11 АС ҚОРЫТУ ФИЗИОЛОГИЯСЫ
Адам және жануарлардың тіршілік негізін -торшалар мен ұлпаларда жүретін химиялық үрдістердің жиынтығы болып табылатын – энергия және зат алмасу құрайды.
Зат алмасу сыртқы ортадан түсетін қоректі заттарды сіңіру, өзгерту, және ыдыраған өнімді бөліп шығарумен байланысты.
Осының нәтижесінде күрделі органикалық қосылыстардың потенциалдық энергиясы босап шығады және ол жылу, механикалық, электр энергиясына айналады. Зат алмасу және энергияға айналу бір-бірінен бөлек жүрмейді және олар екі үрдістің диалектикалық бірлігін: ассимиляция және диссимиляция құрайды (салстырмалы жай қосылысты қорытып, күрделі қосылысты синтездеу). Энергияның қайнар көзі – ақуыздар, майлар, көмірсулар. Энергияның бір бөлігі жаңа торшалар құрастыруға, тіршілік үрдісінде (мысалы, бұлшық еттің жиырылуына) пайдаланылады, ал енді бір бөлігі жылу түрінде босап шығады.
Қоректік заттарға дәрумендер, су, минералды тұздар да жатады. Олар энергия көзі емес, бірақ тіршілік үшін маңызды роль атқарады, зат алмасуға қатысады.
Ақуыздың, майдың, көмірсудың, минеральды тұздар мен судың аралық алмасуы, зат алмасудағы дәрумендердің ролі, жылу реттеу механизмі, барлық осы үрдістердің жүйкелік – гуморальдық реттелуі – берілген тақырыптың маңызды сұрақтары болып табылады.
11.1 Зат және энергия алмасу
Ағзадағы зат аламсу және энергия алмасу акаболизм және анаболизм (ассимиляция және диссииляция) процесстерімен жүзеге асырылады. Осы процесстер бір - бірімен байланысқан және келесі арнайы функцияларды жүзеге асырылуы үшін бағытталған:
1) энергияны химиялық байланыстардан айыру және оны АТФ макроэргиялық байланыстар энергиясына айналдыру;
2) органикалық заттарды (организмге келетін) жасушалардың макромолекулалық компонеттерінің бастамасына;
3) осы құрылыстық блоктардан ақуыздардың, нуклеин қышқылдардың, майлардың және басқа да жасушалық компонеттердің синтезі.
Эволюция барысында қоршаған ортаның өзгеруіне бейімдейтін ағзадағы алмасу процесстерді келістіруші және үйлестіруші механизмдер пайда болды.
Тірі ағзада зат алмасуы мен қуат алмасуы үздіксіз жүріп отырады. Жануарлардың тіршілік әрекеті кезінде азық құрамындағы органикалық заттардың химиялық энергиясы жылу энергиясына айналады. Ағзаға жұмсалған энергия және заттар алмасуының көрсеткіші – негізгі алмасу саналады.
Негізгі зат алмасу дегеніміз – ағзаның қалыпты жағдайда, жатқанында, тағам ішкеннен соң 12–16 сағаттан кейін сыртқы ортаның жылулығы 18–20 болғанда жұмсайтын қуатының мөлшері. Негізгі алмасу тікелей және тікелей емес коллорметрлік әдіспен анықталады. Тікелей коллорметрия арнаулы камера арқылы анықталып жасалынады. Ал тікелей емес коллорметрияда газ алмасуда Дуглас-Холден әдісі қолданылады.
Дайындалуға арналған сұрақтар
1. Зат, қуат алмасудың биологиялық маңызы?
2. Негізгі алмасу дегеніміз не?
3. Өнімді және жалпы алмасу дегеніміз не?
4. Негізгі алмасуды анықтайтын Дуглас-Холден әдісінің мәні?
5. Тыныс коэффициенті дегеніміз не, оны анықтаудың қандай маңызы бар?
6. Көмірсулардың, майлардың, белоктардың калориялық құндылығы?
Сабақтың мақсаты: Негізгі алмасуды анықтау тәсілдерімен танысу, тыныс коэффициентін есептеу әдісін меңгеру.
1 зертханалық жұмыс. Газ аламасуды бетперде кию әдісімен Дуглас-(Холден бойынша) зерттеу
Жұмысқа қажетті құрал-жабдықтар: дем шығаратын маска, газ сағаты, Дуглас қабы, қысқыштар, Холден аппараты.
Жұмыстың барысы: негізгі алмасуды Дуглас-Холден әдісімен анықтау тыныс алу актісі кезіндегі ауаның мөлшері мен сапасын анықтауға негізделген:
1) зерттеуші 5 минут бойы Дуглас қапшығына демін шығарады. Қапшықты бекітеді де, Холден аппаратына осы қапшықтан 100 мл ауа жіберіледі;
2) спирометрдің көмегімен Дуглас қапшығындағы ауа мөлшерін анықтайды. Мысалы: 25 литр болды делік;
3) тыныстық ауаның минуттық көлемін анықтайды. 25 л : 5 мин =5;
4) тыныстық ауаның шын минуттық көлемін анықтайды. Мысалы: ауа Т =20, ал атмосфералық қысым 760 м сынап бағанасында болғанда, ауа көлемі қанша болатынын кестеден жөндеу коэффициентін табады да, тыныстық ауаның минуттық көлеміне көбейтеді;
5) Холден аппаратындағы 100 мл ауаны сілті бар түтіктен 10–15 рет өткізеді. Ауа мөлшері азаяды, себебі көмір қышқыл газын сілтілі сіңіріп алып қалады. Қалған ауаның мөлшері 97 мл болды дейік, сонда көмір қышқылы газының мөлшері 100–97 = 3 мл. Белгілі жағдай бойынша тыныс алған 100 мл ауаның құрамында 0,03 % СО2 болады. Сонда организмнің бөліп шығарған ауасының құрамында 3 мл – 0,03 мл =2,97 мл СО2 болғаны;
6) қалған 97 мл ауаны пирогаллол бар түтіктен 10–15 рет өткізеді. Ауа мөлшері азаяды. Мысалы 80 мл қалса 97–80 = 17 мл О2 пирпогололға сіңіп қалғаны. Ал белгілі жағдай бойынша 100 мл атмосфералық ауа құрамында 21 % О2 болады, сонда ағзаға сіңген оттегінің мөлшері 21–17=4 мл болады;
7) ағзаның бір минутта қанша О2 сіңіргенін табады. Ол үшін пропорция құрады. Ағза бір минутта 4,5 мл ауа жұтқаны белгілі:
8) ағзаның 1 минутта қанша СО–2 бөлгенін табады. Ол үшін ропорция құрады:
9) тыныс алу коэффициентін анықтайды:
10) тыныс алу коэффиценті бойынша арнаулы таблицадан О2 калориялық эквивалентін анықтайды:
ТК=0,74 болғанда О2 калориялық эквиваленті 19,5 кДж болады.
11) бір минуттағы бөлінген қуаттың мөлшерін анықтайды. Ол үшін бір минутта ағзаның сіңірген О2 мөлшерін – О2 калориялық эквивалентіне көбейтеді.
12) бір сағатта, бір тәулікте бөлінген қуаттың мөлшерін анықтайды:
2 зертханалық жұмыс. Ас рационын құрастыру
Ас рационы бұл – ағзаның пластикалық және энергиялық қажеттілігін қамтамасыз ете алатын және де баланың өсуі мен дамуына, құрамында қажетті мөлшеріде тамақ өнімдері бар тағамдар жиынтығы.
Ас рационы ағазаның тәуліктік энергия жұмсауына байланысты құрастырылады.
Балалардың ас мөлшері үлкендерден айрықша және әр түрлі жастағы балардікі әр түрлі. (кесте)
Ас мәзіріне 3 затты ақуыздар, майлар мен көмірсуларды қосқан кезде ағзаның энергетикалық және пластикалық материалдармен қанағаттануы. Келесі жылулық мүмкіндіктері: 1 г ақуызбен көмірсулар тотыққан кезде ағзада 4,1 ккал , ал 1 г май – 9,3 ккал жылу бөлінеді. Ауыр физикалық жұмыспен айналмайтын ересектерге ас
мәзірінің мөлшері: 100–120 г ақуыз, 80–100 май және 500–600 г көмірсу. Ас мәзірін дайындағанда келесіні ескеру керек, орташа заттардың 16 % сіңірілмейтінін. Бұдан басқа, ересектердің ас мәзірінің құрамында 1/3 ақуыз және майлардан, ал балалардың ас мәзірінде 50 % болу керек. Дәрумендер мен тұздер ас мәзірінде жеткілікті мөлшерде болуы қажет. Ең бастысы балалардың мәзірінде кальций тұздары және фосфордың жеткілікті мөлшерде болуы керек. Кальций – сүт, фосфор – ет, жұмыртқа,сүзбе және өсімдік өнімдеріне жасалған тағамдар көзі. Тағамдар – ағзаны қоректі заттармен қамтамасыз етуі үшін ол әр түрлі болуы керек.
Жұмысты өткізу әдісі
№ 3 кестені қолдана отырып 15 жасар баланың ас мәзірін құрастырыңыз.
Ақуыздар, майлар және көмірсулардың құрамын, сонымен қоса тағамның калорилігін анықтаныз. Егерде санақ ақуыздар, майлар және көмірсулардың сонымен қоса калоридің мөлшерінің нормаға сай еместігін байқаса , қажетті жөндеулерді еңгізіңіз.
Ас мәзірінің құрамындағы ақуыздың, майдың және көмірсуларды бағалаңыз, сонымен қоса өсімдік және жануар майларының, ақуыздардың және калоридің қатынасын байқаныз.
Қандай өнімдер құрастырылған ас мәзірінде:
1) В және D;
2) В тобының дәрумендері;
3) С дәрумендері;
4) кальций;
5) фосфордың көзі болып табылады.
Шығармашылық тапсырмалар:
1) негізгі алмасуды анықтайтын Дуглас-Холден әдісін түсіндіру және Холден газоанализаторының суретін салу;
2) тыныс коэффициентін анықтау, энергияны есептеу әдісін шығарып жазу және қорытындылау.
Студенттердің өздік жұмысы (СӨЖ ) тақырыптары:
1) зәр тшығаруы және оның реттелуі;
2) терінің экскрециялау қызметі;
3) зат алмасудың биологиялық мәні, процестері, кезендері;
4) ағзадағы энергияның тұрленуі;
5) дене температурасы және оның реттелуі.
Зат және қуат алмасу физиологиясы тару бойынша студенттердің өздігінен дайындалуына арналған реферат тақырыптары
1. Зат жәнеэнергия алмасудың физиологиялық маңызы
2. Зат алмасуды зерттеу тәсілдері
3. Жалпы және өнімді зат алмасу
4. Ағзадағы ақуыздың рөлі. Ақуыз алмасу және оның реттелуі.
5. Ақуыз алмасудың ерекшеліктері
6. Ағзадағы көмірсудың рөлі. Көмірсу алмасу және оның реттелуі
7. Ағзадағы майдың маңызы. Май алмасу және оның реттелуі
8. Минералды заттардың физиологиялық ролі
9. Дәрумендер және олардың физиологиялық маңызы
10. Бауыр зат алмасуында қандай роль атқарады
11. Энергия алмасуды зерттеу әдістері
12. Тыныс коэффициенті және оның әртүрлі жағдайдағы көрсеткіштері
13. Ақуыздың, майдың және көмірсулардың құнарлылық құндылығы
14. Әртүрлі малдардағы дене температурасы
15. Әртүрлі малдар мен құстардың жылуреттелуінің ерекшеліктері