1. Физиология пәні, басқа ғылымдармен байланысы, медицинадағы маңызы. Уник 100%
Энергия алмасу. Тірі жүйелердің термодинамикасы. Термодинамиканың заңдары
жүктеу/скачать 261,4 Kb.
|
| 49.Энергия алмасу. Тірі жүйелердің термодинамикасы. Термодинамиканың заңдары.
100% Заттар мен энергия алмасуының реттелуі-ағзаның көп функциясының реттеуші жүйелерін (мысалы, тыныс алу, қан айналымы, бөлу, жылу алмасу және т.б.) қамтитын мультпараметрлік реттеу. Зат және энергия алмасуын реттеудегі орталықтың рөлі гипоталамус. Бұл гипоталамуста аштық пен қанығудың реттелуіне, жылу алмасуға, осморегуляцияға тікелей қатысы бар жүйке ядролары мен орталықтар орналасқан. Гипоталамуста глюкоза, сутегі иондары концентрациясының, дене температурасының, осмотикалық қысымның, яғни ағзаның ішкі ортасының аса маңызды гомеостатикалық тұрақтылығының өзгеруіне функционалдық белсенділіктің жылжуына әсер ететін полисенсорлық нейрондар сәйкестендірілген. Гипоталамус ядроларында ағзаның ішкі ортасының жай-күйіне талдау жасалады және эфференттік жүйелер арқылы метаболизм барысын ағзаның қажеттіліктеріне бейімдейтін басқару сигналдары қалыптасады. Гипоталамустың басқарушы әсерімен зат және энергия алмасуын реттеудің эфференттік жүйесі – эндокриндік жүйе ретінде қолданылады. Гипоталамус, гипофиз және басқа эндокриндік бездердің гормондары жасушалардың өсуіне, көбеюіне, саралануына, дамуына және басқа да функцияларына тікелей әсер етеді. Гормондар қандағы глюкоза, еркін май қышқылдары, минералды иондар сияқты заттардың қажетті деңгейін ұстап тұруға қатысады. Энергетикалық баланс-адам ағзасының энергия шығыны мен оның тамақ есебінен түсуі арасындағы қатынас. Энергетикалық теңгерімнің 3 түрі бар: энергетикалық тeпe - тeңдiк-энepгия шығыны оның түсуіне сәйкес келеді, баланстың мұндай түрі сау epeceк aдaм yшiн физиологиялық; теріс энepгeтикaлық бaлaнc - энepгия шығыны энepгия түсімінен асып түседі. Әртүрлі аштық түрінде байқалады және энергетикалық тапшылықты жою үшін энергия өніміне ағзаның барлық ресурстарын жұмылдырумен сипатталады. Бұл ретте барлық тағамдық заттар, оның ішінде ақуыз энергия көзі ретінде пайдаланылады. Энергетикалық мақсаттарға тағам ақуызы ғана емес, ағзаның өз тіндерінің ақуызы да жұмсалады, бұл ақуыз жетіспеушілігінің пайда болуына әкеледі. Соңғы жылдары дене салмағының төмендеуі кезінде жүрек-қан тамырлары және онкологиялық аурулардан болатын өлімжітім тәуекелі арта түсетіні анықталды. Қазіргі мәліметтерге сәйкес, теріс энергетикалық теңгерім белокты-энергетикалық жетіспеушіліктің бірыңғай кешені ретінде қарастырылады. Энергетикалық метаболизм әрбір тірі жасушаға тән, оның функционалдық және құрылымдық метаболизмімен бірге жүреді. Энергия алмасудың өлшем бірлігі - 1 ккал (4,19 кДж). Тиімділік сыртқы жұмыс пен өндірілген энергияның арақатынасымен анықталады. Оқшауланған бұлшықет үшін бұл шамамен 35% құрайды. Бүкіл ағзаның бұлшық ет жұмысы сирек 25% -дан жоғары тиімділік береді. Энергия алмасу мәнінің 50% -дан төмендеуі кезінде организмнің функционалдық белсенділігінің нашарлауы және төмендеуі байқалады. Энергия алмасу қарқындылығы әрекет сипатына байланысты. Осыған байланысты негізгі айырбас және жұмыс айырбас ұғымдары ажыратылады. Алайда, осы тұжырымдамаларды қарастырмас бұрын, дененің энергия шығынын зерттеу әдістеріне жүгінейік. Олардың екеуі бар - тікелей калориметрия және жанама калориметрия. Денедегі энергия қай жерде және қандай формада жұмсалады? Біріншіден, бұлшықет жұмысына, содан кейін электр импульстарын өткізуге, химиялық сорғылардың жұмысына, өнімдерді синтездеуге, жүрек пен ішкі ағзалардың жұмысына арналғандығы түсінікті. Осыған байланысты денеде механикалық, электрлік және химиялық энергияның әр түрлі түрлері болады. Тікелей калориметрия әдісі бойынша энергия шығынын зерттеу үшін кез-келген мүмкін тәсілмен дене энергияны сақтау заңына сәйкес жылуды түрлендіретін және сыртқы ізге шығаратын осы энергияны тікелей өлшеу қажет. Мұндай зерттеу орыс ғалымы Шатерников жасаған арнайы камераларда мүмкін. Олар күндізгі уақытта адамның немесе жануардың тіршілігін қамтамасыз ету үшін және осы уақыт ішінде денеден бөлінетін барлық жылуды өлшеу үшін барлық жағдайларды жасайды. Бұл ұзақ және қымбат процедура, сондықтан ол кейбір ғылыми зертханаларда қолданылғанымен, клиникада қолданылмайды. Энергия шығынын өлшеудің жанама әдістері қалады. 1 г белоктар мен көмірсулардың тотығуы нәтижесінде 4,1 ккал жылу бөлінетіні, ал 1 г май тотыққанда 9,3 ккал болатыны белгілі. Белгілі бір уақыт ішінде тамақпен бірге алынған белоктардың, майлардың және көмірсулардың мөлшерін біле отырып, осы уақыт аралығында денеге қанша энергия түскенін есептеуге болатын еді (демек, сақтау заңына сәйкес ол бөлінді) энергия). Дене тұтынатын энергияның жалпы көлемін есепке алудың бұл әдісі тағамдық рацион әдісі деп аталады. Ол ешқандай жабдықты қажет етпейді, тек жеген тамақтың мөлшері жазылады және кестеге сәйкес оның калория мөлшері есептеледі. Тірі жүйелердің термодинамикасы. Тірі жүйелердің күйі кез-келген уақытта (динамикалық күй) жүйенің элементтерінің үнемі жойылып, қайта құрылып отыруымен сипатталады. Бұл процесс биологиялық жаңару деп аталады. Тірі жүйелердегі элементтердің жаңаруы үнемі сырттан заттар мен энергияның келуін, сонымен қатар жылу мен ыдырау өнімдерін сыртқы ортаға шығаруды қажет етеді. Демек тірі жүйелер ашық жүйелер болуы керек. Осыған байланысты оларда химиялық және физикалық теңгерімсіздік түзіліп, сақталады. Дәл осы тепе-теңдікте тірі жүйенің жұмыс қабілеттілігі оның құрылымының жоғары тәртіптілігін сақтауға (демек, өмірді сақтауға) және әр түрлі өмірлік функцияларды жүзеге асыруға бағытталған. Сонымен қатар, тіршілік жүйесі ашықтық қасиетінің арқасында стационарлыққа жетеді, т.а. оның тепе-тең емес күйінің тұрақтылығы. Тепе-тең емес күйде тұрған оқшауланған жүйеде жүйені тепе-теңдік күйге келтіруге бейім қайтымсыз процестер жүреді. Жүйенің тіршіліктің осындай күйге көшуі ол үшін өлімді білдіреді. Келесі термодинамиканың заңдарына көшсек... Термодинамиканың бірінші заңы: жүйенің энергиясының өзгеруі жүйеге түскен жылу мөлшеріне тең, оған DE = Q + A жүйесінде орындалатын сыртқы күштердің жұмысы қосылады. Термодинамиканың екінші заңы оқшауланған термодинамикалық жүйеде энтропия ешқашан төмендей алмайтынын айтады. Ол қайтымды процестерде нөлге тең және тек қайтымсыз процестерде жоғарылауы мүмкін, яғни DS ³ 0. Қорытындылай келе... Энергия алмасу кез-келген тірі организмге тән. Адам ағзасында үнемі және үздіксіз заттар мен энергия алмасу жүреді. Сонымен қоректік заттарға бай тағамдар сіңіріліп, химиялық жолмен айналады, ал оларды қолданудың соңғы өнімі (аз энергия) организмнен шығарылады. Бөлінген энергия организм жасушаларының тіршілік әрекетін ұстап тұруға және оның жұмысын қамтамасыз етуге жұмсалады. Ал, калория дегеніміз - энергия алмасуының өлшем бірлігі. Тірі жүйелер өздерінің өмір сүруі үшін энергияны үнемі толықтыруға және жұмсауға тиіс. Экожүйелердегі энергетикалық процестер термодинамиканың бірінші және екінші заңдарына бағынады. Оларға сәйкес энергия пайда болмайды және жоғалып кетпейді, тек бір түрден екінші түрге өтеді (термодинамиканың бірінші заңы - энергияның сақталу заңы). Бұл жағдайда энергияның бір бөлігі жылу түрінде бөлінеді. Энергияның қайтымсыз диссипациясының өлшемі – энтропия (термодинамиканың екінші заңы). Термодинамиканың екінші заңына сәйкес процестер өздігінен жүреді, нәтижесінде жүйенің энтропиясы артады. жүктеу/скачать 261,4 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|