Как влияет нервная система на процессы обмена веществ

Гормональная регуляция обменных процессов обусловлена деятельностью эндокринной системы. Выделяют три основных вида влияний гормонов на метаболизм: 1) на активность ферментов, 2) на синтез ферментов, 3) на проницаемость мембран (Меньшиков, 1970).

Влияние гормонов на активность ферментов обусловлено их воздействием на структуру молекулы фермента, переводом фермента из неактивной формы в активную и. т. д. При этом гормоны активируют одни ферменты и тормозят действие других.

Влияние гормонов на синтез ферментов осуществляется путем воздействия на генетический аппарат клетки. Так, гормоны коры надпочечников активируют гены ДНК и усиливают синтез РНК, как информационной, так и транспортной. В результате повышается синтез соответствующих ферментов.

Многие гормоны способны активно воздействовать и на проницаемость клеточных мембран и мембран клеточных органелл, в которых осуществляются отдельные фазы обмена веществ. Так, инсулин повышает проницаемость клеточных мембран некоторых тканей по отношению к глюкозе, в результате чего ее поступление в клетки усиливается. Гормон щитовидной железы — тироксин влияет на состояние мембраны митохондрий, гормон коры надпочечников — гидрокортикозона на мембрану лизосом.

Наиболее важная регуляция метаболизма осуществляется нервной системой.Воздействие нервной системы на метаболизм связывают главным образом с деятельностью симпатического отдела нервной системы, с его адаптационно-трофической функцией (Л. А. Орбели). Трофический эффект свойствен и другим нервным волокнам, кроме симпатических. Перерезка нервов приводит к нарушению метаболизма в тканях.

Сущность непосредственного трофического влияния нервной системы на клетки изучена недостаточно. Полагают, что вещества, регулирующие трофику тканей (возможно, продукты метаболизма нуклеиновых кислот), синтезируются в теле нервной клетки и поступают в аксоплазму. Последняя непрерывно передвигается в проксимально-дистальном направлении. Таким путем ток аксоплазмы обеспечивает транспорт их к периферическим органам. Существенная роль в регуляции метаболизма принадлежит медиаторам симпатической нервной системы — норадреналину и ацетилхолину. В метаболизме клетки эти медиаторы влияют на активность ферментов.

Центральная нервная система оказывает свое влияние на обмен веществ. Особая роль принадлежит гипоталамической области головного мозга, в гипоталамусе локализованы ядра и центры, в которых осуществляется анализ состояния внутренней среды организма, формируются управляющие сигналы и посредством эфферентных систем приспосабливают ход метаболизма потребностям организма.

Эфферентными звеньями системы регуляции обмена являются симпатический и парасимпатический отделы вегетативной нервной системы и эндокринная система. Сигналы из гипоталамуса могут доходить до отдельных эндокринных желез чисто нервным путем, главным образом по симпатическим ветвям. Кроме того, в гипоталамусе вырабатываются вещества пептидной структуры (нейрогормоны), стимулирующие функцию передней доли гипофиза, а через нее — ряда эндокринных желез.

Через гипоталамическую область мозга осуществляется и влияние коры больших полушарий мозга на обмен веществ. Таким образом, нервные и эндокринные механизмы функционируют как единая нейрогуморальная система (рис. 25).

Рис. 25. Интегрирующие функции нервной, эндокринной и сосудистой систем в метаболизме (по: Андреева и др., 1998)

Регуляция белкового обмена. Влияния центральной нервной системы на процессы синтеза и распада белка осуществляется как прямым путем, так и опосредовано, путем изменения функционального состояния желез внутренней секреции. Мозговая регуляция белкового обмена связана с деятельностью гипоталамической области промежуточного мозга.Удаление коры больших полушарий у животных вызывает понижение интенсивности белкового обмена, особенно синтеза белка. Это доказано в опытах на животных, так у молодых животных резко замедляется рост и накопление массы тела.

Влияние гормонов на белковый обмен довольно разнообразно: одни гормоны стимулируют синтез белка, то есть оказывают анаболическое действие, другие преимущественно активируют процессы распада белка, то есть являются гормонами катаболического действия (рис. 26).

АНАБОЛИЗМ

Гормоны щитовидной железы

Гормоны коры надпочечников

Рис. 26. Влияние гормонов на обмен белков (по: Држевецкая, 1994)

Соматотропин — гормон, вырабатываемый в передней доле гипофиза, является мощным анаболическим гормоном. В период роста организма он стимулирует рост скелета и увеличение белковой массы всех органов и тканей. На протяжении остальной жизни человека соматотропин обеспечивает процессы синтеза белка, необходимые для нормальной жизнедеятельности.

Инсулин также является гормоном анаболического действия. Он оказывает на белковый обмен как непосредственное влияние, так и опосредовано через углеводный обмен. Непосредственное влияние инсулина на белковый обмен обусловлено тем, что он повышает проницаемость клеточных мембран по отношению к аминокислотам. В результате усиливается переход аминокислот из внеклеточной среды внутрь клетки и тем самым активируется внутриклеточный синтез белка. Кроме того, под влиянием инсулина усиливается потребление глюкозы клетками ряда тканей, в результате чего освобождается значительное количество энергии. Эта энергия частично используется на процессы белкового синтеза.

Гормоны щитовидной железы (тироксин и трийодтиронин)оказывают на белковый обмен различное действие в зависимости от белкового питания, исходного состояния белкового обмена и функции самой щитовидной железы. При нормальном функционировании щитовидной железы гормоны стимулируют синтез белка и благодаря этому активируют рост, развитие и дифференциацию тканей и органов. Наиболее выраженное анаболическое влияние гормоны щитовидной железы оказывают в условиях недостатка белкового питания, тем самым способствуя максимальному использованию поступающих в организм аминокислот. В условиях избыточного белкового питания гормоны щитовидной железы оказывают катаболическое действие, активируя процессы распада белка.

Глюкокортикоиды (гидрокортизон, кортикостерон) — гормоны коры надпочечников — оказывают на обмен белка выраженное катаболическое действие, причем степень этого действия в разных тканях неодинакова. Наиболее усиленный распад белка под влиянием глюкокортикоидов обнаруживается в лимфоидной, мышечной и соединительной тканях. При этом освобождаются аминокислоты, которые подвергаются дезоминированию. Безазотистый остаток аминокислот превращается затем в глюкозу и гликоген. Таким образом, глюкокортикоиды не только усиливают распад белка ряда тканей, но и активируют гликогенез — новообразование углеводов. Иное действие оказывают глюкокортикоиды на печень. Они активируют процессы синтеза белковых структур в печени, а также происходящий в печени синтез белков плазмы крови.

Кортикотропин влияет на белковый обмен в основном через кору надпочечников, стимулируя биосинтез глюкокортикоидов.

Половые гормоны. Женские половые гормоны (эстрогены) стимулируют синтез белка в тканях женской половой сферы (матка, грудные железы и др.) Мужские половые гормоны (андрогены) также обладают анаболическим действием, но значительно более широким, чем эстрогены. Андрогены усиливают синтез белка не только в мужских половых органах, но и в других тканях. Анаболическое свойство андрогенов имеет практическое значение и используется для создания синтетических препаратов, обладающих выраженным анаболическим влиянием на белковый обмен. Они применяются для стимуляции роста детей, отстающих в физическом развитии.

У детей в регуляции белкового обмена отмечаются существенные изменения. Так, в периоде внутриутробного развития синтез белка активирует гормон плаценты — соматотропин. После рождения усиленный синтез белка продолжается под влиянием собственного соматотропина ребенка. Он стимулирует рост скелета и увеличение массы органов. В связи с этим в здоровом растущем организме азотистый баланс всегда положителен.

Важное анаболическое действие осуществляет инсулин, продукция которого у детей относительно больше, чем у взрослых людей. Инсулин усиливает транспорт аминокислот через цитоплазматические мембраны, а вызываемое им понижение уровня глюкозы в крови стимулирует выделение соматотропина из гипофиза. При недостатке инсулина (сахарном диабете) дети отстают в росте от своих здоровых сверстников.

После начала функционирования гонад анаболическое действие на белковый обмен начинают оказывать половые гормоны. Тестостерон активирует синтез белка в печени, почках, сердце и скелетных мышцах.

Глюкокортикоиды действуют двояко: в лимфоидной, мышечной и соединительной ткани они усиливают распад белка, в результате чего освобождаются аминокислоты для синтеза белка в других тканях, а также углеводов — важнейшего источника энергии.

Регуляция углеводного обмена. Нервная регуляция углеводного обмена осуществляется структурами продолговатого мозга (расположенными в области дна IV желудочка), гипоталамической областью и корой больших полушарий головного мозга. Центральным звеном регуляции углеводного и других видов обмена является гипоталамус. Отсюда регулирующие влияния реализуются через вегетативную нервную систему и гуморальным путем, включающим эндокринные железы.

Выраженным влиянием на углеводный обмен обладает инсулин — гормон, вырабатываемый В-клетками островков поджелудочной железы. При введении инсулина уровень глюкозы в крови снижается. Это объясняется тем, что под влиянием инсулина увеличивается потребление сахара клетками тканей, особенно мышечной и жировой. В печени и мышцах усиливается синтез гликогена, а в жировой ткани происходит образование жира из глюкозы. Наряду с этим инсулин тормозит процессы гликогенеза в печени.

Гюкогон — гормон, продуцируемый А-клетками поджелудочной железы. Он активирует гликогенолиз в печени, в результате чего освобождается свободная глюкоза, поступающая затем в кровь. Адреналин — гормон мозгового слоя надпочечников. Совместно с глюкагоном активирует фосфорилазу печени, тем самым вызывает распад печеночного гликогена. Одновременно усиливает распад гликогена мышц, поэтому после введения адреналина или избыточного его образования увеличивается концетрация и сахара, и молочной кислоты в крови.

Глюкокортикоиды — гормоны коркового слоя надпочечников. Под их действием усиливается глюконеогенез — образование сахара из неуглеводов, что приводит к увеличению уровня глюкозы в крови и содержания гликогена в печени. Соматотропин — гормон гипофиза — уменьшает утилизацию глюкозы периферическими тканями и одновременно усиливает распад жира, доставляя тем самым исходный материал для глюконеогенеза. Гормоны щитовидной железы — тироксин и трийодтиронин, по современным представлениям, в умеренных дозах усиливают всасывание моносахаридов в кишечнике.

Регуляция жирового обмена осуществляется нервной и эндокринной системами, а также тканевыми механизмами и тесно связана 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.

Таким образом, осуществляется взаимосвязь жирового и углеводного обмена в обеспечении энергетических нужд в организме: при избытке одного из источников энергии (глюкозы) происходит депонирование триглицеридов в жировой ткани, при недостатке углеводов (гипогли­кемия) триглицериды расщепляются с образованием неэстерифицированных жирных кислот, служащих источником энергии. Указанные процессы находятся под влиянием нервных и эндокринных воздействий. Нервные влияния на жировой обмен контролируются гипоталамусом. Особую роль играют ядра, расположенные в его задней доле.

Так, при разрушении вентромедиальных ядер гипоталамуса развивается длительное повышение аппетита и усиление отложения жира. Разрушение вентролатеральных ядер напротив ведет к потере аппетита и исхуданию.

Имеются данные, свидетельствующие о прямых нервных влияниях на обмен жиров (опыты с перерезкой нервов). Симпатические влияния тормозят синтез триглицеридов и усиливают их распад, а парасимпатические, наоборот, способствуют отложению жира.

Ряд гормонов оказывает влияние на жировой обмен. Так, выраженным жиромобилизующим действием обладают адреналини норадреналин — гормоны мозгового слоя надпочечников. Аналогичным действием обладают соматотропный гормон гипофиза и тироксин — гормон щитовидной железы. Наоборот тормозят мобилизацию жира глюкокортикоиды — гормоны коры надпочечников. Подобное действие оказывает инсулин — гормон поджелудочной железы.

|	следующая лекция ==>
Возрастные особенности жирового обмена	|	Роль минеральных веществ и воды в жизнедеятельности организма

Дата добавления: 2017-11-04 ; просмотров: 4036 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Нервная система реагирует на все виды раздражений (внешние и внутренние) и отличается высокой активностью обмена веществ, особенно головной мозг и, в частности, серое вещество коры больших полушарий. Характерная особенность обмена веществ в нервной ткани — высокая потребность ее в питательных веществах, особенно в углеводах при относительно ограниченных их запасах. Головной и спинной мозг — интенсивные потребители кислорода (примерно 25 % кислорода, усваиваемого организмом, потребляется нервной системой, составляющей 1,5—2,5 % массы тела).

Обмен углеводов.Углеводы — основной энергетический материал, обеспечивающий функции мозга и нервной системы в целом. В связи с этим дыхательный коэффициент мозга равняется единице или близок к ней. Однако запасы углеводов в мозгу небольшие, и он все время находится на поточном обеспечении глюкозой крови. Глюкоза поглощается нервной тканью в два раза больше, чем мышцами, и втрое больше, чем почками. Подсчитано, что на 100 г мозга животных за 1 мин в среднем используется 5 мг глюкозы. Из этого количества 85% окисляется до СО₂ и Н₂О. Промежуточные продукты этого процесса, особенно пировиноградная кислота, в значительных количествах (30—40%) используются для синтеза аминокислот, что составляет одну из особенностей обмена углеводов в мозге.

Главный путь расщепления гликогена в мозгу — гидролиз под влиянием а-амилазы (но не фосфорилаз, который ярко выражен в мышцах). В мозгу выявлены все основные группы ферментов, катализирующих углеводный обмен.

В нервной ткани выражена высокая активность обновления гликогена, особенно в больших полушариях.

Обмен белков и аминокислот.Наибольшее количество белков содержится в сером веществе мозга (на сухую ткань), выполняющем важнейшие функции.

В наиболее дифференцированных частях центральной нервной системы происходит активнейший обмен белков. У живот­ных, через 24 ч после введения им радиоактивной аминокислоты, наибольшее количество ее выявляется в сером веществе мозга, меньше — в белом и еще меньше в периферических нервах.

Одна из особенностей обмена белков в нервной ткани — высокая обмениваемость фосфора в фосфопротеидах. В сером веществе головного мозга и других отделах нервной системы активно осуществляется преобразование глютаминовой кислоты в аспарагиновую, а также декарбоксилирование глютаминовой кислоты в γ-аминомасляную кислоту.

Глютаминовая, аспарагиновая и у-аминомасляная кислоты, усиливая энергетический обмен в нервной системе, играют существенную роль в процессах адаптации организма к гипотермии. Обмен глютаминовой кислоты в тканях мозга тесно связан с обменом аммиака и составляет важное звено всего белкового метаболизма (синтез глютамина). Метаболизм глютаминовой кислоты наиболее активен в митохондриях нервных клеток.

Аммиак в составе глютамина не только обезвреживается, но и может быть использован для биосинтеза ряда аминокислот и белков.

Окислительное дезаминирование аминокислот в нервной ткани доказано только для глютаминовой кислоты: превращение аминокислот в мозгу осуществляется преимущественно трансаминированием и непрямым дезаминированием.

Представляет определенный интерес выявление специфической роли РНК в мозговой ткани. Нервные клетки очень богаты интенсивно обменивающей РНК. Возможно, это связано не только с обычными функциями РНК, характерными для всех клеток, но и какой-то специфической ролью. В частности, привлекают внимание исследования, в которых делается попытка установления связи между обменом РНК и явлением длительной памяти.

Обмен липидов.Метаболизм жирных кислот в нервной ткани протекает относительно медленно в отличие от обмена сложных липидов. В тканях мозга активно синтезируются холестерол и фосфолипиды. При рационе, не содержащем холестерол, в центральной нервной системе количество его не уменьшается, а наоборот, увеличивается, что свидетельствует об активном биосинтезе этого вещества.

Из фосфолипидов мозга наиболее интенсивно вовлекаются в процессы обмена инозитфосфолипиды. Активность преобразования липидов значительно усиливается в нервной ткани, когда жиры и жироподобные вещества вступают в комплексные соединения с белками.

Направленность и интенсивность обмена веществ в нервной ткани находится в определенной связи с витаминами группы В и некоторых аминов.

Обмен веществ - это поступление в организм питательных веществ и жидкостей из окружающей среды, переваривание, усвоение их и выделение продуктов.

Все вещества, поступающие в организм животного, подверга­ются в нем значительным превращениям. Одни из них распадаются до простых, большей частью, неорганических продуктов, выделяя при этом энергию, используемую организмом как для мышечной работы, так и для секреторных и нервных процессов (диссими­ляция). Продукты их распада выделяются из организма. Другие вещества подвергаются менее глубокому расщеплению и из них синтезируются вещества, подобные составным частям организма (ассимиляция — уподобление). Вновь созданные вещества или превращаются в активные элементы клеток и тканей или же откла­дываются в запас, становясь потенциальными источниками энер­гии. Неорганические вещества включаются в общий обмен веществ тела, подвергаясь сложным превращениям вместе с органическими, участвуя во всех жизненных проявлениях.

Во всех живых клетках и тканях организма как в спокойном состоянии, так и во время деятельности одновременно протекают два противоположных процесса: разрушение вещества и его синтез.

Процессы обмена веществ

Обмен веществ состоит из двух тесно взаимосвязанных процессов: ассимиляции и диссимиляции. Эти два процесса не только одновременны, но и взаимообус­ловлены. Одно без другого невозможно, ибо никакая работа в ор­ганизме не может происходить без распада веществ, ранее ассими­лированных организмом. С другой стороны, и для процессов синте­за в организме необходима энергия, выделяющаяся при распаде веществ.

Эти два процесса и составляют обмен веществ в организме. Обмен веществ происходит постоянно и непрерывно. Все клетки, все ткани тела, не исключая и таких плотных и, казалось бы, незыблемых, как кости и роговые образования, находятся в постоян­ном процессе распада и возобновления. Это касается как органичес­ких, так и неорганических веществ.

Ассимиляция или анаболизм - это переход составных частей пищевых веществ, поступивших в человеческий организм из внешней среды в клетки, то есть превращение более простых веществ в химически сложные. В результате ассимиляции происходит размножение клеток. Чем моложе организм, тем активнее протекают в нем процессы ассимиляции, обеспечивая его рост и развитие.

Диссимиляция или катаболизм - это распад (разложение) изношенных составных частей клеток, в том числе и расщепление веществ в составе белковых соединений.

Промежуточный обмен

Промежуточный (интермедиарный) обмен – это разнообразные и сложные превращения органических и неор­ганических соединений в клетках организма.

Исследование промежуточного обмена раскрывает сущность жизненного процес­са и дают возможность управлять им. Изучение промежуточного обмена ведется, в основном, биохимическими методами. В послед­нее время для этих целей стали широко применять метод радиоак­тивных, меченых атомов, позволяющий проследить за судьбой того или иного элемента в организме. Достаточно ввести животному какую-нибудь молекулу белка, жира, углевода или соли, содержа­щую радиоактивный элемент, чтобы через несколько минут убе­диться в его распространении по всему организму. Было показано, например, что у мышей за какие-нибудь 10 дней возобновляется половина жира тела.

При изучении промежуточного обмена исследуют те превра­щения, которым подвергаются в органах, тканях, клетках вещества, всосавшиеся в кровь из кишечника, т. е. процессы разложения и синтеза, вплоть до образования конечных продуктов, подлежащих выделению из организма.

Очень трудным и недостаточно ясным является вопрос о путях и механизмах образования в организме таких специфических для каждого индивидуума, для каждого органа, и даже для каждой ткани веществ, как белки. До сих пор остается неизвестным, в чем заключается их специфичность и как из веществ пищи создаются специфические белки. Имеются данные, что и другим органическим веществам — углеводам, жирам и даже неорганическим остаткам — также присуща как индивидуальная, так и органная специфич­ность.

Для облегчения изучения промежуточный обмен можно расчле­нить на обмен углеводов, жиров, белков, воды и солей.

Однако следует иметь в виду, что такой метод изложения явля­ется в известной степени условным, так как обмен всех этих ве­ществ неразрывно связан между собой и составляет единый процесс.

Белки, или протеины, играют важную роль в здоровье, нормальном росте и развитии организма человека. Они выполняют две разные физиологические функции: пластическую и энергетическую.

Пластическая функция белков состоит в том, что они входят в состав всех клеток и тканей. Энергетическая функция белков состоит в том, что они, подвергаясь окислению в присутствии кислорода, расщеп­ляются и выделяют энергию. При расщеплении 1 г белка выделя­ется 4,1 ккал энергии.

Белки состоят из аминокислот. По аминокислотному составу они разделяются на полноценные и неполноценные.

Полноценные бел­ки содержатся в продуктах животного происхождения (в мясе, яйцах, рыбе, икре, молоке и молочных продуктах). Для нормального роста и развития организма в суточном рационе детей и подростков не­обходимо наличие достаточного количества полноценных белков.

Неполноценные белки содержатся в продуктах растительного про­исхождения (в хлебе, картошке, кукурузе, горохе, маше, фасоле, рисе и др.).

Жиры, так же как и белки, в организме чело­века имеют пластическое и энергетическое значение. 1 г жира, окисляясь в организме в присутствии кислорода, выделяет 9,3 ккал энергии. Различают два вида жиров: животные и растительные.

Для организма человека углеводы имеют в основном энергетическое значение. В частности, при выполнении физической работы углеводы первыми подвергаются расщеплению и снабжают клетки, ткани и в особенности мышцы необходимой энергией для их деятельности. При окислении 1 г углеводов в при­сутствии кислорода выделяется 4,1 ккал энергии. Углеводы содер­жатся в большом количестве в продуктах растительного происхож­дения (в хлебе, картошке, фруктах, бахчевых) и сладостях.

Вода входит в состав всех клеток и тканей организма человека. В зависимости от физиологи­ческих свойств каждой ткани вода в ней содержится в различном количестве. 50 — 60% организма взрослого человека составляет вода, в организме молодых людей содержание воды больше. Суточная потребность организма взрослых людей в воде составляет 2-3 л.

Вода играет важную роль в обмене веществ. Если человек совер­шенно не будет питаться, но будет употреблять воду в нормальном количестве, то он может прожить 40-45 дней (до уменьшения массы его тела на 40%). Но если, наоборот, питание будет нормальным, а вода не будет употребляться, то человек может погибнуть в течение одной недели (до уменьшения массы на 20-22%).

Вода поступает в организм в составе пищи и в виде напитков. Она, всасываясь из желудка и кишечника в кровь, участвует в про­цессах обмена веществ в клетках и тканях, основная ее часть выво­дится наружу путем дыхания, потоотделения и с мочой.

В жаркий летний период происходят большие по­тери воды организмом при потоотделении и дыхании. Поэтому воз­растает потребность организма в воде. При жажде и ощущении сухости во рту, не прибегая к обиль­ному употреблению воды, следует часто прополаскивать рот, под­кисленная вода (вода с лимоном, минеральная вода) лучше утоляет жажду и при этом сердце не испытывает дополнительной нагрузки.

Минеральные соли входят в состав всех клеток и тканей орга­низма человека. Различают макро- и микроэлементы.

К макроэле­ментам относятся натрий, хлор, кальций, фосфор, калий, железо. Они содержатся в большом количестве в крови, клетках, в особен­ности в костях.

К микроэлементам относятся марганец, кобальт, медь, алюминий, фтор, йод, цинк. Они содержатся в крови, клет­ках и костях, но в меньшем количестве. Минеральные соли играют важную роль в обмене веществ, в особенности в процессах возбуж­дения клеток.

Тканевое дыхание – это последний этап распада органических веществ в клетках тела, в котором участвует кислород и образуется углекислота.

Чтобы объяснить, почему при тканевом дыхании окисляются вещества, обычно стойкие по отношению к молекулярному кислороду, была выдви­нута мысль об активизации кислорода. Предполагают, что кислород обра­зует перекись, от которой отщепляется активный кислород. Происходит и активизация водорода, который переходит от одного вещества к другому, в результате чего одно из веществ оказывается богаче кислородом т. е. окисляется, тогда как другое становится беднее им, т. е восстанавливается.

Большое значение в тканевом дыхании имеют клеточные пигменты, которые содержат железо и находятся на поверхности клеток и окисляющихся веществ. Железо является одним из сильнейших катализаторов, как это можно увидеть на примере гемоглобина крови. Кроме того, существуют и другие катализаторы, способствующие переносу кислорода или водорода. Из них известен фермент каталаза и трипептид-глютатион, содержащий серу, которая и связывает водород, отщепляя его от окисляющихся веществ

Обмен энергии

В результате хими­ческих, механических, термических изменений органических ве­ществ, которые содержатся в пище, происходит превращение их по­тенциальной энергии в тепловую, механическую и электрическую энергию. Ткани и органы выполняют работу, клетки размножают­ся, изношенные их составные части обновляются, молодой орга­низм растет и развивается за счет этой образовавшейся энергии. Постоянство температуры тела человека также обеспечивается за счет этой энергии.

Терморегуляция

Интенсивность обмена веществ

В разных органах тела обмен веществ протекает с разной ин­тенсивностью. Об этом можно отчасти судить по количеству проте­кающей через них крови, так как с кровью к ним доставляются пи­тательные вещества и кислород.

На 100 г ткани

Проходит в минуту в крови (в мл)

Регуляция обмена веществ

У высших животных процессы обмена веществ регулируются нервной системой, которая влияет на течение всех химических процессов. Все изменения в ходе обмена веществ воспринимаются нервной системой, которая рефлекторным путем стимулирует об­разование и выделение ферментативных систем, осуществляющих распад и синтез веществ.

Процессы обмена веществ зависят и от гуморальной регуляции, что определяется состоянием эндокринных желез. Органы внутренней секреции, особенно гипофиз, надпо­чечники, щитовидные и половые железы — во многом определяют ход обмена веществ. Некоторые из них влияют на интенсивность процесса диссимиляции, иные же на обмен отдельных веществ жиров, минеральных веществ, углеводов и пр.

Факторы влияющие на обмен веществ

Обмен веществ различен также у животных разного возраста. У молодняка преобладают процессы синтеза, нужные для их роста (у них синтез превышает распад в 4-12 раз). У взрослых животных процессы ассимиляции и диссимиляции обычно уравновешены.

У разных видов животных обмен веществ различен, особенно если они питаются различной пищей. На характер и степень обменных процессов влияет характер питания. Особое значение имеет количество и состав белков, витаминный, а также минеральный состав пищи. Одностороннее питание какими-либо одними веществами показало, что, питаясь одними белками, животные могут жить даже при мышечной работе. Это связано с тем, что белки являются как строительным материалом, так и источником энергии в организме.

При голодании орга­низм использует имеющиеся у него запасы, сначала гликоген печени, а затем жир из жировых депо. Распад же белков в теле умень­шается, и количество азота в выделениях падает. Это обнару­живается уже с первого дня голодания и указывает на то, что умень­шение белкового распада носит рефлекторный характер, так как в течение суток или двух в кишечнике еще находится много пищевых веществ. При дальнейшем голодании азотистый обмен устанавливается на низком уровне. Лишь после того, как запас углеводов и жиров в организме уже исчерпан, начинается усиленный распад белков и выделение азота резко увеличивается. Теперь белки со­ставляют основной источник энергии для организма. Это всегда является предвестником близкой смерти. Дыхательный коэффици­ент в начале голодания равен 0,9 — организм сжигает преимущественно углеводы, затем опускается до 0,7 — используются жиры, к концу голодания он равен 0,8-организм сжигает белки своего тела.

Абсолютное голодание (при приеме воды) может продолжаться человека до 50 дней, у собак — свыше 100 дней, у лошадей — до 30 дней.

Длительность голодания может увеличиваться при предварительной тренировке, так как оказалось, что после коротких пе­риодов голодания организм откладывает запасы в большем, чем обычно, количестве, и это облегчает вторичное голодание.

Вскрытие трупов животных, павших от голодания, показывает, что разные органы уменьшаются в весе в разной степени. Больше всего теряет в весе подкожная клетчатка, затем мышцы, кожа, и пищеварительный канал, еще меньше теряют в весе железы, почки; сердце и мозг теряют не больше 2-3% своего веса.

Обмен веществ при физической нагрузке сопровождается усилением процесса диссимиляции в связи с большой потребностью организма в энергии.

Даже при полном покое животное затрачивает энергию на работу внут­ренних органов, деятельность которых никогда не прекращается: сердца, дыхательных мышц, почек, желез и др. Мышцы скелета постоянно находятся в состоянии известного напряжения, на поддержание которого также необходим значительный расход энергии. Много энергии затрачивают животные на прием, переже­вывание корма и его переваривание. У лошади на это тратится до 20% энергии принятого корма. Но особенно увеличивается рас­ход энергии при мышечной работе, причем тем больше, чем тяжелее производимая работа. Так, лошадь при движении по ровной дороге со скоростью 5-6 км в час расходует 150 кал тепла на каждый километр пути, а при скорости 10-12 км в час — 225 кал.

Источником энергии при мышечной работе служат в основном углеводы. При тяжелой и длительной работе, когда израсходуется запас углеводов, организм использует жиры и даже белки, превра­щая их предварительно в углеводы.

На обмен веществ сильно влияет и окружающая среда — темпера­тура, влажность воздуха, давление, свет. При низкой температуре окружающей среды усиливается отдача тепла, а это вызывает рефлекторно повышение ее продукции и тем самым усиление процессов распада в теле.