Обмен веществ и энергии

 

Для различных процессов организма: образование веществ, мышечная работа, поддержание постоянной температуры тела необходима энергия. Основным источником энергии является энергия химических связей молекул органических соединений, получаемых с пищей углеводов, жиров, белков. При распаде органических веществ освобождается химическая энергия, которая преобразуется в другие виды энергии – электрическую (энергия нервного импульса при работе мозга, нервных клеток), тепловую (поддержание постоянной температуры тела), механическую (мышечные сокращения), химическую (биосинтез свойственных данному организму веществ). В нашем организме действует закон сохранения энергии: энергия не возникает и не исчезает, она только преобразуется, видоизменяется из одного вида в другой.
 
Затраченная организмом энергия восполняется питанием. Интенсивность энергетического обмена зависит от условий, в которых находится организм, пола, времени года, возраста, состояния здоровья и других факторов.
 
Обмен веществ – сложная цепь превращений веществ в организме, начиная с момента их поступления из внешней среды и кончая удалением продуктов распада. Клетки всех тканей организма образованы, главным образом, из органических веществ (углеводов, жиров, белков). Они являются также единственным источником энергии в организме. По сути дела, жизнь обусловлена свойствами именно этих веществ. В состав белков, помимо углерода, водорода, кислорода, серы и иногда и фосфора, обязательно входит азот, которого нет в углеводах и жирах. Все растительные и животные белки состоят из аминокислот, которых насчитывается около двадцати. Из различных комбинаций этих аминокислот образуются белковые молекулы разного строения. Белки, поступающие с пищей, под влиянием пищеварительных соков расщепляются на отдельные аминокислоты. Аминокислоты всасываются ворсинками тонкой кишки и с кровью доставляются клетками организма. Проникшие через мембрану клеток аминокислоты при участии нуклеиновых кислот используются для образования в рибосомах свойственных этим клеткам белков. Некоторые белки используются как ферменты. Белки организма человека по структуре отличаются от белков животных и растений.
 
В клетках белки используются для построения цитоплазмы и органоидов, поэтому потребность в белковой пище особенно велика у молодого растущего организма, когда клетки размножаются и увеличивается общая масса тканей.
 
Обмен белков
 
Белки -> расщепление до аминокислот -> синтез белков, свойственных организму -> расщепление до углекислого газа и воды -> удаление через почки, легкие и кожу
 
Обмен углеводов
 
Углеводы входят в состав клеток и являются основным источником энергии в организме. В растительной пище углеводы представлены главным образом в виде крахмала и тростникового сахара. Под влиянием ферментов пищеварительных соков углеводы расщепляются до глюкозы, которая в ворсинках кишечника всасывается в кровь, поступает с ней в печень и превращается в животный крахмал – гликоген. В печени откладываются основные запасы углеводов в организме. Во время длительного голодания при снижении уровня глюкозы вырабатывается в кровяное русло. Напротив, при избытке глюкозы в крови она быстро превращается в печени в гликоген. Таким образом, благодаря регуляции, поддерживается постоянный уровень глюкозы в крови.
 
Сложные углеводы -> расщепление до простых углеводов -> всасывание в кровь -> избыток превращается в гликоген ->  откладывается в печени и мышцах и выводится через почки
 
Обмен жиров
 
Жиры входят в состав клеток. Большая часть жиров используется как источник энергии. Жиры разных животных, как и жиры разных органов, различаются по химическому составу и свойствам. В кишечнике жиры под влиянием пищеварительных соков распадаются на глицерин и жирные кислоты. Они попадают в кишечнике ворсинки. Здесь они вновь соединяются друг с другом и образуют новые жиры, свойственные только организму человек. Эти жиры попадают в лимфу и далее разносятся кровью по всем органам и тканям. Часть жиров идет на построение мембран клеток. Часть жиров откладывается в запас. Отложение жира происходит в подкожной клетчатке, в области почек и в других листах. Эти запасы используются при недостатке питания.
 
Жиры пищи -> расщепление до глицерина и жирных кислот -> лимфа -> кровь -> отложение в запас под кожей и выводится через почки и кожу
 
Обмен воды и минеральных солей также чрезвычайно важен для организма. Вода необходима для растворения большинства химических соединений, находящихся в организме. При участии воды и минеральных солей происходят важнейшие физико-химические процессы в клетке и ткани. Переработка различных питательных веществ и выделение продуктов их распада возможны только при достаточном количестве воды в организме. Вода составляет около 65 % массы тела. Особенно много ее содержится в плазме крови, лимфе, пищеварительных соках.
 
Значительное количество воды человек выделяет с мочой, потом, а также в виде водяных паров, содержащихся в выдыхаемом воздухе. Эти потери должны восполняться ежедневным введением в организм 1,5–2 л. воды. Половина ее поступает с пищей, половина в виде молока, чая, сока. Однако это количество воды зависит от выполняемой человеком работы и температуры воздуха. Прекращение поступления воды в организм в течение нескольких суток вызывает нарушения и может привести к смерти.
 
Минеральные соли входят в состав самих клеток. Кальций и фосфор нужны для построения костей, некоторые соли необходимы для осуществления обмена веществ, связанного с выведением из клетки и поступлением в нее различных химических соединений. Присутствие солей кальция – это непременное условие свертывания крови, соли натрия и калия требуются для работы мышечных и нервных клеток. Соли железа участвуют в переносе кислорода, соединения йода для нормальной работы щитовидной железы. При обычном питании организм, как правило, получает необходимое количество минеральных солей, за исключением хлорида натрия, поэтому свою пищу досаливаем.
 
В энергетическом обмене главная роль принадлежит углеводам. Хотя при распаде углеводов выделяется меньше энергии, чем при распаде жиров, но углеводы быстрее расщепляются в организме с образованием энергии. Жиры расщепляются медленнее, жировой обмен регулируется нервной системой и железами внутренней секреции.
 
Большая часть энергии, которая образуется в организме, превращается в тепловую энергию.
 
В том случае, когда в пище не хватает какого-либо органического соединения, может происходить превращение одних органических веществ в другие. Например, белки, они могут превращаться в жиры и углеводы. При обильном питании углеводами в организме могут образовываться жиры. Недостаток белков в пище является невосполнимым, так как они образуются только из аминокислот. Поэтому белковое голодание наиболее опасно для организма.

Лекция добавлена 23.12.2012 в 00:10:04