Metabolizm i temperatura.doc

Metabolizm, temperatura

1)      RQ < 1

Podczas utleniania bardziej zredukowanych związków (kwasy tłuszczowe, białka).

RQ < 1 nie musi wcale oznaczać silnie zredukowanego substratu. Taką wartość               może również przybierać RQ podczas niezupełnego utleniania cukru.

2)      RQ >1

a) hiperwentylacja, RQ wzrasta powyżej 1, ponieważ zwiększa się usuwanie CO2 z organizmu
b) na dużych wysokościach(kilka tys. m n.p.m.) dochodzi do hipoksji, która również pociąga za sobą wzrost wartości RQ powyżej 1; wiadomo, że hipoksja wywołuje hiperwentylację, a równocześnie ilość pobieranego tlenu jest zmniejszona, ze względu na jego niższe ciśnienie parcjalne
c) podczas bardzo intensywnego wysiłku fizycznego RQ może osiągnąć wartość 2; podczas wysiłku powstaje kwas mlekowy, który wnikając do krwi powoduje wypieranie CO2, który jest usuwany z płuc w nadmiernych ilościach

d) w metabolicznej acydozie(wzrost kwasowości) RQ wzrasta, gdyż kompensacja oddechowa(wypieranie CO2 z krwi) powoduje zwiększone usuwanie CO2 z organizmu; w ciężkiej acydozie przekracza on wartość 1

e) podczas tycia duże ilości węglowodanów zostają zamienione w tłuszcz; RQ przekracza 1 ponieważ tłuszcze zawierają mniej tlenu niż węglowodany(część nadmiaru tlenu z węglowodanów może być zużyta w metabolizmie zmniejszając oddechowe pobieranie tlenu

3)      RQ < 0,7.

a)      głodzenie, cukrzyca- RQ obniża się do wartości 0,6 na skutek zwiększenia intensywności utleniania tłuszczów i białek przy zmniejszonej przemianie cukrowej(zużyta rezerwa glikogenu), co jest w dużej mierze spowodowane brakiem insuliny

b)      metaboliczna alkaloza (obniżenie kwasowości)

c)      długotrwały wysiłek, w czasie którego energia uzyskiwana jest z utleniania tłuszczów

d)      glukoneogeneza (powstawanie cukru z materiału niewęglowego)

4)      Dlaczego RQ przy cukrzycy spada poniżej 0,6?

- RQ obniża się do wartości 0,6 na skutek zwiększenia intensywności utleniania tłuszczów i białek przy zmniejszonej przemianie cukrowej(zużyta zostaje rezerwa glikogenu), co jest w dużej mierze spowodowane brakiem insuliny

5)      Dlaczego w żołądku podczas wydzielania soku żołądkowego RQ 0?

RQ <0, ponieważ więcej  CO2  pobierane jest z krwi tętniczej niż wydzielenie  do krwi żylnej przez komórki okładzinowe żołądka

6)      Dlaczego RQ jest ujemny przy wydzielaniu HCl?

RQ <0 ponieważ więcej  CO2  pobierane jest z krwi tętniczej niż wydzielenie  do krwi żylnej przez komórki okładzinowe żołądka.

7)      Jakie będzie RQ przy intensywnym wysiłku fizycznym i dlaczego takie?

Podczas bardzo intensywnego wysiłku fizycznego RQ może osiągnąć wartość 2; podczas wysiłku powstaje kwas mlekowy, który wnikając do krwi powoduje wypieranie CO2, który jest usuwany z płuc w nadmiernych ilościach.

8)      Jaka jest wartość RQ, jeśli zużycie tlenu jest mniejsze niż objętość CO2 i kiedy to zachodzi?

RQ>1, hiperwentylacja (zwiększone usuwanie CO2 z organizmu przy zwykłym zużyciu tlenu).

9)      Choroba kesonowa

Zaburzenie występujące u nurków powracających zbyt szybko na powierzchnię po długotrwałym pobycie na znacznej głębokości(poniżej 20 m). Azot zawarty we krwi, uwalnia się w postaci pęcherzyków gdy obniżeniu ulega ciśnienie , blokując przepływ krwi w naczyniach krwionośnych lub tworzą się w stawach wywołując silny ból.
Objawy
Choroba kesonowa może powodować różne objawy: zaburzenia oddychania, utratę przytomności, niedowłady a nawet śmierć.

Leczenie

Leczenie specjalistyczne w komorze ciśnieniowej, szybkie podwyższenie ciśnienia aby znów rozpuścić pęcherzyki gazu.

10)  Hibernacja- przebieg, przyczyny i 5 gatunków w Polsce

Hibernacja – odrętwienie zimowe – stan zawieszenia aktywności u zwierząt zmiennocieplnych. Temp. ciała zwierząt spada prawie do temp. otoczenia; tempo metabolizmu, rytm serca, oddychanie itp. Zostają drastycznie spowolnione, zwierzę jet odrętwiałe i wykazuje nikłe reakcje na bodźce. Większość zwierzą to zwierzęta drobne, ich szybki metabolizm wymaga zjadanie dużych ilości pokarmu co jest trudne w zimie. Dlatego łatwym i jednym rozwiązaniem jest zaprzestanie wysiłków na rzecz utrzymywania normalnej ciepłoty ciała i pozwolić na jej obniżenie co eliminuje wzrost kosztu utrzymania stałej ciepłoty ciała a w dodatku zimne tkanki zużywają mniej energii i jej zasoby starczają na dłużej.

Np. nietoperz, jeż, jerzyk, świstak, borsuk.

11)  Wymiana ciepła przez przewodzenie, promieniowanie, parowanie i konwekcję. Wyjaśnij fizyczne podłoże tych procesów.

Przewodzenie – zachodzi między ciałami fizycznymi stykającymi się ze sobą niezależnie czy są one ciałami stałymi, cieczami czy gazami. Jest to bezpośrednie przekazywanie energii kinetycznej ruchu cząsteczek zawsze od ciała o wyższej temp. do ciała o niższej temp.

Współczynnik przewodnictwa cieplnego k mówi o łatwości z jaką ciepło przepływa w danym materiale.

Promieniowanie – przepływ ciepła bez bezpośredniego kontaktu między przedmiotami. Wszystkie przedmioty fizyczne o temp. wyższej od zera bezwzględnego emitują promieniowanie elektromagnetyczne. Intensywność i długość fali promieniowania zależą od temperatury promieniującej powierzchni. Im gorętsza jest powierzchnia tym krótsze są fale promieniowania. Absorpcyjność (pochłanianie fali) jest stuprocentowa dla ciała doskonale czarnego. Każdy przedmiot mający wysoką absorpcyjność ma także wysoką emisyjność.

Parowanie – jest to proces zmiany stanu skupienia, przechodzenie z fazy ciekłej danej substancji w fazę gazową zachodzący z reguły na pow. cieczy. Ilość ciepła potrzebną do osiągnięcia przejścia fazowego do wody do pary nazywamy ciepłem parowania. Zamiana 1g wody w parę w temp. pokojowej wymaga 2443J ciepła.

Konwekcja- jest to proces przyśpieszający przepływ ciepła w cieczach i gazach który dotyczy ruchu masy w tych ośrodkach. Przepływ masy czyli konwekcja ułatwia utratę ciepłą z ciała stałego pomimo, że u podstaw procesu przepływu ciepła między ciałem stałym a każdym z tych ośrodków leży przewodnictwo. Konwekcja w cieczach i gazach może być spowodowana różnicą temperatur lub działaniem zewnętrznych sił mechanicznych.

12)  Wyjaśnij pojęcia: strefa termo neutralna, reguła Q10, gorączka.

Strefa termo neutralna – zakres temperatury otoczenia, w której wysiłek metaboliczny organizmu poświęcony na utrzymanie  stałej temp ciała jest najmniejszy, im temperatura bardziej odległa od strefy termo neutralnej tym więcej energii muszą poświęcać na utrzymanie  stałej temp ciała.

Reguła Q10 -  wzrost temperatury o 10 C pociąga za sobą dwu lub trzykrotne zwiększenie szybkości zużycia tlenu. Jeżeli szybkość się podwaja Q10 wynosi 2 itd.

Gorączka – podwyższenie temperatury ciała towarzysząca zwykle zakażeniom bakteryjnym i wirusowym

13)  Jak ciało człowieka reaguje na wpływ dużych wysokości?

Rozrzedzone  powietrze i zmniejszona w związku z tym ilości tlenu w powietrzu powoduje, że każdy wdech człowieka w górach wysokich to dużo mniejsza dawka tlenu niż w normalnych warunkach. Aby dostarczyć organizmowi odpowiednią ilość tlenu, wraz ze wzrostem wysokości płuca muszą otrzymywać coraz większą ilość powietrza. Ponadto krew powinna zawierać większą ilość erytrocytów transportujących tlen. W związku z tym pierwszymi reakcjami organizmu na wzrost wysokości jest przyspieszenie oddechu oraz zwiększenie produkcji erytropoetyny przez nerki. Pierwsze nowe erytrocyty pojawiają się po 4-5 dniach, a po tygodniu ich ilość jest odpowiednio dostosowana.

Bez aklimatyzacji człowiek przetransportowany na wysokość 7500 metrów, straciłby przytomność najprawdopodobniej po około 10 minutach. Wkrótce potem nastąpiłaby jego śmierć.

14)  Futro a tłuszcz jako izolator ciepła u zwierząt.

Warstwa izolacyjna futra rożnie zraz z jego grubością ponieważ izolację tworzy wielka ilość powietrza uwięzionego między włosami. Grubość futra zmienia się w cyklu rocznym. Utrata ciepła wzmaga się w wodzie, przyczyną jest przenikanie wody do powierzchni skóry, któremu towarzyszy usuwanie powietrza z warstwy futra. Dlatego takie zwierzęta jak foki czy wieloryby mają pod skórą warstwę tłuszczu – tranu, jest to osłona izolacyjna. Skóra tych zwierząt ma temp. wody a już pod warstwą tłuszczu panuje temp. taka sama jak wewnątrz ciała.

Np. niedźwiedź którego futro traci zdolność izolacji w wodzie ma grubą warstwę tłuszczu bez której nie mógłby okupować środowiska zimnowodnego.

Zwierzęta izolowane tłuszczem mogą w znacznym stopniu modulować rozpraszanie ciepła gdy środowisko się ociepli, u lądowych izolacja jest ułożona po zewnętrznej stronie powierzchni ciała(powierzchni rozpraszania ciepła) dlatego nie możliwe jest modulowanie rozpraszania ciepła z powierzchni ciała.

15)  Metody badania tempa metabolizmu:

Sposób 1: polega na obliczeniu różnicy między wartością energetyczną pobranego pokarmu a wartością energetyczną wszystkich wydalin.

Sposób 2: opiera się na pomiarach całkowitej produkcji ciepła w organizmie. Metoda ta jest najbardziej dokładna.

Sposób 3: polega na pomiarach ilości tlenu zużywanego w procesach utleniania w organizmie.