Цель: расширить знания о функциях белков в живой клетке; научить учащихся выявлять причины происходящих в клетке процессов, используя свои знания о функциях в ней белков.
Оборудование: таблицы по общей биологии, модель первичной структуры белка.
Ход урока
I . Проверка знаний учащихся.
Карточка для работы у доски.
Запишите номера вопросов, против них – правильные ответы.
- Какие органические вещества в клетке на первом месте по массе?
- Какие элементы входят в состав простых белков?
- Сколько аминокислот образует все многообразие белков?
- Сколько аминокислот являются незаменимыми для человека?
- Какая функциональная группировка придает аминокислоте кислые, какое – щелочные свойства?
- В результате какой реакции образуется пептидная связь?
- Между какими группировками аминокислот образуется пептидная связь?
- Какие связи стабилизируют вторичную структуру белков?
- Какую структуру имеет молекула гемоглобина?
Тесты классу.
Тест 1 . Какие органические вещества в клетке на первом месте по массе?
- углеводы.
- белки
- липиды.
- нуклеиновые кислоты.
Тест 2 . Какие элементы входят в состав простых белков?
- углерод...
- водород
- кислород
- фосфор
- железо
- хлор.
Тест 3 . Сколько аминокислот образует все многообразие белков?
Тест 4 . Сколько аминокислот являются незаменимыми для человека?
- таких аминокислот нет.
Тест 5. Какие белки называются неполноценными?
- В которых отсутствуют некоторые аминокислоты.
- В которых отсутствуют некоторые незаменимые аминокислоты.
- В которых отсутствуют некоторые заменимые аминокислоты.
- Все известные белки являются полноценными.
Тест 6
Тест 7
- Реакция гидролиза.
- Реакция гидратации.
- Реакции конденсации.
Тест 8
Тест 9
- ковалентные
- водородные
- ионные
- такие связи отсутствуют
Тест 10. Какую структуру имеют молекула гемоглобина?
- первичную
- вторичную
- третичную
- четвертичную
II . Изучение нового материала.
1 . Свойства белков.
У человека более 10 000 видов разных белков.
Свойства белков:
- Денатурация (утрата трехмерной конформации без изменения первичной структуры). Ренатурация.
- Нерастворимые белки (кератин, фиброин) и растворимые белки (альбумины, фибринген).
- Малоактивные и химически высокоактивные.
- Устойчивые и крайне неустойчивые.
- Фибриаллярные и глобулярные.
- Нейтральные (альбумины, глобулины), основные (гистоны), кислые (казеин)
- Инактивация при замерзании.
2. Функции белков в клетке и организме.
1. Строительная.
2. Каталическая (ферментативная).
Напомним некоторые особенности функционирования ферментов:
а) ферменты ускоряют протекание реакции только одного вида, то есть обладают специфичностью действия;
б) ферменты конкретного организма действуют в узких температурных пределах;
в) ферменты эффективно работают при строго определенных показателях среды. Например, в разных участках пищеварительного тракта она может быть слабощелочной, щелочной или кислой.
Ферментативный белок соединятся реагирующими веществами, ускоряет их превращения ения и выходит из реакции неизменным.
3. Регуляторная.
Осуществляется с помощью гормонов. Многие гормоны являются белками. Рассмотрим их действия на некоторых конкретных примерах.
Ослабленное функционирование поджелудочной железы может привести к нарушению (замедлению) процесса превращения глюкозы в гликоген, вследствие чего возникает серьезное заболевание – сахарный диабет.
4. Двигательная функция белка проявляется при работе мускулатуры человека и животных. В мышечных клетках имеются специальные сократительные белки, обеспечивающие специфическое функционирование этих клеток.
5. Транспортная функция белка проявляется в переносе кислорода и углекислого газа с помощью белка глобина.
6. Защитная функция белка заключается в выработке белков – антител, уничтожающих возбудителей болезней, попавших в организм.
Защитная функция белка приносит… человеку не только пользу. Могут возникнуть серьезные проблемы при пересадке органов и тканей от одного человека другому. Пересаженный орган воспринимается иммунной системой нового «хозяина» этого органа как чужеродный белок. Воздействие антител приводит к отторжению пересаженного органа со всеми вытекающими отсюда последствиями.
Аналогичные проблемы могут возникнуть при беременности, в том случае, если мать будущего ребенка является резус-отрицательной, а отец имеет резус-положительную кровь. В том случае может возникнуть серьёзный конфликт между материнским организмом и организмом развивающего плода.
Напомним, что ген резус-положительности доминирует над геном резус-отрицательности.
Следствием указанного выше конфликта являются задержка и нарушение процесса развития плода, в ряде случаев – его гибель. Связи с ответным воздействием антител плода на чужеродный белок материнского организма женщина испытывает симптомы обостренно протекающего токсикоза беременности.
Защитные функции могут быть могут быть ослаблены либо с помощью медицинских средств (когда это необходимо),либо в результате негативного воздействия природных факторов(ухудшение условий жизни организма, агрессия вируса СПИДа) (см. схему).
7. Энергетическая функция белка проявляется в выделении свободной энергии при последовательном расщеплении полипептидной молекулы
Биологическую роль, которую играют белки в живой клетке и организме, трудно переоценить. Вероятно, жизнь на нашей планете д ействительно можно рассматривать как способ существования белковых тел, осуществляющих обмен веществом и энергией с внешней средой.
III . Закрепление.
«Свойства и функции белков. »
Тест 1 . Что образуется при окислении 1 г белка?
- Углекислый газ.
- Аммиак.
- 17,6 кДж энергии.
- Мочевина.
- 38,9 кДж энергии.
Тест 2 . В пробирке с пероксидом водорода поместили кусочек варенной колбасы, хлеба, моркови, рубленного яйца. В одной из пробирок выделялся кислород. В какой?
- С кусочком вареной колбасы.
- С кусочком хлебы.
- С кусочком моркови.
- С кусочком рубленного яйца.
Тест 3. Какие суждения верны?
- Ферменты специфичны, каждый фермент обеспечивает раекции одного типа.
- Ферменты универсальны и могут катализировать реакции разных типов.
- Каталическая активность ферментов не зависит от рН и температуры.
- 4. Каталическая активность ферментов напрямую зависит от рН и температуры.
Тест 4. Какие суждения верны?
- Фермент – ключ, субстрат – замок, согласно теории Фишера.
- Фермент – замок, субстрат – ключ, согласно теории Фишера.
- После каталитической реакции фермент и субстрат распадаются, образуя продукты реакции.
- После каталитической реакции фермент остается неизменным, субстрат распадается, образуя продукты реакции.
Тест 5 . Какие суждения верны?
- Витамины являются кофакторами ферментов.
- Все белки являются биологическими катализаторами, ферментов.
- При замерзании происходит необратимая денатурация ферментов.
- Ренатурация – утрата трехмерной конфигурации белка без изменения первичной структуры
Тест 6 . Какая функциональная группировка придает аминокислоте кислые, какое –щелочные свойства?
- Кислые – радикал, щелочные – аминогруппа.
- Кислые – аминогруппа, щелочные – радикал.
- Кислые – карбоксильная группа, щелочные – радикал.
- Кислые – карбоксильная группа, щелочные – аминогруппа.
Тест 7 . В результате какой реакции образуется пептидная связь?
- Реакция гидролиза.
- Реакция гидратации.
- Реакции конденсации.
- Все вышеперечисленные реакции могут привести к образованию пептидной связи.
Тест 8 . Между какими группировками аминокислот образуется пептидная связь?
- Между карбоксильными группами соседних аминокислот.
- Между аминогруппами соседних аминокислот.
- Между аминогруппой одной аминокислоты и радикалом другой.
- Между аминогруппой одной аминокислоты и карбоксильной группой другой.
Тест 9 . Какие связи стабилизируют вторичную структуру белков?
- ковалентные
- водородные
- ионные
- такие связи отсутствуют.
Тест 10. Какие связи стабилизируют третичную структуру белков?
- ковалентные
- водородные
- ионные
- гидрофильно-гидрофобное взаимодействие.
На дом: стр. 94-99, вопросы в конце параграфа.
Каждому человеку для нормальной жизнедеятельности необходима энергия, которую он может получать только из пищи. Регулирование массы и состава тела непосредственно связано с энергетическим обменом и балансом энергии. Физические законы сохранения массы и энергии в полной мере реализуются в человеке.
В здоровой пище на определенное число калорий должно содержаться необходимое количество незаменимых пищевых веществ – белков, жиров, углеводов, витаминов и минералов.
Главным принципом диетотерапии ожирения является снижение энергетической ценности (калорийности) пищи и достижение отрицательного энергетического баланса за счет уменьшения размера порций, объема питательных веществ, а также сокращения доли некоторых макронутриентов, преимущественно жиров и/или углеводов.
Для снижения веса используются различные варианты рационов с пониженной калорийностью: 1200 ккал, 1400 ккал, 1600 ккал и 1800 ккал.
Несмотря на снижение общей калорийности рацион худеющего должен включать в себя основные группы продуктов (хлебные изделия, блюда из мяса, птицы, рыбы, овощи, фрукты), чтобы обеспечить организм всем необходимым.
Что такое энерготраты?
Все люди разные, соответственно и потребности каждого в энергии, а также в белках, жирах и углеводах могут сильно различаться. Чем больше площадь поверхности тела, тем выше потребности в энергии. У детей, подростков, беременных и кормящих женщин энерготраты выше, так как энергия затрачивается на рост и построение новых тканей организма.
Для рационального питания необходимо соблюдения энергетического равновесия между потреблением и затратами. Общие суточные энерготраты складываются из энерготрат покоя, физической и умственной работы.
Расчет энерготрат покоя
Энерготраты покоя соответствуют суточной калорийности рациона, необходимой для безопасного и эффективного похудения. Для их расчета необходимо знать вес, рост, возраст и пол. Расчет энерготрат покоя по формуле Миффлина-Сан Жеора производится следующим образом.
- Для женщины: 9,99 * вес(кг) + 6.25 * рост (см) – 4,92 * возраст – 161
- Для мужчины: 9,99 * вес (кг) + 6.25 * рост (см) – 4,92 * возраст + 5
Например, мужчина 26 лет, рост 185 см, вес 100 кг, работник умственного труда.
Для того чтобы снизить вес, необходимо придерживаться рациона калорийностью 2031 ккал/сут.
С возрастом как, как известно, обменные процессы в организме замедляются. Поэтому чтобы похудеть мужчине тех же росто-весовых параметров, но уже в возрасте 60 лет потребуется 1861 ккал/сут.
Рассмотрим следующий пример: Женщина 23 года, 160 см, 86 кг
Для того чтобы снизить вес, необходимо придерживаться рациона 1584 ккал/сут. В возрасте 55 лет при тех же росто-весовых параметрах для того, чтобы похудеть, ей потребуется – 1424 ккал/сут.
Есть и другие способы расчета калорийности рациона для похудения. Вот вариант приведенной выше формулы.
1. Рассчитываем уровень метаболизма
- Женский уровень метаболизма = 655 + (9,6 x вес в кг.) + (1,8 x рос в см.) – (4,7 x возраст в годах)
- Мужской уровень метаболизма = 66 + (13,7 X вес тела) + (5 X рост в см) - (6,8 X возраст в годах)
2. Полученную цифру умножаем на коэффициент активности:
- Низкая активность (сидячий образ жизни) – 1,20
- Малая активность (1-3 раза в неделю легкие тренировки) – 1,38
- Средняя активность (1-5 раза в неделю умеренные тренировки) – 1,55
- Высокая активность (5-7 раза в неделю интенсивные тренировки) – 1,73
3. Из полученного результат следует вычесть примерно 20%, для того чтобы получить суточную норму, при которой организм начнет терять лишний вес. При этом диапазон калорийности можно немного варьировать - от –250 ккал до +100 ккал. То есть, если показатель 1500 ккал, то похудение будет происходить во время потребления от 1250 (нижний предел) до 1600 ккал в сутки (верхний предел).
Умственный труд и работа в офисе повышают потребности в энергии незначительно, поэтому категория населения, имеющая «сидячую» работу, чаще страдает избыточным весом и ожирением, чем те,чья профессия связана с физическим трудом.
Белки, жиры, углеводы (БЖУ)
Что касается соотношения б:ж:у, то не стоит впадать в крайности и полностью избегать жиров и углеводов или переходить на одни белки. В организме все компоненты пищи имеют свое назначение, главное соблюсти баланс.
Белки
Белки состоят из 20 различных аминокислот и для того чтобы получить их полный спектр, необходимо включать в рацион мясо, рыбу, птицу, молочные продукты, орехи и бобовые. При окислении 1 г белка в организме освобождается 4 ккал. Потребность в белке должна составлять 0,8-1 г на кг массы тела. Нежелателен как недостаток, так и избыток белка в рационе (более 2 г/кг).
Жиры
Жиры играют роль не только как источник энергии, но и как структурный компонент клеточных мембран и гормонов. При окислении 1 г жира в организме освобождается 9 ккал, что в 2,5 раза больше, чем при окислении 1 г белка или 1 г углеводов. Жировая составляющая рациона не должна превышать 30-33% от общей калорийности. В рационе должны присутствовать как растительные, так и животные жиры.
При сжигании жировых запасов в теле из 1 кг жира выделяется 7760 ккал!
Углеводы
Углеводная составляющая рациона обеспечивает организм энергией и составляет – 55-70% от общей калорийности рациона. При окислении 1 г углеводов в организме освобождается 4 ккал. Ежедневное потребление сахара не должно превышать 50 г в сутки. Следует отдавать предпочтение растительным продуктам, богатым пищевыми волокнами – овощи, фрукты и бобовые. Порции крупяных блюд во время снижения веса необходимо ограничить, так как несмотря на их пользу следует помнить и о достаточно высоком содержании калорий в зерновых.
Крепкий алкоголь не относят ни к белкам, ни к жирам и не к углеводам, НО окисление 1 г этилового спирта = 7 ккал! Поэтому во время похудения лучше исключить алкогольные напитки.
В заключение хочется сказать, что на массу тела можно влиять двумя основными способами: изменением калорийности пищи и физической активности. Необходимо знать свою норму потребления, только так можно управлять своим весом!
Запишите пропущенные слова:
1. Структурная функция белков проявляется в том, что (_).
2. Рецепторная функция белков проявляется в том, что (_).
3. Регуляторная функция белков проявляется в том, что (_).
4. Каталитическая функция белков проявляется в том, что (_).
5. Транспортная функция белков проявляется в том, что (_).
6. Двигательная функция белков проявляется в том, что (_).
7. Энергетическая функция белков проявляется в том, что (_).
8. Запасающая функция белков проявляется в том, что (_).
9. Защитная функция белков проявляется в том, что (_).
Задание 8. «Активный центр фермента»
Рассмотрите рисунок и ответьте на вопросы:
| |
- Что обозначено на рисунке под цифрами 1 - 4?
- Как называется участок фермента, взаимодействующий с молекулой субстрата?
- Какая структура у белков-ферментов?
- Почему при изменении температуры и рН изменяется каталитическая активность ферментов?
- Почему ферменты специфичны?
- Чем гипотеза Фишера отличается от гипотезы Кошланда?
Задание 9. «Белки»
Запишите номера тестов, против каждого – правильные варианты ответа
Тест 1 . На первом месте по массе из органических веществ в клетке находятся:
1. Углеводы.
3. Липиды.
4. Нуклеиновые кислоты.
**Тест 2 . В состав простых белков входят следующие элементы:
1. Углерод. 5. Фосфор.
2. Водород. 6. Азот.
3. Кислород. 7. Железо.
4. Сера. 8. Хлор.
Тест 3 . Количество различных аминокислот, встречающихся в белках:
**Тест 4. Количество незаменимых для человека аминокислот:
1. Таких аминокислот нет.
**Тест 5. Неполноценные белки - белки:
1. В которых отсутствуют некоторые аминокислоты.
2. В которых отсутствуют некоторые незаменимые аминокислоты.
3. В которых отсутствуют некоторые заменимые аминокислоты.
4. Все известные белки являются полноценными.
Тест 6. Придают аминокислотам свойства:
1. Кислые - радикал, щелочные - аминогруппа.
2. Кислые - аминогруппа, щелочные - радикал.
3. Кислые - карбоксильная группа, - щелочные - радикал.
4. Кислые - карбоксильная группа, щелочные - аминогруппа.
Тест 7. Пептидная связь образуется в результате:
1. Реакции гидролиза.
2. Реакции гидратации.
3. Реакции конденсации.
4. Все выше перечисленные реакции могут привести к образованию пептидной связи.
Тест 8. Пептидная связь образуется:
1. Между карбоксильными группами соседних аминокислот.
2. Между аминогруппами соседних аминокислот.
3. Между аминогруппой одной аминокислоты и радикалом другой.
4. Между аминогруппой одной аминокислоты и карбоксильной группой другой.
**Тест 9. Вторичную структуру белков стабилизируют:
1. Ковалентные.
2. Водородные.
3. Ионные.
4. Такие связи отсутствуют.
**Тест 10. Третичную структуру белков стабилизируют:
1. Ковалентные.
2. Водородные.
3. Ионные.
4. Гидрофильно-гидрофобное взаимодействие.
**Тест 11 . При окислении 1 г белка образуются:
1. Вода. 5. Мочевина.
2. Углекислый газ. 6. 38,9 кДж энергии.
3. Аммиак.
4. 17, 6 кДж энергии.
Тест 12 . В пробирки с пероксидом водорода поместили кусочек вареной колбасы, хлеба, моркови, рубленого яйца. Кислород выделялся в пробирке:
1. С кусочком вареной колбасы.
2. С кусочком хлеба.
3. С кусочком моркови.
4. С кусочком рубленого яйца.
**Тест 13 . Верные суждения:
1. Ферменты специфичны, каждый фермент обеспечивает реакции одного типа.
2. Ферменты универсальны и могут катализировать реакции разных типов.
3. Каталитическая активность ферментов не зависит от рН и температуры.
4. Каталитическая активность ферментов напрямую зависит от рН и температуры.
**Тест 14. Верные суждения:
1. Фермент - ключ, субстрат - замок согласно теории Фишера.
2. Фермент - замок, субстрат - ключ согласно теории Фишера.
3. После каталитической реакции фермент и субстрат распадаются, образуя продукты реакции.
4. После каталитической реакции фермент остается неизменным, субстрат распадается, образуя продукты реакции.
Тест 15. Верное суждение:
1. Витамины являются кофакторами многих ферментов.
2. Все белки являются биологическими катализаторами, ферментами.
3. При замерзании происходит необратимая денатурация ферментов.
ТЕМА « СТРОЕНИЕ БЕЛКОВ» Тест 1. массе. 1.Углеводы 3. Липиды Тест 2 . . Тест 3 . 1. 170 2. 26 3. 20 4. 10 пептидная связь. Тест 6 . . 1.Ковалентные 3.Ионные Тест 7 . . 1.Первичную 3.Третичную 2.Вторичную 4.Четвертичную Тест 8. Функция белков- гормонов: 1.Сигнальная 2.Регуляторная 3.Защитная 4.Транспортная
ТЕМА « СТРОЕНИЕ БЕЛКОВ» Тест 1. Какие органические вещества в клетке на первом месте по массе. 1.Углеводы 3. Липиды 2. Белки 4. Нуклеиновые кислоты Тест 2 . Какие элементы входят в состав простых белков . 1.Углерод 3.Кислород 5.Фосфор 7.Железо 2.Водород 4.Сера 6.Азот 8.Хлор Тест 3 . Сколько аминокислот образует все многообразие белков. 1. 170 2. 26 3. 20 4. 10 Тест 4.Какая функциональная группировка придает аминокислоте кислые, какая – щелочные свойства. 1. Кислые – радикал, щелочные – аминогруппа. 2.Кислые – аминогруппа, щелочные –радикал. 3.Кислые –карбоксильная группа, щелочные – радикал. 4.Кислые – карбоксильная группа, щелочные –аминогруппа. Тест 5.Между какими группировками аминокислот образуется пептидная связь. 1.Между карбоксильными группами соседних аминокислот. 2.Между аминогруппами соседних аминокислот. 3.Между аминогруппой одной аминокислоты и радикалом другой. 4.Между аминогруппой одной аминокислоты и карбоксильной группой другой. Тест 6 . Какие связи стабилизируют вторичную структуру белков . 1.Ковалентные 3.Ионные 2.Водородные 4.Такие связи отсутствуют Тест 7 . Какую структуру имеет молекула гемоглобина . 1.Первичную 3.Третичную 2.Вторичную 4.Четвертичную Тест 8. Функция белков- гормонов: 1.Сигнальная 2.Регуляторная 3.Защитная 4.Транспортная
Тест 9. Тест 10. Какие суждения верны. Тест 11. Какие суждения верны . Тест 12. . 1.Пептидные 2.Водородные
Тест 9. Что образуется при окислении 1 грамма белка. 1. Вода 3.Углекислый газ 5.Аммиак 2.17,6 кДж энергии 4.Мочевина 6.38,9 кДж энергии Тест 10. Какие суждения верны. 1.Ферменты специфичны, каждый фермент обеспечивает реакции одного типа. 2.Ферменты универсальны и могут катализировать реакции разных типов. 3.Каталитическая активность ферментов не зависит от рН и температуры. 4.Каталитическая активность ферментов напрямую зависит от рН и температуры. Тест 11. Какие суждения верны . 1.Витамины являются кофакторами ферментов. 2.все белки являются биологическими катализаторами, ферментами. 3.При замерзании происходит необратимая денатурация ферментов. 4.Денатурация – утрата трехмерной конфигурации белка без изменения первичной структуры. Тест 12. Какие связи стабилизируют первичную структуру белков . 1.Пептидные 2.Водородные 3.Ионные 4.Гидрофильно-гидрофобное взаимодействие
Энергия поступает в виде молекул белков, жиров и углеводов пищи, где происходит ее превращение. Вся энергия переходит в тепло, которое затем выделяется в окружающую среду. Тепло - конечный результат превращения энергии, а также мера энергии в организме. Освобождение энергии в нем происходит в результате окисления веществ в процессе диссимиляции. Освобождающаяся энергия переходит в доступную для организма форму - химическую энергию макроэргических связей молекулы АТФ. Везде, где совершается работа, происходит гидролиз связей молекулы АТФ. Энергетических затрат требуют процессы обновления и перестройки тканей; энергия расходуется при функционировании органов; при всех видах сокращения мышц, при мышечной работе; энергия затрачивается в процессах синтеза органических соединений, в том числе ферментов. Энергетические потребности тканей покрываются, главным образом, за счет расщепления молекулы глюкозы - гликолиза. Гликолиз - это многоступенчатый ферментативный процесс, в ходе которого суммарно выделяется 56 ккал. Однако энергия в процессе гликолиза выделяется не одномоментно, а в виде квантов, каждый из которых составляет примерно около 7.5 ккал, что и способствует ее заключению в макроэргические связи молекулы АТФ.
Определение величины прихода и расхода энергии
Для определения величины прихода энергии в организм необходимо знать, во-первых, химический состав пищи, т.е. сколько граммов белков, жиров и углеводов содержится в пищевых средствах и, во-вторых, теплоту сгорания веществ. Теплота сгорания - это количество тепла, которое выделяется при окислении 1 грамма вещества. При окислении 1 г жира в организме выделяется 9,3 ккал; 1 г углеводов - 4,1 ккал тепла и 1 г белка - 4,1 ккал. Если пища, например, содержит 400 г углеводов, то человек может получить 1600 ккал. Но углеводы должны пройти долгий путь превращений, прежде чем эта энергия станет достоянием клеток. Организм все время нуждается в энергии, и процессы диссимиляции идут беспрерывно. В нем постоянно окисляются собственные вещества, и выделяется энергия.
Расход энергии в организме определяется двумя путями. Во-первых, это так называемая прямая калориметрия, когда в специальных условиях определяют тепло, которое организм выделяет в окружающую среду. Во-вторых, это непрямая калориметрия. Расход энергии рассчитывается на основе вычленения газообмена: определяют количество кислорода, потребленное организмом за определенное время и количество углекислого газа, выделенное за это время. Поскольку выделение энергии происходит в результате окисления веществ до конечных продуктов - углекислот газа, воды и аммиака, то между количеством потребленного кислорода, выделенной энергией и углекислым газом существует определенная взаимосвязь. Зная показания газообмена и калорический коэффициент кислорода, можно рассчитать расход энергии организма. Калорический коэффициент кислорода - это количество тепла, выделяющееся при потреблении организмом 1 литра кислорода. Если окислению подвергаются углеводы, то при поглощении 1 л кислорода высвобождается 5,05 ккал энергии, если жиры и белки - соответственно 4,7 и 4,8 ккал. Каждому из этих веществ соответствует определенная величина дыхательного коэффициента, т.е. величина отношения объема углекислого газа, выделенного за данный промежуток времени, к объему кислорода, поглощенного организмом за этот интервал времени. При окислении углеводов дыхательный коэффициент равен 1, жиров - 0,7, белков - 0,8. Поскольку расщепление различных пищевых веществ в организме происходит одновременно, величина дыхательного коэффициента может варьироваться. Ее среднее значение у человека в норме находится в пределах 0,83-0,87. Зная величину дыхательного коэффициента, можно с помощью специальных таблиц определить количество освобождающейся энергии в калориях. По величине дыхательного коэффициента можно судить и об интенсивности протекания процессов обмена веществ в целом.
Основной обмен
В клинической практике для сравнения интенсивности обмена веществ и энергии у разных людей и выявления его отклонений от нормы определяют величину «основного» обмена, т.е. минимальное количество энергии, расходуемой только на поддержание функции нервной системы, деятельности сердца, дыхательной мускулатуры, почек и печени в состоянии полного покоя. Основной обмен определяют в особых условиях - в утренние часы натощак в положении лежа при полном физическом и психическом покое, не ранее 12-15 часов после последнего приема пищи, при температуре 18-20 °С. Основной обмен - важнейшая физиологическая константа организма. Величина основного обмена составляет примерно 1100-1700 ккал в сутки, а в расчете на 1 квадратный метр поверхности тела он составляет около 900 ккал в сутки. Нарушение любого из этих условий изменяет величину основного обмена обычно в сторону его увеличения. Индивидуальные физиологические различия величины основного обмена у разных людей определяются весом, возрастом, ростом и полом - это факторы, которые определяют величину основного обмена. Основной обмен характеризует исходный уровень потребления энергии, но его нельзя рассматривать как «минимальный», так как величина основного обмена при бодрствовании несколько выше, чем в условиях сна.
Принцип измерения основного обмена
На основании многочисленных определений основного обмена у людей составлены таблицы нормальных величин этого показателя в зависимости от возраста, пола и общей поверхности тела. В этих таблицах величины основного обмена приводятся в килокалориях (ккал) на 1 м 2 поверхности тела за 1 час. Большое влияние на основной обмен оказывают изменения гормональной системы организма, особенно щитовидной железы : при ее гиперфункции основной обмен может превышать нормальный уровень на 80%, при гипофункции основной обмен может быть ниже нормы на 40%. Выпадение функции передней доли гипофиза или коры надпочечников влечет за собой снижение основного обмена. Возбуждение симпатической нервной системы , усиленное образование или введение адреналина извне увеличивают основной обмен.
Расход энергии при работе
Увеличение расхода энергии при работе называют рабочей прибавкой. Расход энергии будет тем больше, чем интенсивнее и тяжелее производимая работа. Умственный труд не сопровождается повышением энергетических затрат. Так, например, решение в уме трудных математических задач приводит к увеличению расхода энергии всего на несколько процентов. Поэтому энергетические траты в сутки у лиц умственного труда меньше, чем у лиц, занимающихся физическим трудом.
