Օրգանիզմում սննդանյութերի պարունակության կարգավորում. Նյութափոխանակությունը մարդու մարմնի հիմնական գործառույթն է: Բուն մարմնում նյութափոխանակության կարգավորումը

Այս գլխում ներկայացված են ընդհանուր հարցեր նյութափոխանակության և էներգիայի նյարդահումորալ կարգավորումօրգանիզմում և հիմնականում՝ նյութափոխանակության կարգավորում։ Նյութափոխանակության և էներգիայի կարգավորման վերջնական նպատակը մարմնի, նրա օրգանների, հյուսվածքների և առանձին բջիջների էներգիայի և տարբեր նյութերի կարիքների բավարարումն է՝ ֆունկցիոնալ գործունեության մակարդակին համապատասխան: Ամբողջական օրգանիզմում միշտ անհրաժեշտություն կա համակարգելու ընդհանուր նյութափոխանակության կարիքները օրգանի կամ հյուսվածքի բջջի կարիքների հետ։ Նման համակարգումը ձեռք է բերվում օրգանների և հյուսվածքների միջև շրջակա միջավայրից եկող և մարմնում սինթեզվող նյութերի բաշխման միջոցով:

Նյութափոխանակությունմարմնի ներսում հոսելը ուղղակիորեն կապված չէ շրջակա միջավայրի հետ: Սնուցիչները պետք է ստանան ստամոքս-աղիքային տրակտի սննդից՝ մոլեկուլային տեսքով, նախքան դրանք նյութափոխանակության գործընթացների մեջ մտնելը: Կենսաբանական օքսիդացման համար անհրաժեշտ թթվածինը պետք է ստացվի թոքերի օդից, հասցվի արյուն, կապվի հեմոգլոբինին և արյան միջոցով տեղափոխվի հյուսվածքներ։ Կմախքի մկանները, լինելով օրգանիզմի էներգիայի ամենահզոր սպառողներից մեկը, ծառայում են նաև նյութափոխանակությանն ու էներգիային՝ ապահովելով սննդի որոնումը, ընդունումը և վերամշակումը։ Արտազատման համակարգն անմիջականորեն կապված է նյութափոխանակության և էներգիայի հետ։ Այսպիսով, նյութափոխանակության և էներգիայի կարգավորումը բազմապարամետրիկ է, ներառյալ մարմնի բազմաթիվ գործառույթների կարգավորիչ համակարգերը (օրինակ, շնչառություն, արյան շրջանառություն, արտազատում, ջերմափոխանակություն և այլն):

Կենտրոնի դերը նյութափոխանակության կարգավորման գործումիսկ էներգիան խաղում են հիպոթալամուսի միջուկները: Դրանք ուղղակիորեն կապված են քաղցի և հագեցվածության զգացումների առաջացման, ջերմափոխանակության և օսմոկարգավորման հետ: Հիպոթալամուսը պարունակում է պոլիսենսորային նեյրոններ, որոնք արձագանքում են գլյուկոզայի, ջրածնի իոնների, մարմնի ջերմաստիճանի, օսմոտիկ ճնշման, այսինքն՝ մարմնի ներքին միջավայրի ամենակարևոր հոմեոստատիկ հաստատունների կոնցենտրացիայի փոփոխություններին: Հիպոթալամուսի միջուկներում վերլուծվում է ներքին միջավայրի վիճակը և գեներացվում են հսկիչ ազդանշաններ, որոնք էֆերենտ համակարգերի միջոցով նյութափոխանակության ընթացքը հարմարեցնում են օրգանիզմի կարիքներին։

Ինչպես էֆերենտ նյութափոխանակության կարգավորման համակարգի կապերըՕգտագործվում են ինքնավար նյարդային համակարգի սիմպաթիկ և պարասիմպաթիկ բաժանումները։ Միջնորդները, որոնք թողարկվում են իրենց նյարդային վերջավորությունների միջոցով, ուղղակի կամ անուղղակի ազդեցություն ունեն հյուսվածքների ֆունկցիայի և նյութափոխանակության վրա։ Հիպոթալամուսի վերահսկիչ ազդեցության ներքո էնդոկրին համակարգը տեղակայված է և օգտագործվում է որպես նյութափոխանակության և էներգիայի կարգավորման էֆերենտ համակարգ: Հիպոթալամուսի, հիպոֆիզի գեղձի և այլ էնդոկրին գեղձերի հորմոնները անմիջական ազդեցություն ունեն բջիջների աճի, վերարտադրության, տարբերակման, զարգացման և այլ գործառույթների վրա: Հորմոնները մասնակցում են արյան մեջ այնպիսի նյութերի անհրաժեշտ մակարդակի պահպանմանը, ինչպիսիք են գլյուկոզան, ազատ ճարպաթթուները և հանքանյութերը:

Սննդանյութերի քիմիական էներգիաօգտագործվում է ATP-ի վերասինթեզի համար՝ կատարելով բջջի ներսում տեղի ունեցող բոլոր տեսակի աշխատանքներն ու գործընթացները: Հետևաբար, ամենակարևոր էֆեկտորը, որի միջոցով իրականացվում է նյութափոխանակության և էներգիայի վրա կարգավորող ազդեցություն, օրգանների և հյուսվածքների բջիջներն են: Նյութափոխանակության կարգավորումը ներառում է բջիջներում տեղի ունեցող կենսաքիմիական ռեակցիաների արագության վրա ազդելը:

Կարգավորող ազդեցությունների ամենատարածված ազդեցություններըբջջի վրա փոփոխություններ են տեղի ունենում ֆերմենտների կատալիտիկ ակտիվության և դրանց կոնցենտրացիայի, ֆերմենտի և սուբստրատի մերձեցման և միկրոմիջավայրի հատկությունների, որոնցում գործում են ֆերմենտները: Ֆերմենտային գործունեության կարգավորումը կարող է իրականացվել տարբեր ձևերով. Ֆերմենտների կատալիտիկ ակտիվության «նուրբ կարգավորումը» իրականացվում է նյութերի ազդեցության միջոցով. մոդուլյատորներ, որոնք հաճախ հենց իրենք մետաբոլիտներն են։

Բջջի նյութափոխանակությունը, որպես ամբողջություն, անհնար էառանց բազմաթիվ կենսաքիմիական փոխակերպումների ինտեգրման: Այս ինտեգրումն ապահովվում է հիմնականում ադենիլատների օգնությամբ, որոնք մասնակցում են բջջի ցանկացած նյութափոխանակության փոխակերպումների կարգավորմանը։

Սպիտակուցային նյութափոխանակության ինտեգրում, բջջի ճարպերն ու ածխաջրերն իրականացվում են էներգիայի ընդհանուր աղբյուրների միջոցով։ Ցանկացած պարզ և բարդ օրգանական միացությունների, մակրոմոլեկուլների և վերմոլեկուլային կառուցվածքների կենսասինթեզում ATP-ն օգտագործվում է որպես էներգիայի ընդհանուր աղբյուր, որը էներգիա է մատակարարում ֆոսֆորիլացման գործընթացներին, կամ NAD H, NADP H, որոնք էներգիա են մատակարարում այլ օքսիդացված միացությունների կրճատման համար։ նյութեր. Բոլոր անաբոլիկ գործընթացները, որոնք պահանջում են էներգիայի սպառում, մրցում են կատաբոլիզմի միջոցով ստացված բջջի ընդհանուր էներգիայի պաշարի համար: Օրինակ, երբ լյարդը սինթեզում է գլյուկոզա լակտատից և ամինաթթուներից (գլյուկոնեոգենեզ), այն չի կարող միաժամանակ սինթեզել ճարպերն ու սպիտակուցները։ Գլյուկոնեոգենեզը ուղեկցվում է լյարդում սպիտակուցների և ճարպերի քայքայմամբ և ստացված ճարպաթթուների օքսիդացմամբ, ինչը հանգեցնում է գլյուկոնեոգենեզի համար անհրաժեշտ ATP-ի և NADH-ի սինթեզի համար անհրաժեշտ էներգիայի արտազատմանը:

Ինտեգրման ևս մեկ դրսևորում սպիտակուցների նյութափոխանակության փոխակերպումներ, ճարպեր և ածխաջրեր բջիջում ընդհանուր պրեկուրսորների և ընդհանուր միջանկյալ նյութափոխանակության արտադրանքի առկայությունն է: Ընդհանուր նյութափոխանակության միջանկյալ նյութը ացետիլ-CoA-ն է: Բջջում նյութերի փոխակերպման ամենակարևոր վերջնական ուղիներն են կիտրոնաթթվի ցիկլը և շնչառական շղթայի ռեակցիաները, որոնք տեղի են ունենում միտոքոնդրիայում: Կիտրոնաթթվի ցիկլը CO2-ի հիմնական աղբյուրն է գլյուկոնեոգենեզի հետագա ռեակցիաների, ճարպաթթուների և միզանյութի սինթեզի համար:

Համակարգման մեխանիզմներից մեկը մարմնի ընդհանուր նյութափոխանակության կարիքներըԲջջի կարիքների հետ կապված են նյարդային և հորմոնալ ազդեցությունները հիմնական ֆերմենտների վրա: Այս ֆերմենտների բնորոշ հատկանիշներն են՝ դիրքը նյութափոխանակության ուղու սկզբում, որին պատկանում է ֆերմենտը. գտնվելու վայրի հարևանությունը կամ դրա սուբստրատի հետ կապը. արձագանքելով ոչ միայն ներբջջային նյութափոխանակության կարգավորիչների գործողությանը, այլև արտաբջջային նյարդային և հորմոնալ ազդեցություններին:

Հիմնական ֆերմենտների օրինակներեն գլիկոգեն ֆոսֆորիլազը, ֆոսֆոֆրուկտոկինազը, լիպազը։ Նրանց դերը նյութափոխանակության կարգավորման գործընթացներում տեսանելի է, մասնավորապես, օրգանիզմը «կռվի կամ փախչելու» նախապատրաստելու գործում։ Երբ արյան մեջ ադրենալինի մակարդակը այս պայմաններում բարձրանում է մինչև 10-9 Մ, այն կապվում է պլազմային թաղանթի ադրենորեցեպտորների հետ և ակտիվացնում ադենիլատ ցիկլազը, որը կատալիզացնում է ATP-ի փոխակերպումը ցիկլային AMP-ի: Վերջինս ակտիվացնում է գլիկոգեն ֆոսֆորիլազը, որը մեծապես ուժեղացնում է գլիկոգենի քայքայումը լյարդում։

Մկաններում գլիկոգենոլիզի գործընթացըկարող է միաժամանակ ակտիվանալ նյարդային համակարգի և կատեխոլամինների կողմից: Այս ազդեցությունը ձեռք է բերվում Ca2+ իոնների մասնակցությամբ, որը կապվում է կալմոդուլինին, որը ֆոսֆորիլազի ենթամիավոր է։ Այն ակտիվանում է և հանգեցնում է գլիկոգենի մոբիլիզացման: Գլիկոգենի մոբիլիզացիայի նյարդային մեխանիզմը տեղի է ունենում ավելի քիչ միջանկյալ փուլերով, քան հորմոնալը: Սա հասնում է իր արագությանը:

Գոհունակություն մարմնի էներգիայի կարիքներըԱրագացնելով ներբջջային պրոցեսները՝ ճարպային հյուսվածքում տրիգլիցերիդների քայքայումն իրականացվում է հորմոնների նկատմամբ զգայուն լիպազի ակտիվացման միջոցով։ Այս ֆերմենտի (ադրենալին, նորէպինեֆրին, գլյուկագոն) ակտիվության բարձրացումը հանգեցնում է ազատ ճարպաթթուների մոբիլիզացմանը, որոնք ինտենսիվ և երկարատև աշխատանքի ընթացքում մկաններում օքսիդացման հիմնական էներգետիկ սուբստրատն են:

Օրգանների և հյուսվածքների անցումը ֆունկցիոնալ գործունեության մի մակարդակից մյուսին միշտ ուղեկցվում է դրանց համապատասխան փոփոխություններով տրոֆիզմ (սնուցում) Օրինակ, կմախքի մկանների ռեֆլեքսային կծկումով նյարդային համակարգն իրականացնում է ոչ միայն հրահրող ազդեցություն, այլև տրոֆիկ ազդեցություն՝ մեծացնելով տեղական արյան հոսքը և դրանցում նյութափոխանակության արագությունը: Սիմպաթիկ նյարդային համակարգի ազդեցության տակ սրտամկանի կծկումների ուժի ավելացումն ապահովվում է սրտամկանում կորոնար արյան հոսքի և նյութափոխանակության միաժամանակյա բարձրացմամբ։ Նյարդային համակարգի ազդեցությունը կմախքի մկանների տրոֆիզմի վրա վկայում է այն փաստը, որ մկանային ջղաձգումը հանգեցնում է մկանային մանրաթելերի աստիճանական ատրոֆիայի։ Նյարդային համակարգի տրոֆիկ ֆունկցիայի իրականացման գործում ամենակարևոր դերը խաղում է նրա սիմպաթիկ բաժինը: Սիմպաթո-ադրենալ համակարգի միջոցով ձեռք է բերվում ոչ միայն բջիջում նյութափոխանակության և էներգիայի ակտիվացում։

Նորէպինեֆրին և ադրենալին, որի արտանետումը արյան մեջ մեծանում է, երբ սիմպաթիկ նյարդային համակարգը գրգռված է, առաջացնում է շնչառության խորության բարձրացում, ընդլայնում է բրոնխների մկանները, ինչը նպաստում է թթվածնի մատակարարմանը արյուն։ Ադրենալինը, ունենալով սրտի վրա դրական ինոտրոպ և քրոնոտրոպ ազդեցություն, ավելացնում է արյան րոպեական ծավալը և բարձրացնում սիստոլիկ արյան ճնշումը: Շնչառության և արյան շրջանառության ակտիվացման արդյունքում մեծանում է թթվածնի մատակարարումը հյուսվածքներին։

42.Էներգետիկ նյութափոխանակություն

Բջջային շնչառություն. Քիմիական կապերի պոտենցիալ էներգիայի արտազատում: Ֆոտոսինթեզի գործընթացում առաջացած օրգանական նյութերը և դրանցում պարունակվող քիմիական էներգիան ծառայում են որպես նյութերի և էներգիայի աղբյուր բոլոր օրգանիզմների կենսագործունեության համար։ Այնուամենայնիվ, կենդանիների, սնկերի և բազմաթիվ բակտերիաների կողմից կանաչ բույսերի կողմից ստեղծված օրգանական նյութերի օգտագործումը և դրանց հիման վրա յուրաքանչյուր տեսակի համար հատուկ միացությունների սինթեզը հնարավոր է միայն նախնական փոխակերպումներից հետո, որոնք բաղկացած են այդ բարդ նյութերի մոնոմերների տրոհումից հետո: և ցածր մոլեկուլային քաշ ունեցող նյութեր՝ պոլիսախարիդներ՝ մոնոսաքարիդների, սպիտակուցներ՝ ամինաթթուների, նուկլեինաթթուներ՝ նուկլեոտիդների, ճարպեր՝ ավելի բարձր կարբոքսիլաթթուների և գլիցերինի: Նույնը վերաբերում է օրգանական նյութերում պարունակվող էներգիային։ Պարունակվելով քիմիական կապերի մեջ՝ այն հասանելի չէ բջիջների անմիջական օգտագործման համար, ներառյալ բույսերի բջիջները, որոնք այս էներգիան լույսից վերածում են քիմիականի։ Դա անելու համար օրգանական մոլեկուլների պոտենցիալ էներգիան պետք է ազատվի և վերածվի օգտագործելի ձևի: Բջիջին հասանելի էներգիայի ձևավորումն ու կուտակումը տեղի է ունենում գործընթացում բջջային շնչառություն.Բջջային շնչառություն իրականացնելու համար օրգանիզմների մեծ մասը թթվածին է պահանջում, այս դեպքում նրանք խոսում են aerobicշնչառություն կամ aerobicէներգիայի ազատում. Այնուամենայնիվ, որոշ օրգանիզմներ կարող են էներգիա ստանալ սննդից՝ առանց մթնոլորտի ազատ թթվածնի օգտագործման, այսինքն՝ մի գործընթացում, որը կոչվում է. անաէրոբշնչառություն ( անաէրոբէներգիայի ազատում):

Այսպիսով, շնչառության մեկնարկային նյութերը էներգիայով հարուստ օրգանական մոլեկուլներն են, որոնց առաջացման համար ժամանակին էներգիա է ծախսվել։ Հիմնական նյութը, որն օգտագործվում է բջիջների կողմից էներգիա ստանալու համար, գլյուկոզան է:

Աերոբիկ (թթվածին) շնչառություն.Աերոբիկ շնչառության գործընթացը կարելի է բաժանել մի քանի հաջորդական փուլերի. Առաջին փուլ - նախապատրաստական ​​կամ մարսողության փուլ,ներառում է պոլիմերների տրոհումը մոնոմերների: Այս պրոցեսները տեղի են ունենում կենդանիների մարսողական համակարգում կամ բջիջների ցիտոպլազմայում։ Այս փուլում ATP մոլեկուլներում էներգիայի կուտակում չկա։

Հաջորդ փուլ - առանց թթվածնի,կամ թերի.Այն առաջանում է բջիջների ցիտոպլազմայում՝ առանց թթվածնի մասնակցության։ Այս փուլում շնչառական սուբստրատը ենթարկվում է ֆերմենտային քայքայման։ Նման գործընթացի օրինակ է գլիկոլիզ- գլյուկոզայի բազմաստիճան առանց թթվածնի քայքայումը: Գլիկոլիզի ռեակցիաներում գլյուկոզայի վեց ածխածնի մոլեկուլը (C6) բաժանվում է պիրուվիթթվի (C3) երկու մոլեկուլների: Այս դեպքում յուրաքանչյուր գլյուկոզայի մոլեկուլից բաժանվում է ջրածնի չորս ատոմ և ձևավորվում է երկու ATP մոլեկուլ: Ջրածնի ատոմները: կցվում են NAD փոխադրողին (նիկոտինամիդ ադենին դինուկլեոտիդ), որն անցնում է NAD-ի իր կրճատված ձևի՝ H + H+ (NAD-ը շատ նման է NADP-ին, այսինքն՝ ֆոտոսինթեզի ընթացքում ջրածնի ատոմների կրողին):

Գլիկոլիզի ընդհանուր ռեակցիան ունի հետևյալ ձևը.

Այս փուլի օգտակար էներգիայի թողարկումը երկու ATP մոլեկուլ է, որը կազմում է 40%; 60%-ը ցրվում է որպես ջերմություն։ Ամենակարևորն այն է թթվածինաերոբիկ շնչառության փուլ. Այն առաջանում է միտոքոնդրիայում և պահանջում է թթվածնի առկայություն։ Գլիկոլիզի արտադրանք - պիրուվիկ թթու- պարունակում է էներգիայի զգալի մասը, և դրա հետագա արտազատումն իրականացվում է միտոքոնդրիայում։ Այստեղ պիրուվիկ թթուն ենթարկվում է ֆերմենտային քայքայման

Ածխածնի երկօքսիդը միտոքոնդրիայից դուրս է գալիս բջջի ցիտոպլազմա, այնուհետև՝ շրջակա միջավայր: NAD-ի և FAD-ի կողմից ընդունված ջրածնի ատոմները (ֆլավին ադենին դինուկլեոտիդ կոենզիմ) մտնում են ռեակցիաների շղթայի մեջ, որի վերջնական արդյունքը ATP-ի սինթեզն է։ Դա տեղի է ունենում հետևյալ հաջորդականությամբ (նկ. 1.22).

Բրինձ. 1.22.Բջջային շնչառության թթվածնային փուլում (էլեկտրոնների փոխադրման շղթա) միտոքոնդրիոնի ներքին թաղանթով պրոտոնների և էլեկտրոնների փոխանցման սխեման.

• Ջրածնի ատոմները բաժանվում են NAD-ից և FAD-ից և գրավվում են միտոքոնդրիայի ներքին թաղանթում ներկառուցված կրիչների կողմից, որտեղ տեղի է ունենում դրանց օքսիդացումը.
• H+-ը կրիչներով տեղափոխվում է քրիստաների արտաքին մակերես և կուտակվում միջմեմբրանային տարածության մեջ՝ ձևավորելով պրոտոնային ջրամբար;
• (e-) ջրածնի ատոմների էլեկտրոնները շնչառական ֆերմենտների շղթայով վերադառնում են մատրիցա և միանում թթվածնի ատոմներին, որոնք անընդհատ մտնում են միտոքոնդրիոն։ Թթվածնի ատոմները դառնում են բացասական լիցքավորված.

  Մեմբրանի միջով առաջանում է պոտենցիալ տարբերություն: Երբ պոտենցիալ տարբերությունը հասնում է 200 մՎ-ի, պրոտոնային ալիքը սկսում է գործել ATP սինթետազ ֆերմենտի մոլեկուլներում, որոնք ներկառուցված են ներքին թաղանթում;

• պրոտոնային ալիքի միջոցով H- շտապում է ետ դեպի միտոքոնդրիալ մատրիցա՝ ստեղծելով էներգիայի բարձր մակարդակ, որի մեծ մասն ուղղվում է ATP-ի սինթեզին ADP-ից և ֆոսֆորական թթվից, իսկ պրոտոնները միանում են բացասական լիցքավորված թթվածնի մասնիկներին՝ ձևավորելով ջուր՝ երկրորդը։ Բջջային շնչառության վերջնական արդյունք.

Այսպիսով, միտոքոնդրիա մտնող թթվածինը անհրաժեշտ է էլեկտրոնների, ապա պրոտոնների միացման համար։ Թթվածնի բացակայության դեպքում միտոքոնդրիում պրոտոնների և էլեկտրոնների տեղափոխման հետ կապված գործընթացները դադարում են, և, հետևաբար, թթվածնազուրկ փուլը չի ​​կարող առաջանալ, քանի որ ջրածնի ատոմների բոլոր կրիչները բեռնված են: Աերոբիկ շնչառությունը, ներառյալ թթվածնազուրկ և թթվածնային փուլերը, կարող են արտահայտվել ընդհանուր հավասարմամբ.

Երբ գլյուկոզայի մոլեկուլը քայքայվում է, ազատվում է 200 կՋ/մոլ: Էներգիայի 55%-ը պահվում է ATP-ում, մնացածը ցրվում է ջերմության տեսքով։

Անաէրոբ շնչառություն.Թթվածնի բացակայության կամ անբավարարության դեպքում, որը թթվածնի շնչառության մեջ կատարում է վերջնական էլեկտրոն ընդունողի դերը, մեմբրանի միջոցով էլեկտրոնների փոխանցման շղթան չի առաջանում, ինչը նշանակում է, որ պրոտոնային ռեզերվուար չի ստեղծվում, որն ապահովում է էներգիա ATP սինթեզի համար: Այս պայմաններում բջիջները կարողանում են սինթեզել ATP՝ գործընթացում քայքայելով սնուցիչները անաէրոբ շնչառություն.Անաէրոբ շնչառությունն իրականացվում է բազմաթիվ տեսակի բակտերիաների, մանրադիտակային սնկերի և նախակենդանիների կողմից: Որոշ բջիջներ, որոնք երբեմն թթվածնի սովից են (օրինակ, մկանային բջիջները կամ բույսերի բջիջները) նույնպես ունեն անաէրոբ շնչառություն կատարելու ունակություն: Անաէրոբ շնչառությունը սնուցող նյութերից էներգիա ստանալու էվոլյուցիոն առումով ավելի վաղ և ավելի քիչ ռացիոնալ ձև է, համեմատած թթվածնային շնչառության հետ: Անաէրոբ շնչառությունն այն գործընթացն է, որով գլյուկոզան տրոհվում է պիրուվիթթվի և ջրածնի ատոմների արտազատմանը: Շնչառության արդյունքում հեռացված ջրածնի ատոմների ընդունողը պիրուվիկ թթուն է, որը վերածվում է կաթնաթթվի։ Սխեմատիկորեն անաէրոբ շնչառության ընթացքը կարող է արտահայտվել հետևյալ հավասարումներով.

Նկարագրված գործընթացը կոչվում է կաթնաթթվային խմորում.Ընդհանուր առմամբ, այս գործընթացը կարող է արտահայտվել հետևյալ հավասարմամբ.

Կաթնաթթվային խմորումն իրականացվում է կաթնաթթվային բակտերիաների կողմից (օրինակ՝ Streptococcus սեռի կոկիները)։ Այս տեսակի կաթնաթթվի ձևավորումը տեղի է ունենում նաև կենդանիների բջիջներում թթվածնի անբավարարության պայմաններում։ Լայնորեն տարածված է բնության մեջ ալկոհոլի խմորում,որն իրականացվում է խմորիչով. Թթվածնի բացակայության դեպքում խմորիչ բջիջները գլյուկոզայից ձևավորում են էթիլային սպիրտ և CO: Սկզբում ալկոհոլային խմորումն ընթանում է կաթնաթթվային խմորման նմանությամբ, սակայն վերջին ռեակցիաները հանգեցնում են էթիլային սպիրտի առաջացմանը։ Պիրուվիկ թթվի յուրաքանչյուր մոլեկուլից մի մոլեկուլ է բաժանվում C02,և ձևավորվում է երկու ածխածնային միացության մոլեկուլ. ացետալդեհիդ,որն այնուհետև վերածվում է էթիլային սպիրտի՝ ջրածնի ատոմներով.

Ամփոփիչ հավասարում.

Բացի խմորիչից, ալկոհոլային խմորումն իրականացվում է որոշ անաէրոբ բակտերիաների կողմից: Այս տեսակի խմորումը տեղի է ունենում բույսերի բջիջներում թթվածնի բացակայության դեպքում: Անաէրոբ էներգիայի արտազատման համար օգտագործվող ամենատարածված սննդանյութը գլյուկոզան է: Այնուամենայնիվ, պետք է հիշել, որ ցանկացած օրգանական նյութ, համապատասխան պայմաններում, կարող է հանդես գալ որպես էներգիայի աղբյուր ATP-ի սինթեզի համար: Եթե ​​բջիջում գլյուկոզայի պակաս կա, ճարպերն ու սպիտակուցները կարող են ներգրավվել շնչառության մեջ: Ֆերմենտացման արգասիքներն են տարբեր օրգանական թթուներ (կաթնաթթու, կարագ, մածուցիկ, քացախ), սպիրտներ (էթիլ, բուտիլ, ամիլ), ացետոն, ինչպես նաև ածխաթթու գազ և ջուր։

Նյութափոխանակության և էներգիայի կարգավորումը ներառում է օրգանիզմի կողմից շրջակա միջավայրի հետ նյութերի և էներգիայի փոխանակման կարգավորումը և բուն մարմնում նյութափոխանակության կարգավորումը։

Մարմնի սնուցիչների փոխանակման կարգավորումը շրջակա միջավայրի հետ քննարկվում է 9-րդ գլխում:

Ջուր-աղ նյութափոխանակության կարգավորման հարցերը նկարագրված են 12-րդ գլխում: Մարմնի ջերմափոխանակության կարգավորումը շրջակա միջավայրի հետ՝ որպես բոլոր տեսակի էներգիայի փոխակերպման վերջնական ձև, քննարկված է 11-րդ գլխում:

Ուստի այստեղ ներկայացված են օրգանիզմում նյութափոխանակության և էներգիայի նեյրոհումորալ կարգավորման և հիմնականում ամբողջ օրգանիզմի նյութափոխանակության կարգավորման ընդհանուր հարցեր։

Նյութափոխանակության և էներգիայի կարգավորման վերջնական նպատակը ֆունկցիոնալ գործունեության մակարդակին համապատասխան ամբողջ օրգանիզմի, նրա օրգանների, հյուսվածքների և առանձին բջիջների էներգիայի և տարբեր պլաստիկ նյութերի կարիքների բավարարումն է: Ամբողջական օրգանիզմում միշտ անհրաժեշտություն կա համակարգելու մարմնի ընդհանուր նյութափոխանակության կարիքները օրգանի և հյուսվածքի բջջի կարիքների հետ։ Նման համակարգումը ձեռք է բերվում օրգանների և հյուսվածքների միջև շրջակա միջավայրից եկող նյութերի բաշխման և նրանց միջև մարմնում սինթեզված նյութերի վերաբաշխման միջոցով:

Մարմնի ներսում տեղի ունեցող նյութափոխանակությունը անմիջականորեն կապված չէ շրջակա միջավայրի հետ: Սնուցիչներ,

Նախքան նյութափոխանակության գործընթացների մեջ մտնելը, դրանք պետք է ստացվեն ստամոքս-աղիքային տրակտի սննդից՝ մոլեկուլային տեսքով: Կենսաբանական օքսիդացման համար անհրաժեշտ թթվածինը պետք է ազատվի թոքերի օդից, հասցվի արյուն, կապվի հեմոգլոբինին և արյան միջոցով տեղափոխվի հյուսվածքներ։ Կմախքի մկանները, լինելով օրգանիզմի էներգիայի ամենահզոր սպառողներից մեկը, ծառայում են նաև նյութափոխանակությանն ու էներգիային՝ ապահովելով սննդի որոնումը, ընդունումը և վերամշակումը։ Արտազատման համակարգն անմիջականորեն կապված է նյութափոխանակության և էներգիայի հետ։ Այսպիսով, նյութափոխանակության և էներգիայի կարգավորումը բազմապարամետրիկ կարգավորում է, որը ներառում է մարմնի բազմաթիվ գործառույթների կարգավորող համակարգեր (օրինակ՝ շնչառություն, արյան շրջանառություն, արտազատում, ջերմափոխանակություն և այլն)։

Կենտրոնի դերը նյութափոխանակության և էներգիայի կարգավորման գործում խաղում է հիպոթալամուս.Դա պայմանավորված է նրանով, որ հիպոթալամուսը պարունակում է նյարդային միջուկներ և կենտրոններ, որոնք անմիջականորեն կապված են քաղցի և հագեցվածության կարգավորման, ջերմափոխանակության և օսմոկարգավորման հետ: Հիպոթալամուսում հայտնաբերվել են պոլիսենսորային նեյրոններ, որոնք արձագանքում են ֆունկցիոնալ գործունեության փոփոխություններով գլյուկոզայի, ջրածնի իոնների, մարմնի ջերմաստիճանի, օսմոտիկ ճնշման փոփոխությունների, այսինքն. մարմնի ներքին միջավայրի ամենակարևոր հոմեոստատիկ հաստատունները: Հիպոթալամուսի միջուկներում վերլուծվում է մարմնի ներքին միջավայրի վիճակը և ստեղծվում են հսկիչ ազդանշաններ, որոնք էֆերենտ համակարգերի միջոցով նյութափոխանակության ընթացքը հարմարեցնում են օրգանիզմի կարիքներին։

Այն օգտագործվում է որպես էֆերենտ նյութափոխանակության կարգավորման համակարգում կապեր: համակրելիԵվ պարասիմպաթիկ բաժանմունքներինքնավար նյարդային համակարգ. Միջնորդները, որոնք թողարկվում են իրենց նյարդային վերջավորությունների միջոցով, ուղղակի կամ անուղղակի ազդեցություն ունեն հյուսվածքների ֆունկցիայի և նյութափոխանակության վրա։ Հիպոթալամուսի վերահսկիչ ազդեցության տակ այն գտնվում և օգտագործվում է որպես նյութափոխանակության և էներգիայի կարգավորման էֆերենտ համակարգ. էնդոկրին համակարգ.Հիպոթալամուսի, հիպոֆիզի գեղձի և այլ էնդոկրին գեղձերի հորմոնները անմիջական ազդեցություն ունեն բջիջների աճի, վերարտադրության, տարբերակման, զարգացման և այլ գործառույթների վրա: Հորմոնները մասնակցում են արյան մեջ այնպիսի նյութերի անհրաժեշտ մակարդակի պահպանմանը, ինչպիսիք են գլյուկոզան, ազատ ճարպաթթուները և հանքային իոնները (տես Գլուխ 5):

Նյութափոխանակություն (անաբոլիզմ և կատաբոլիզմ), ATP-ի մակրոէերգիկ կապերում կուտակված էներգիա ստանալը, նյութափոխանակության էներգիայի օգտագործմամբ տարբեր տեսակի աշխատանքներ կատարելը, որպես կանոն, բջջի ներսում տեղի ունեցող գործընթացներ են: Հետևաբար, ամենակարևոր էֆեկտորը, որի միջոցով հնարավոր է կարգավորիչ ազդեցություն ունենալ նյութափոխանակության և էներգիայի վրա, դա է բջիջօրգաններ և հյուսվածքներ. Նյութափոխանակության կարգավորումը ներառում է բջիջներում տեղի ունեցող կենսաքիմիական ռեակցիաների արագության վրա ազդելը:

Բջջի վրա կարգավորող ազդեցությունների ամենատարածված ազդեցություններն են՝ փոփոխությունները.

որոնցում գործում են ֆերմենտները: Ֆերմենտային գործունեության կարգավորումը կարող է իրականացվել տարբեր ձևերով. Ֆերմենտների կատալիտիկ ակտիվության «նուրբ կարգավորումը» իրականացվում է նյութերի ազդեցությամբ. մոդուլյատորներ,որոնք հաճախ հենց իրենք մետաբոլիտներն են: Այս կերպ իրականացվում է նյութափոխանակության փոխակերպումների առանձին մասերի կարգավորում։ Այս դեպքում մոդուլյատորը կարող է իր ազդեցությունն ունենալ մարմնի առանձին կամ մի քանի հյուսվածքների վրա:

Բջջային նյութափոխանակությունը, որպես ամբողջություն, անհնար է առանց բազմաթիվ կենսաքիմիական փոխակերպումների ինտեգրման, և դրա իրականացման բուն հնարավորությունը որոշվում է բջջի էներգիայի և ռեդոքսի ներուժով: Նյութափոխանակության այս ընդհանուր ինտեգրումը ձեռք է բերվում հիմնականում միջոցով ադենիլատներ,մասնակցում է բջջի ցանկացած նյութափոխանակության փոխակերպումների կարգավորմանը:

Բջջի սպիտակուցների, ճարպերի և ածխաջրերի նյութափոխանակության ինտեգրումն իրականացվում է էներգիայի ընդհանուր աղբյուրների միջոցով: Իրոք, ցանկացած պարզ և բարդ օրգանական միացությունների, մոլեկուլային մոլեկուլների և վերմոլեկուլային կառուցվածքների կենսասինթեզի ժամանակ ATP-ն օգտագործվում է որպես էներգիայի ընդհանուր աղբյուր, որը էներգիա է մատակարարում ֆոսֆորիլացման գործընթացներին, կամ NAD H, NADP H, որոնք էներգիա են մատակարարում օքսիդատիվ նվազման համար։ միացություններ. Այսպիսով, եթե բջջում իրականացվում է որոշակի նյութերի սինթեզ (անաբոլիզմ), դա կարող է առաջանալ կատաբոլիզմի ընթացքում առաջացող ընդհանուր շարժական աղբյուրներից մեկից (ATP, NADH, NADP-H) քիմիական էներգիայի ծախսման պատճառով: այլ նյութերի (տես նկ. 10.1):

Բոլոր անաբոլիկ և այլ գործընթացները, որոնք պահանջում են էներգիայի սպառում, մրցում են բջջի ընդհանուր էներգիայի պաշարի համար, որը ստացվում է կատաբոլիզմի միջոցով և հանդիսանալով տարբեր փոխակերպումների շարժիչ ուժը: Օրինակ՝ լյարդի գլյուկոստատիկ ֆունկցիայի իրականացումը՝ հիմնված լակտատից և ամինաթթուներից գլյուկոզա սինթեզելու լյարդի ունակության վրա։ (գլյուկոնեոգենեզ),անհամատեղելի է ճարպերի և սպիտակուցների միաժամանակյա սինթեզի հետ: Գլյուկոնեոգենեզը ուղեկցվում է լյարդում սպիտակուցների և ճարպերի քայքայմամբ և ստացված ճարպաթթուների օքսիդացմամբ, ինչը հանգեցնում է ATP-ի և NADH-ի սինթեզի համար անհրաժեշտ էներգիայի ազատմանը, որոնք իրենց հերթին անհրաժեշտ են գլյուկոնեոգենեզի համար:

Սպիտակուցների, ճարպերի և ածխաջրերի մետաբոլիկ փոխակերպումների ինտեգրման մեկ այլ դրսևորում գոյությունն է ընդհանուր նախորդծնողներԵվ ընդհանուր միջանկյալ նյութերնյութափոխանակությունը. Սա ածխածնի ընդհանուր ֆոնդն է, նյութափոխանակության ընդհանուր միջանկյալ արտադրանքը՝ ացետիլ-CoA և այլ նյութեր։ Փոխակերպումների ամենակարևոր վերջնական ուղիները, որոնք կապում են նյութափոխանակության գործընթացները տարբեր փուլերում, կիտրոնաթթվի ցիկլն են և միտոքոնդրիայում տեղի ունեցող շնչառական շղթայի ռեակցիաները: Այսպիսով, կիտրոնաթթվի ցիկլը CO 2-ի հիմնական աղբյուրն է գլյուկոնեոգենեզի հետագա ռեակցիաների, ճարպաթթուների և միզանյութի սինթեզի համար:

Օրգանիզմի ընդհանուր նյութափոխանակության կարիքները բջջի կարիքների հետ համակարգելու մեխանիզմներից է նյարդայինԵվ

հորմոնալ ազդեցություն հիմնական ֆերմենտների վրա.Այս ֆերմենտների բնորոշ հատկանիշներն են՝ դիրքը նյութափոխանակության ուղու սկզբում, որին պատկանում է ֆերմենտը. գտնվելու վայրի հարևանությունը կամ դրա սուբստրատի հետ կապը. արձագանքելով ոչ միայն ներբջջային նյութափոխանակության կարգավորիչների գործողությանը, այլև արտաբջջային նյարդային և հորմոնալ ազդեցություններին:

Հիմնական ֆերմենտների օրինակներն են գլիկոգեն ֆոսֆորիլազը, ֆոսֆոֆրուկտոկինազը, լիպազը: Նրանց դերը նյութափոխանակության կարգավորման գործընթացներում տեսանելի է, մասնավորապես, օրգանիզմը «կռվի կամ փախչելու» նախապատրաստելու գործում։ Երբ արյան մեջ ադրենալինի մակարդակը այս պայմաններում բարձրանում է մինչև 10-9 Մ, այն կապվում է պլազմային մեմբրանի ադրենոռեցեպտորների հետ և ակտիվացնում ադենիլատ ցիկլազը, որը կատալիզացնում է ATP-ի փոխակերպումը ցիկլային AMP-ի: Վերջինս ակտիվացնում է գլիկոգեն ֆոսֆորիլազը, որը մեծապես ուժեղացնում է գլիկոգենի քայքայումը լյարդում։

Մկաններում գլիկոգենոլիզի գործընթացը կարող է միաժամանակ ակտիվացնել նյարդային համակարգը և կատեխոլամինները: Այս էֆեկտը ձեռք է բերվում Ca ++ իոնների արտազատման, նրա կապակցման միջոցով կալմոդուլինին, որը ֆոսֆորիլազի ենթամիավոր է, որն ակտիվանում է և հանգեցնում է գլիկոգենի մոբիլիզացման։ Գլիկոգենի մոբիլիզացիայի նյարդային մեխանիզմը տեղի է ունենում ավելի քիչ միջանկյալ փուլերով, քան հորմոնալը: Սա հասնում է իր արագությանը:

Մարմնի էներգիայի կարիքների բավարարումը ճարպային հյուսվածքում տրիգլիցերիդների քայքայման ներբջջային գործընթացների արագացման միջոցով ձեռք է բերվում հորմոնային զգայուն լիպազի ակտիվացման միջոցով: Այս ֆերմենտի (ադրենալին, նորէպինեֆրին, գլյուկագոն) ակտիվության բարձրացումը հանգեցնում է ազատ ճարպաթթուների մոբիլիզացմանը, որոնք ինտենսիվ և երկարատև աշխատանքի ընթացքում մկաններում օքսիդացման հիմնական էներգետիկ սուբստրատն են:

Օրգանների և հյուսվածքների անցումը ֆունկցիոնալ գործունեության մի մակարդակից մյուսին միշտ ուղեկցվում է դրանց համապատասխան փոփոխություններով տրոֆիզմ.Օրինակ, կմախքի մկանների ռեֆլեքսային կծկումով նյարդային համակարգն իրականացնում է ոչ միայն հրահրող ազդեցություն, այլև տրոֆիկ՝ մեծացնելով տեղական արյան հոսքը և դրանցում նյութափոխանակության արագությունը: Սիմպաթիկ նյարդային համակարգի ազդեցության տակ սրտամկանի կծկումների ուժի ավելացումն ապահովվում է սրտամկանում կորոնար արյան հոսքի և նյութափոխանակության միաժամանակյա բարձրացմամբ։ Նյարդային համակարգի ազդեցությունը կմախքի մկանների տրոֆիզմի վրա վկայում է այն փաստը, որ մկանային ջղաձգումը հանգեցնում է մկանային մանրաթելերի աստիճանական ատրոֆիայի։ Նյարդային համակարգի տրոֆիկ ֆունկցիայի իրականացման գործում ամենակարևոր դերը խաղում է նրա սիմպաթիկ բաժինը: Սիմպաթո-ադրենալ համակարգի միջոցով ոչ միայն ձեռք է բերվում բջիջում նյութափոխանակության և էներգիայի ակտիվացում, այլև լրացուցիչ պայմաններ են ստեղծվում նյութափոխանակությունն արագացնելու համար։ Նորէպինեֆրին և ադրենալին, որոնց արտազատումը արյան մեջ մեծանում է, երբ սիմպաթիկ նյարդային համակարգը հուզված է,

առաջացնել շնչառության խորության բարձրացում, ընդլայնել բրոնխների մկանները, ինչը նպաստում է արյան թթվածնի մատակարարմանը: Ադրենալինը, ունենալով սրտի վրա դրական ինոտրոպ և քրոնոտրոպ ազդեցություն, ավելացնում է արյան րոպեական ծավալը և բարձրացնում սիստոլիկ արյան ճնշումը: Շնչառության և արյան շրջանառության ակտիվացման արդյունքում մեծանում է թթվածնի մատակարարումը հյուսվածքներին։

Ներքին միջավայրի անբաժանելի ցուցանիշներից մեկը, որն արտացոլում է մարմնում ածխաջրերի, սպիտակուցների և ճարպերի նյութափոխանակությունը, արյան մեջ կոնցենտրացիան է: գլյուկոզա։Գլյուկոզան ոչ միայն ճարպերի և սպիտակուցների սինթեզի համար անհրաժեշտ էներգետիկ սուբստրատ է, այլ նաև դրանց սինթեզի աղբյուր։ Լյարդում տեղի է ունենում ճարպաթթուներից և ամինաթթուներից ածխաջրերի նոր ձևավորում:

Նյարդային համակարգի և մկանների բջիջների բնականոն գործունեությունը, որոնց համար գլյուկոզան էներգիայի ամենակարևոր սուբստրատն է, հնարավոր է, պայմանով, որ գլյուկոզայի ներհոսքը դեպի նրանց բավարարում է նրանց էներգետիկ կարիքները: Դա ձեռք է բերվում, երբ մարդը մեկ լիտր արյան մեջ պարունակում է միջինը 1 գ (0,8-1,2 գ) գլյուկոզա (նկ. 10.3.):

Երբ արյան մեկ լիտրում գլյուկոզայի պարունակությունը նվազում է մինչև 0,5 գ-ից պակաս մակարդակ՝ ծոմ պահելու կամ ինսուլինի գերդոզավորումից առաջացած, ուղեղի բջիջներին էներգիայի մատակարարման պակաս կա: Նրանց գործառույթների խախտումը դրսևորվում է սրտի հաճախության բարձրացմամբ, մկանային թուլությամբ և ցնցումներով, գլխապտույտով, քրտնարտադրության ավելացմամբ և սովի զգացումով։ Արյան գլյուկոզայի կոնցենտրացիայի հետագա նվազմամբ, այս պայմանը կոչվում է հիպոգլիկեմիա,կարող է գնալ հիպոգլիկեմիկ կոմաբնութագրվում է ուղեղի ֆունկցիաների դեպրեսիայով մինչև գիտակցության կորուստ: Արյան մեջ գլյուկոզայի ներմուծումը, սախարոզայի ընդունումը և գլյուկագոնի ներարկումը կանխում կամ թուլացնում են հիպոգլիկեմիայի այս դրսևորումները:

Արյան գլյուկոզի մակարդակի կարճաժամկետ բարձրացում (հիպերգլիկեմիա)կյանքի համար վտանգ չի ներկայացնում, բայց կարող է հանգեցնել արյան օսմոտիկ ճնշման բարձրացման:

Նորմալ պայմաններում ամբողջ մարմնի արյունը պարունակում է մոտ 5 գ գլյուկոզա: Հարաբերական հանգստի պայմաններում ֆիզիկական աշխատանքով զբաղվող մեծահասակի կողմից օրական 430 գ ածխաջրերի միջին օրական ընդունման դեպքում հյուսվածքները ամեն րոպե սպառում են մոտ 0,3 գ գլյուկոզա: Միևնույն ժամանակ, շրջանառվող արյան մեջ գլյուկոզայի պաշարները բավարար են հյուսվածքները սնուցելու համար 3-5 րոպե և առանց դրա համալրման, հիպոգլիկեմիա.Գլյուկոզայի օգտագործումը մեծանում է ֆիզիկական և հոգեհուզական սթրեսի ժամանակ։ Քանի որ սննդի հետ ածխաջրերի պարբերական (օրական մի քանի անգամ) ընդունումը չի ապահովում գլյուկոզայի մշտական ​​և միատեսակ հոսքը աղիքներից արյուն, մարմինն ունի մեխանիզմներ, որոնք լրացնում են արյունից գլյուկոզայի կորուստը դրա սպառմանը համարժեք քանակությամբ: հյուսվածքներ. Գործողության տարբեր ուղղություն ունեցող մեխանիզմները նորմալ պայմաններում ապահովում են գլյուկոզայի փոխակերպումը պահեստավորված ձևի. գլիկոգեն։Արյան մեկ լիտրի համար ավելի քան 1,8 գ մակարդակի դեպքում այն ​​օրգանիզմից արտազատվում է մեզի միջոցով։

Ավելորդ գլյուկոզան, որը ներծծվում է աղիքից պորտալարային երակի արյան մեջ, ներծծվում է հեպատոցիտների կողմից: Երբ դրանցում կոնցենտրացիան մեծանում է

Բրինձ. 10.3 Արյան գլյուկոզի կարգավորման համակարգ (բացատրությունները տեքստում)

Գլյուկոզայի նյութափոխանակությունը ակտիվացնում է լյարդում ածխաջրերի նյութափոխանակության ֆերմենտները՝ գլյուկոզան վերածելով գլիկոգենի: Ի պատասխան ենթաստամոքսային գեղձով հոսող արյան մեջ շաքարի մակարդակի բարձրացման՝ սեկրետորային ակտիվությունը մեծանում է IN-Լանգերհանս կղզիների բջիջները. Արյան մեջ արտազատվում է ավելի մեծ քանակությամբ ինսուլին` միակ հորմոնը, որը կտրուկ նվազեցնող ազդեցություն ունի արյան շաքարի կոնցենտրացիայի վրա: Ինսուլինի ազդեցության տակ մեծանում է մկանային ճարպային հյուսվածքի բջիջների պլազմային թաղանթների թափանցելիությունը գլյուկոզի նկատմամբ։ Ինսուլինը ակտիվացնում է լյարդում և մկաններում գլյուկոզան գլիկոգենի վերածելու գործընթացները, բարելավում է նրա կլանումը և յուրացումը կմախքի, հարթ և սրտի մկանների կողմից: Ինսուլինի ազդեցության տակ ճարպային հյուսվածքի բջիջներում գլյուկոզայից սինթեզվում են ճարպեր։ Միևնույն ժամանակ, մեծ քանակությամբ թողարկված ինսուլինը արգելակում է լյարդի գլիկոգենի և գլյուկոնեոգենեզի քայքայումը։

Արյան գլյուկոզայի մակարդակը գնահատվում է առաջի հիպոթալամուսի գլյուկորեընկալիչների, ինչպես նաև նրա պոլիսենսորային նեյրոնների միջոցով։ Արյան մեջ գլյուկոզայի մակարդակի բարձրացմանն ի պատասխան «սահմանված կետից» (> 1,2 գ/լ) ավելանում է հիպոթալամուսի նեյրոնների ակտիվությունը, ինչը ենթաստամոքսային գեղձի վրա պարասիմպաթիկ նյարդային համակարգի ազդեցությամբ մեծացնում է ինսուլինի սեկրեցումը:

Երբ արյան գլյուկոզի մակարդակը նվազում է, լյարդային բջիջների կողմից դրա կլանումը նվազում է: Սեկրետորային ակտիվությունը նվազում է ենթաստամոքսային գեղձում IN- բջիջները, ինսուլինի սեկրեցումը նվազում է: Լյարդում և մկաններում գլյուկոզան գլիկոգենի վերածելու գործընթացները արգելակվում են, իսկ կմախքի և հարթ մկանների և ճարպային բջիջների կողմից գլյուկոզայի կլանումն ու յուրացումը նվազում է։ Այս մեխանիզմների մասնակցությամբ արյան գլյուկոզի մակարդակի հետագա նվազումը, որը կարող է հանգեցնել հիպոգլիկեմիայի զարգացման, դանդաղեցնում կամ կանխարգելվում է:

Երբ արյան մեջ գլյուկոզայի կոնցենտրացիան նվազում է, սիմպաթիկ նյարդային համակարգի տոնուսը մեծանում է։ Նրա ազդեցության տակ ադրենալինի և նորադրենալինի սեկրեցումը մակերիկամի մեդուլլայում մեծանում է։ Ադրենալինը, խթանելով գլիկոգենի քայքայումը լյարդում և մկաններում, առաջացնում է արյան շաքարի կոնցենտրացիայի բարձրացում: Այս հատկության շնորհիվ ադրենալինը ինսուլինի ամենակարևոր հակառակորդն է այլ հորմոնների շարքում արյան շաքարի կարգավորման համակարգում: Օրինակ, norepinephrine-ն արյան մեջ գլյուկոզայի մակարդակը բարձրացնելու թույլ ունակություն ունի:

Սիմպաթիկ նյարդային համակարգի ազդեցության տակ ենթաստամոքսային գեղձի a-բջիջների կողմից խթանվում է գլյուկագոնի արտադրությունը, որն ակտիվացնում է լյարդի գլիկոգենի քայքայումը, խթանում է գլյուկոնեոգենեզը և հանգեցնում արյան գլյուկոզայի մակարդակի բարձրացման:

Արյան մեջ գլյուկոզայի կոնցենտրացիայի նվազումը, որն օրգանիզմի համար ամենակարևոր էներգետիկ սուբստրատներից մեկն է, առաջացնում է սթրեսի զարգացում։ Ի պատասխան արյան շաքարի մակարդակի նվազման՝ հիպոթալամուսի գլյուկոռեսեպտորային նեյրոնները, ազատող հորմոնների միջոցով, խթանում են հիպոֆիզը՝ արյան մեջ աճի հորմոն և ադրենոկորտիկոտրոպ հորմոն արտազատելու համար: Աճի հորմոնի ազդեցության տակ բջջային թաղանթների թափանցելիությունը գլյուկոզայի նկատմամբ նվազում է, իսկ գլյուկոզան՝ մեծանում։

կոնեոգենեզ, գլյուկագոնի սեկրեցումը ակտիվանում է, ինչի արդյունքում արյան մեջ շաքարի մակարդակը բարձրանում է: Աճի հորմոնը անաբոլիկ ազդեցություն ունի սպիտակուցների և ճարպերի նյութափոխանակության վրա: Նրա ազդեցության տակ սպիտակուցի պարունակությունը մեծանում է, արտազատվող ազոտի քանակը նվազում է, իսկ պլազմայում մեծանում է ազատ ճարպաթթուների կոնցենտրացիան։

Գլյուկոկորտիկոիդները, որոնք արտազատվում են վերերիկամային ծառի կեղևում ադրենոկորտիկոտրոպ հորմոնի ազդեցության տակ, ակտիվացնում են լյարդի գլյուկոնեոգենեզի ֆերմենտները և դրանով իսկ նպաստում արյան շաքարի ավելացմանը: Միաժամանակ գլյուկոկորտիկոիդների ազդեցությամբ նվազում է ամինաթթուների ընդգրկումը սպիտակուցների մեջ, իսկ օրգանիզմից ազոտի արտազատման արագությունը մեծանում է։ Գլյուկոկորտիկոիդները մեծացնում են ճարպային հյուսվածքի լիպոլիզի արդյունավետությունը և ազատ ճարպաթթուների մոբիլիզացումը արյան մեջ:

Ամբողջ օրգանիզմում նյութափոխանակության և էներգիայի կարգավորումը հսկողության տակ է նյարդային համակարգը և դրա բարձր մասերը.Դրա մասին են վկայում նյութափոխանակության արագության պայմանական ռեֆլեքսային փոփոխությունների փաստերը մարզիկների մոտ՝ նախասկզբում, աշխատողների մոտ՝ մինչև ծանր ֆիզիկական աշխատանք սկսելը, սուզորդների մոտ՝ մինչև ջրի մեջ ընկղմվելը։ Այս դեպքերում մեծանում է օրգանիզմի կողմից թթվածնի սպառման արագությունը, ավելանում է շնչառության րոպեական ծավալը, ավելանում է արյան հոսքի րոպեական ծավալը և մեծանում է էներգիայի փոխանակումը։

Զգացողություն, որն առաջանում է, երբ արյան մեջ գլյուկոզայի, ազատ ճարպաթթուների և ամինաթթուների մակարդակը նվազում է։ սովորոշում է վարքագծային արձագանքը, որն ուղղված է սնունդ փնտրելուն և ուտելուն և օրգանիզմում սնուցիչների համալրմանը:

Նյութափոխանակության և էներգիայի կարգավորումը ներառում է օրգանիզմի կողմից շրջակա միջավայրի հետ նյութերի և էներգիայի փոխանակման կարգավորումը և բուն մարմնում նյութափոխանակության կարգավորումը։

Մարմնի սնուցիչների փոխանակման կարգավորումը շրջակա միջավայրի հետ քննարկվում է 9-րդ գլխում:

Ջուր-աղ նյութափոխանակության կարգավորման հարցերը նկարագրված են 12-րդ գլխում: Մարմնի ջերմափոխանակության կարգավորումը շրջակա միջավայրի հետ՝ որպես բոլոր տեսակի էներգիայի փոխակերպման վերջնական ձև, քննարկված է 11-րդ գլխում:

Ուստի այստեղ ներկայացված են օրգանիզմում նյութափոխանակության և էներգիայի նեյրոհումորալ կարգավորման և հիմնականում ամբողջ օրգանիզմի նյութափոխանակության կարգավորման ընդհանուր հարցեր։

Նյութափոխանակության և էներգիայի կարգավորման վերջնական նպատակը ֆունկցիոնալ գործունեության մակարդակին համապատասխան ամբողջ օրգանիզմի, նրա օրգանների, հյուսվածքների և առանձին բջիջների էներգիայի և տարբեր պլաստիկ նյութերի կարիքների բավարարումն է: Ամբողջական օրգանիզմում միշտ անհրաժեշտություն կա համակարգելու մարմնի ընդհանուր նյութափոխանակության կարիքները օրգանի և հյուսվածքի բջջի կարիքների հետ։ Նման համակարգումը ձեռք է բերվում օրգանների և հյուսվածքների միջև շրջակա միջավայրից եկող նյութերի բաշխման և նրանց միջև մարմնում սինթեզված նյութերի վերաբաշխման միջոցով:

Մարմնի ներսում տեղի ունեցող նյութափոխանակությունը անմիջականորեն կապված չէ շրջակա միջավայրի հետ: Սնուցիչներ,

Նախքան նյութափոխանակության գործընթացները մտնելը, դրանք պետք է ձեռք բերվեն ստամոքս-աղիքային տրակտի սննդից՝ մոլեկուլային տեսքով: Կենսաբանական օքսիդացման համար անհրաժեշտ թթվածինը պետք է ազատվի թոքերի օդից, հասցվի արյուն, կապվի հեմոգլոբինին և արյան միջոցով տեղափոխվի հյուսվածքներ։ Կմախքի մկանները, լինելով օրգանիզմի էներգիայի ամենահզոր սպառողներից մեկը, ծառայում են նաև նյութափոխանակությանն ու էներգիային՝ ապահովելով սննդի որոնումը, ընդունումը և վերամշակումը։ Արտազատման համակարգն անմիջականորեն կապված է նյութափոխանակության և էներգիայի հետ։ Այսպիսով, նյութափոխանակության և էներգիայի կարգավորումը բազմապարամետրիկ կարգավորում է, որը ներառում է մարմնի բազմաթիվ գործառույթների կարգավորող համակարգեր (օրինակ՝ շնչառություն, արյան շրջանառություն, արտազատում, ջերմափոխանակություն և այլն)։

Կենտրոնի դերը նյութափոխանակության և էներգիայի կարգավորման գործում խաղում է հիպոթալամուս.Դա պայմանավորված է նրանով, որ հիպոթալամուսը պարունակում է նյարդային միջուկներ և կենտրոններ, որոնք անմիջականորեն կապված են քաղցի և հագեցվածության կարգավորման, ջերմափոխանակության և օսմոկարգավորման հետ: Հիպոթալամուսում հայտնաբերվել են պոլիսենսորային նեյրոններ, որոնք արձագանքում են ֆունկցիոնալ գործունեության փոփոխություններով գլյուկոզայի, ջրածնի իոնների, մարմնի ջերմաստիճանի, օսմոտիկ ճնշման փոփոխությունների, այսինքն. մարմնի ներքին միջավայրի ամենակարևոր հոմեոստատիկ հաստատունները: Հիպոթալամուսի միջուկներում վերլուծվում է մարմնի ներքին միջավայրի վիճակը և ստեղծվում են հսկիչ ազդանշաններ, որոնք էֆերենտ համակարգերի միջոցով նյութափոխանակության ընթացքը հարմարեցնում են օրգանիզմի կարիքներին։

Այն օգտագործվում է որպես էֆերենտ նյութափոխանակության կարգավորման համակարգում կապեր: համակրելիԵվ պարասիմպաթիկ բաժանմունքներինքնավար նյարդային համակարգ. Միջնորդները, որոնք թողարկվում են իրենց նյարդային վերջավորությունների միջոցով, ուղղակի կամ անուղղակի ազդեցություն ունեն հյուսվածքների ֆունկցիայի և նյութափոխանակության վրա։ Հիպոթալամուսի վերահսկիչ ազդեցության տակ այն գտնվում և օգտագործվում է որպես նյութափոխանակության և էներգիայի կարգավորման էֆերենտ համակարգ. էնդոկրին համակարգ.Հիպոթալամուսի, հիպոֆիզի գեղձի և այլ էնդոկրին գեղձերի հորմոնները անմիջական ազդեցություն ունեն բջիջների աճի, վերարտադրության, տարբերակման, զարգացման և այլ գործառույթների վրա: Հորմոնները մասնակցում են արյան մեջ այնպիսի նյութերի անհրաժեշտ մակարդակի պահպանմանը, ինչպիսիք են գլյուկոզան, ազատ ճարպաթթուները և հանքային իոնները (տես Գլուխ 5):

Նյութափոխանակություն (անաբոլիզմ և կատաբոլիզմ), ATP-ի մակրոէերգիկ կապերում կուտակված էներգիա ստանալը, նյութափոխանակության էներգիայի օգտագործմամբ տարբեր տեսակի աշխատանքներ կատարելը, որպես կանոն, բջջի ներսում տեղի ունեցող գործընթացներ են: Հետևաբար, ամենակարևոր էֆեկտորը, որի միջոցով հնարավոր է կարգավորիչ ազդեցություն ունենալ նյութափոխանակության և էներգիայի վրա, դա է բջիջօրգաններ և հյուսվածքներ. Նյութափոխանակության կարգավորումը ներառում է բջիջներում տեղի ունեցող կենսաքիմիական ռեակցիաների արագության վրա ազդելը:

Բջջի վրա կարգավորող ազդեցությունների ամենատարածված ազդեցություններն են՝ փոփոխությունները.

Որում գործում են ֆերմենտները: Ֆերմենտային գործունեության կարգավորումը կարող է իրականացվել տարբեր ձևերով. Ֆերմենտների կատալիտիկ ակտիվության «նուրբ կարգավորումը» իրականացվում է նյութերի ազդեցությամբ. մոդուլյատորներ,որոնք հաճախ հենց իրենք մետաբոլիտներն են: Այս կերպ իրականացվում է նյութափոխանակության փոխակերպումների առանձին մասերի կարգավորում։ Այս դեպքում մոդուլյատորը կարող է իր ազդեցությունն ունենալ մարմնի առանձին կամ մի քանի հյուսվածքների վրա:

Բջջային նյութափոխանակությունը, որպես ամբողջություն, անհնար է առանց բազմաթիվ կենսաքիմիական փոխակերպումների ինտեգրման, և դրա իրականացման բուն հնարավորությունը որոշվում է բջջի էներգիայի և ռեդոքսի ներուժով: Նյութափոխանակության այս ընդհանուր ինտեգրումը ձեռք է բերվում հիմնականում միջոցով ադենիլատներ,մասնակցում է բջջի ցանկացած նյութափոխանակության փոխակերպումների կարգավորմանը:

Բջջի սպիտակուցների, ճարպերի և ածխաջրերի նյութափոխանակության ինտեգրումն իրականացվում է էներգիայի ընդհանուր աղբյուրների միջոցով: Իրոք, ցանկացած պարզ և բարդ օրգանական միացությունների, մոլեկուլային մոլեկուլների և վերմոլեկուլային կառուցվածքների կենսասինթեզի ժամանակ ATP-ն օգտագործվում է որպես էներգիայի ընդհանուր աղբյուր, որը էներգիա է մատակարարում ֆոսֆորիլացման գործընթացներին, կամ NAD H, NADP H, որոնք էներգիա են մատակարարում օքսիդատիվ նվազման համար։ միացություններ. Այսպիսով, եթե բջջում իրականացվում է որոշակի նյութերի սինթեզ (անաբոլիզմ), դա կարող է առաջանալ կատաբոլիզմի ընթացքում առաջացող ընդհանուր շարժական աղբյուրներից մեկից (ATP, NADH, NADP-H) քիմիական էներգիայի ծախսման պատճառով: այլ նյութերի (տես նկ. 10.1):

Բոլոր անաբոլիկ և այլ գործընթացները, որոնք պահանջում են էներգիայի սպառում, մրցում են բջջի ընդհանուր էներգիայի պաշարի համար, որը ստացվում է կատաբոլիզմի միջոցով և հանդիսանալով տարբեր փոխակերպումների շարժիչ ուժը: Օրինակ՝ լյարդի գլյուկոստատիկ ֆունկցիայի իրականացումը՝ հիմնված լակտատից և ամինաթթուներից գլյուկոզա սինթեզելու լյարդի ունակության վրա։ (գլյուկոնեոգենեզ),անհամատեղելի է ճարպերի և սպիտակուցների միաժամանակյա սինթեզի հետ: Գլյուկոնեոգենեզը ուղեկցվում է լյարդում սպիտակուցների և ճարպերի քայքայմամբ և ստացված ճարպաթթուների օքսիդացմամբ, ինչը հանգեցնում է ATP-ի և NADH-ի սինթեզի համար անհրաժեշտ էներգիայի ազատմանը, որոնք իրենց հերթին անհրաժեշտ են գլյուկոնեոգենեզի համար:

Սպիտակուցների, ճարպերի և ածխաջրերի մետաբոլիկ փոխակերպումների ինտեգրման մեկ այլ դրսևորում գոյությունն է ընդհանուր նախորդներԵվ ընդհանուր միջանկյալ նյութերնյութափոխանակությունը. Սա ածխածնի ընդհանուր ֆոնդն է, նյութափոխանակության ընդհանուր միջանկյալ արտադրանքը՝ ացետիլ-CoA և այլ նյութեր։ Փոխակերպումների ամենակարևոր վերջնական ուղիները, որոնք կապում են նյութափոխանակության գործընթացները տարբեր փուլերում, կիտրոնաթթվի ցիկլն է և միտոքոնդրիայում տեղի ունեցող շնչառական շղթայի ռեակցիաները: Այսպիսով, կիտրոնաթթվի ցիկլը CO 2-ի հիմնական աղբյուրն է գլյուկոնեոգենեզի հետագա ռեակցիաների, ճարպաթթուների և միզանյութի սինթեզի համար:

Օրգանիզմի ընդհանուր նյութափոխանակության կարիքները բջջի կարիքների հետ համակարգելու մեխանիզմներից է նյարդայինԵվ

հորմոնալ ազդեցություն հիմնական ֆերմենտների վրա.Այս ֆերմենտների բնորոշ հատկանիշներն են՝ դիրքը նյութափոխանակության ուղու սկզբում, որին պատկանում է ֆերմենտը. գտնվելու վայրի հարևանությունը կամ դրա սուբստրատի հետ կապը. արձագանքելով ոչ միայն ներբջջային նյութափոխանակության կարգավորիչների գործողությանը, այլև արտաբջջային նյարդային և հորմոնալ ազդեցություններին:

Հիմնական ֆերմենտների օրինակներն են գլիկոգեն ֆոսֆորիլազը, ֆոսֆոֆրուկտոկինազը, լիպազը: Նրանց դերը նյութափոխանակության կարգավորման գործընթացներում տեսանելի է, մասնավորապես, օրգանիզմը «կռվի կամ փախչելու» նախապատրաստելու գործում։ Երբ արյան մեջ ադրենալինի մակարդակը այս պայմաններում բարձրանում է մինչև 10-9 Մ, այն կապվում է պլազմային մեմբրանի ադրենոռեցեպտորների հետ և ակտիվացնում ադենիլատ ցիկլազը, որը կատալիզացնում է ATP-ի փոխակերպումը ցիկլային AMP-ի: Վերջինս ակտիվացնում է գլիկոգեն ֆոսֆորիլազը, որը մեծապես ուժեղացնում է գլիկոգենի քայքայումը լյարդում։

Մկաններում գլիկոգենոլիզի գործընթացը կարող է միաժամանակ ակտիվացնել նյարդային համակարգը և կատեխոլամինները: Այս էֆեկտը ձեռք է բերվում Ca ++ իոնների արտազատման, նրա կապակցման միջոցով կալմոդուլինին, որը ֆոսֆորիլազի ենթամիավոր է, որն ակտիվանում է և հանգեցնում է գլիկոգենի մոբիլիզացման։ Գլիկոգենի մոբիլիզացիայի նյարդային մեխանիզմը տեղի է ունենում ավելի քիչ միջանկյալ փուլերով, քան հորմոնալը: Սա հասնում է իր արագությանը:

Մարմնի էներգիայի կարիքների բավարարումը ճարպային հյուսվածքում տրիգլիցերիդների քայքայման ներբջջային գործընթացների արագացման միջոցով ձեռք է բերվում հորմոնային զգայուն լիպազի ակտիվացման միջոցով: Այս ֆերմենտի (ադրենալին, նորէպինեֆրին, գլյուկագոն) ակտիվության բարձրացումը հանգեցնում է ազատ ճարպաթթուների մոբիլիզացմանը, որոնք ինտենսիվ և երկարատև աշխատանքի ընթացքում մկաններում օքսիդացման հիմնական էներգետիկ սուբստրատն են:

Օրգանների և հյուսվածքների անցումը ֆունկցիոնալ գործունեության մի մակարդակից մյուսին միշտ ուղեկցվում է դրանց համապատասխան փոփոխություններով տրոֆիզմ.Օրինակ, կմախքի մկանների ռեֆլեքսային կծկումով նյարդային համակարգն իրականացնում է ոչ միայն հրահրող ազդեցություն, այլև տրոֆիկ՝ մեծացնելով տեղական արյան հոսքը և դրանցում նյութափոխանակության արագությունը: Սիմպաթիկ նյարդային համակարգի ազդեցության տակ սրտամկանի կծկումների ուժի ավելացումն ապահովվում է սրտամկանում կորոնար արյան հոսքի և նյութափոխանակության միաժամանակյա բարձրացմամբ։ Նյարդային համակարգի ազդեցությունը կմախքի մկանների տրոֆիզմի վրա վկայում է այն փաստը, որ մկանային ջղաձգումը հանգեցնում է մկանային մանրաթելերի աստիճանական ատրոֆիայի։ Նյարդային համակարգի տրոֆիկ ֆունկցիայի իրականացման գործում ամենակարևոր դերը խաղում է նրա սիմպաթիկ բաժինը: Սիմպաթո-ադրենալ համակարգի միջոցով ոչ միայն ձեռք է բերվում բջիջում նյութափոխանակության և էներգիայի ակտիվացում, այլև լրացուցիչ պայմաններ են ստեղծվում նյութափոխանակությունն արագացնելու համար։ Նորէպինեֆրին և ադրենալին, որոնց արտազատումը արյան մեջ մեծանում է, երբ սիմպաթիկ նյարդային համակարգը հուզված է,

Նրանք առաջացնում են շնչառության խորության բարձրացում, ընդլայնում են բրոնխների մկանները, ինչը նպաստում է արյան թթվածնի մատակարարմանը։ Ադրենալինը, ունենալով սրտի վրա դրական ինոտրոպ և քրոնոտրոպ ազդեցություն, ավելացնում է արյան րոպեական ծավալը և բարձրացնում սիստոլիկ արյան ճնշումը: Շնչառության և արյան շրջանառության ակտիվացման արդյունքում մեծանում է թթվածնի մատակարարումը հյուսվածքներին։

Ներքին միջավայրի անբաժանելի ցուցանիշներից մեկը, որն արտացոլում է մարմնում ածխաջրերի, սպիտակուցների և ճարպերի նյութափոխանակությունը, արյան մեջ կոնցենտրացիան է: գլյուկոզա։Գլյուկոզան ոչ միայն ճարպերի և սպիտակուցների սինթեզի համար անհրաժեշտ էներգետիկ սուբստրատ է, այլ նաև դրանց սինթեզի աղբյուր։ Լյարդում տեղի է ունենում ճարպաթթուներից և ամինաթթուներից ածխաջրերի նոր ձևավորում:

Նյարդային համակարգի և մկանների բջիջների բնականոն գործունեությունը, որոնց համար գլյուկոզան էներգիայի ամենակարևոր սուբստրատն է, հնարավոր է, պայմանով, որ գլյուկոզայի ներհոսքը դեպի նրանց բավարարում է նրանց էներգետիկ կարիքները: Դա ձեռք է բերվում, երբ մարդը մեկ լիտր արյան մեջ պարունակում է միջինը 1 գ (0,8-1,2 գ) գլյուկոզա (նկ. 10.3.):

Երբ արյան մեկ լիտրում գլյուկոզայի պարունակությունը նվազում է մինչև 0,5 գ-ից պակաս մակարդակ՝ ծոմ պահելու կամ ինսուլինի գերդոզավորումից առաջացած, ուղեղի բջիջներին էներգիայի մատակարարման պակաս կա: Նրանց գործառույթների խախտումը դրսևորվում է սրտի հաճախության բարձրացմամբ, մկանային թուլությամբ և ցնցումներով, գլխապտույտով, քրտնարտադրության ավելացմամբ և սովի զգացումով։ Արյան գլյուկոզայի կոնցենտրացիայի հետագա նվազմամբ, այս պայմանը կոչվում է հիպոգլիկեմիա,կարող է գնալ հիպոգլիկեմիկ կոմաբնութագրվում է ուղեղի ֆունկցիաների դեպրեսիայով մինչև գիտակցության կորուստ: Արյան մեջ գլյուկոզայի ներմուծումը, սախարոզայի ընդունումը և գլյուկագոնի ներարկումը կանխում կամ թուլացնում են հիպոգլիկեմիայի այս դրսևորումները:

Արյան գլյուկոզի մակարդակի կարճաժամկետ բարձրացում (հիպերգլիկեմիա)կյանքի համար վտանգ չի ներկայացնում, բայց կարող է հանգեցնել արյան օսմոտիկ ճնշման բարձրացման:

Նորմալ պայմաններում ամբողջ մարմնի արյունը պարունակում է մոտ 5 գ գլյուկոզա: Հարաբերական հանգստի պայմաններում ֆիզիկական աշխատանքով զբաղվող մեծահասակի կողմից օրական 430 գ ածխաջրերի միջին օրական ընդունման դեպքում հյուսվածքները ամեն րոպե սպառում են մոտ 0,3 գ գլյուկոզա: Միևնույն ժամանակ, շրջանառվող արյան մեջ գլյուկոզայի պաշարները բավարար են հյուսվածքները սնուցելու համար 3-5 րոպե և առանց դրա համալրման, հիպոգլիկեմիա.Գլյուկոզայի օգտագործումը մեծանում է ֆիզիկական և հոգեհուզական սթրեսի ժամանակ։ Քանի որ սննդի հետ ածխաջրերի պարբերական (օրական մի քանի անգամ) ընդունումը չի ապահովում գլյուկոզայի մշտական ​​և միատեսակ հոսքը աղիքներից արյուն, մարմինն ունի մեխանիզմներ, որոնք լրացնում են արյունից գլյուկոզայի կորուստը դրա սպառմանը համարժեք քանակությամբ: հյուսվածքներ. Գործողության տարբեր ուղղություն ունեցող մեխանիզմները նորմալ պայմաններում ապահովում են գլյուկոզայի փոխակերպումը պահեստավորված ձևի. գլիկոգեն։Արյան մեկ լիտրի համար ավելի քան 1,8 գ մակարդակի դեպքում այն ​​օրգանիզմից արտազատվում է մեզի միջոցով։

Ավելորդ գլյուկոզան, որը ներծծվում է աղիքից պորտալարային երակի արյան մեջ, ներծծվում է հեպատոցիտների կողմից: Երբ դրանցում կոնցենտրացիան մեծանում է

Բրինձ. 10.3 Արյան գլյուկոզի կարգավորման համակարգ (բացատրությունները տեքստում)

Գլյուկոզայի նյութափոխանակությունը ակտիվացնում է լյարդում ածխաջրերի նյութափոխանակության ֆերմենտները՝ գլյուկոզան վերածելով գլիկոգենի: Ի պատասխան ենթաստամոքսային գեղձով հոսող արյան մեջ շաքարի մակարդակի բարձրացման՝ սեկրետորային ակտիվությունը մեծանում է IN-Լանգերհանս կղզիների բջիջները. Արյան մեջ արտազատվում է ավելի մեծ քանակությամբ ինսուլին` միակ հորմոնը, որը կտրուկ նվազեցնող ազդեցություն ունի արյան շաքարի կոնցենտրացիայի վրա: Ինսուլինի ազդեցության տակ մեծանում է մկանային ճարպային հյուսվածքի բջիջների պլազմային թաղանթների թափանցելիությունը գլյուկոզի նկատմամբ։ Ինսուլինը ակտիվացնում է լյարդում և մկաններում գլյուկոզան գլիկոգենի վերածելու գործընթացները, բարելավում է նրա կլանումը և յուրացումը կմախքի, հարթ և սրտի մկանների կողմից: Ինսուլինի ազդեցության տակ ճարպային հյուսվածքի բջիջներում գլյուկոզայից սինթեզվում են ճարպեր։ Միևնույն ժամանակ, մեծ քանակությամբ թողարկված ինսուլինը արգելակում է լյարդի գլիկոգենի և գլյուկոնեոգենեզի քայքայումը։

Արյան գլյուկոզայի մակարդակը գնահատվում է առաջի հիպոթալամուսի գլյուկորեընկալիչների, ինչպես նաև նրա պոլիսենսորային նեյրոնների միջոցով։ Արյան մեջ գլյուկոզայի մակարդակի բարձրացմանն ի պատասխան «սահմանված կետից» (> 1,2 գ/լ) ավելանում է հիպոթալամուսի նեյրոնների ակտիվությունը, ինչը ենթաստամոքսային գեղձի վրա պարասիմպաթիկ նյարդային համակարգի ազդեցությամբ մեծացնում է ինսուլինի սեկրեցումը:

Երբ արյան գլյուկոզի մակարդակը նվազում է, լյարդային բջիջների կողմից դրա կլանումը նվազում է: Սեկրետորային ակտիվությունը նվազում է ենթաստամոքսային գեղձում IN- բջիջները, ինսուլինի սեկրեցումը նվազում է: Լյարդում և մկաններում գլյուկոզան գլիկոգենի վերածելու գործընթացները արգելակվում են, իսկ կմախքի և հարթ մկանների և ճարպային բջիջների կողմից գլյուկոզայի կլանումն ու յուրացումը նվազում է։ Այս մեխանիզմների մասնակցությամբ արյան գլյուկոզի մակարդակի հետագա նվազումը, որը կարող է հանգեցնել հիպոգլիկեմիայի զարգացման, դանդաղեցնում կամ կանխարգելվում է:

Երբ արյան մեջ գլյուկոզայի կոնցենտրացիան նվազում է, սիմպաթիկ նյարդային համակարգի տոնուսը մեծանում է։ Նրա ազդեցության տակ ադրենալինի և նորադրենալինի սեկրեցումը մակերիկամի մեդուլլայում մեծանում է։ Ադրենալինը, խթանելով գլիկոգենի քայքայումը լյարդում և մկաններում, առաջացնում է արյան շաքարի կոնցենտրացիայի բարձրացում: Այս հատկության շնորհիվ ադրենալինը ինսուլինի ամենակարևոր հակառակորդն է այլ հորմոնների շարքում արյան շաքարի կարգավորման համակարգում: Օրինակ, norepinephrine-ն արյան մեջ գլյուկոզայի մակարդակը բարձրացնելու թույլ ունակություն ունի:

Սիմպաթիկ նյարդային համակարգի ազդեցության տակ ենթաստամոքսային գեղձի a-բջիջների կողմից խթանվում է գլյուկագոնի արտադրությունը, որն ակտիվացնում է լյարդի գլիկոգենի քայքայումը, խթանում է գլյուկոնեոգենեզը և հանգեցնում արյան գլյուկոզայի մակարդակի բարձրացման:

Արյան մեջ գլյուկոզայի կոնցենտրացիայի նվազումը, որն օրգանիզմի համար ամենակարևոր էներգետիկ սուբստրատներից մեկն է, առաջացնում է սթրեսի զարգացում։ Ի պատասխան արյան շաքարի մակարդակի նվազման՝ հիպոթալամուսի գլյուկոռեսեպտորային նեյրոնները, ազատող հորմոնների միջոցով, խթանում են հիպոֆիզը՝ արյան մեջ աճի հորմոն և ադրենոկորտիկոտրոպ հորմոն արտազատելու համար: Աճի հորմոնի ազդեցության տակ բջջային թաղանթների թափանցելիությունը գլյուկոզայի նկատմամբ նվազում է, իսկ գլյուկոզան՝ մեծանում։

Կոնեոգենեզ, գլյուկագոնի սեկրեցումը ակտիվանում է, ինչի արդյունքում արյան մեջ շաքարի մակարդակը բարձրանում է: Աճի հորմոնը անաբոլիկ ազդեցություն ունի սպիտակուցների և ճարպերի նյութափոխանակության վրա: Նրա ազդեցության տակ սպիտակուցի պարունակությունը մեծանում է, արտազատվող ազոտի քանակը նվազում է, իսկ պլազմայում մեծանում է ազատ ճարպաթթուների կոնցենտրացիան։

Գլյուկոկորտիկոիդները, որոնք արտազատվում են վերերիկամային ծառի կեղևում ադրենոկորտիկոտրոպ հորմոնի ազդեցության տակ, ակտիվացնում են լյարդի գլյուկոնեոգենեզի ֆերմենտները և դրանով իսկ նպաստում արյան շաքարի ավելացմանը: Միաժամանակ գլյուկոկորտիկոիդների ազդեցությամբ նվազում է ամինաթթուների ընդգրկումը սպիտակուցների մեջ, իսկ օրգանիզմից ազոտի արտազատման արագությունը մեծանում է։ Գլյուկոկորտիկոիդները մեծացնում են ճարպային հյուսվածքի լիպոլիզի արդյունավետությունը և ազատ ճարպաթթուների մոբիլիզացումը արյան մեջ:

Ամբողջ օրգանիզմում նյութափոխանակության և էներգիայի կարգավորումը հսկողության տակ է նյարդային համակարգը և դրա բարձր մասերը.Դրա մասին են վկայում նյութափոխանակության արագության պայմանական ռեֆլեքսային փոփոխությունների փաստերը մարզիկների մոտ՝ նախասկզբում, աշխատողների մոտ՝ մինչև ծանր ֆիզիկական աշխատանք սկսելը, սուզորդների մոտ՝ մինչև ջրի մեջ ընկղմվելը։ Այս դեպքերում մեծանում է օրգանիզմի կողմից թթվածնի սպառման արագությունը, ավելանում է շնչառության րոպեական ծավալը, ավելանում է արյան հոսքի րոպեական ծավալը և մեծանում է էներգիայի փոխանակումը։

Զգացողություն, որն առաջանում է, երբ արյան մեջ գլյուկոզայի, ազատ ճարպաթթուների և ամինաթթուների մակարդակը նվազում է։ սովորոշում է վարքագծային արձագանքը, որն ուղղված է սնունդ փնտրելուն և ուտելուն և օրգանիզմում սնուցիչների համալրմանը:

Սնուցում.

Մարդու սնուցում- սա օրգանիզմում սննդանյութերի առաքման և կլանման գործընթացն է՝ բավարարելու նրա էներգետիկ և պլաստիկ կարիքները, ինչպես նաև ջրի, վիտամինների և հանքանյութերի կարիքները: Բացի այդ, սնուցումը, որը բավարարում է օրգանիզմի հիմնական կենսաբանական կարիքներից մեկը, պետք է մարդուն բերի հաճույքի զգացում։ Մարդու սննդային մշակույթի ձևավորումը նրա առողջությունը պահպանելու և բազմաթիվ հիվանդությունների կանխարգելման հիմնական միջոցներից մեկն է։

Մարդու սնունդը սովորաբար փոխզիջում է անհատի ցանկությունների, սովորությունների, առաջարկությունների և սննդի կարիքները բավարարելու ունակության միջև: Այս փոխզիջման վրա ազդող ամենակարևոր գործոններից են սուբյեկտի ըմբռնումը սննդի և սննդային մշակույթի ֆիզիոլոգիական հիմքի մասին: Մյուս կողմից, սնուցումը որոշվում է արտադրության մակարդակով և մշակույթով։ Քանի որ այս հարցերը ընդգրկված են ընդհանուր հիգիենայի և սննդի հիգիենայի դասընթացներում, այս գլխում քննարկվում են միայն ընդհանուր հարցեր սնուցման ֆիզիոլոգիա.

Ձևավորման չափանիշ է ծառայում մարմնի պլաստիկ և էներգետիկ կարիքների բավարարումը սնուցման ստանդարտներ.Իմ մեջ

Կարգը և սննդային ստանդարտները, որոնք որոշում են սպառվող սննդային նյութերի քանակը, հիմնված են բնակչության տարբեր խմբերում ճարպերի, սպիտակուցների, ածխաջրերի, ջրի, հանքային իոնների և վիտամինների նյութափոխանակության գիտական ​​հետազոտությունների վրա:

Պլաստիկ նյութերի նկատմամբ մարմնի կարիքները բավարարելու տեսանկյունից ֆիզիոլոգիական սննդային ստանդարտները որոշելիս ենթադրվում է, որ դրանց մեծ մասը կարող է սինթեզվել մարմնում: Այլ նյութեր (էական ճարպաթթուներ, էական ամինաթթուներ, բոլոր հանքանյութերն ու հետքի տարրերը, վիտամինները) չեն սինթեզվում մարդու մարմնում և պետք է մատակարարվեն սննդով: Այսպիսով, ամինաթթուների աղբյուրը սննդային սպիտակուցներն են, օրգանիզմը չունի սպիտակուցի կամ ամինաթթուների պաշար։ Սա պահանջում է օրգանիզմում սպիտակուցի ընդունման անհրաժեշտություն՝ չափահաս մարդու մարմնի քաշի համար օրական 0,75-1 գ-ի չափով: Միաժամանակ սպիտակուցի օրական պահանջարկի 55-60%-ը պետք է ապահովվի կենդանական ծագման սպիտակուցներով (կաթ, կաթնամթերք, ձու, միս, ձուկ):

Մարմնի համար անհրաժեշտ նյութերը, ինչպիսիք են վիտամինները K և B վիտամինները, ամինաթթուները, օրգանիզմ են մտնում ոչ միայն սննդի հետ միասին, այլև որպես նյութերի մաս՝ աղիքային միկրոֆլորայի թափոններ:

Սննդակարգում սպիտակուցների, ճարպերի և ածխաջրերի հարաբերակցությունը պետք է լինի 1:1, 2:4,6 ըստ քաշի այդ նյութերի: Դիետան պետք է ներառի կենդանական և բուսական ծագման մթերքներ (օրինակ՝ բուսական ծագման ճարպերը պետք է կազմեն ընդհանուր ճարպի առնվազն 30%-ը), անհրաժեշտ է սննդակարգում ներառել թարմ բնական մթերքներ, որոնք վիտամինների, չհագեցած ճարպերի աղբյուր են։ թթուներ և հանքային իոններ:

Ճարպերի և ածխաջրերի առաջարկված հարաբերակցություններից կարճ ժամանակում փոքր շեղումների դեպքում, պայմանով, որ մարմինը սպիտակուցներ ստանում է 0,75 գ/կգ/օր արագությամբ, մարդկանց մոտ նյութափոխանակության խանգարումներ չեն առաջանում: Ճարպերն ու ածխաջրերը կարող են փոխարինել միմյանց որպես էներգետիկ սուբստրատներ՝ իզոդինամիկայի կանոններին համապատասխան։ 1 գ ճարպի էներգիայի արժեքով, որը հավասար է 9,0 կկալի և 1 գ ածխաջրերի, որը հավասար է 4,0 կկալի, ճարպը փոխարինում է 2,25 գ ածխաջրերին մարմնում օքսիդացման ժամանակ: Այնուամենայնիվ, ավելի շատ ճարպ օգտագործելը, քան անհրաժեշտ է մարմնին, հանգեցնում է գիրության և սրտանոթային հիվանդությունների ռիսկի: Ճարպերի ընդունումը մարմնին իր կարիքներից ցածր քանակությամբ սահմանափակում է ճարպային լուծվող վիտամինների կլանումը և կարող է առաջացնել վիտամինների անբավարարության զարգացում: Պլաստիկ պրոցեսների համար հատկապես անբարենպաստ է էական (լինոլիկ, արախիդոնիկ) ճարպաթթուների անբավարար ընդունումն օրգանիզմ (տե՛ս «Լիպիդներ» բաժինը):

Օրգանիզմում նյութափոխանակության և ցանկացած տեսակի աշխատանքի կատարման շարժիչ ուժը կատաբոլիկ գործընթացների էներգիան է: Դրա աղբյուրը սննդամթերքի հետ մատակարարվող սննդանյութերի քիմիական կապերի էներգիան է: Հետեւաբար, ֆիզիոլոգիական որոշելիս

Սննդային ստանդարտները պետք է պահպանվեն էներգիայի արժեքըսննդակարգի (կալորիական պարունակությունը) որոշակի օրգանիզմի էներգիայի սպառմանը: Դրանք բաղկացած են բազալ նյութափոխանակության էներգիայի ծախսերից, սննդի հատուկ դինամիկ ազդեցության և աշխատանքային գործունեության բնութագրերի հետ կապված էներգիայի ծախսերից: 18-60 տարեկան չափահաս աշխատավոր բնակչությանը կարելի է դասակարգել 5 խմբի՝ տարբերակված՝ կախված էներգիայի սպառման քանակից։ Այս խմբերի համար հաշվարկվել են էներգիայի ծախսերի և սննդանյութերի սպառման միջին արժեքները: Այս խմբերի համար առաջարկվող սննդային ստանդարտները տրված են Աղյուսակ 10.6-ում:

Խումբ		Տարիք	Էներգիա,	սպիտակուցներ,	Գ	ճարպեր,	ածխաջրեր,
			կկալ	Ընդամենը	Վ	ներառյալ	Գ	Գ
					կենդանիներ
		18-29
	Տղամարդիկ	30-39
1 խումբ աշխատողներ		40-59
	Կանայք	18-29 30-39	2400 2300	78 75		88 84	324 310
		40-59
		18-29
	Տղամարդիկ	30-39
Խումբ II		40-59
Լույսի աշխատողներ
ֆիզիկական աշխատանք		18-29
	Կանայք	30-39
		40-59
		18-29
II ԳՊՈՒՊՅԱ	Տղամարդիկ	30-39
III խմբի բանվորներ		40-59
միջին ֆիզիկական աշխատանք	Կանայք	18-29 30-39	2700 2600	81 78	45 43
		40-59
		18-29
	Տղամարդիկ	30-39
IV խումբ		40-59
Ծանր աշխատողներ
ֆիզիկական աշխատանք		18-29
	Կանայք	30-39
		40-59
		18-29
	Տղամարդիկ	30-39
V խմբի աշխատողներ		40-59
հատկապես ծանր
ֆիզիկական աշխատանք	Կանայք	18-29 30-39	____	___	_	___	__
		40-59	-	-	-	-	-

Չնայած աշխատունակ տարիքի բնակչության բաժանումը խմբերի` աշխատանքային գործունեության առանձնահատկությունների հիման վրա, հիմնականում պայմանական է, առանձնանում են հիմնականում մտավոր կամ ֆիզիկական աշխատանքով զբաղվող մարդկանց խմբեր: Մարդկանց մեջ հիմնականում մտավոր աշխատանքԱյս գործունեության ընթացքում զարգանում է տվյալ անհատին բնորոշ հոգե-հուզական սթրեսի մակարդակը, կարող է աճել հիպոկինեզիան և մարմնի քաշը։ Այս պայմանները ռիսկի գործոններ են բազմաթիվ հիվանդությունների զարգացման համար: Նման բարդությունները կանխելու համար հիմնականում մտավոր աշխատանքով զբաղվող անձինք պետք է կատարեն ողջամիտ ֆիզիկական ակտիվություն, իսկ քաշի ավելացման դեպքում՝ չափավոր սահմանափակեն սնվելը։ Դիետայի սահմանափակումը պետք է հիմնված լինի միայն դրա էներգետիկ արժեքի վրա (հիմնականում ածխաջրերի ընդունումը սահմանափակելու միջոցով) և ոչ թե ի վնաս դրա պլաստիկ արժեքի: Դիետայի չափավոր սահմանափակումը պետք է զուգակցվի սննդակարգում բուսական ծագման մթերքների լայն տեսականի ներմուծելու հետ: Ամենօրյա սննդակարգում ընդգրկված ճարպերը (80-100 գ) պետք է ներառեն բուսական յուղեր (20-25 գ): Ճարպերը ոչ միայն էներգիա և պլաստիկ նյութեր են, այլ նաև մարմնի համար անհրաժեշտ բաղադրիչների մատակարարներ, ինչպիսիք են պոլիչհագեցած ճարպաթթուները, ֆոսֆոլիպիդները, տոկոֆերոլները, վիտամինները A և D և այլն: օրգանիզմի ամենօրյա կարիքներին համապատասխան հանքային իոններ, վիտամիններ, միկրոէլեմենտներ:

Անելով հիմնականում ֆիզիկական աշխատանքսննդակարգում սպիտակուցների, ճարպերի և ածխաջրերի հարաբերակցությունը պետք է լինի մոտավորապես 1:1 3:5.1: Դիետան պետք է պարունակի մի շարք բարձր կալորիականությամբ մթերքներ, կենդանական սպիտակուցի տեսակարար կշիռը պետք է կազմի օրական սպիտակուցի ընդունման 55%-ը, իսկ բուսական ճարպերը՝ ճարպերի օրական ընդունման 30%-ը: Որքան ծանր ու երկար լինի աշխատանքը, այնքան պարենային ապրանքները պետք է հարստացված լինեն։

Հիվանդությունից հետո առողջությունը վերականգնելու, հիվանդությունները կանխելու և բարձր արդյունավետությունը պահպանելու համար մշակվել են հատուկ ռեժիմներ և դիետաներ բուժական և կանխարգելիչ սնուցում.Անհրաժեշտության դեպքում դրանք խորհուրդ են տրվում ինչպես ֆիզիկական, այնպես էլ մտավոր աշխատողներին:

Էներգիայի ծախսերի մակարդակը և մարմնի կարիքները պլաստիկ նյութերի նկատմամբ կախված են ոչ միայն աշխատանքի ինտենսիվությունից, այլև շատ այլ գործոններից, մասնավորապես՝ տարիքից, մարմնի քաշից, ֆիզիկական ակտիվությունից և մարմնի ֆունկցիոնալ վիճակից:

Համար հղի և կերակրող կանայքսննդակարգում սպիտակուցի պարունակությունը պետք է հասցնել օրական 2 գ/կգ-ի: Սպիտակուցի ավելացումն անհրաժեշտ է զարգացող օրգանիզմի հյուսվածքների աճն ապահովելու համար, իսկ կերակրող կանանց մոտ՝ կաթի ձևավորման համար։ Դիետայում սպիտակուցի քանակը մանկական սնունդպետք է լինի օրական 1,2-1,5 գ/կգ։ Ավելի մեծ քանակությամբ սպիտակուց պետք է ներառվի սննդակարգում ծանր ֆիզիկական աշխատանք ունեցող մարդկանց համար, ովքեր ունեն

Սպիտակուցի կորուստն ավելի մեծ է, քան այն անհատների մոտ, ովքեր ավելի թեթև ֆիզիկական գործունեություն են իրականացնում: Արագ վերականգնման, մարմնի հյուսվածքների զանգվածի վերականգնման համար ծանր թուլացնող հիվանդություններից, վիրահատություններից և լայնածավալ այրվածքներից հետո անհրաժեշտ է նաև սպիտակուցի ավելի բարձր պարունակությամբ դիետա (օրական 1,5-2,0 գ/կգ), քան առողջինը: Դիետայի ընդհանուր կալորիականությունը 1 կգ մարմնի քաշի դիմաց մեծահասակների համեմատ ավելի բարձր է աճող երեխայի մարմնում և ավելի ցածր տարեցների մոտ (Աղյուսակ 10.7.):

100 (90)

(54) 100 (90) 20 (18) 400 (360) 60-74տ 2300 (2100) 69 (63) 38 (35) 77 (70) 333 (305) 75 տարեկան 2000 (1900) 60 (57) 33 (31) 67 (63) 290 (275)

Սննդանյութերի սահմանափակ պաշարի դեպքում առաջանում է հոգնածության ավելացում, ինչպես ֆիզիկական, այնպես էլ մտավոր կատարողականությունը նվազում է, երեխաների աճն ու զարգացումը դանդաղում է, մարմնի քաշը նվազում է, կարող է առաջանալ այտուց (սպիտակուցի պակասով) և մարմնի դիմադրությունը վարակիչ հիվանդություններին: Շատակերությունը հանգեցնում է աղեստամոքսային տրակտի ֆունկցիաների անհարմարության, քնկոտության, գիրության, ֆիզիկական ակտիվության նվազման և հաշմանդամության: Քաշի ավելացումը և գիրությունը սրտանոթային հիվանդությունների, շաքարախտի և կյանքի տեւողության նվազման ռիսկի գործոններ են:

Ամենակարևոր ֆիզիոլոգիական սկզբունքները, որոնք պետք է պահպանվեն սննդի չափաբաժիններ պատրաստելիս, ներառում են դիետա,այն է՝ սնուցման բնույթի, սննդի ընդունման հաճախականության և հաճախականության հարմարեցում աշխատանքի և հանգստի ամենօրյա ռիթմերին, աղեստամոքսային տրակտի գործունեության ֆիզիոլոգիական օրինաչափություններին։ Ընդհանրապես ընդունված է, որ ամենառացիոնալ բանը օրական չորս անգամ սնվելն է օրվա նույն ժամերին։ Ինտերվալ

Սննդի միջև պետք է լինի 4-5 ժամ: Սա ապահովում է մարսողական ապարատի ավելի միասնական ֆունկցիոնալ բեռ, որն օգնում է օպտիմալ պայմաններ ստեղծել սննդի ամբողջական վերամշակման համար: Խորհուրդ է տրվում քնելուց ոչ ուշ, քան 3 ժամ առաջ երեկոյան ընթրել հեշտությամբ մարսվող սննդով։

Ցանկալի է օրական սննդակարգի ընդհանուր կալորիականությունը բաշխել հետևյալ կերպ՝ նախաճաշին` 25%, երկրորդ նախաճաշին` 15%, ճաշին` 35%, ընթրիքին` 25%, եթե անհնար է օրական չորս անգամ սնունդ ընդունել, ապա այն: կարող է լինել օրական երեք անգամ (նախաճաշին՝ օրական սննդակարգի կալորիաների 30%-ը, ճաշին՝ 45%-ը, ընթրիքին՝ 25%-ը):

Առանց գյուղատնտեսական կամ արդյունաբերական տեխնոլոգիաների սանիտարահիգիենիկ պահանջների աճեցված կամ վերամշակված սննդամթերքի մեջ պարունակվող նյութերը կարող են վտանգ ներկայացնել մարդու առողջությանը: Դրանք են թունաքիմիկատներ, նիտրատներ, ռադիոնուկլիդներ, դեղամիջոցներ, մետաղներ, սննդային հավելումներ, կոնսերվանտներ։ Եթե ​​դրանք մտնում են օրգանիզմ, կարող են թունավոր ազդեցություն ունենալ հյուսվածքների վրա (մետաղներ, ռադիոնուկլիդներ) և առաջացնել ալերգիկ ռեակցիաներ (սննդային հավելումներ, կոնսերվանտներ, դեղամիջոցներ)։ Թունաքիմիկատները կարող են կուտակվել ճարպային հյուսվածքում և, երբ դանդաղորեն դուրս են գալիս մարմնից, ունեն երկարաժամկետ թունավոր ազդեցություն:

Ստամոքս-աղիքային տրակտից սննդանյութերի արդյունավետ կլանման և յուրացման պայմանը սնուցիչների մարսումն է մոնոմերների խոռոչի և պարիետային մարսողության ընթացքում: Որոշ սննդային նյութեր աղեստամոքսային տրակտում հիդրոլիզ չեն անցնում (բույսերի պոլիսախարիդային ցելյուլոզա) կամ ամբողջությամբ չեն քայքայվում։ Սննդանյութերի մարսողության աստիճանը կախված է եփման ընթացքում դրանց նախնական մշակումից կամ ծամելու ժամանակ մեխանիկական մշակումից։ Այսպիսով, սննդամթերքն ամբողջությամբ չի ներծծվում օրգանիզմի կողմից, և կենդանական և բուսական ծագման խառը սնունդ օգտագործելիս դրա կալորիականությամբ մարսողությունը կազմում է մոտ 90-95%:

Սննդի անմարսելի նյութերը նրա կոպիտ մանրաթելային բաղադրիչներն են (մանրաթել, պեկտին, դիետիկ մանրաթել): Թեև այս նյութերը նվազեցնում են սննդակարգի կալորիականությունը, դրանք խթանում են աղիների շարժունակությունը, արագացնում են սննդային զանգվածների տեղաշարժը ստամոքս-աղիքային տրակտում, նպաստում են կղանքի հետևողականության ձևավորմանը, որն օպտիմալ է օրգանիզմից արտազատման համար և նպաստում է սննդակարգից ավելորդ խոլեստերինի հեռացմանը: մարմնից.

Սննդի տարբեր բաղադրիչների, սննդանյութերի քանակի և հարաբերակցության որոշակի անձի կարիքը ոչ միայն անհատական ​​է, այլև կախված է տարիքից, կատարվող ֆիզիկական կամ մտավոր ակտիվությունից, հանգստի վիճակից կամ հոգե-հուզական սթրեսից: Հետևաբար, սնուցման նորմերի և բնույթի որոշումը, թեև այն պետք է հաշվի առնի ընդհանուր ֆիզիոլոգիական պահանջներն ու առաջարկությունները, կարող է լինել միայն խիստ անհատականացված:

Կյանքի ընթացքում նյութափոխանակության մակարդակը մշտապես ենթարկվում է զգալի տատանումների՝ ապահովելով լավագույն պայմաններ օրգանիզմի հարմարվողական ֆունկցիաները կատարելու համար։

Նյութափոխանակության փոփոխությունների ճշգրիտ համապատասխանությունը մարմնի կարիքներին ձեռք է բերվում շատ նուրբ կարգավորիչ գործընթացների միջոցով: Այս դեպքում նյութափոխանակության կարգավորումը հիմնականում ուղղված է մարմնի բջիջներում և հյուսվածքներում ձուլման և դիսիմիլացիայի գործընթացների ինտենսիվության փոփոխմանը, երբ նրանք կատարում են մասնագիտացված գործառույթներ, ինչպիսիք են սեկրեցումը, մկանային կծկումները, նյարդային գրգռումը, ինչպես նաև ընթացքում: դրանց աճը և վերարտադրությունը. Այդ գործընթացների կարգավորումն իրականացվում է ինքնակարգավորման սկզբունքով։ Այս գործունեության որոշիչ պահը միշտ մարմնի ներսում նյութափոխանակության մակարդակն է, որն ապահովում է նրա կյանքի համար օպտիմալ պայմաններ: Բոլոր այն դեպքերում, երբ օրգանիզմի աշխատանքի համար կարևոր նյութափոխանակության այս մակարդակը փոխվում է այս կամ այն ​​պատճառով, զարգանում է դրա վերականգնմանն ուղղված բազմաբնույթ գործընթացների մի ամբողջ շղթա: Առաջին հերթին մոբիլիզացվում են օրգանիզմի հատուկ պաշարները։ Այնուհետև, երբ այդ պաշարներին սպառնում է լիակատար սպառումը, ակտիվանում են արտաքին միջավայրից անհրաժեշտ նյութերի սպառման մեխանիզմները։ Եթե ​​անհրաժեշտ նյութերը երկար ժամանակ չեն մատակարարվում արտաքին միջավայրից, ապա բջիջները անցնում են ավելի խնայող ռեժիմի (ջերմության կորուստը նվազեցնելով մինչև անաբիոտիկ վիճակի զարգացումը):

Օրգանիզմում նյութափոխանակության կարգավորման մի քանի մակարդակ կա. Նյութափոխանակության կարգավորումը տեղի է ունենում անմիջապես մարմնի բջիջներում և հյուսվածքներում: Այստեղ նյութափոխանակության մակարդակը, որն ապահովում է դրանց պլաստիկ գործառույթները, առաջին հերթին որոշվում է բջիջների գենետիկ ապարատի միջոցով։ Միևնույն ժամանակ, ինչպես ցույց են տվել F.Z. Meyerson-ի և այլոց ուսումնասիրությունները, բջջի գենետիկական ապարատը, որից կախված է նրա նյութափոխանակության մակարդակը, պահպանողական չէ, բայց, որպես կանոն, կարող է փոխվել ինտենսիվության փոփոխությամբ։ իր մասնագիտացված գործունեությունը։

Մյուս կողմից, ներբջջային նյութափոխանակության կարգավորումն իրականացվում է նաև բջիջներում և հյուսվածքներում դրանց կենսագործունեության մեջ ներգրավված տարբեր նյութերի (ջուր, գլյուկոզա, ճարպեր, սպիտակուցներ, թթվածին, վիտամիններ և այլն) պարունակության փոփոխությունների պատճառով: Այսպիսով, բջիջներին թթվածնի մատակարարման նվազմամբ, դրանցում անմիջապես զարգանում են ածխաջրերի անաէրոբ քայքայման գործընթացները. Ածխաջրերի պակասով, կետոնային մարմինները կուտակվում են: Հյուսվածքներում կաթնաթթվի կուտակումը (հաճախ մկանների ակտիվության բարձրացման ժամանակ) նույնպես առաջացնում է դրանց բնականոն գործունեության խանգարումներ։ Հաստատվել է, որ միջանկյալ նյութափոխանակության որոշ մթերքներ (սուկինին, ֆումարաթթուներ, կրեատին, ԱԴՊ և այլն) օժտված են օքսիդատիվ պրոցեսների ինտենսիվությունը բարձրացնելու հատկությամբ։

Հյուսվածքներում նյութափոխանակության մակարդակի վրա էական ազդեցություն կարող են ունենալ նաև ֆիզիկական գործոնները (ջերմաստիճան, ճառագայթում և այլն)։ Նրանք կարող են արագացնել նյութափոխանակությունը կամ, ընդհակառակը, կտրուկ նվազեցնել այն, մինչև չստեղծվի կասեցված անիմացիայի վիճակ (տես):

Չնայած այն հանգամանքին, որ հյուսվածքներում նյութափոխանակության մակարդակը չափազանց լավ կարգավորվում է բջջային և մոլեկուլային մակարդակներում, նյութափոխանակության փոփոխությունները ամբողջ օրգանիզմի շահերից ելնելով տեղի են ունենում միայն հումորալ և նյարդային կարգավորման հիման վրա:

Մի շարք հորմոններ ունեն հստակ ազդեցություն ամբողջ օրգանիզմի նյութափոխանակության վրա։ Օրինակ, վահանաձև գեղձի հորմոն թիրոքսինը մեծացնում է սպիտակուցային նյութափոխանակությունը: Հիպոֆիզային գեղձի սոմատոտրոպ հորմոնը նպաստում է հյուսվածքների աճին, ադրենալինը (մակերիկամի հորմոն) և ինսուլինը (ենթաստամոքսային գեղձի հորմոն) ազդում են ածխաջրերի նյութափոխանակության վրա։ Ճարպի նյութափոխանակության վրա ազդում են հիպոֆիզի, սեռական գեղձի, վահանաձև գեղձի, մակերիկամների և ենթաստամոքսային գեղձի հորմոնները:

Նյութափոխանակության նյարդային կարգավորումն իրականացվում է հիմնականում վեգետատիվ նյարդային համակարգի կողմից՝ նրա ազդեցությամբ ինչպես էնդոկրին գեղձերի, այնպես էլ ուղղակիորեն որոշակի օրգաններում նյութափոխանակության վրա (այսպես կոչված, տրոֆիկ էֆեկտ): Նման ազդեցությունները սկզբում դրսևորել են Հայդենհայնը (Վ. Ռ. Ն. Հեյդենհայն) թքագեղձի վրա, ավելի ուշ՝ Ի. Պ. Պավլովը սրտի վրա, Գինեցինսկին՝ գծավոր մկանների վրա (Օրբելի-Գինեցինսկի ֆենոմեն)։ Ածխաջրերի նյութափոխանակության վրա նյարդային ազդեցությունն առաջին անգամ հայտնաբերել է Բերնարդը (Ս. Բերնարդ)՝ չորրորդ փորոքի հատակին ներարկումով (շաքարի ներարկում)։ Այս ներարկումով արյան մեջ գլյուկոզայի քանակությունը կտրուկ ավելանում է։ Ուղեղի ցողունի որոշ վնասվածքների դեպքում ավելանում է սպիտակուցային նյութափոխանակությունը և մեզի մեջ ազոտի արտազատումը:

Նյարդային կենտրոններ, որոնք ազդում են նյութափոխանակության վրա, հայտնաբերվել են հիպոթալամուսի շրջանում (տես Հիպոթալամուս): Երբ հիպոթալամուսը վնասված է, շատ հեղինակներ նկատել են կենդանիների գիրություն: Բացի այդ, հիպոթալամուսը պարունակում է կենտրոն, որը կարգավորում է արտաքին միջավայրից սննդանյութերի մատակարարումը: Այստեղ է, որ օրգանիզմ մտնող սննդանյութերի քանակի մշտական ​​«գնահատում» է կատարվում նյութափոխանակության մակարդակին համապատասխան, կարգավորվում է նաև էներգիայի ծախսման մակարդակը՝ կապված դրա տարբեր գործունեության հետ։

Հիպոթալամուսի վնասվածքներով նկատվում են նյութափոխանակության կարգավորման բարդ խանգարումներ, որոնք դրսևորվում են սննդի ընդունման փոփոխություններով, մկանային ակտիվությամբ, բազալ նյութափոխանակությամբ, դեպոզիտար մեխանիզմների ֆունկցիայի խաթարմամբ և այլն: Այս դեպքում հաճախ նկատվում են այնպիսի պաթոլոգիական խանգարումներ, որոնց դեպքում. Մարմնի ներսում նյութափոխանակության ինտենսիվությունը դադարում է համապատասխանել արտաքին նյութերից վերցված քանակին: Արդյունքում զարգանում են այնպիսի հիվանդություններ, ինչպիսիք են կախեքսիան, գիրությունը:

Կարևոր է ընդգծել, որ հիպոթալամիկ մեխանիզմներն արդեն իսկ ապահովում են նյութափոխանակության կարգավորումը իրական իրադարձություններից առաջ (Պ.Կ. Անոխին)։ Այսպիսով, հիպոթալամուսի կենտրոնները որոշում են սննդանյութերի սպառման զգալի նվազումը օրգանիզմում սննդանյութերի ամբողջ պաշարը սպառելուց շատ առաջ: Եվ, ընդհակառակը, այս նույն կենտրոններն առաջացնում են նյութափոխանակության կտրուկ արագացում սննդի ընդունման ժամանակ, երբ սնուցիչները դեռ չեն հասցրել մտնել արյուն։ Նյութափոխանակության փոփոխությունները, որոնք գերազանցում են հետագա գործունեությանը, առավել հստակ արտահայտվում են մարմնի ամբողջական հարմարվողական գործունեության մեջ: Այն արդեն իրականացվում է գլխուղեղի կեղեւի կարգավորող մեխանիզմներով։ Նյութափոխանակության նման փոփոխությունների օրինակը, որն առաջ է հաջորդ իրադարձություններից, մարզիկների մեջ նյութափոխանակության նախնական բարձրացումն է, ինչպես նաև երկաթուղային աշխատողների նյութափոխանակության փոփոխությունները, որոնք հայտնաբերվել են Կ. Նյութափոխանակության և էներգիայի բոլոր նման փոփոխությունները զարգանում են որոշակի իրավիճակների կրկնվող կրկնությունների միջոցով և ձևավորվում են պայմանավորված ռեֆլեքսի մեխանիզմի հիման վրա (տես):

Նյութափոխանակությունն ու էներգիան ներառում են բարդ կենսաքիմիական ռեակցիաների համալիր, որը կարող է բավականին դժվար հասկանալ սովորական մարդու համար։ Այս հոդվածը կօգնի ձեզ հասկանալ, թե ինչ գործընթացներ են տեղի ունենում օրգանիզմում այն ​​անհրաժեշտ միացությունների հետ, որոնք մենք օգտագործում ենք սննդի հետ և ինչն է ազդում մեր նյութափոխանակության վրա։

Էներգիայի փոխանակումը և նյութափոխանակությունը ընթանում են ընդհանուր սխեմայի համաձայն.

• նյութերի մուտքն օրգանիզմ, դրա փոխակերպումը և կլանումը.
• օգտագործել մարմնում;
• ավելցուկի հեռացում կամ պահպանում.

Բոլոր նյութափոխանակության գործընթացները բաժանված են 2 տեսակի.

1. Ձուլումը (պլաստիկ նյութափոխանակություն, անաբոլիզմ) օրգանիզմին հատուկ միացությունների առաջացումն է դրան ներթափանցող նյութերից։
2. Դիսիմիլացիան բարդ օրգանական միացությունների տարրալուծման գործընթացն է ավելի պարզների, որոնցից հետո կառաջանան նոր, հատուկ նյութեր։ Դիսիմիլացիոն ռեակցիաները տեղի են ունենում էներգիայի արտազատմամբ, հետևաբար այս տեսակի գործընթացի համակցությունը կոչվում է նաև էներգիայի փոխանակում կամ կատաբոլիզմ։

Այս գործընթացները հակադիր են միմյանց, բայց սերտորեն կապված են: Նրանք անընդհատ հոսում են՝ ապահովելով բնականոն կենսագործունեություն։ Նյարդային համակարգը պատասխանատու է նյութափոխանակության և էներգիայի կարգավորման համար։ Կենտրոնական նյարդային համակարգի հիմնական բաժինը, որը վերահսկում է նյութափոխանակության բոլոր տեսակները, հիպոթալամուսն է։

Հիմնական տեսակները

Կախված միացությունների ձևերից, որոնք մարմնում փոխակերպվում են, առանձնանում են նյութափոխանակության մի քանի տեսակներ. Նրանցից յուրաքանչյուրն ունի իր առանձնահատկությունները:

Սկյուռիկներ

Սպիտակուցները կամ պեպտիդները պոլիմերներ են, որոնք ձևավորվում են ամինաթթուներով:

Կատարել բազմաթիվ կենսական գործառույթներ.

• կառուցվածքային (ներկա հյուսվածքային բջիջների կառուցվածքում, որոնք կազմում են մարդու մարմինը);
• ֆերմենտային (ֆերմենտները սպիտակուցներ են, որոնք ներգրավված են գրեթե բոլոր կենսաքիմիական գործընթացներում);
• շարժիչ (ակտինի և միոզինի պեպտիդների փոխազդեցությունն ապահովում է բոլոր շարժումները);
• էներգետիկ (քայքայվում, էներգիան ազատելով);
• պաշտպանիչ (սպիտակուցներ - իմունոգոլոբուլինները ներգրավված են անձեռնմխելիության ձևավորման մեջ);
• մասնակցել ջրային աղի հավասարակշռության կարգավորմանը.
• տրանսպորտ (ապահովել գազերի, կենսաբանորեն ակտիվ նյութերի, դեղամիջոցների և այլնի առաքում):

Սննդի հետ միասին մարմնում հայտնվելով՝ սպիտակուցները քայքայվում են ամինաթթուների, որոնցից հետո սինթեզվում են մարմնին բնորոշ նոր պեպտիդներ։ Սննդից սպիտակուցի ցածր ընդունման դեպքում 20 էական ամինաթթուներից 10-ը կարող է արտադրվել օրգանիզմի կողմից, մինչդեռ մնացածը անհրաժեշտ են:

Սպիտակուցային նյութափոխանակության փուլերը.

• սպիտակուցի ընդունումը սննդից;
• պեպտիդների քայքայումը ամինաթթուների ստամոքս-աղիքային տրակտում;
• վերջինիս շարժումը դեպի լյարդ;
• ամինաթթուների բաշխում հյուսվածքներում;
• հատուկ պեպտիդների կենսասինթեզ;
• մարմնից չօգտագործված ամինաթթուների հեռացում աղերի տեսքով.

Ճարպեր

Մարդու մարմնում նյութափոխանակության և էներգիայի տեսակները ներառում են ճարպային նյութափոխանակությունը: Ճարպերը գլիցերինի և ճարպաթթուների միացություններ են: Երկար ժամանակ համարվում էր, որ դրանց օգտագործումը անհրաժեշտ չէ օրգանիզմի նորմալ գործելու համար։ Այնուամենայնիվ, նման նյութերի որոշ տեսակներ պարունակում են զգալի հակասկլերոտիկ բաղադրիչներ:

Ճարպերը, լինելով էներգիայի կարևոր աղբյուր, օգնում են օրգանիզմում պահպանել սպիտակուցները, որոնք սկսում են օգտագործել այն ստանալու համար, երբ ածխաջրերի և լիպիդների պակաս կա։ Ճարպերը անհրաժեշտ են A, E, D վիտամինների կլանման համար: Լիպիդները պարունակվում են նաև ցիտոպլազմում և բջջային պատում:

Ճարպերի կենսաբանական արժեքը որոշվում է ճարպաթթուների տեսակով, որոնցով դրանք առաջացել են։ Այս թթուները կարող են լինել երկու տեսակի.

1. Հագեցածները, որոնք չունեն կրկնակի կապեր իրենց կառուցվածքում, համարվում են ամենավնասակարը, քանի որ այս տեսակի թթվով հարուստ մթերքների չափից ավելի օգտագործումը կարող է առաջացնել աթերոսկլերոզ, գիրություն և այլ հիվանդություններ։ Ներկա է կարագի, սերուցքի, կաթի, յուղոտ մսի մեջ։
2. Չհագեցած - օգտակար է օրգանիզմի համար: Դրանք ներառում են Օմեգա-3, -6 և -9 թթուներ: Նրանք օգնում են ամրապնդել իմունային համակարգը, վերականգնել հորմոնալ մակարդակը, կանխել խոլեստերինի կուտակումը և բարելավել մաշկի, եղունգների և մազերի տեսքը: Նման միացությունների աղբյուրներն են տարբեր բույսերի յուղերը և ձկան յուղը:

Լիպիդային նյութափոխանակության փուլերը.

• ճարպերի ընդունումը մարմնում;
• աղեստամոքսային տրակտում գլիցերինի և ճարպաթթուների քայքայումը.
• լյարդում և բարակ աղիքներում լիպոպրոտեինների ձևավորում;
• լիպոպրոտեինների տեղափոխում հյուսվածքներ;
• հատուկ բջջային լիպիդների ձևավորում.

Ավելորդ ճարպը կուտակվում է մաշկի տակ կամ ներքին օրգանների շուրջ։

Ածխաջրեր

Ածխաջրերը կամ շաքարները մարմնի էներգիայի հիմնական աղբյուրն են։

Ածխաջրերի նյութափոխանակության գործընթացները.

• աղեստամոքսային տրակտում ածխաջրերի վերածումը պարզ շաքարների, որոնք այնուհետև ներծծվում են.
• գլյուկոզան գլիկոգենի փոխակերպում, լյարդում և մկաններում պահպանում կամ էներգիայի արտադրության համար օգտագործում;
• գլիկոգենի փոխակերպումը գլյուկոզայի լյարդի կողմից, եթե արյան շաքարի մակարդակը նվազում է.
• ոչ ածխաջրային բաղադրիչներից գլյուկոզայի ստեղծում;
• գլյուկոզայի վերածումը ճարպաթթուների;
• գլյուկոզայի թթվածնի տարրալուծումը ածխածնի երկօքսիդի և ջրի:

Գլյուկոզայով հարուստ մթերքների չափից ավելի օգտագործման դեպքում ածխաջրերը վերածվում են լիպիդների։ Դրանք կուտակվում են մաշկի տակ և կարող են օգտագործվել բջիջներում էներգիայի հետագա փոխակերպման համար:

Ջրի և հանքային աղերի կարևորությունը

Ջուր-աղ նյութափոխանակությունը ջրի և հանքանյութերի ընդունման, կիրառման և հեռացման գործընթացների համալիր է: Հեղուկի մեծ մասը օրգանիզմ է մտնում դրսից։ Եվ այն նաև փոքր ծավալներով արտազատվում է օրգանիզմում՝ սննդանյութերի քայքայման ժամանակ։

Ջրի գործառույթները մարմնում.

• կառուցվածքային (բոլոր հյուսվածքների անհրաժեշտ բաղադրիչ);
• նյութերի տարրալուծում և տեղափոխում;
• բազմաթիվ կենսաքիմիական ռեակցիաների ապահովում;
• կենսաբանական հեղուկների էական բաղադրիչ;
• ապահովում է ջր-աղ հավասարակշռության կայունությունը և մասնակցում ջերմակարգավորմանը:

Հեղուկն օրգանիզմից դուրս է բերվում թոքերի, քրտինքի խցուկների, միզուղիների համակարգի և աղիների միջոցով:

Սննդից ստացված հանքային աղերը կարելի է բաժանել մակրո և միկրոտարրերի։ Առաջինը ներառում է զգալի քանակությամբ պարունակվող հանքանյութեր՝ մագնեզիում, կալցիում, նատրիում, ֆոսֆոր և այլն: Միկրոէլեմենտները օրգանիզմին անհրաժեշտ են շատ փոքր քանակությամբ։ Դրանք ներառում են երկաթ, մանգան, ցինկ, յոդ և այլ տարրեր:

Հանքանյութերի պակասը կարող է բացասաբար ազդել մարմնի տարբեր համակարգերի աշխատանքի վրա: Այսպիսով, մագնեզիումի և կալիումի պակասի դեպքում նկատվում են կենտրոնական նյարդային համակարգի և մկանների (ներառյալ սրտամկանի) աշխատանքի խախտումները: Կալցիումի և ֆոսֆորի պակասը կարող է ազդել ոսկորների ամրության վրա, իսկ յոդի պակասը կարող է ազդել վահանաձև գեղձի աշխատանքի վրա: Ջուր-աղ հավասարակշռության խախտումները կարող են առաջացնել միզաքարային հիվանդություն:

Վիտամիններ

Վիտամինները պարզ միացությունների մեծ խումբ են, որոնք անհրաժեշտ են մարմնի բոլոր համակարգերի լիարժեք գործունեության համար:

Վիտամինները բաժանվում են 2 խմբի.

• ջրում լուծվող (B վիտամիններ, վիտամին C և PP), որոնք չեն կուտակվում մարմնում.
• ճարպ լուծվող (A, D, E), ունենալով համանման կուտակման հատկություն։

Որոշ միացություններ (վիտամին B12, ֆոլաթթու) արտադրվում են աղիքային միկրոֆլորայի կողմից։ Շատ վիտամիններ տարբեր ֆերմենտների մի մասն են, առանց որոնց կենսաքիմիական գործընթացները չեն կարող իրականացվել:

Վիտամինային նյութափոխանակության փուլերը.

• սնունդից ընդունում;
• տեղափոխում կուտակման կամ հեռացման վայր;
• փոխակերպումը կոֆերմենտի (ոչ սպիտակուցային ծագման ֆերմենտի բաղադրիչ);
• կոենզիմի և ապոենզիմի (ֆերմենտի սպիտակուցային մաս) համակցություն։

Ցանկացած վիտամինի պակասի դեպքում առաջանում է հիպովիտամինոզ, ավելցուկի դեպքում՝ հիպերվիտամինոզ։

Էներգիայի փոխանակում

Էներգետիկ նյութափոխանակությունը (կատաբոլիզմ) բարդ սննդանյութերի տրոհման ռեակցիաների համալիր է էներգիայի արտազատմամբ, առանց որի անհնար է աճն ու զարգացումը, շարժումը և կյանքի այլ դրսևորումները։ Ստացված էներգիան պահվում է ATP-ի (կենդանի օրգանիզմների էներգիայի համընդհանուր աղբյուր) տեսքով, որը հանդիպում է բոլոր բջիջներում։

Սնունդն ուտելուց հետո արձակված էներգիայի քանակը կոչվում է դրա էներգիայի արժեք: Այս ցուցանիշը չափվում է կիլոկալորիաներով (կկալ):

Էներգիայի փոխանակումը տեղի է ունենում մի քանի փուլով.

1. Նախապատրաստական. Այն ներառում է աղեստամոքսային տրակտի բարդ սնուցիչների տարանջատումը ավելի պարզների:
2. Անօքսիկ խմորումը գլյուկոզայի փոխակերպումն է՝ առանց թթվածնի մասնակցության։ Գործընթացը տեղի է ունենում բջիջների ցիտոպլազմում: Այս փուլի վերջնական արտադրանքն է 2 ATP մոլեկուլ, ջուր և պիրուվիկ թթու:
3. Թթվածնային կամ աերոբիկ փուլ: Այն տեղի է ունենում միտոքոնդրիումներում (հատուկ բջջային օրգանելներ), մինչդեռ պիրուվիկ թթուն քայքայվում է թթվածնի մասնակցությամբ՝ ձևավորելով 36 ATP մոլեկուլ։

Ջերմակարգավորում

Ջերմակարգավորումը կենդանի օրգանիզմի՝ մարմնի մշտական ​​ջերմաստիճանը պահպանելու ունակությունն է, որը ջերմափոխանակության կարևոր ցուցանիշ է։ Որպեսզի այս ցուցանիշը կայուն լինի, պետք է հավասարություն պահպանվի ջերմության փոխանցման և ջերմության արտադրության միջև:

Ջերմային արտադրությունը մարմնի ջերմության արտազատումն է: Դրա աղբյուրը հյուսվածքներն են, որոնցում տեղի են ունենում էներգիա ազատող ռեակցիաներ: Այսպիսով, լյարդը կարևոր դեր է խաղում ջերմակարգավորման գործում, քանի որ նրանում իրականացվում են բազմաթիվ կենսաքիմիական գործընթացներ։

Ջերմային փոխանցումը կամ ֆիզիկական կարգավորումը կարող է տեղի ունենալ երեք եղանակով.

• ջերմային հաղորդակցություն - ջերմության փոխանցում շրջակա միջավայր և մաշկի հետ շփվող առարկաներ.
• ջերմային ճառագայթում - ջերմության փոխանցում օդին և շրջակա օբյեկտներին ինֆրակարմիր (ջերմային) ճառագայթների արտանետմամբ.
• Գոլորշիացումը ջերմության փոխանցումն է քրտինքի միջոցով խոնավության գոլորշիացման կամ շնչառության ընթացքում:

Ինչն է ազդում նյութափոխանակության գործընթացի վրա

Յուրաքանչյուր կոնկրետ օրգանիզմի նյութափոխանակությունն ունի իր առանձնահատկությունները: Նյութափոխանակության մակարդակը որոշվում է մի քանի գործոններով.

• սեռը (սովորաբար տղամարդկանց մոտ նյութափոխանակության գործընթացները մի փոքր ավելի արագ են ընթանում, քան կանանց մոտ);
• գենետիկ գործոն;
• մկանային զանգվածի համամասնությունը (զարգացած մկաններով մարդիկ ավելի շատ էներգիա են պահանջում իրենց մկանները աշխատելու համար, ուստի տեղի ունեցող գործընթացներն ավելի արագ կշարունակվեն);
• տարիքը (նյութափոխանակության մակարդակը նվազում է տարիների ընթացքում);
• հորմոնալ ֆոն.

Սնուցումը մեծ ազդեցություն ունի նյութափոխանակության գործընթացի վրա։ Այստեղ կարևոր են և՛ սննդակարգը, և՛ սննդի ընդունումը: Մարմնի պատշաճ գործունեության համար անհրաժեշտ է սպառված սպիտակուցների, ճարպերի, ածխաջրերի, վիտամինների, հանքանյութերի և հեղուկների օպտիմալ քանակություն: Կարևոր է հիշել, որ ավելի լավ է ուտել քիչ-քիչ, բայց հաճախ, քանի որ կերակուրների միջև երկար ընդմիջումները նպաստում են նյութափոխանակության դանդաղմանը և, հետևաբար, կարող են հանգեցնել գիրության: