Фізіологічні основи раціонального харчування

Процеси, в результаті яких відбувається утворення органічних сполук, необхідних для росту, відновлення структури тканин і забезпечення їхніх функцій, носять назву асиміляції. Розщеплення органічних речовин на більш прості сполуки називається дисиміляцією, або катаболізмом. В процесі дисиміляції вивільняється потенціальна енергія хімічних зв'язків сполук, яка використовується для енергетичного забезпечення біосинтезу, функцій клітин, підтримання постійної температури тощо. Обидва процеси — асиміляції і дисиміляції — є дві взаємопов'язані сторони обміну речовин (метаболізму). Обмін речовин - сукупність змін, що відбуваються з речовинами з моменту надходження їх в організм через травний канал до утворення кінцевих продуктів розпаду і виведення їх з організму. Джерелом пластичного матеріалу та енергії є білки, жири і вуглеводи, але для забезпечення життєдіяльності організму необхідні також кисень, вода, мінеральні солі, вітаміни та інші біологічно активні речовини. Тому в поняття обміну вводять обмін всіх необхідних для організму речовин. Всі речовини, необхідні для організму, можна розділити на три групи. До першої групи відносять речовини, що є джерелом енергії та пластичного матеріалу і надходять в організм в значних кількостях (до кількох грамів на кілограм маси тіла за добу). Це моносахариди, амінокислоти і деякі ліпіди. До другої групи відносяться речовини, що відіграють роль коферментів в окремих біологічних реакціях. Це водорозчинні вітаміни. Третю групу складають речовини, необхідні для забезпечення функціональної активності окремих спеціалізованих тканин. Потреба в них невелика, всього кілька мікрограмів на кілограм маси тіла за добу.

Всі перетворення органічних речовин в організмі відбуваються за обов'язковою участю ферментів — біологічних каталізаторів. Ферменти — це високоспеціалізовані білкові молекули. Вони є тим робочим апаратом, за допомогою якого реалізується дія генів. В кожній клітині нашого організму знаходиться більше 1 тис. ферментів. Кожен з них прискорює (каталізує) тільки одну притаманну йому біологічну реакцію. Об'єднуючись в певні комплекси, ферменти забезпечують перебіг багатьох процесів, в результаті яких і відбуваються безперервні перетворення речовин.

Обмін речовин в організмі регулюється нервовим і гуморальним шляхами. Вегетативні центри нервової системи посилають еферентні імпульси, що змінюють обмін речовин, прямо до органів і тканин або до залоз внутрішньої секреції. Залози виділяють гормони, які змінюють інтенсивність і характер обміну речовин. Нервова система змінює інтенсивність метаболічних процесів шляхом зміни активності органа або тканини.

Раціональне харчування – це таке харчування, коли в організм з харчовими продуктами надходять всі необхідні поживні і біологічно активні речовини, мінеральні солі, вода в кількостях, необхідних для нормальної життєдіяльності організму. Потреба людей в різних поживних речовинах визначається їхньою масою, віком, рівнем рухової активності. Так, чим менший вік дитини, тим більша кількість білка необхідна на 1 кг маси тіла. При цьому необхідно, щоб для дітей віком від 1 до 5 років 75% білка було тваринного походження, в 5...10 років кількість тваринних і рослинних білків повинна бути однаковою. В їжі старших школярів переважають рослинні білки — 70% і 30% становлять тваринні білки. Важливою умовою повного засвоєння білків є співвідношення їх в раціоні з жирами і вуглеводами, яке повинно бути 1:1:4.

Нестача амінокислот, вітамінів, мінеральних солей в окремих продуктах компенсується при харчуванні різноманітними продуктами. Різноманітна їжа викликає кращий апетит, секрецію травних соків, що сприяє кращому її засвоєнню.

Але необхідно мати на увазі, що негативно впливає на організм не тільки недостатнє і неповноцінне, а і надмірне харчування. При надмірному харчуванні утворюються проміжні продукти обміну, шкідливі для організму. Режим харчування краще всього 3...4-разовий. Інтервал між прийняттям їжі не повинен перевищувати 6 год. Перший сніданок повинен складати 20%, другий сніданок — 25, обід — 35 і вечеря — 20% добового раціону.

У харчуванні підлітків і юнаків, які займаються спортом, є певні особливості. Фізична робота призводить до інтенсифікації обміну речовин і енергії, які і без того у підлітків залишаються ще більш високими, ніж у дорослих. Тому потреба підлітків, якій займаються спортом, в білках, вуглеводах, мінеральних солях і вітамінах вища, ніж у дорослих спортсменів.

6. Видільна функція нирок та шкіри. Функціональною одиницею, нирки є нефрон. В нефроні розрізняють такі відділи: 1) капсулу клубочка (Шумлянського — Боумена); 2) проксимальний сегмент, до якого входять звивистий і прямий канальці; 3) петля нефрона (Генле), яка складається із тонких низхідного і висхідного колін; 4) дистальний сегмент — складається із товстого висхідного коліна петлі нефрона і дистального звивистого канальця, який переходить у збиральні трубочки. Збиральні трубочки зливаються і утворюють більш крупні колектори, які відкриваються на верхівці сосочка. В кожній нирці міститься близько 1 млн. нефронів.

Утворення сечі нирками. Хімічний аналіз рідини, взятої із капсули клубочка, показує, що вона є фільтратом плазми крові і за своїм хімічним складом близька до неї. В сечі в такій же кількості, як і в плазмі, містяться глюкоза, натрій, калій, хлориди, сульфати, сечовина, сечова кислота та ін. Немає тільки тих сполук, молекулярна маса яких перевищує 70 тис., а діаметр їхніх молекул становить приблизно 10 нм. Це білки і формені елементи крові. На основі цих даних створена фільтраційнореабсорбційна теорія утворення сечі нирками, яка в наш час е загальновизнаною. Фільтруючою силою є тиск крові в капілярах клубочків (120 гПа). Йому протидіють онкотичний тиск плазми крові (40 гПа) і тиск фільтрату в порожнині капсули клубочка (27 гПа). Різниця між величиною тиску крові і сумою протидіючих йому сил — онкотичного тиску колоїдів плазми і гідростатичного тиску фільтрату називається фільтраційним тиском. В даному випадку він дорівнює 53,0 гПа. Якщо сума протидіючих сил не перевищує тиску крові, то фільтрація відбувається нормально. Зниження тиску крові в капілярах клубочків нижче 67,0 гПа або підвищення тиску в середині капсули призводить до припинення фільтрації. Таким чином, роботу по утворенню фільтрату із плазми крові, або так званої первинної сечі, виконує серце. За добу через нирки проходить 1700...1800 л крові, з якої утворюється 180 л первинної сечі. Фільтраційна поверхня, тобто загальна поверхня стінок клубочків, дорівнює 1,5... 2 м² (що дорівнює площі поверхні тіла).

Механізм канальцевої реабсорбції. В канальцях відбувається зворотне всмоктування (реабсорбція) в кров води і необхідних для організму органічних і мінеральних речовин. Одні речовини (вода, хлориди) всмоктуються пасивно шляхом дифузії, а інші (глюкоза, натрій, амінокислоти) — за допомогою активного транспорту. Процес реабсорбції здійснюється в основному проти концентраційного градієнта, тому потребує використання енергії АТФ. Так, якщо припинити доступ кисню до нирок, то процес реабсорбції припиняється, хоч фільтрація продовжується.

Механізм активного переносу не однаковий для різних речовин. Активний транспорт натрію здійснюється натрієвим насосом, тоді як глюкоза і амінокислоти — особливим, вибірково діючим механізмом. Вода всмоктується за рахунок осмосу.

З проксимальної частини звивистого канальця в тканинну рідину відбувається вихід води до рівня осмотичного тиску крові. Дальше збільшення концентрації сечі відбувається в петлі нефрона в силу особливої її будови, яка функціонує за принципом зворотно-протитечійної системи. функцію. Ті речовини, які слабо фільтруються або зовсім не переходять у первинну сечу (деякі колоїди, органічні кислоти, амінокислоти), виводяться із організму шляхом секреції.

Виведення сечі. Сеча збирається в ниркові миски, а звідти по сечоводах надходить в сечовий міхур. Випорожнення міхура відбувається внаслідок скорочення гладеньких м'язів його стінок. Регуляція сечовипускання рефлекторна. Нервовий центр, який зумовлює скорочення і розслаблення сечового міхура, міститься в куприковому відділі спинного мозку. Скелетні м'язи, що беруть участь в акті сечовипускання, одержують імпульси з довгастого мозку. Спинальні і бульбарні центри знаходяться під контролем кори великого мозку. Рецептори, що збуджуються при наповненні сечового міхура сечею, розташовані в його стінках. Як тільки тиск в сечовому міхурі досягне 2,0...2,2 гПа, в рецепторах виникають імпульси, які по черевному нерві надходять у спинний мозок, а по висхідних шляхах доходять до півкуль великого мозку і викликають позив до сечовипускання. Під впливом імпульсів, що проходять по парасимпатичних волокнах, скорочуються м'язи міхура, розслаблюється. внутрішній сфінктер, розташований на межі переходу міхура в сечовипускний канал. Зовнішній сфінктер, який конусоподібне охоплює початок сечовипускного каналу, утворений смугастими м'язами і контролюється корою великого мозку. Цим пояснюється довільний характер сечовипускання.

В акті сечовипускання беруть участь м'язи живота. При скороченні їх підвищується внутрішньочеревний тиск, а разом з ним і тиск в середині міхура. Все це прискорює випорожнення міхура. Сечовипускання перестає бути довільним і здійснюється рефлекторно тільки тоді, коли тиск в сечовому міхурі перевищує 2,5 гПа.

Регуляція діяльності нирок. Процес сечоутворення регулюється автономною нервовою системою як прямими впливами, так і через залози внутрішньої секреції. У взаємодії автономної нервової системи із залозами внутрішньої секреції основна роль належить антидіуретичному гормону гіпофіза.

Ізольована нирка, а також пересаджена в іншу частину тіла після встановлення кровопостачання функціонує нормально. Антидіуретичний гормон гіпофіза збільшує зворотне всмоктування води в петлі нефрона і одночасно зменшує реабсорбцію натрію і калію із сечі в канальцях. Це призводить до підвищення концентрації їх у вторинній сечі.

На діурез впливає також адреналін. Звужуючи вихідні судини капсули клубочка, він підвищує фільтраційний тиск і, як наслідок, збільшує утворення первинної сечі. Але при значному надходженні адреналіну в кров під час емоційних напружень звужуються і вхідні судини. Тиск в клубочках при цьому падає і сечоутворення зменшується.

На діяльність нирок впливають гормони кіркового шару надниркових залоз, щитовидної залози, деякі харчові і лікарські речовини. Таким чином, основну роль у підтриманні сталості водно-сольового складу крові і обміні позаклітинної рідини відіграють гормони. Автономна нервова система змінює тільки діаметр судин нирок і не впливає на процеси реабсорбції. Центральна нервова система впливає на діяльність нирок умовнорефлекторним шляхом.

7. Реакція організму на високу температуру. Висока температура зовнішнього середовища збуджує теплові рецептори, імпульси від яких включають рефлекторні реакції, направлені на підвищення тепловіддачі. Розширюються судини шкіри — збільшується кровообіг в них, теплопровідність периферичних тканин збільшується в 5...6 разів. Все це призводить до збільшення тепловіддачі. Якщо для підтримання теплової рівноваги цього виявляється не досить, то підвищується температура шкіри і починається рефлекторне потовиділення. Людина втрачає в спокої за рахунок випаровування води біля 20% тепла, а при м'язовій роботі — 75...80%. Порогова температура шкіри, при якій починається потовиділення для різних ділянок тіла, знаходиться в межах 30...32°С. При виконанні інтенсивної м'язової роботи в умовах високої зовнішньої температури і вологості (90...100%) внаслідок зменшення потовиділення, а, отже, і тепловіддачі різко збільшується температура тіла, яка може перевищувати 39°С. Все це може призвести до розвитку теплового удару, під час якого спостерігаються порушення координації рухів, дихання, головний біль, нудота. При підвищенні температури тіла вище 40...41°С настає втрата свідомості, а при температурі 43°С— смерть. У дітей і підлітків тепловий удар може розвинутись при перебуванні тривалий час при зовнішній температурі 34...35°С під час туристичних походів, виконанні сільськогосподарських робіт. Якщо на непокриту голову тривалий час діють сонячні промені при високій температурі, то може виникнути сонячний удар, в основі якого лежить порушення діяльності нервової системи. При цьому також спостерігаються різке підвищення температури тіла (до 39...40°С), сильне серцебиття і головний біль. Перша допомога при тепловому і сонячному ударі полягає в забезпеченні відведення тепла від організму. Для цього необхідно перенести потерпілого в прохолодне місце, поставити холодні водяні компреси: на голову і до ніг.

З потом людина втрачає значну кількість солей, які необхідно поповнювати. Частково витрати солей і води з потом компенсуються за рахунок зменшення сечоутворення

8. Терморегуляція. Механізми терморегуляції включаються при збудженні терморецепторів шкіри, внутрішніх органів і різних відділів центральної нервової системи. Периферичні і холодові терморецептори розташовані в шкірі і представлені спеціальними структурами. Теплові рецептори лежать глибше і їх менше, ніж холодових.

В терморецепторах добре проявляється ефект сумації, завдяки чому при подразненні великих ділянок шкіри поріг подразнення нижчий, ніж стимуляція поодиноких нервових закінчень. Для виникнення збудження в терморецепторах досить зміни температури на 0,002...0,004°С в секунду. Теплові інфрачервоні промені можуть викликати також відчуття болю. Терморецептори мають спонтанну імпульсацію: холодові рецептори – 10 імпульсів в секунду, теплові – 3,7 імпульса в секунду. Раптове підвищення температури тіла призводить до різкого тимчасового посилення імпульсації теплових рецепторів на 1...2 с., а потім частота імпульсів знижується до рівня, характерного для даної температури. Після припинення дії теплового подразника частота імпульсації теплових рецепторів зменшується. Подібно до цього зменшення температури призводить до короткочасного електрозаряду холодових рецепторів до 140 імпульсів в секунду. Після цього встановлюється нова частота імпульсації. При температурах від 35 до 45°С в них знову виникають імпульси. Це так звана парадоксальна відповідь холодових рецепторів на тепло.

Імпульси від периферичних терморецепторів ідуть вверх до латеральних спинномозково-згірних (спино-таламічних) шляхах у підзгіря, де активують центри різних температурних рефлексів. Крім того, в підзгірї містяться нервові центри, як самі чутливі до температури. Таким чином, в координації процесів терморегуляції беруть участь як периферичні рецептори, так і терморецептори внутрішніх органів і підзгіря. Ефекторні впливи підзгіря здійснює через автономну і нейроендокринну системи.

Терморегуляція при м’язовій роботі. При виконанні фізичної роботи внаслідок збільшення енерговитрат збільшується теплопродукція. Для підтримання сталої температури тіла необхідно, щоб паралельно збільшувались і процеси тепловіддачі. Підвищення температури тіла залежить від потужності виконаної роботи.

Підвищення температури тіла в межах 1...1,5°С сприяє підтриманню високої працездатності внаслідок прискорення біохімічних реакцій в організмі. Дальше підвищення температури тіла (вище 1,5...2°С) призводить до зниження працездатності. Тепловіддача значною мірою зумовлюється температурою зовнішнього середовища і швидкістю руху повітря. Чим нижча зовнішня температура, вологість і чим більша швидкість руху повітря, тим краще відбувається тепловіддача. Але існують оптимальні температурні умови, за яких теплопродукція і тепловіддача збалансовані, що сприяє підриманню працездатності на високому рівні. Для спортивних занять помірної потужності оптимальними є температура 16...17°С, вологість 40...50% і швидкість руху повітря 1,5...2 м/с.

Особливості теплорегуляції у дітей. Система теплорегуляції постійно удосконалюється в процесі розвитку дітей, чому сприяють заняття фізичною культурою і загартування. Але ця система у дітей розвинена ще недостатньо. У них процеси тепловіддачі переважають над процесами теплопродукції. Діти погано пристосовані до різних змін температури. Тому різке збільшення тепловіддачі може призвести о переохолодження організму дітей, а підвищення зовнішньої температури призводить до його перегрівання.

Дата добавления: 2014-01-07