Контент-платформа Pandia:     2 872 000 материалов , 128 197 пользователей.     Регистрация


Человек и его здоровье: биохимические основы жизнедеятельности

 просмотров

Из журнала «Естествознание в школе». – 2004. - №6

Человек и его здоровье: биохимические основы жизнедеятельности

,

кандидат биологических наук, доцент кафедры теории и методики естественнонаучного образования СПбАППО.

Элективный курс «Человек и его здоровье: биохимические основы жизнедеятельности» (70 часов) предлагается изучать на завершающем этапе обучения (11 класс).

Его основная цель сформировать общие представления учащихся о биохимических процессах, лежащих в основе жизнедеятельности человека.

Элективный курс «Человек и его здоровье: биохимические основы жизнедеятельности» базируется на обобщенных сведениях из курсов химии и биологии. В процессе его изучения учащиеся приобретают функциональную грамотность по многим прикладным аспектам (биохимическая оценка рациона, понимание основных этапов превращения веществ в организме и их нарушений, способность ориентироваться в ряде рекламных рекомендаций к использованию медицинских препаратов, знания о механизме воздействия алкоголя на молекулярном уровне биохимических процессов и др.).

Поскольку предметом рассмотрения является целостная система (организм человека), то учебный материал позволяет подвести учащихся к осознанию общих принципов функционирования биологических систем, что является необходимым элементом естественнонаучного миропонимания, а также показать учащимся сложность проблем человека как биосоциального объекта в условиях современного состояния биосферы.

Программа курса

Тема 1. Человек как уникальный феномен (4 ч)

Проблема познания «Живого» и ее отражение в историческом аспекте. Мифы, легенды, донаучные представления. Современные научные представления о сущности феномена «Живое». Структурный, функциональный и системный подходы в естествознании.

Место Человека в мире как научная и философская проблема. Антропоморфизм и антропоцентризм. Общие представления о проблемах антропоэкологии.

Биосоциальная сущность Человека. Человек как уникальный феномен.

Человек как биологическая система. Общая характеристика биологических систем. Уникальность человека.

Физико-химические основы жизнедеятельности организма человека. Процессы жизнедеятельности как отражение общих физических законов и химических закономерностей. Химические элементы и их функции в организме человека. Физико-химическое единство Человека и Природы. Общие принципы биохимической структуры биополимеров.

Системность и иерархия организации биологических систем в биосфере. Связь Живого с Космосом. Система человек – природа. Проблема коэволюции человека и природы. Проблемы устойчивого развития биосферы и глобальные проблемы современного мира.

Тема 2. Проблемы здоровья человека (5 ч)

Понятие «здоровье» в историческом аспекте (от «отсутствие болезней» до современного определения ВОЗ). Здоровье человека как комплексная проблема. Валеология – наука о здоровье. Оценка состояния здоровья отдельного человека, малых социальных, этнических групп, населения. Критерии здоровья. Факторы, влияющие на здоровье.

Рациональное питание как фактор здоровья. Биохимические основы рационального питания. Состав и значение пищевых продуктов. Энергетическая и пластическая функция пищевых веществ. Общие принципы составления рациона человека. Вода и водно-солевой обмен в организме. Витамины. Проблемы здорового образа жизни. Образ жизни как важнейший фактор здоровья человека. Здоровый образ жизни как единство отказа от вредных привычек, оптимального двигательного режима, рационального питания, закаливания, личной гигиены и положительных эмоций, соблюдение режима труда и отдыха.

Тема 3. Биологические катализаторы (4 ч)

Общая характеристика процессов катализа в организме. Ферменты – биологические катализаторы. Открытие и изучение ферментов в историческом аспекте. Специфичность действия ферментов. Кофакторы. Активные центры ферментов. Механизм действия. Классификация ферментов.

Гормоны как биологически активные регуляторы обмена веществ. Образование гормонов в организме. Химическая природа гормонов. Гормоны щитовидной железы, поджелудочной железы, надпочечников. Регуляция образования гормонов в организме.

Тема 4. Витамины (4 ч)

Общая характеристика витаминов как биологически активных веществ Открытие и изучение витаминов в историческом аспекте. Классификация витаминов.

Водорастворимые витамины. Химическая природы, биологическая функция. Жирорастворимые витамины. Потребность организма в витаминах.

Тема 5. Общие закономерности обмена веществ (5 ч)

Обмен веществ как важнейшее свойство живой материи. Обмен веществ как обеспечение постоянства внутренней среды организма, постоянства структур и способность к их постоянному обновлению. Две стороны обмена веществ.

Превращение химической энергии в организме. Методы изучения. Окислительные процессы как основной путь освобождения потенциальной химической энергии.

Особенности биологического окисления. Тканевое дыхание. Процесс брожения. Связь между дыханием и брожением. Значение процесса фосфорилирования.

Макроэргические соединения. Аденозинтрифосфат как универсальный источник энергии, обеспечивающий процессы жизнедеятельности. Гидролиз и ресинтез АТФ.

Ферменты биологического окисления и их функционирование в дыхательной цепи.

Тема 6. Обмен углеводов (5 ч)

Углеводы в питании человека. Значение моносахаридов, дисахаридов, крахмала, гликогена и клетчатки в организме человека. Энергетическая резервная и структурная функции.

Переваривание углеводов в организме человека. Роль печени в углеводном обмене. Сахар крови и его регуляция.

Анаэробное окисление углеводов (Гликолиз). Общая характеристика процесса. Биологическое значение. Ферменты гликолиза. Продукты гликолиза.

Аэробное окисление (Цикл трикарбоновых кислот). Общая характеристика процесса. Биологическое значение. Продукты окисления.

Тема 7. Обмен липидов (4 ч)

Липиды в питании человека. Значение липидов в организме человека. Энергетическая, резервная и структурная функции.

Переваривание липидов. Процесс всасывания. Роль кислот и солей. Синтез специфического жира в организме из продуктов переваривания пищевых жиров.

Окисление жирных кислот. Продукты неполного окисления. Биологическое значение ненасыщенных жирных кислот.

Пути использования глицерина в организме.

Тема 8. Обмен белков (4 ч)

Белки в питании человека. Значение белков в организме человека. Заменимые и незаменимые аминокислоты.

Переваривание белков. Ферменты гидролиза белков.

Пути использования аминокислот в организме.

Общая характеристика азотистого обмена. Синтез мочевины.

Тема 9. Биохимические основы мышечной деятельности (3 ч)

Общая характеристика костно-мышечной системы. Биохимический состав мышц. Строение и функции мышечного волокна.

Химический состав мышечного волокна. Сократительные белки мышц: актин и миозин.

Химизм мышечного сокращения. Роль АТФ в процессе мышечного сокращения.

Тема 10. Биохимические основы спортивной тренировки (4 ч)

Общая характеристика спортивной тренировки как активной адаптации организма к интенсивной мышечной деятельности и большей длительности. Биохимические изменения обмена веществ как биологическая основа функциональных изменений организма.

Закономерности биохимической перестройки мышц под влиянием тренировки. Закон суперкомпенсации. Биохимическое обоснование принципов спортивной тренировки. Специфичность биохимической адаптации организма в процессе тренировки.

Возрастные особенности обмена веществ и их значение для спортивной деятельности.

Биохимические основы питания спортсмена.

Тема 11. Медицинские проблемы биохимической регуляции обмена веществ (6 ч)

Биологически активные вещества: эндогенной и экзогенной природы; низкомолекулярные регуляторы обмена веществ и высокомолекулярные.

Метаболиты, витамины и гормоны как биостимуляторы окислительных процессов и процесса синтеза белков. Анаболические стероиды.

Стимуляторы обмена веществ растительного происхождения. Растения семейства аралиевых (женьшень, элеутерококк, лимонник китайский и др.) и животного происхождения (пантокрин и др.).

Антиоксиданты и пищевые добавки. Использование этих веществ как регуляторов обмена веществ.

Биохимические аспекты физиологической зависимости человека от алкоголя, табака и наркотиков. Их социальное значение.

Экологические аспекты биохимии.

Практикум 14 часов.

Резерв: 4 часа

Пример задания для самостоятельной учебно-исследовательской деятельности учащихся

Соберите аннотации к витаминным препаратам, выпускаемым разными фармацевтическими фирмами. Сопоставьте дозировки различных витаминов, их сочетание, рекомендации к приему.

Составьте обобщенную справочную таблицу, сделайте о ней сообщение в классе.

Потребность организма человека в витаминах

Изучение химической природы и свойств витаминов позволяет использовать эти знания для составления научно обоснованных рационов в диетологии и медицине, позволяет с помощью витаминных препаратов активно влиять на процессы обмена веществ в организме человека. Особенно важно это использовать в тех экстремальных условиях, в которые попадает современный человек (космический корабль, подводная лодка и т. п.). Во всех этих случаях необходимо руководствоваться научно обоснованными данными о потребности организма человека в витаминах и о факторах, влияющих на нее.

Как определяют потребность организма человека в витаминах?

Для того чтобы изучить потребность в витаминах, исследователи работают с искусственными диетами. Их составляют обычно из очищенных аминокислот, рафинированных масел, очищенных сахаров и т. д. Диета содержит только те витамины и минеральные вещества, которые экспериментатор добавляет по своему выбору в зависимости от цели исследования. Разумеется, диету изучают на животных. Устанавливают, таким образом, при каких сочетаниях компонентов рациона животные лучше растут и развиваются, размножаются и выздоравливают от каких-либо нарушений обмена веществ в организме.

Выбрать подходящее для целей эксперимента животное – нелегко. Потребность в витаминах у животных не соответствует потребностям организма человека в полной мере. Например, в аскорбиновой кислоте (витамине С) нуждаются, кроме человека, только обезьяны и морские свинки. При полном отсутствии аскорбиновой кислоты в рационе, эти животные заболевают цингой со всеми ее клиническими проявлениями. При включении аскорбиновой кислоты в их рацион – легко вылечиваются.

Для экспериментальной проверки активности витаминов широко используются наблюдения за ростом бактерий, дрожжей и некоторых других объектов, проводимых в лабораторных условиях (в пробирках, чашках Петри и другом лабораторном оборудовании при 370 С).

Установить точную, индивидуальную потребность организма человека в том или ином витамине – задача сложная, но решаемая. Например, чтобы определить потребность организма человека в аскорбиновой кислоте, поступают следующим образом.

Человеку предлагают принять определенное количество аскорбиновой кислоты (допустим 500 мг) при его обычной диете. Определенная часть аскорбиновой кислоты будет использована организмом, а избыток этого водорастворимого вещества перейдет в мочу. Собирают мочу, выделившуюся за сутки, и в ее части с помощью титрования с цветным реагентом (в данном случае – с индофеноловым синим) рассчитывают количество аскорбиновой кислоты в «суточной моче». Допустим, расчет показал, что в моче содержалось 430 мг аскорбиновой кислоты. Это означает, что потребность организма составляла 500 мг – 430 мг = 70 мг в сутки.

Существуют и другие современные методы биохимического анализа, используемые в научных работах по исследованию витаминов. Однако, вопрос о потребности в витаминах не так прост, как кажется на первый взгляд.

Исследования ученых показали, что витамины должны поступать в рацион человека в определенных соотношениях (например, при увеличении дозы витамина С требуется большее количество витамина В2, а эффективность действия витамина С выше, если он находится в комплексе с витамином Р, как обычно он и встречается в природе. Подобные зависимости найдены и для других витаминов. И это понятно, поскольку организм человека – единая, целостная система. Все биохимические реакции, протекающие в нем, должны проходить согласованно, включая витамины в общие биохимические циклы.

Потребность в витаминах зависит от возраста человека, массы тела и других особенностей его организма.

Установлено, что потребность в витаминах увеличивается при напряженной физической и умственной деятельности, при стрессовых ситуациях, при заболеваниях гриппом и другими инфекционными болезнями.

Небольшие отклонения от «средних норм» поступления витаминов несущественны для процессов обмена веществ, поскольку организм человека, как и любая биологическая система, обладает способностью к саморегуляции.

Какие нарушения обмена веществ возникают при значительных отклонениях в нормальном поступлении витаминов?

Состояние авитаминоза с его «классическими» патологическими проявлениями, которые возникают при полном отсутствии того или иного витамина в настоящее время представляет собой большую редкость.

Этого нельзя сказать о витаминной недостаточности, которая широко распространена среди населения многих регионов. Проявления витаминной недостаточности связаны с общим ухудшением состояния здоровья человека. Это получило название гиповитаминоз. В основе такого состояния лежит неполноценное функционирование ферментных систем. Не будем забывать, что витамины являются незаменимыми компонентами в структуре ферментов.

Состояние организма, возникающее при избыточном поступлении витаминов, получило название «гипервитаминоз».

Понятно, что избыточное поступление водорастворимых витаминов может вызвать лишь кратковременное проявление гипервитаминоза, т. к. постепенно избыток витаминов будет удален с мочой. В то же время симптомы нарушения обмена веществ – даже краткосрочные – могут быть очень неприятными. Например, повышенная доза витамина РР (никотинамида) вызывает покраснение кожи на лице, кожный зуд и др. нарушения нормального обмена веществ в организме человека. Если неоправданно большое количество никотинамида принимают неоднократно, то возникают и более серьезные расстройства, например, стойкая аллергия.

Обычно гипервитаминоз связан с накоплением в организме жирорастворимых витаминов (А, D, Е, К). Известны случаи тяжелого отравления при гипервитаминозе, связанном с витамином А, закончившиеся летальными исходами. Причина заключалась в том, что заболевшие моряки длительное время питались таким видом рыбы, жир которой содержал очень большие количества этого витамина.

Обратим внимание: При приеме витаминных препаратов – категорически недопустимо принимать их в произвольном количестве.

Как и все другие вещества, витамины участвуют в биохимических реакциях в строго определенных количественных отношениях. Организм человека, как биологическая система, обладает большими адаптационными возможностями к саморегуляции. Однако, витаминные препараты в количестве, превышающих физиологические дозы, приводят к негативным последствиям. Будем сами помнить об этом и разъясним это людям, незнакомым с научными основами их использования.

В наши дни это особенно актуально, поскольку в массовом сознании существует много заблуждений, связанных с биологически активными препаратами – в том числе и препаратами витаминов.

При гиповитаминозных состояниях необходимо проводить курсы витаминизации с использованием препаратов поливитаминов. Как показывает само название, в этих препаратах имеется биохимически обоснованное количество каждого витамина, учтено их совместное действие на процессы обмена веществ. Это не исключает одновременного включения дополнительного приема какого-либо витамина, однако это следует сделать строго по совету врача. В этом случае повышенная доза витаминных препаратов увеличивает интенсивность обменных процессов, оказывает лечебный эффект.

Не занимайтесь самолечением! Это очень важно, поскольку в настоящее время фармацевтическая промышленность выпускает от 20 до 50 % (по разным странам) лекарственных препаратов – и в том числе – витаминных препаратов – поступающих в продажу без рецептов врача. Негативные последствия самолечения настолько значимы, что всемирная организация ЮНЕСКО объявила 1977 год «Годом борьбы с самолечением». Так было привлечено внимание к одной из актуальных проблем здоровья человека, имеющее значение для всех людей планеты.

Отказ от самолечения не предполагает отказа от самонаблюдения за своим состоянием, обнаружением гиповитаминозов. Гиповитаминоз проявляется в быстрой утомляемости, снижением работоспособности. Возможен плохой сон и аппетит, головокружения, снижение сопротивляемости к инфекциям.

Симптомами недостаточности витаминов может быть кровоточивость десен (витамин С), подкожные кровоизлияния (витамины Р, К), трещины в уголках рта (В1, С). Врачи могут установить гиповитаминоз по состоянию поверхности языка, слизистых оболочек глаз, рта, по состоянию кожных покровов.

Специфическое проявление гиповитаминоза А связано с плохим зрением в сумерки. Такое явление называют «куриная слепота». Оно проявляется в том, что при переходе из светлого помещения в слабо освещенное, глаз долго не адаптируется к световосприятию



Мы в соцсетях:


Подпишитесь на рассылку:
Посмотрите по Вашей теме:

В здоровом теле здоровый дух
как восстановить и сохранить здоровье

Биологическая химия

Проекты по теме:

Биология
Направления медицины
АкушерствоАлгологияАллергологияАнгиологияАндрологияАнестезиологияБариатрическая хирургияБариатрияВенерологияВертеброневрологияВетеринарияВнутренние болезниГастроэнтерологияГематологияГенетикаГинекологияГистологияГомеопатияДерматологияДесмургияДефектологияДиетологияИммунологияИнфекционияКардиологияКолопроктологияКосметологияЛогопедияЛучевая диагностикаМаммологияНаркологияНеврологияНеонатологияНефрологияОдонтологияОнкогематологияОнкогинекологияОнкологияОнкореабилитацияОториноларингологияОфтальмологияПедиатрияПерфузиологияПластика лицаПластическая ортопедияПластическая хирургияПодиатрияПодростковая медицинаПроктологияПсихиатрияПсихологияПсихотерапияПульмонологияРегенеративная медицинаСексопатологияСомнологияСосудистая хирургияСтоматологияТравматологияУрологияФизиатрияФизиотерапияФтизиатрияХирургияХрономедицинаЧелюстная хирургияЭметологияЭндокринология
Основные порталы, построенные редакторами

Домашний очаг

ДомДачаСадоводствоДетиАктивность ребенкаИгрыКрасотаЖенщины(Беременность)СемьяХобби
Здоровье: • АнатомияБолезниВредные привычкиДиагностикаНародная медицинаПервая помощьПитаниеФармацевтика
История: СССРИстория РоссииРоссийская Империя
Окружающий мир: Животный мирДомашние животныеНасекомыеРастенияПриродаКатаклизмыКосмосКлиматСтихийные бедствия

Справочная информация

ДокументыЗаконыИзвещенияУтверждения документовДоговораЗапросы предложенийТехнические заданияПланы развитияДокументоведениеАналитикаМероприятияКонкурсыИтогиАдминистрации городовПриказыКонтрактыВыполнение работПротоколы рассмотрения заявокАукционыПроектыПротоколыБюджетные организации
МуниципалитетыРайоныОбразованияПрограммы
Отчеты: • по упоминаниямДокументная базаЦенные бумаги
Положения: • Финансовые документы
Постановления: • Рубрикатор по темамФинансыгорода Российской Федерациирегионыпо точным датам
Регламенты
Термины: • Научная терминологияФинансоваяЭкономическая
Время: • Даты2015 год2016 год
Документы в финансовой сферев инвестиционнойФинансовые документы - программы

Техника

АвиацияАвтоВычислительная техникаОборудование(Электрооборудование)РадиоТехнологии(Аудио-видео)(Компьютеры)

Общество

БезопасностьГражданские права и свободыИскусство(Музыка)Культура(Этика)Мировые именаПолитика(Геополитика)(Идеологические конфликты)ВластьЗаговоры и переворотыГражданская позицияМиграцияРелигии и верования(Конфессии)ХристианствоМифологияРазвлеченияМасс МедиаСпорт (Боевые искусства)ТранспортТуризм
Войны и конфликты: АрмияВоенная техникаЗвания и награды

Образование и наука

Наука: Контрольные работыНаучно-технический прогрессПедагогикаРабочие программыФакультетыМетодические рекомендацииШколаПрофессиональное образованиеМотивация учащихся
Предметы: БиологияГеографияГеологияИсторияЛитератураЛитературные жанрыЛитературные героиМатематикаМедицинаМузыкаПравоЖилищное правоЗемельное правоУголовное правоКодексыПсихология (Логика) • Русский языкСоциологияФизикаФилологияФилософияХимияЮриспруденция

Мир

Регионы: АзияАмерикаАфрикаЕвропаПрибалтикаЕвропейская политикаОкеанияГорода мира
Россия: • МоскваКавказ
Регионы РоссииПрограммы регионовЭкономика

Бизнес и финансы

Бизнес: • БанкиБогатство и благосостояниеКоррупция(Преступность)МаркетингМенеджментИнвестицииЦенные бумаги: • УправлениеОткрытые акционерные обществаПроектыДокументыЦенные бумаги - контрольЦенные бумаги - оценкиОблигацииДолгиВалютаНедвижимость(Аренда)ПрофессииРаботаТорговляУслугиФинансыСтрахованиеБюджетФинансовые услугиКредитыКомпанииГосударственные предприятияЭкономикаМакроэкономикаМикроэкономикаНалогиАудит
Промышленность: • МеталлургияНефтьСельское хозяйствоЭнергетика
СтроительствоАрхитектураИнтерьерПолы и перекрытияПроцесс строительстваСтроительные материалыТеплоизоляцияЭкстерьерОрганизация и управление производством

Каталог авторов (частные аккаунты)

Авто

АвтосервисАвтозапчастиТовары для автоАвтотехцентрыАвтоаксессуарыавтозапчасти для иномарокКузовной ремонтАвторемонт и техобслуживаниеРемонт ходовой части автомобиляАвтохимиямаслатехцентрыРемонт бензиновых двигателейремонт автоэлектрикиремонт АКППШиномонтаж

Бизнес

Автоматизация бизнес-процессовИнтернет-магазиныСтроительствоТелефонная связьОптовые компании

Досуг

ДосугРазвлеченияТворчествоОбщественное питаниеРестораныБарыКафеКофейниНочные клубыЛитература

Технологии

Автоматизация производственных процессовИнтернетИнтернет-провайдерыСвязьИнформационные технологииIT-компанииWEB-студииПродвижение web-сайтовПродажа программного обеспеченияКоммутационное оборудованиеIP-телефония

Инфраструктура

ГородВластьАдминистрации районовСудыКоммунальные услугиПодростковые клубыОбщественные организацииГородские информационные сайты

Наука

ПедагогикаОбразованиеШколыОбучениеУчителя

Товары

Торговые компанииТоргово-сервисные компанииМобильные телефоныАксессуары к мобильным телефонамНавигационное оборудование

Услуги

Бытовые услугиТелекоммуникационные компанииДоставка готовых блюдОрганизация и проведение праздниковРемонт мобильных устройствАтелье швейныеХимчистки одеждыСервисные центрыФотоуслугиПраздничные агентства