Обмен веществ реферат по физкультуре
Обновлено: 25.06.2024
Цель работы: рассмотреть физиологию процессов обмена веществ и энергии в организме.
Задачи работы:
- изучить влияние составных частей пищи (белков, жиров и углеводов) на формирование энергии в организме;
- рассмотреть методы изучения обмена веществ;
- оценить роль микроэлементов и витаминов в регуляции обмена веществ;
- изучить теплорегуляцию животных.
Содержание
Введение
3
1.
Общее представление об обмене веществ и энергии
5
1.1.
Белки пищи
7
1.2.
Липиды пищи
10
1.3.
Углеводы пищи
11
2.
Превращение и использование энергии
13
2.1.
Энергетический эквивалент пищи
14
2.2.
Дыхательный коэффициент
15
3
Определение интенсивности обменных процессов в организме
17
3.1.
Прямое измерение интенсивности обменных процессов
18
3.2.
Непрямое измерение интенсивности обменных процессов
19
4.
Параметры обменных процессов в организме
22
5.
Теплообмен и регуляция температуры тела
23
5.1.
Пойкилотермные и гомойотермные организмы
25
5.2.
Пойкилотермия
27
5.3.
Гомойотермия
28
5.4.
Терморецепция
34
6.
Центральный механизм терморегуляции
36
7.
Температурная адаптация
40
Прикрепленные файлы: 1 файл
15 Обмен вещ и энергии.docx
Общее представление об обмене веществ и энергии
Превращение и использование энергии
Энергетический эквивалент пищи
Определение интенсивности обменных процессов в организме
Прямое измерение интенсивности обменных процессов
Непрямое измерение интенсивности обменных процессов
Параметры обменных процессов в организме
Теплообмен и регуляция температуры тела
Пойкилотермные и гомойотермные организмы
Центральный механизм терморегуляции
Как бы ни были разнообразны формы проявления жизни, они всегда неразрывно связаны с превращением энергии. Энергетический обмен является особенностью, присущей каждой живой клетке. Богатые энергией питательные вещества усваиваются и химически преобразуются, а конечные продукты обмена веществ с более низким содержанием энергии выделяются из клетки. Согласно первому закону термодинамики, энергия не исчезает и не возникает вновь. Организмы должны получать энергию в доступной для них форме из окружающей среды и возвращать в среду соответствующее количество энергии в форме, менее пригодной для дальнейшего использования.
Около столетия тому назад французский физиолог Клод Бернар установил, что живой организм и среда образуют единую систему, так как между ними происходит непрерывный обмен веществами и энергией. Нормальная жизнедеятельность организма поддерживается регуляцией внутренних компонентов, требующей затраты энергии. Использование химической энергии в организме называют энергетическим обменом: именно он служит показателем общего состояния и физиологической активности организма.
Обменные (или метаболические) процессы, в ходе которых специфические элементы организма синтезируются из поглощенных пищевых продуктов, называют анаболизмом; соответственно те метаболические процессы, в ходе которых структурные элементы организма или поглощенные пищевые продукты подвергаются распаду, называют катаболизмом.
Цель работы: рассмотреть физиологию процессов обмена веществ и энергии в организме.
- изучить влияние составных частей пищи (белков, жиров и углеводов) на формирование энергии в организме;
- рассмотреть методы изучения обмена веществ;
- оценить роль микроэлементов и витаминов в регуляции обмена веществ;
- изучить теплорегуляцию животных.
- Общее представление об обмене веществ и энергии
Питание — это процесс усвоения организмом веществ, необходимых для построения и обновления тканей его тела, а также для покрытия энергетических затрат.
Использование пищевых средств, состоящих в основном из сложных соединений растительного или животного происхождения, для энергетических или пластических нужд организма возможно только после гидролиза этих средств и превращения в сравнительно простые соединения, лишенные видовой специфичности. Пищевые потребности разных видов животных различны в зависимости от того, какие пищевые вещества организм способен синтезировать и какие должны поступать извне. И все же в основном различия в пищевых потребностях обусловлены способами переваривания (гидролиза) пищи. Это связано с тем, что у высших животных организмов промежуточные процессы обмена веществ протекают сходным образом.
В обмене веществ (метаболизм) и энергии различают два направленных процесса: анаболизм и катаболизм. Под анаболизмом понимают совокупность процессов, направленных на построение структур организма главным образом через синтез сложных органических веществ; под катаболизмом — совокупность процессов распада сложных органических соединений и использование образовавшихся при этом сравнительно простых веществ в процессах энергообмена. В основе анаболизма и катаболизма лежат соответственно процессы ассимиляции и диссимиляции, которые в организме взаимосвязаны и в нормальном организме сбалансированы (см. рис. 1).
В целом потребности животных достаточно однородны: они нуждаются в сходных по структуре питательных веществах для энергообмена; в веществах типа аминокислот, пуринов и некоторых липидов для построения сложных белковых молекул и клеточных структур; в специальных катализаторах обмена веществ и стабилизаторах клеточных мембран; в неорганических ионах и соединениях для физико-химических процессов в организме и, наконец, в универсальном биологическом растворителе — воде — для создания среды клеточного обмена веществ.
Рис. 1. Общее представление об обмене веществ и энергии
В конечном итоге в состав пищи высокоорганизованных организмов входят органические вещества, подавляющая часть которых относится к белкам, липидам и углеводам. Продукты их гидролиза — аминокислоты, жирные кислоты, глицерин и моносахара — тратятся на энергообеспечение организма. В процессах энергообмена аминокислоты, жирные кислоты и моносахара взаимосвязаны общими путями их превращения. Поэтому как энергоносители пищевые вещества могут взаимозаменяться в соответствии с энергетической ценностью (правило изодинамии).
Энергетическую (калорическую) ценность пищи оценивают по количеству тепловой энергии, высвобождающейся при сгорании 1 г пищевого вещества (физиологическая теплота сгорания), которую выражают традиционно в килокалориях или по СИ — в джоулях (1 ккал = 4,187 кДж). Расчеты показали, что энергетическая ценность жиров (38,9 кДж/г; 9,3 ккал/г) в два раза выше, чем белков и углеводов (17,2 кДж/г; 4,1 ккал/г). Белки и углеводы имеют одинаковую энергетическую ценность и могут заменяться 1:1 в весовом соотношении.
Для поддержания стационарного состояния организма общие затраты энергии должны покрываться поступлением пищевых веществ, несущих в своих химических связях эквивалентный запас энергии. Если количества поступающей пищи для покрытия энерготрат недостаточно, то энерготраты компенсируются за счет внутренних резервов, главным образом — жира. Если же масса поступающей пищи по энергоносителям превышает расход энергии, то идет процесс запасания жира независимо от состава пищи.
Однако следует всегда помнить, что эти три источника энергии являются и пластическим материалом животного организма. Поэтому длительное исключение одного из трех питательных веществ из пищевого рациона и замена энергетически эквивалентным количеством другого вещества недопустимы.
Белки, как известно, состоят из аминокислот. Аминокислоты являются как источником синтеза структурных белков, ферментов, гормонов белковой и пептидной природы и т.д., так и источником энергии.
У человека за 1 сут деградации и синтезу подвергается около 400 г белка. Примерно 2 /3 образовавшихся в результате деградации белка свободных аминокислот используется на новый синтез белка, но 1 /3 безвозвратно окисляется в энергетических цепях и должна пополняться экзогенными аминокислотами из пищи.
Каждый вид животных имеет широкий набор видоспецифических белков. Но все многообразие белковых структур построено из неповторимых комбинаций всего лишь 20 аминокислот. Часть этих аминокислот синтезируется самим организмом из других аминокислот, другая часть не может синтезироваться, но должна обязательно поступать с пищей — незаменимые аминокислоты. Этот термин означает лишь только, должны или не должны те или иные аминокислоты обязательно содержаться в пище. Заменимые аминокислоты также важны для организма, как и незаменимые.
В организме высших животных и человека 10 из 20 аминокислот не синтезируются, а следовательно, являются незаменимыми. Другие 10 аминокислот, заменимые, могут быть синтезированы в организме из незаменимых аминокислот, а также из продуктов обмена углеводов и липидов. Белки, содержащие полный набор незаменимых аминокислот, носят название биологически полноценных белков.
О количестве белка, подвергшегося в организме разрушению, судят по количеству азота> выводимого из организма (моча, пот). Это делается на том основании, что азот входит почти исключительно в состав белков (аминокислот). Состояние, при котором количество поступившею с пищей азота равно его количеству, выводимому из организма, называют азотистым равновесием.
При расчетах азотистою баланса исходят из тою факта, что в среднем в белке содержится примерно 16 % азота, т.е. каждые 16 г азота соответствуют 100 г белка, а следовательно, 1 г азота соответствует 6,25 г белка.
Состояние, при котором количество введенною с пищей азота меньше его количества, выведенного из организма, называют отрицательным азотистыми балансом. Под этим термином подразумевают, что деградация белка доминирует над его синтезом.
Существует понятие коэффициент изнашивания Рубнера, который указывает, что потеря белка составляет 0,028−0,065 г азота на 1 кг массы взрослою человека в условиях покоя в 1 сут (потеря белка у взрослою человека массой 70 кг равна примерно 23 г/сут).
Однако потребление такою количества белка не является минимально достаточным в суточном рационе. Это связано с тем, что потребление белка вызывает так называемое специфически-динамическое действие пищи — повышение энергообмена организма после приема белковой пищи.
Давно установлено, что после приема пищи возникает повышение энергообмена. Так, при потреблении сбалансированной пищи энергообмен возрастает примерно на 6 % и составляет около 630−840 кДж, т.е. около 10 % основного обмена. Раздельный прием белков, жиров и углеводов показал, что наиболее выраженная активация энергообмена наблюдается после приема белков.
При белковом питании повышение энергообмена может составить 30−40 % общей энергетической ценности белка, введенною в организм. Повышение обмена начинается примерно через 1,5−2 ч, достигает максимума через 3 ч и продолжается 7−8 ч после приема белка. Полагают, что это обусловлено большими энерготратами на синтез АТФ из аминокислот, чем из моносахаридов и жирных кислот. Поэтому для поддержания азотистого равновесия в организме требуется как минимум 30−45 г животного белка в 1 сут. Данная величина и составляет так называемый физиологический минимум белка.
Белок пищи в принципе не может депонироваться. Однако в условиях белкового голодания в ряде тканей активируется с помощью тканевых протеиназ процесс деградации белка. Такими источниками свободных аминокислот являются белки плазмы, ферментные белки, белки печени, слизистой оболочки кишечника и мышц, что позволяет достаточно длительное время поддерживать без потерь обновление белков мозга и сердца.
Пример готового реферата по предмету: Физкультура и спорт
Содержание
1. Общее понятие об обмене веществ и энергии 5
2. Виды обмена веществ 7
3. Профилактика нарушений обмена веществ 10
4. Нарушения обмена веществ 13
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 17
Выдержка из текста
Организм человека, как и все живые организмы, существует как открытая энергетическая система. Это значит, что организм постоянно теряет вещество в виде достаточно простых химических соединений. Одновременно с этим происходит выведение энергии из организма. Но организм — это устойчивая энергетическая система, поэтому потеря вещества и энергии восполняется постоянным их поглощением из окружающей среды. Таким образом, через организм человека постоянно идет поток вещества и заключенной в нем энергии. Этот непрерывный поток является одним из важнейших свойств живых организмов и называется обмен веществ и энергии, или метаболизм. Вещество, поступающее в организм, заключает в себе химическую энергию (энергия внутримолекулярных химических связей).
Эта энергия преобразуется в организме в химическую энергию других соединений, а также в тепловую, механическую и электрическую. Электрической энергии в организме вырабатывается немного, но она важна для деятельности нервной и мышечной систем.
Тема данного реферата — обмен веществ в организме человека.
Тема актуальная, поскольку очень многие знают, а еще больше борцов с лишним весом не знают, что у них понижен обмен веществ. К чему это ведет? Конечно же, к накоплению жировых отложений, снижению уровня активности, недостатку физических сил. Если продолжить цепочку, то можно легко дойти до апатии, депрессии, снижению иммунитета и прочим заболеваниям.
Энергетическую ценность пищи измеряют в килокалориях(ккал).
Суточная потребность человека в энергии составляет в среднем около 3
10. кДж. Эта величина зависит от пола, возраста, физической и эмоциональной активности. Особенно высоки затраты энергии в пересчете на массу тела у детей 1 5 лет в связи с высокой активностью обменных процессов.
Основной обмен веществ показывает, сколько энергии (калорий) организм сжигает в состоянии покоя. Поразительно, но на состояние покоя приходится более 75% сжигаемых каждый день калорий! Это зависит от множества факторов: средний уровень активности, строение тела (соотношение мышечной и жировой массы), возраст, пол, наследственность и масса тела. Если человек живет активной жизнью в течение дня, то скорость основного обмена веществ возрастает, и организм сжигает больше калорий.
Целью при написании данного реферата является изучение обмена веществ и его влияние на общее физическое состояние человека, для чего были поставлены и решены следующие задачи:
1.Дать общее понятие об обмене веществ и энергии
2.Перечислить виды обмена веществ.
3.Выяснить, как соблюдать профилактику обмена веществ.
4.Проанализировать, какие существуют нарушения обмена веществ в организме.
Список использованной литературы
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1.Биохимия. / Под ред. Северина Е.С. М.: Гэотар Медицина, 2004. 768 с.
2.Дроздова Т.М. Физиология питания. — Новосибирск: Сибирский университет, 2007. 352 с.
3.Сапин М.Р., Никитюк Д.Б. Анатомия человека (с элементами физиологии).
М.: Медицина, 2008. 624 с.
4.Сологуб Е. Б. , Солодков А.С. Физиология человека. Общая. Спортивная. Возрастная. — М.: Олимпия Пресс, 2005. 528 с.
В условиях современного мира с появлением устройств, облегчающих трудовую деятельность (компьютер, техническое оборудование) резко сократилась двигательная активность людей по сравнению с предыдущими десятилетиями. Это, в конечном итоге, приводит к снижению функциональных возможностей человека, а также различного рода заболеваниям. Сегодня чисто физический труд не играет существенной роли, его заменяет умственный. Интеллектуальный труд резко снижает работоспособность организма.
Но и физический труд, характеризуясь повышенной физической нагрузкой, может в некоторых случаях рассматриваться с отрицательной стороны.
Вообще, недостаток необходимых человеку энергозатрат приводит к рассогласованию деятельности отдельных систем (мышечной, костной, дыхательной, сердечно-сосудистой) и организма в целом с окружающей средой, а также к снижению иммунитета и ухудшению обмена веществ.
В то же время вредны и перегрузки. Поэтому и при умственном, и при физическом труде необходимо заниматься оздоровительной физической культурой, укреплять организм.
Физическая культура должна входить в жизнь человека с раннего возраста и не покидать её до старости. При этом очень важным является момент выбора степени нагрузок на организм, здесь нужен индивидуальный подход. Ведь чрезмерные нагрузки на организм человека как здорового, так и с каким-либо заболеванием, могут причинить ему вред.
Таким образом, физическая культура, первостепенной задачей которой является сохранение и укрепление здоровья, должна быть неотъемлемой частью жизни каждого человека.
1 Важная роль физических упражнений
Физические упражнения воздействуют на все группы мышц, суставы, связки, которые делаются крепкими, увеличиваются объем мышц, их эластичность, сила и скорость сокращения. Усиленная мышечная деятельность вынуждает работать с дополнительной нагрузкой сердце, легкие и другие органы и системы нашего организма, тем самым, повышая функциональные возможности человека, его сопротивляемость неблагоприятным воздействиям внешней среды. Регулярные занятия физическими упражнениями в первую очередь воздействуют на опорно-двигательный аппарат, мышцы. При выполнении физических упражнений в мышцах образуется тепло, на что организм отвечает усиленным потоотделением. Во время физических нагрузок усиливается кровоток: кровь приносит к мышцам кислород и питательные вещества, которые в процессе жизнедеятельности распадаются, выделяя энергию. При движениях в мышцах дополнительно открываются резервные капилляры, количество циркулирующей крови значительно возрастает, что вызывает улучшение обмена веществ.
В ответной реакции организма человека на физическую нагрузку первое место занимает влияние коры головного мозга на регуляцию функций основных систем: происходит изменение в кардиореспираторной системе, газообмене, метаболизме и др. Упражнения усиливают функциональную перестройку всех звеньев опорно-двигательного аппарата, сердечно-сосудистой и других систем, улучшают процессы тканевого обмена. Под влиянием умеренных физических нагрузок увеличиваются работоспособность сердца, содержание гемоглобина и количество эритроцитов, повышается фагоцитарная функция крови. Совершенствуются функция и строение самих внутренних органов, улучшается химическая обработка и продвижение пищи по кишечнику. Сочетанная деятельность мышц и внутренних органов регулируется нервной системой, функция которой также совершенствуется при систематическом выполнении физических упражнений.
Если же мышцы бездействуют — ухудшается их питание, уменьшаются объем и сила, снижаются эластичность и упругость, они становятся слабыми, дряблыми. Ограничение в движениях (гиподинамия), пассивный образ жизни приводят к различным предпатологическим и патологическим изменениям в организме человека. Так, американские врачи, лишив добровольцев движений путем наложения высокого гипса и сохранив им нормальный режим питания, убедились, что через 40 дней у них началась атрофия мышц и накопился жир. Одновременно повысилась реактивность сердечно-сосудистой системы и снизился основной обмен. Однако в течение последующих 4 недель, когда испытуемые начали активно двигаться (при том же режиме питания), указанные выше явления были ликвидированы, мышцы укрепились и гипертрофировались. Таким образом, благодаря физическим нагрузкам удалось восстановление как в функциональном, так и в структурном отношениях. Физические нагрузки оказывают разностороннее влияние на организм человека, повышают его устойчивость к неблагоприятным воздействиям окружающей среды. Так, например, у физически тренированных лиц по сравнению с нетренированными наблюдается лучшая переносимость кислородного голодания. Отмечена высокая способность работать при повышении температуры тела свыше 38°С во время физических напряжений. В опытах на животных показано, что систематические мышечные тренировки замедляют развитие злокачественных опухолей.
2. Влияние физических нагрузок на различные системы органов.
Одна из доминирующих черт нашего времени - ограничение двигательной активности современного человека. Сто лет назад 96% трудовых операций совершались за счет мышечных усилий. В настоящее время - 99% с помощью различных механизмов. Необходима компенсация дефицита двигательной активности, иначе наступает расстройство, дисгармония сложной системы организма человека.
Организм человека состоит из отдельных органов, выполняющих свойственные им функции. Различают группы органов, выполняющих совместно общие функции, - системы органов. Из внешней среды организм получает все необходимые для жизнедеятельности и развития вещества, вместе с тем он получает поток раздражителей (t, влажность, солнечная радиация, производственные вредные воздействия и др.), который стремится нарушить постоянство внутренней среды организма (гомеостаз).
Нормальное существование человека в этих условиях возможно только в том случае, если организм своевременно реагирует на воздействия внешней среды соответствующими приспособительными реакциями.
Физические упражнения становятся своеобразным регулятором, обеспечивающим управление жизненными процессами и сохранение постоянства внутренней среды. А значит, физические упражнения надо рассматривать не только как развлечение и отдых (что важно!), но и как средство сохранения здоровья (что ещё более важно!).
Недостаточная двигательная активность создает особые неестественные условия для жизнедеятельности человека, отрицательно воздействует на структуру и функции всех тканей организма человека. Вследствие этого наблюдается снижение общих защитных сил организма, увеличивается риск возникновения болезни
Прогресс науки и техники предъявляет современному человеку высокое требование к его физическому состоянию и увеличивает нагрузку на психическую, умственную и эмоциональную сферы.
Наряду с разумным сочетанием труда и отдыха, нормализацией сна и питания, отказа то вредных привычек систематическая мышечная деятельность повышает психическую, умственную и эмоциональную устойчивость организма.
Человек, ведущий подвижный образ жизни систематически занимающийся физическими упражнениями, может выполнить значительно большую работу, чем человек, ведущий малоподвижный образ жизни. Это связано с резервными возможностями человека.
3. Влияние физических нагрузок на обмен веществ и энергии.
Обмен веществ и энергии в организме человека характеризуется сложными биохимическими реакциями. Питательные вещества (белки, жиры и углеводы), поступающие во внутреннюю среду организма с пищей, расщепляются в пищеварительном тракте. Продукты расщепления переносятся кровью к клеткам и усваиваются ими. Кислород, проникающий из воздуха через лёгкие в кровь, принимает участие в процессе окисления, происходящем в клетках.
Вещества, образующие в результате биохимических реакций обмена веществ, выводятся из организма через лёгкие, почки, кожу.
Обмен веществ является источником энергии для всех жизненных процессов и функций организма. При расщеплении сложных органических веществ содержащаяся в них энергия превращается в другие виды энергии (биоэлектрическую, тепловую, механическую и др.)
Занятия физическими упражнениями или спортом повышают активность обменных процессов, тренирует и поддерживает на высоком уровне механизмы, осуществляющие в организме обмен веществ и энергии.
4. Влияние физических нагрузок на кровеносную систему.
Сердце – главный центр кровеносной системы, работающий по типу насоса, благодаря чему в организме движется кровь. В результате физической тренировки размеры и масса сердца увеличивается в связи с утолщением стенок сердечной мышцы и увеличением его объема, что повышает мощность и работоспособность сердечной мышцы.
Кровь в организме человека выполняет следующие функции:
- транспортная;
- регуляторная;
- защитная;
- теплообмен.
При регулярных занятиях физическими упражнениями или спортом:
- увеличивается количество эритроцитов и количество гемоглобина в них, в результате чего повышается кислородная емкость крови;
- повышается сопротивляемость организма к простудным и инфекционным заболеваниям, благодаря повышению активности лейкоцитов;
- ускоряются процессы восстановления после значительной потери крови.
Тренированный организм
Нетренированный организм
При занятиях циклическими видами спорта ЖЕЛ может достичь у мужчин 7000 мл и более, у женщин – 5000мл и более.
4). Легочная вентиляция (ЛВ) – объем воздуха, проходящий через легкие за 1 минуту, и определяющийся путем умножения величины ДО и ЧД.
ЛВ в покое составляет 5000-9000 мл. При физической нагрузке этот показатель достигнет 50 л. Максимальный показатель ЛВ может достигать 186, 5 л при ДО 2,5 л и ЧД 75 циклов в 1 минуту.
5). Кислородный запас (КЗ ) - количество кислорода, необходимое организму для обеспечения процессов жизнедеятельности в 1 минуту. В покое КЗ равен 200-300 мл. При беге на 5 км увеличивается до 5000-6000 мл.
6). Максимальное потребление кислорода (МПК ) – необходимое количество кислорода, которое организм может потребить в минуту при определенной мышечной работе. У нетренированных людей МПК составляет 2- 3,5 л/ мин., у спортсменов мужчин может достигать 6 л/мин., у женщин – 4 л/ мин. и более.
7). Кислородный олг – разница между кислородным запасом и кислородом, которое потребляется во время работы за 1 минуту, т. е. величина максимального возможного суммарного долга кислорода имеет предел. У нетренированных людей он находится на уровне 4-7 л кислорода, у тренированных – может достигать 20-22 л.
Таким образом, физические тренировки способствуют адаптации тканей к гипоксии (недостатку кислорода), повышает способность клеток тела к интенсивной работе при недостатке кислорода.
6. Влияние физических нагрузок на нервную систему.
При систематических занятиях спортом улучшается кровоснабжение мозга, общее состояние нервной системы на всех её уровнях. При этом отмечаются большая сила, подвижность и уравновешенность нервных процессов, поскольку нормализуются процессы возбуждения и торможения, составляющие основу физиологической деятельности мозга. Самые полезные виды спорта – это плавание, лыжи, коньки, велосипед, теннис.
При отсутствии необходимой мышечной активности происходят нежелательные изменения функций мозга и сенсорных систем, снижается уровень функционирования подкорковых образований, отвечающих за работу, например, органов чувств (слух, равновесие, вкус) или ведающих жизненно важными функциями (дыхание, пищеварение, кровоснабжение). Вследствие этого наблюдается снижение общих защитных сил организма, увеличение риска возникновения различных заболеваний. В таких случаях характерны неустойчивость настроения, нарушение сна, нетерпеливость, ослабление самообладания.
Физические тренировки оказывают разностороннее влияние на психические функции, обеспечивая их активность и устойчивость. Установлено, что устойчивость внимания, восприятия, памяти находится в прямой зависимости от уровня разносторонней физической подготовленности
Таким образом, оздоровительный эффект занятий массовой физической культурой связан прежде всего с повышением аэробных возможностей организма, уровня общей выносливости и трудоспособности.
Повышение физической работоспособности сопровождается профилактическим эффектом в отношении факторов риска сердечно-сосудистых заболеваний: снижением веса тела и жировой массы, содржания холестерина и триглицеридов в крови, снижением артериального давления и ЧСС.
Выполнение физических упражнений положительно влияет на весь двигательный аппарат, препятствуя развития дегенеративных изменений, связанных с возрастом и гиподинамией (нарушение функций организма при снижении двигательной активности). Повышается минерализация костной ткани и содержание кальция в организме, что препятствует развитию остеопороза (дистрофия костной ткани с перестройкой её структуры и разрежением). Увеличивается приток лимфы к суставным хрящам и межпозвонковым дискам, что является лучшим средством профилактики артроза и остехондроза (дегенерация суставных хрящей).
Все эти данные свидетельствуют о неоценимом положительном влиянии занятий физической культурой на организм человека.
Таким образом, можно говорить о необходимости физических упражнений в жизни каждого человека. При этом очень важно учитывать состояние здоровья человека и его уровень физической подготовки для рационального использования физических возможностей организма, чтобы физические нагрузки не принесли вреда здоровью.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
В данном реферате расмотренно что такое пищеварение, метаболизм, объем веществ и как полезные вещества приобразуются в нашем организме.
Реферат по дисцеплине: Физическая культура
Подготовила:
Метаболи́зм или обме́н веще́ств — набор химических реакций, которые возникают в живоморганизме для поддержания жизни. Эти процессы позволяют организмам расти и размножаться, сохранять свои структуры и отвечать на воздействия окружающей среды.
Метаболизм обычно делят на две стадии: катаболизм и анаболизм. В ходе катаболизма сложные органические вещества деградируют до более простых, обычно выделяя энергию. А в процессах анаболизма — из более простых синтезируются более сложные вещества и это сопровождается затратами энергии.
Серии химических реакций обмена веществ называют метаболическими путями. В них, при участии ферментов, одни биологически значимые молекулы, последовательно превращаются в другие.
Ферменты играют важную роль в метаболических процессах потому, что:
действуют как биологические катализаторы и снижают энергию активации химической реакции;
позволяют регулировать метаболические пути в ответ на изменения среды клетки или сигналы от других клеток.
Особенности метаболизма влияют на то, будет ли пригодна определенная молекула для использования организмом в качестве источника энергии. Так, например, некоторые прокариотыиспользуют сероводород в качестве источника энергии, однако этот газ ядовит для животных [1] . Скорость обмена веществ также влияет на количество пищи, необходимой для организма.
Основные метаболические пути и их компоненты одинаковы для многих видов, что свидетельствует о единстве происхождения всех живых существ [2] . Например, некоторые карбоновые кислоты, являющиеся интермедиатами цикла трикарбоновых кислот присутствуют во всех организмах, начиная от бактерий и заканчивая многоклеточными организмами эукариот [3] . Сходства в обмене веществ, вероятно, связаны с высокой эффективностью метаболических путей, а также с их ранним появлением в истории эволюции.
Органические вещества, входящие в состав всех живых существ (животных, растений, грибов и микроорганизмов), представлены в основномаминокислотами, углеводами, липидами (часто называемые жирами) и нуклеиновыми кислотами. Так как эти молекулы имеют важное значение для жизни, метаболические реакции сосредоточены на создании этих молекул при строительстве клеток и тканей или разрушении их с целью использования в качестве источника энергии. Многие важные биохимические реакции объединяются вместе для синтеза ДНК и белков.
Белки являются линейными биополимерами и состоят из остатков аминокислот, соединённых пептидными связями. Некоторые белки являются ферментами и катализируют химические реакции. Другие белки выполняют структурную или механическую функцию (например, образуют цитоскелет). [6] Белки также играют важную роль в передаче сигнала в клетках, иммунных реакциях,агрегации клеток, активном транспорте через мембраны и регуляции клеточного цикла.
Липиды входят в состав биологических мембран, например, плазматических мембран, являются компонентами коферментов и источниками энергии. [7] Липиды являются гидрофобными илиамфифильными биологическими молекулами, растворимыми в органических растворителях таких, как бензол или хлороформ. [8] Жиры — большая группа соединений, в состав которых входятжирные кислоты и глицерин. Молекула трёхатомного спирта глицерина, образующая три сложные эфирные связи с тремя молекулами жирных кислот, называется триглицеридом. [9] Наряду с остатками жирных кислот, в состав сложных липидов может входить, например, сфингозин (сфинголипиды), гидрофильные группы фосфатов (в фосфолипидах). Стероиды, например холестерол, представляют собой ещё один большой класс липидов.
Сахара могут существовать в кольцевой или линейной форме в виде альдегидов или кетонов, имеют несколько гидроксильных групп. Углеводы являются наиболее распространёнными биологическими молекулами. Углеводы выполняют следующие функции: хранение и транспортировка энергии (крахмал, гликоген), структурная (целлюлоза растений, хитин у грибов и животных). [7] Наиболее распространенными мономерами сахаров являются гексозы — глюкоза, фруктоза и галактоза. Моносахариды входят в состав более сложных линейных или разветвленныхполисахаридов.
Полимерные молекулы ДНК и РНК представляют собой длинные неразветвленные цепочки нуклеотидов. Нуклеиновые кислоты выполняют функцию хранения и реализации генетической информации, которые осуществляются в ходе процессов репликации, транскрипции, трансляции, и биосинтеза белка. [7] Информация, закодированная в нуклеиновых кислотах, защищается от изменений системами репарации и мультиплицируется при помощи репликации ДНК.
Некоторые вирусы имеют РНК-содержащий геном. Например, вирус иммунодефицита человека использует обратную транскрипцию для создания матрицы ДНК из собственного РНК-содержащего генома. [12] Некоторые молекулы РНК обладают каталитическими свойствами (рибозимы) и входят в состав сплайсосом и рибосом.
Нуклеозиды — продукты присоединения азотистых оснований к сахару рибозе. Примерами азотистых оснований являются гетероциклические азотсодержащие соединения — производные пуринови пиримидинов. Некоторые нуклеотиды также выступают в качестве коферментов в реакциях переноса функциональных групп.
Метаболизм включает широкий спектр химических реакций, большинство из которых относятся к нескольким основным типам реакций переносафункциональных групп. Для переноса функциональных групп между ферментами, катализирующими химические реакции, используются коферменты. [13] Каждый класс химических реакций переноса функциональных групп катализируется отдельными ферментами и их кофакторами.
Аденозинтрифосфат (АТФ) — один из центральных коферментов, универсальный источник энергии клеток. Этот нуклеотид используется для передачи химической энергии, запасенной в макроэргических связях, между различными химическими реакциями. В клетках существует небольшое количество АТФ, который постоянно регенерируется из AДФ и AМФ. Организм человека за сутки расходует массу АТФ, равную массе собственного тела. АТФ выступает в качестве связующего звена между катаболизмом и анаболизмом: при катаболических реакциях образуется АТФ, при анаболических — энергия потребляется. АТФ также выступает донором фосфатной группы в реакциях фосфорилирования.
Витамины — низкомолекулярные органические вещества, необходимые в небольших количествах, причём, например, у человека большинство витаминов не синтезируется, а получается с пищей или через микрофлору ЖКТ. В организме человека большинство витаминов являются кофакторами ферментов. Большинство витаминов приобретают биологическую активность в измененном виде, например, все водорастворимые витамины в клетках фосфорилируются или соединяются с нуклеотидами. Никотинамидадениндинуклеотид (NADH) является производным витамина B3(ниацина), и представляет собой важный кофермент — акцептора водорода. Сотни различных ферментов дегидрогеназ отнимают электроны из молекул субстратов и переносят их на молекулы NAD + , восстанавливая его до NADH. Окисленная форма кофермента является субстратом для различных редуктаз в клетке. NAD в клетке существует в двух связанных формах NADH и NADPH. NAD + /NADH больше важен для протекания катаболических реакций, а NADP + /NADPH чаще используется в анаболических реакциях.
Неорганические элементы играют важнейшую роль в обмене веществ. Около 99 % массы млекопитающего состоит из углерода, азота, кальция, натрия,магния, хлора, калия, водорода, фосфора, кислорода и серы. Биологически значимые органические соединения (белки, жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты) содержат большое количество углерода, водорода, кислорода, азота и фосфора.
Многие неорганические соединения являются ионными электролитами. Наиболее важны для организма ионы натрия, калия, кальция, магния,хлоридов, фосфатов и гидрокарбонатов. Баланс этих ионов внутри клетки и во внеклеточной среде определяет осмотическое давление и pH. Концентрации ионов также играют важную роль для функционирования нервных и мышечных клеток. Потенциал действия в возбудимых тканях возникает при обмене ионами между внеклеточной жидкостью и цитоплазмой. Электролиты входят и выходят из клетки через ионные каналы в плазматической мембране. Например, в ходе мышечного сокращения в плазматической мембране, цитоплазме и Т-трубочках перемещаются ионы кальция, натрия и калия.
Переходные металлы в организме являются микроэлементами, наиболее распространены цинк и железо. Эти металлы используются некоторыми белками (например, ферментами в качестве кофакторов) и имеют важное значение для регуляции активности ферментов и транспортных белков. Кофакторы ферментов обычно прочно связаны со специфическим белком, однако могут модифицироваться в процессе катализа, при этом после окончания катализа всегда возвращаются к своему первоначальному состоянию (не расходуются). Металлы-микроэлементы усваиваются организмом при помощи специальных транспортных белков и не встречаются в организме в свободном состоянии, так как связаны со специфическими белками-переносчиками (например, ферритином или металлотионеинами).
Все живые организмы можно разделить на восемь основных групп в зависимости от используемого: источника энергии, источника углерода и донора электронов (оксисляемого субстрата) [27] .
В качестве источника энергии живые организмы могут использовать: энергию света (фото-) или энергию химических связей (хемо-). Дополнительно для описания паразитическихорганизмов использующих энергетические ресурсы хозяйской клетки применяют термин паратроф.
В качестве донора электронов (восстановителя) живые организмы могут использовать: неорганические вещества (лито-) или органические вещества (органо-).
Классификация была разработана группой авторов (А. Львов, К. ван Ниль, F. J. Ryan, Э. Тейтем) и утверждена на 11-м симпозиуме в лаборатории Колд-Спринг-Харбор и изначально служила для описания типов питания микроорганизмов. Однако в настоящее время применяется и для описания метаболизма других организмов [29] .
Из таблицы очевидно, что метаболические возможности прокариот значительно разнообразнее по сравнению с эукариотами, которые характеризуются фотолитоавтотрофным и хемоорганогетеротрофным типом метаболизма.
Следует отметить, что некоторые виды микроорганизмов могут в зависимости от условий среды (освещение, доступность органических веществ и т. д.) и физиологического состояния осуществлять метаболизм разного типа. Такое сочетание нескольких типов метаболизма описывается как миксотрофия.
При применении данной классификации к многоклеточным организмам, важно понимать, что в рамках одного организма могут быть клетки отличающиеся типом обмена веществ. Так клетки надземных, фотосинтезирующих органов многоклеточных растений характеризуются фотолитоавтотрофным типом метаболизма, в то время как клетки подземных органов описываются как хемоорганогетеротрфные. Также как и в случае с микроорганизмами при изменении условий среды, стадии развития и физиологического состояния тип метаболизма клеток многоклеточного организма может изменяться. Так например, в темноте и на стадии прорастания семени, клетки высших растений осуществляют метаболизм хемоорганогетеротрофного типа.
У животных эти реакции сопряжены с расщеплением сложных органических молекул до более простых, таких как двуокись углерода и воду. Вфотосинтезирующих организмах — растениях и цианобактериях — реакции переноса электрона не высвобождают энергию, но они используются как способ запасания энергии, поглощаемой из солнечного света.
ПИЩЕВАРЕНИЕ:
Такие макромолекулы, как крахмал, целлюлоза или белки, должны расщепляться до более мелких единиц прежде, чем они могут быть использованы клетками. Несколько классов ферментов принимают участие в деградации: протеазы, которые расщепляют белки до пептидов и аминокислот, гликозидазы, которые расщепляют полисахариды до олиго- и моносахаридов.
Микроорганизмы выделяют гидролитические ферменты в пространство вокруг себя, чем отличаются от животных, которые выделяют такие ферменты только из специализированных железистых клеток. Аминокислоты и моносахариды, образующиеся в результате активности внеклеточных ферментов, затем поступают в клетки с помощью активного транспорта.
Получение энергии:
В ходе катаболизма углеводов сложные сахара расщепляются до моносахаридов, которые усваиваются клетками. Попав внутрь, сахара (например, глюкоза и фруктоза) в процессе гликолиза превращаются в пируват, при этом вырабатывается некоторое количество АТФ. Пировиноградная кислота (пируват) является промежуточным продуктом в нескольких метаболических путях. Основной путь метаболизма пирувата — превращаение в ацетил-КоА и далее поступление в цикл трикарбоновых кислот. При этом в цикле Кребса в форме АТР запасается часть энергии, а также восстанавливаются молекулы NADH и FAD. В процессе гликолиза и цикла трикарбоновых кислот образуется диоксид углерода, который является побочным продуктом жизнедеятельности. В анаэробных условиях в результате гликолиза из пирувата при участии фермента лактатдегидрогеназы образуется лактат, и происходит окисление NADH до NAD + , который повторно используется в реакциях гликолиза. Существует также альтернативный путь метаболизма моносахаридов — пентозофосфатный путь, в ходе реакций которого энергия запасается в форме восстановленного кофермента NADPH и образуются пентозы, например, рибоза, необходимая для синтеза нуклеиновых кислот.
Жиры на первом этапе катаболизма гидролизуются в свободные жирные кислоты и глицерин. Жирные кислоты расщепляются в процессе бета-окисления с образованием ацетил-КоА, который в свою очередь далее катаболизируется в цикле Кребса, либо идет на синтез новых жирных кислот. Жирные кислоты выделяют больше энергии, чем углеводы, так как жиры содержат удельно больше атомов водорода в своей структуре.
Аминокислоты либо используются для синтеза белков и других биомолекул, либо окисляются до мочевины, диоксида углерода и служат источником энергии. Окислительный путь катаболизма аминокислот начинается с удаления аминогруппы ферментами трансаминазами. Аминогруппы утилизируются в цикле мочевины; аминокислоты, лишённые аминогрупп называют кетокислотами. Некоторые кетокислоты — промежуточные продукты цикла Кребса. Например, при дезаминировании глутамата образуется альфа-кетоглутаровая кислота. Гликогенные аминокислоты также могут быть преобразованы в глюкозу в реакциях глюконеогенеза.
Окислительное фосфорилирование:
При окислительном фосфорилировании электроны, удалённые из пищевых молекул в метаболических путях (например, в цикле Кребса), переносятся на кислород, а выделяющаяся энергия используется для синтеза АТФ. У эукариот данный процесс осуществляется при участии ряда белков, закреплённых в мембранах митохондрий, называемые дыхательной цепью переноса электронов. У прокариот эти белки присутствуют во внутренней мембране клеточной стенки. Белки цепи переноса электронов используют энергию, полученную при передаче электронов от восстановленных молекул (например NADH) на кислород, для перекачки протонов через мембрану.
При перекачке протонов создаётся разница концентраций ионов водорода и возникает электрохимический градиент. [44] Эта сила возвращает протоны обратно в митохондрии через основание АТФ-синтазы. Поток протонов заставляет вращаться кольцо из c-субъединиц фермента, в результате чего активный центр синтазы изменяет форму и фосфорилирует аденозиндифосфат, превращая его в АТФ.
Энергия из неорганических соединений:
Хемолитотрофами называют прокариот, имеющих особый тип обмена веществ, при котором энергия образуется в результате окисления неорганических соединений. Хемолитотрофы могут окислять молекулярный водород, соединения серы (например, сульфиды, сероводород и неорганические тиосульфаты), оксид железа(II) или аммиак. При этом энергия от окисления этих соединений образуется с помощью акцепторов электронов, таких как кислород или нитриты. Процессы получения энергии из неорганических веществ играют важную роль в таких биогеохимических циклах, как ацетогенез, нитрификация и денитрификация.
Анаболизм — совокупность метаболических процессов биосинтеза сложных молекул с затратой энергии. Сложные молекулы, входящие в состав клеточных структур, синтезируются последовательно из более простых предшественников. Анаболизм включает три основных этапа, каждый из которых катализируется специализированным ферментом. На первом этапе синтезируются молекулы-предшественники, например, аминокислоты, моносахариды, терпеноиды и нуклеотиды. На втором этапе предшественники с затратой энергии АТФ преобразуются в активированные формы. На третьем этапе активированные мономеры объединяются в более сложные молекулы, например, белки, полисахариды, липиды и нуклеиновые кислоты.
Не все живые организмы могут синтезировать все биологически активные молекулы. Автотрофы (например, растения) могут синтезировать сложные органические молекулы из таких простых неорганических низкомолекулярных веществ, как углекислый газ и вода. Гетеротрофам необходим источник более сложных веществ, таких как моносахариды и аминокислоты, для создания более сложных молекул. Организмы классифицируют по их основным источникам энергии: фотоавтотрофы и фотогетеротрофы получают энергию из солнечного света, в то время как хемоавтотрофы и хемогетеротрофы получают энергию из неорганических реакций окисления.
Понятие метаболизма как совокупности химических реакций, протекающих в живых клетках и обеспечивающих организм веществами и энергией для его жизнедеятельности. Обмен веществ в условиях физической нагрузки. Его интенсивность во время занятий спортом.
| Рубрика | Спорт и туризм |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 04.04.2012 |
| Размер файла | 48,3 K |
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Кооперативный техникум Мурманского Облпотребсоюза
по дисциплине
студента (ки) _____ курса
260807 «Технология продукции
Иванов Сергей Михайлович
1. Влияние физических нагрузок на обмен веществ и энергии
2. Влияние физических нагрузок на кровеносную систему
3. Влияние физической нагрузки на пищеварительные процессы
4. Энергетический обмен
5. Обмен веществ в условиях физической нагрузки
6. Интенсивность обмена веществ во время занятий спортом
Метаболизм (от греч. metabole -- перемена, превращение), совокупность химических реакций, протекающих в живых клетках и обеспечивающих организм веществами и энергией для его жизнедеятельности, роста, размножения. В наиболее употребительном значении термин "М." равнозначен обмену веществ и энергии; в более точном и узком смысле "М." означает межуточный (промежуточный) обмен, т. е. превращение веществ внутри клеток с момента их поступления до образования конечных продуктов. В этом смысле термин "М." относят и к отдельному классу соединений или определённому веществу (например, М. белков, М. глюкозы). Попав внутрь клетки, питательное вещество метаболизируется -- претерпевает ряд химических изменений, катализируемых ферментами (определённая последовательность таких изменений называется метаболическим путём, а образующиеся промежуточные продукты -- метаболитами). Различают 2 стороны М. -- анаболизм и катаболизм. Анаболические реакции направлены на образование и обновление структурных элементов клеток и тканей и заключаются в синтезе сложных молекул из более простых; эти реакции, преимущественно восстановительные, сопровождаются затратой свободной химической энергии (эндергонические реакции). Катаболические превращения -- это процессы расщепления сложных молекул -- как поступивших с пищей, так и входящих в состав клетки -- до простых компонентов; эти реакции, обычно окислительные, сопровождаются выделением свободной химической энергии (экзергонические реакции). метаболизм физический нагрузка
При физических нагрузках происходят существенные изменения метаболических процессов во всем организме, т.е. происходят изменения в ССС, наиболее информативным параметром которой является частота сердечных сокращений. Кроме того резко возрастает потребность в кислороде у активных мышц, ускоряется метаболические процессы, возрастает количество продуктов распада при обмене веществ, используется большее количество питательных веществ, повышается температура тела, увеличивается концентрация ионов водорода в мышцах и крови, что вызывает снижение давления крови в организме.
1. Влияние физических нагрузок на обмен веществ и энергии
Обмен веществ и энергии в организме человека характеризуется сложными биохимическими реакциями.
Питательные вещества (белки, жиры и углеводы), поступающие во внутреннюю среду организма с пищей, расщепляются в пищеварительном тракте.
Продукты расщепления переносятся кровью к клеткам и усваиваются ими. Кислород, проникающий из воздуха через лёгкие в кровь, принимает участие в процессе окисления, происходящем в клетках.
Вещества, образующие в результате биохимических реакций обмена веществ, выводятся из организма через лёгкие, почки, кожу.
Обмен веществ является источником энергии для всех жизненных процессов и функций организма. При расщеплении сложных органических веществ содержащаяся в них энергия превращается в другие виды энергии (биоэлектрическую, тепловую, механическую и др.)
Занятия физическими упражнениями или спортом повышают активность обменных процессов, тренирует и поддерживает на высоком уровне механизмы, осуществляющие в организме обмен веществ и энергии.
2. Влияние физических нагрузок на кровеносную систему
Сердце - главный центр кровеносной системы, работающий по типу насоса, благодаря чему в организме движется кровь. В результате физической тренировки размеры и масса сердца увеличивается в связи с утолщением стенок сердечной мышцы и увеличением его объема, что повышает мощность и работоспособность сердечной мышцы.
Кровь в организме человека выполняет следующие функции:
При регулярных занятиях физическими упражнениями или спортом:
- увеличивается количество эритроцитов и количество гемоглобина в них, в результате чего повышается кислородная емкость крови;
- повышается сопротивляемость организма к простудным и
инфекционным заболеваниям, благодаря повышению активности лейкоцитов;
- ускоряются процессы восстановления после значительной потери крови.
Пока затели работоспособности сердца (Рис. 1)Важным показателем работоспособности сердца является систолический объем крови(СО) - количество крови, выталкиваемое одним желудочком сердца в сосудистое русло при одном сокращении.
Показатели систолического объема сердца в покое и при мышечной работе
нетренированный организм
тренированный организм
1-покой
2-быстрая ходьба
3 - быстрый бег
Другими информативными показателем работоспособности сердца является число сердечных сокращений (ЧСС) ( артериальный пульс).В процессе спортивной тренировки ЧСС в покое со временем становится реже за счет увеличения мощности каждого сердечного сокращения. Показатели числа сердечных сокращений. ( уд/ мин)
3. Влияние физической нагрузки на пищеварительные процессы
Наблюдения показывают, что выполнение физической работы непосредственно после приема пищи не только не усиливает, а, наоборот, задерживает пищеварительные процессы. Отмечено уменьшение (торможение) секреции пищеварительных желез, нарушается рефлекторное выделение пищеварительных соков.
4. Энергетический обмен (Э.О.)
После приема пищи повышается интенсивность метаболизма. В случае смешанной пищи скорость обмена повышается примерно на 6%. При потреблении белков интенсивность обмена возрастает в гораздо большей степени, чем при потреблении жиров или углеводов. Это может быть обусловлено, в частности, тем, что в процессе метаболизма для ресинтеза 1моль АТФ белков требуется больше, чем жиров и углеводов (в пересчете на калорическую ценность) (H.A Krebs, 1964).
Э.о. присущ всем теплокровным; богатые энергией питательные вещества усваиваются и химически преобразуются, а конечные продукты обмена веществ с более низким содержанием энергии удаляются из клетки. Освобождающаяся при этом энергия используется для различных целей.
Обменные (метаболические) процессы, в ходе которых специфические элементы организма синтезируются из поглощенных питательных веществ , называются анаболизмом, а те метаболические процессы, в ходе которых структурные элементы организма или поглощенные питательные вещества подвергаются распаду, называются катаболизмом . Метаболизм жиров и углеводов служит главным образом для обеспечения физиологических функций (функциональный метаболизм), тогда как белковый обмен нужен в первую очередь для поддержания и изменения структуры организма (структурный метаболизм).
Единицы измерения энергетического обмена. Энергетический обмен выражают в килокалориях (ккал) на единицу времени. Однако в международной системе единиц в качестве основной единицы энергии принят джоуль (Дж): 1 джоуль = 1 ватт х 1 с = 2,39 х 10 ккал; 1 ккал = 4187 Дж = 4,187 кДж ~ 0,0042 МДж. Отсюда следует, что 1 кДж/ч ~ 0,28 Вт (~ 0,239 ккал/ч) и 1 кДж/сут ~ 0,239 ккал/сут.
Коэффициент полезного действия (КПД). При работе часть вырабатываемой энергии выделяется в виде тепла. При мышечной работе КПД редко превышает 25% (рис. 1.2)
5. Обмен веществ в условиях физической нагрузки
Во время физической работы (тренировки) скорость метаболизма возрастает в зависимости от степени физического напряжения.
6. Интенсивность обмена веществ во время занятий спортом
Читайте также: