путем (изменение температуры крови непосредственно воздействует на соответствующие структуры ЦНС). Возбуждение соответствующих структур ЦНС вызывает поток эфферентных импульсов на соответствующие рабочие органы –эффекторы – пятое звено ФУС.

Изменение работы соответствующих эффекторов приводит к изменению КППР – температуры тела человека. Если при максимальном изменении работы эффекторов (внутренние резервы организма), температура тела не будет оптимальной, тогда вовлекается в процесс возбуждения гипоталамус и кора больших полушарий (КБП). При возбуждении гипоталамуса в работу ФУС включается эндокринная система (ЭС). Следует отметить, что изменение функции ЭС может осуществляться за счет афферентных импульсов от СР. При возбуждении КБП начинает функционировать шестое звено ФУС – поведение. Теперь рассмотрим каждое звено ФУС в отдельности.

Конечным полезным приспособительным результатом данной ФУС является температура тела. Температура тела человека и высших животных поддерживается на относительно постоянном уровне, несмотря на колебания температуры окружающей среды. Это постоянство температуры тела носит название изотермия. По сохранению постоянства температуры тела всех животных можно разделить на две группы: 1) пойкилотермные – холоднокровные, у которых температура тела завист в основном от температуры среды: когда она уменьшается, температура тела тоже падает и наоборот. Типичным представителем пойкилотермных является лягушка. Зимой температура тела лягушки приближается к нулю. В этом состоянии она все же способна совершать прыжки в длину не более 12-15 см. Летом температура ее тела достигает 20-25⁰ , а прыгать она может до 1 м; 2) гомойотермные – теплокровные, у которых отмечается изотермия или постоянство температуры тела. К этим животным относятся млекопитающие. Следует отметить, что изотермия имеет место относительный характер: теемпература тканей, расположенных не глубже 3 см от поверхности тела (кожа, подкожная клетчатка, поверхностные мышцы) – «оболочка» – во многом зависит от внешней температуры, в то время как «ядро» тела (ЦНС, внутренние органы, скелетные мышцы, расположенные глубже 3 см) имеют сравнительно постоянную температуру независимо от температуры окружающей среды. Таким образом, теплокровные имеют пойкилотермную «оболочку» и гомойотермное «ядро».

Изотермия в процессе онтогенеза развивается постепенно. У новорожденного ребенка способность поддерживать постоянство температуры тела не совершенна. Вследствие этого может наступать охлаждение (гипотермия) или перегревание (гипертермия) организма при таких температурах окружающей среды, которые не оказывают влияния на взрослого человека. У них даже небольшая мышечная работа (длительный крик ребенка) может привести к повышению температуры тела. Организм недоношенных детей еще менее способен поддерживать постоянство температуры тела.

Существуют микроорганизмы, для которых оптимум температуры среды варьирует от 0 до минус 60⁰, например, микробы, живущие в толще льда. Есть и такие микроорганизмы, которые живут при температуре +70⁰ до +120⁰, например , микробы горячих источников. Ряд животных, например, летучая мышь, грызуны, некоторые виды птиц (колибри), относятся к группе гетеротермных организмов: при одних условиях они пойкилотермные, а при други – гомойотермные.

Температура тела человека. Температура разных участков «ядра» различна: в печени 37,8-38⁰, в мозге 36,9-37,8⁰. Лучше всего температуру «ядра» отражает температуру крови в правом сердце, куда приходит кровь от многих участков тела. В покое температура крови в правом сердце составляет 36,6-37⁰. В целом температура «ядра» тела составляет 37⁰.

Температура кожи человека в разных местах колеблется от 24,4⁰ до 34⁰. Самая низкая температура – в пальцах ног, самая высокая – в подмышечной впадине. На коже пальцев ног обычно температура 24,4⁰. Если человек кпается в холодной воде, то она может снизиться до 16⁰. Для определения средней температуры кожи («оболочки») обычно замеряют температуру в 7 стандартных участках – в области лба, стопы, голени и бедра, груди, плеча спины, кисти. С учетом удельного веса соответствующей поверхности расчитывают среднее значение, используя формулу Вите: Т = 0,07Т стопы + 0,32Т ноги + 0,18Т груди + 0,17Т спины + 0,14Т плеча + 0,05Т кисти + 0,71Т лба. По данным Шмидта, средняя температура кожи обнаженного человека в условиях комфортной температуры составляет 33-34⁰.

Из вышеизложенного следует, что понятие «постоянство температуры тела» является условным. О температуре тела человека судят обычно на основании ее измерения в подмышечной впадине. Здесь температура у здорового человека равна 36,5-36,9⁰. В клинике часто (особенно у грудных детей) измеряют температуру в прямой кишке, где она выше, чем вподмышечной впадине, и равна у здорового человека 37,2-37,5⁰.

Температура тела не остается постоянной, а колеблется в течение суток. Отмечается циркадианные, или околосуточные колебания температуры тела – амплитуда колебаний достигает 1⁰. Температура тела минимальная в предутренние часы (3-4 часа), а максимальная - в вечернее время (16-18 час). У рабочих, длительно работающих в ночных сменах, колебания температуры могут быть обратными. Покой и сон понижают, мышечная деятельность повышает температуру тела.

Известно явление асимметрии аксилярной температуры. Она встречается в 54% случаев, причем в левой подмышечной впадине температура несколько выше, чем в правой. Повышение асимметрии на 0,5⁰ и выше свидетельствует о патологии.

Кожно-температурный коэфициент – это градиент температуры, который несет полезную информацию для врача. Этот коэфициент отражает разность температуры кожи, измеренной над подвздошной (или подмышечной) артерией и 1-м пальцем стопы или 1V пальцем кисти. В норме ее величина составляет 3,8-4⁰ для верхних конечностей и 4,9-5,2 для нижних конечностей. В случае патологии (при ухудшении кровотока конечностей) он возрастает.

Специфические рецепторы. К ним относятся экстра- и интеротерморецепторы. Экстратермо-рецепторы находятся на поверхности кожи и представлены холодовыми и тепловыми терморецепторами. Интерорецепторы находятся в сосудах, внутренних органах, мышцах и ЦНС (в передней части гипоталамуса, ретикулярной формации мозга спинном мозге и коре больших полушарий). Наиболее полно изучены терморецепторы кожи. Больше всего терморецепторов на коже головы (лицо) и шеи. В среднем на 1 мм² поверхности кожи приходится 1 терморецептор. Холодовые рецепторы располагаются на глубине 0,17 мм от поверхности кожи. Их около 250 тыс. При их раздражении частота МПД линейно зависит от температуры в пределах от 41⁰ до 10⁰: чем ниже температура, тем выше частота импульса. Оптимальная чувствительность их в диапазоне от 15⁰ до 30⁰. Тепловые рецепторы залегают глубже – на расстоянии 0,3 мм от поверхности кожи. Их меньше – всего 30 тыс. Реагируют на изменение температуры линейно в диапазоне от 20⁰ до 50⁰: чем выше температура, тем выше частота генерации МПД. Оптимум чувствительности в диапазоне 34-43⁰. Среди холодовых и тепловых рецепторов имеются разные по чувствительности популяции: 1) реагируют на изменение температуры в 0,1⁰ (высокочувствительные рецепторы; 2) реагируют на изменение температуры в 1⁰ (рецепторы средней чувствительности); 3) высокопороговые, или рецепторы низкой чувствительности – реагируют на изменение температуры в 10⁰. Импульсы от кожных рецепторов поступают в спинной мозг, где расположены вторые нейроны с которых начинается спиноталамический путь, который заканчивается в вентробазальных ядрах таламуса. Отсюда часть информации поступает в сесомоторную зону КБП, а часть – в гипоталмический центр терморегуляции. Высшие отделы ЦНС (КБП и лимбическая система) обеспечивают формирование теплоощущения (тепло, холодно, температурный комфорт и дискомфорт). Гипоталамическая область обеспечивает регуляцию теплопродукции (химическая терморегуляция) и теплоотдачи (физическая терморегуляция).

Афферентное звено ФУС состоит из: а) нервного пути, что представлено спиноталамическим путем; б) гуморального пути – непосредственного действия «горячей» или «холодной» крови на нейроны ЦНС.

Центральное звено ФУС. В центральном звене можно условно выделить: а) центр терморегуляции в узком смысле, который находится в гипоталамусе; б) таламус, гипоталамус (как высший центр эндокринной и автономной нервной системы; в) КБП.

В гипоталамусе различают скопление нейронов, регулирующих теплоотдачу (отдел теплоотдачи) и теплопродукцию (отдел теплопродукции) Впервые существование таких отделов в гипоталамусе обнаружил К.Бернар. Он проводил “тепловой укол” (механическое раздражение гипоталамуса животного), после чего повышалась температура тела. Животные с разрушенными ядрами преоптической области гипоталамуса плохо переносят высокие температуры окружающей среды. Раздражение этой области электрическим током приводит к расширению сосудов кожи, потоотделению, тепловой одышки. Это скопление ядер получило название “центра теплоотдачи”.При разрушении нейронов задних отделов гипоталамуса животное плохо переносит холод. Электростимуляция этой области вызывает повышение температуры тела, мышечную дрожь, увеличение липолиза, гликогенолиза. Скопление этих ядер называют "центр теплопродукции". Разрушение центра терморегуляции превращает гомойотермный организм в пойкилотермный. Согласно К.П.Иванову (1983, 1984) в центрах теплопродукции и теплоотдачи имеются сенсорные и эфферентные нейроны. Сенсорные нейроны воспринимают информацию от терморецепторов (нервный афференый путь) и непосредственно от крови, омывающей нейроны (гуморальный афферентный путь). Если при возбуждении центра терморегуляции температура тела не станет оптимальной, тогда возбуждение передается в другие отделы гипоталамуса и таламуса, что вызывает появление отрицательных эмоций. При появлении отрицательных эмоций возбуждение от гипоталамуса передается в КБП и начинает функционировать последнее звено ФУС – поведение.

Эффекторы ФУС. Все эффекторы ФУС можно выделить на две группы:

I. Эффекторы, повышающие теплоотдачу организма – при работе этих органов увеличивается теплоотдача и организм охлаждается. Этот механизм особо важное значение приобретает в поддержании постоянства температуры тела во время пребывания организма в условиях повышенной температуры окружающей среды. Эти органы работают при возбуждении эфферентных нейронов «центра теплоотдачи». Различают следующие способы теплоотдачи: а) теплопроведении – при этом происходит непосредственная передача тепла организмом при соприкосновении с более холодным объектом; б) конвекции – за счет движения и перемещения нагреваемого теплом воздуха. При температурном комфорте 15% тепла организм отдает этим способом. Вентилятор усиливает отдачу тепла этим способом; эти два способа теплоотдачи осуществляются, если температура тела ниже температуры окружающей среды; в) теплоизлучения, за счет излучения инфракрасных лучей – этот способ осуществляется если температура тела ниже и равно температуре окружающей среды. В условиях температуры комфорта за счет этого механизма осуществляется до 60% тепла; Следует отметить, что во всех перечисленных способах отдачи тепла существенную роль играет кожный кровоток: когда его интенсивность возрастает за счет снижения тонуса гладкомышечных клеток артериол и закрытия артериовнозных шунтов – отдача тепла существенно возрастает. Этому также способствует увеличение объема циркулирующей крови; г) испарения воды – этот способ осуществляется при повышении температуры окружающей среды выше температуры тела. При этом отдача тепла происходит за счет траты энергии (испарение 1 мл воды сопровождается тратами энергии в 0,58 ккал). Различают два вида испарения, или перспирации: неощущаемая и ощущаемая перспирация. Неощущаемая перспирация – это испарение воды со слизистых дыхательных путей и воды, которая просачивается через эпителий кожного покрова. За сутки через дыхательные пути испаряется до 400 мл воды (отдается тепла 232 ккал). При повышении температуры эта величина возрастает (тепловая одышка). В среднем за сутки через эпидермис просачивается около 240 мл воды. Эта величина не зависит от факторов среды. Оба вида перспирации за сутки позволяют отдать 371 ккал. Ощущаемая перспирация, или отдача тепла путем испарения пота. При комфортной температуре в среднем за сутки выделяется 400-500 мл пота, следовательно отдается до 300 ккал. При необходимости пототделение может возрастать до 12 л/сут (отдается тепло до 7000 ккал). За час потовые железы могут продуцировать до 1,5 л, а по некоторым источникам до 3 л. По химическому составу пот это гипотонический раствор (0,3% хлористого натрия, мочевину, глюкозу, аминокислоты, аммоний, малые количества молочной кислоты), рН колеблется в пределах 4,2-7, в среднем рН=6. Нейроны спинного мозга, участвующие в регуляции потоотделения находятся в Т₂-L₂. Различают три вида растройства потоотделения: 1) ангидроз – полное отсутствие потоотделения; 2) гипогидроз – частичное снижение птообразования; 3) гипергидроз – чрезмерное образование пота.

Вклад каждого способа отдачи тепла в организме различен. В условиях температурного комфорта основная масса тепла отдается за счет теплопроведения, конвекции и теплоизлучения и лишь 19-20% - с помощью испарения. При высокой температуре среды – до 75-90% тепла отдается за счет испарения. Различают два потока тепла в организме: 1) внутренний поток – пернос тепла от внутренних органов к коже. В этом существенная роль отводится крови – своеобразная «теплотрасса» организма; 2) внешний поток – перенос тепла от кожи во внешнюю среду. При рассматривании механизма теплоотдачи, обычно имеют ввиду именно этот поток. К органам теплоотдачи относятся: 1) кожа (82% тепла отдается через кожу). Отдача тепла через кожу осуществляется двумя механизмами: а) за счет сосудистых реакций – расширения кожных сосудов. При этом отдача тепла происходит тремя способами: теплопроведения, конвекции, теплоизлучения; б) за счет потоотделения при этом отдача тепла происходит путем испарения; 2) легкие (13%) через легкие теплоотдача осуществляется путем испарения водянных паров, насыщающих выдыхаемый воздух. При высокой температуры окружающей среды дыхательный центр рефлекторно возбуждается, при низкой – угнетается, дыхание становится менее глубоким. 3) желудочно-кишечный тракт (4%) – для согревания пищи, путем теплопроведения; 4) нагревании кала и мочи (1%).

К проявлениям физической терморегуляции относится изменение положения тела. Когда собаке или кошке холодно, они сворачиваются в клубок, уменьшая тем самым поверхность теплоотдачи; когда жарко, они принимают положение, при котором поверхность теплоотдачи максимально возрастает. Этого способа не лишен и человек, «сворачиваясь в клубок» во время сна в холодном помещении.

Рудиментарное значение для человека имеет проявление реакции кожных мышц («гусиная кожа»). У животных при этом изменяется ячеистость шерстяного покрова и улучшается теплоизолирующая роль шерсти.

II. Эффекторы, способствующие тепло-продукции (химическая терморегуляция). При работе этих органов увеличивается образование тепла в организме – происходит повышение температуры. Этот механизм имеет большое значение при снижении температуры окружающей среды. Усиление функций этих органов осуществляется за счет возбуждения эфферентных нейронов центра теплопродукции. При этом освобождение энергии в организме осуществляется за счет окисления питательных веществ (белков, жиров и углеводов). Значение органов и ткане в теплообразовании различна: 1) скелетные мышцы (60% тепла в организме образуется за счет сокращения мышц). При этом происходит непроизвольное сокращение мышц – дрожь. Тепло, образуемое за счет непроизвольного сокращения мышц, называется дрожательным термогенезом. При этом обменные процессы в организме значительно усиливаются, увеличивается потребление кислорода и углеводов мышечной тканью, что влечет за собой повышение теплообразования. Даже произвольная имитация дрожи увеличивает теплообразование на 200%. Если в организм введены миорелаксанты – вещества, нарушающие передачу возбуждения с нерва на мышцу и тем самым устраняющие дрожь, гораздо быстрее наступает понижение температуры тела. Скелетные мышцы также сокращаются за счет импульсов от КБП – это произвольное сокращение. Совокупность произвольных сокращений скелетных мышц составляют то или иное поведение. Следует отметить, что при горизонтальном (в положении лежа) положении тела, но с напряженной мускулатурой, происходит повышение тепло-образования (за счет интенсивности окислительных процессов) на 10%. Небольшая двигательная активность ведет к увеличению теплообразования на 50-80%, а тяжелая мышечная нагрузка - на 400-500%. При сокращении мышц повышается гидролиз АТФ, возрастает поток вторичной теплоты, идущий на согревание организма. При снижении температуры окружающей среды и крови первой реакцией мышц является увеличение терморегуляционного тонуса (микровибрации). В среднем при его появлении, теплопродукция возрастает на 20-45% от исходного уровня. При более значительном охлаждении терморегуляционный тонус переходит в мышечную холодовую дрожь. Дрожь представляет собой непроизвольную ритмическую активность поверхностно расположенных мышц, в результате чего теплопродукция возрастает в 2-3 раза. Вначале дрожь возникает в мышцах головы и шеи, затем туловища и потом конечностей. При этом сигналы от нейронов гипоталамуса идут через тектуь и красное ядро («центральный дрожательный путь») к альфа-мотонейронам сипнного мозга, откуда сигнал идет к соответствующим мышцам, вызывая их активность. В скелетных мышцах теплопродукция может происходить за счет несократительного термогенеза – за счет уменьшения эффективности окислительного фосфорилирования; 2) печень (30%) . В печени термогенез происходит в основном за счет активации гликлгенолиза и последующего окисления глюкозы. Температура крови печеночной вены выше температуры артериальной крови, что указывает на интенсивность теплообразования в этом органе. За счет интенсивных процессов окисления в печени этот орган называю «биохимической кухней» нашего организма; 3) бурый жир занимает особое место в теплообразовании организма, особенно у новорожденных и жителей арктических зон у которых он в значительном количестве. Бурый оттенок жира придается более значительным числом окончаний симпатических нервных волокон и большим числом митохондрий. Бурый жир повышает теплопродукцию за счет липолиза под влиянием симпатических воздействий и адреналина. Бурый жир расположен в затылочной области, между лопатками, в средостении по ходу крупных сосудов, в подмышечных впадинах. За счет высокой скорости окисления жирных кислот в бурой жировой ткани процесс теплообразования идет гораздо быстрее, чем в обычной. Тепло, образуемое за счет несократительного термогенеза в мышцах, гликогенолиза в печени и липолиза в буром жире называется недрожательным термогенезом; 4) другие органы (10%) – за счет окислительных процессов во всех остальных органах и тканей организма. Регуляция недрожательного термогенеза осуществляется путем активации симпатической системы и продукции гормонов щитовидной железы и мозгового слоя надпочечников. Теплообразование в организме осуществляется за счет окисления белков, жиров и углеводов в организме. У человека усиление теплообразования (за счет увеличения интенсивности обмена веществ) отмечается, когда температура окружающей среды становится ниже оптимальной температуры (зона комфорта). Для человека в обычной легкой одежеде эта зона находится в пределах +18+20⁰, а для обнаженного равна +28⁰. Оптимальная температура во время пребывания в воде выше, чем на воздухе. Это обусловлено тем, что вода, обладающая высокой теплоемкостью и теплопроводностью, охлаждает тело в 14 раз сильнее, чем воздух. В связи с этим в прохладной ванне обмен веществ повышается значительно больше, чем во время пребывания на воздухе при той же температуре.

К эффекторам, участвующим в изменении температуры тела также относится эндокринная система. При раздражении центра теплоотдачи (при повышении температуры окружающей среды) происходит торможение выработки в гипоталамусе тиреолиберина, что приводит к снижению функции щитовидной железы. При раздражении центра теплопродукции (при снижении температуры окружающей среды) увеличивается выработка тиреолиберина, что приводит к увеличению функции щитовидной железы. Из желез внутренней секреции в регуляции температуры тела участвуют, главным образом щитовидная и надпочечники. При участии щитовидной железы в кровь выделяются гормоны (тироксин и трийодтирозин), повышающие интенсивность обмена веществ, усиливая при теплопродукцию. Участие надпочечников заключается в выделении в кровь адреналина, который : 1) усиливает окислительные процессы в мышцах и повышает теплообразование; 2) суживает кожные сосуды, уменьшая теплоотдачу.

Таким образом при возбуждении центра теплопродукции происходит: 1) возбуждение мотонейронов спинного мозга и сокращение скелетных мышц (дрожательный термогенез); 2) возбуждение симпатических нейронов спинного мозга, что приводит к гликогенолизу в скелетных мышцах и печени, а также к липолизу бурого жира (недрожательный термогенез). При возбуждении центра теплоотдачи происходит: 1) возбуждение симпатических нейронов спинного мозга с усилением работы потовых желез; при усилении продукции пота возрастает активность калликреина, что приводит к увеличению концентрации в крови брадикинина. Брадикинин способствует потоотделению и расширению сосудов кожи; 2) возбуждение депрессорного отдела сосудодвигательного центра с понижением активности нейронов спинного мозга, что приводит к расширению сосудов и увеличению теплоотдачи.

Поведение – внешнее звено ФУС. Это звено ФУС начинает функционировать при исчерпании внутреннего резерва организма. Если при максимальной функции всех эффекторов, участвующих в регуляции температуры (при повышении температуры окружаюшей среды – участие органов, усиливающих теплоотдачу; при снижении температуры окружающей среды – участие органов, увеличивающих теплопродукцию), температура тела не будет оптимальной, тогда возбуждение от гипоталамуса переходит в КБП – возникает поведение, которое способствует изменению температуры тела до оптиамльной величины.