До каких конечных продуктов расщепляются белки жиры и углеводы
Белковый обмен — использование и преобразование аминокислот белков в организме человека.
При окислении (1) г белка выделяется (17,2) кДж ((4,1) ккал) энергии.
Но организм редко использует большое количество белков для покрытия своих энергетических затрат, так как белки нужны для выполнения других функций (основная функция — строительная). Организму человека нужны не белки пищи, сами по себе, а аминокислоты, из которых они состоят.
В процессе пищеварения белки пищи, распадаясь в желудочно-кишечном тракте до отдельных аминокислот, всасываются в тонком кишечнике в кровяное русло и разносятся к клеткам, в которых происходит синтез новых собственных белков, свойственных человеку.
Уровень содержания аминокислот в крови регулирует печень. Распадаясь, аминокислоты образуют воду, углекислый газ и ядовитый аммиак. В клетках печени из образовавшегося аммиака синтезируется мочевина (которая затем выводится вместе с водой почками в составе мочи и частично кожей), а углекислый газ выдыхается через лёгкие.
Остатки аминокислот используются как энергетический материал (преобразуются в глюкозу, избыток которой превращается в гликоген).
Углеводный обмен
Углеводный обмен — совокупность процессов преобразования и использования углеводов.
Углеводы являются основным источником энергии в организме. При окислении (1) г углеводов (глюкозы) выделяется (17,2) кДж ((4,1) ккал) энергии.
Углеводы поступают в организм человека в виде различных соединений: крахмал, гликоген, сахароза или фруктоза и др. Все эти вещества распадаются в процессе пищеварения до простого сахара глюкозы, всасываются ворсинками тонкого кишечника и попадают в кровь.
Глюкоза необходима для нормальной работы мозга. Снижение содержания глюкозы в плазме крови с (0,1) до (0,05) % приводит к быстрой потере сознания, судорогам и гибели.
Основная часть глюкозы окисляется в организме до углекислого газа и воды, которые выводятся из организма через почки (вода) и лёгкие (углекислый газ).
Часть глюкозы превращается в полисахарид гликоген и откладывается в печени (может откладываться до (300) г гликогена) и мышцах (гликоген является основным поставщиком энергии для мышечного сокращения).
Уровень глюкозы в крови постоянный ((0,10)–(0,15) %) и регулируется гормонами щитовидной железы, в том числе инсулином. При недостатке инсулина уровень глюкозы в крови повышается, что ведёт к тяжёлому заболеванию — сахарному диабету.
Инсулин также тормозит распад гликогена и способствует повышению его содержания в печени.
Другой гормон поджелудочной железы — глюкагон — способствует превращению гликогена в глюкозу, тем самым повышая её содержание в крови (т. е. оказывает действие, противоположное инсулину).
При большом количестве углеводов в пище их избыток превращается в жиры и откладывается в организме человека.
(1) г углеводов содержит значительно меньше энергии, чем (1) г жиров. Но зато углеводы можно окислить быстро и быстро получить энергию.
Обмен жиров
Обмен жиров — совокупность процессов преобразования и использования жиров (липидов).
При распаде (1) г жира выделяется (38,9) кДж ((9,3) ккал) энергии (в (2) раза больше, чем при расщеплении (1) г белков или углеводов).
Жиры являются соединениями, включающими в себя жирные кислоты и глицерин. Жирные кислоты под действием ферментов поджелудочной железы и тонкого кишечника, а также при участии желчи, всасываются в лимфу в ворсинках тонкого кишечника. Далее с током лимфы липиды попадают в кровоток, а затем в клетки.
Как и углеводы, жиры распадаются до углекислого газа и воды и выводятся тем же путём.
В гуморальной регуляции уровня жиров участвуют железы внутренней секреции и их гормоны.
Значение жиров
- Значительная часть энергетических потребностей печени, мышц, почек (но не мозга!) покрывается за счёт окисления жиров.
- Липиды являются структурными элементами клеточных мембран, входят в состав медиаторов, гормонов, образуют подкожные жировые отложения и сальники.
- Откладываясь в запас в соединительнотканных оболочках, жиры препятствуют смещению и механическим повреждениям органов.
- Подкожный жир плохо проводит тепло, что способствует сохранению постоянной температуры тела.
Потребность в жирах определяется энергетическими потребностями организма в целом и составляет в среднем (80)–(100) г в сутки. Избыток жира откладывается в подкожной жировой клетчатке, в тканях некоторых органов (например печени), а также и на стенках кровеносных сосудов.
Если в организме недостаёт одних веществ, то они могут образовываться из других. Белки могут превращаться в жиры и углеводы, а некоторые углеводы — в жиры. В свою очередь жиры могут стать источником углеводов, а недостаток углеводов может пополняться за счёт жиров и белков. Но ни жиры, ни углеводы не могут превращаться в белки.
Подсчитано, что взрослому человеку для нормальной жизнедеятельности необходимо не менее (1500)–(1700) ккал в сутки. Из этого количества энергии на собственные нужды организма уходит (15)–(35) %, а остальное затрачивается на выработку тепла и поддержание температуры тела.
Источник
Сущность и значение обмена веществ в жизни человека.
Обязательным условием существования всех живых
организмов, в том числе и человека, является постоянный обмен
веществами и энергией с внешней средой. Из окружающей среды в
организм человека поступают питательные вещества, кислород,
вода, минеральные соли, витамины, необходимые для построения и
обновления структурных элементов клеток и образования энергии,
обеспечивающей протекание жизненных процессов. В клетках
организма непрерывно происходят процессы химических
превращений веществ: синтез свойственных организму белков,
жиров и углеводов, одновременное расщепление сложных
органических соединений с высвобождением энергии, выделение во
внешнюю среду образующихся продуктов распада — воды,
углекислого газа, аммиака, мочевины. Таким образом, обмен
веществ— это совокупность процессов химического
превращения веществ с момента их поступления в организм
до выделения конечных продуктов.
Обмен веществ представляет собой единство двух процессов:
ассимиляции и диссимиляции. Ассимиляция— совокупность
реакций синтеза сложных органических молекул из более простых
с накоплением энергии.Диссимиляция — совокупность
реакций расщепления сложных органических веществ (в том числе
и пищевых) до более простых, сопровождающихся выделением
энергии. Процессы ассимиляции и диссимиляции неразрывно
связаны между собой, так как синтез веществ невозможен без
затрат энергии, которая высвобождается при расщеплении сложных
органических молекул до простых. Органические вещества пищи —
основной строительный материал и единственный источник энергии
для организма. Нарушение баланса между этими двумя процессами
жизнедеятельности неизбежно приводит крас-стройству обмена
веществ в организме.
Обмен белков. Белки пищи под действием ферментов желудочного,
поджелудочного и кишечного соков расщепляются до
аминокислот, которые в тонком кишечнике всасываются в
кровь, разносятся ею и становятся доступными для клеток
организма. Из аминокислот в клетках разного типа синтезируются
свойственные им белки. Аминокислоты, не использованные для
синтеза белков организма, а также часть белков, входящих
в состав клеток и тканей, подвергаются распаду с
высвобождением энергии. Конечные продукты расщепления белков —
вода, углекислый газ, аммиак, мочевая кислота и др. Углекислый
газ выводится из организма легкими, вода — почками, легкими,
кожей. Ядовитый аммиак током крови доставляется в печень, где
преобразуется в менее ядовитую мочевину, выводимую из
организма почками и кожей (с потом).
Белки в организме не откладываются в запас. У взрослого
человека общее количество синтезируемых белков равно
количеству расщепляемых. Только у детей в связи с ростом их
тела синтез белков превышает их распад. Суточная потребность в
белках составляет около 100 г. Белки пищи называют
полноценными, если они содержат все 20 протеиногенных
аминокислот, и неполноценными, если в них отсутствует
хотя бы одна аминокислота. Особенно важно присутствие в пище
незаменимых аминокислот (их 10), которые в организме человека
не синтезируются. Полноценными являются белки животного
происхождения. Для обеспечения нормального белкового обмена в
рационе человека должны присутствовать белки как животного,
так и растительного происхождения, соотношение которых зависит
от возраста: у старшевозра-стных групп доля растительного
белка должна возрастать.
Обмен углеводов. Сложные углеводы в пищеварительном тракте под
действием ферментов слюны, поджелудочного и кишечного соков
расщепляются до глюкозы, которая всасывается в тонком
кишечнике в кровь. В печени ее избыток откладывается в виде
нерастворимого в воде (как и крахмал в растительной клетке)
запасного материала— гликогена. При необходимости он
снова превращается в растворимую глюкозу, поступающую в кровь.
Углеводы — главный источник энергии в организме.
Суточная потребность в них у взрослого человека составляет
около 500 г. Основным источником углеводов являются продукты
растительного происхождения (картофель, хлеб, фрукты и др.).
Уровень глюкозы в крови относительно постоянный и близок к
0,12%. Конечные продукты расщепления глюкозы в клетках — вода
и углекислый газ. При избытке потребления углеводы
превращаются в жиры, откладываемые в запас, при недостатке они
образуются из белков и жиров.
Обмен жиров. Жиры пищи под действием ферментов
желудочного, поджелудочного и кишечного соков (при участии
желчи) расщепляются на глицерин и ясирные
кислоты (последние подвергаются омылению). Из глицерина и
жирных кислот в эпителиальных клетках ворсинок тонкого
кишечника синтезируется жир, свойственный организму человека.
Жир в виде эмульсии поступает в лимфу, а вместе с ней — в
общий кровоток. Суточная потребность в жирах в среднем
составляет 100 г. Избыточное количество жира откладывается в
соединительнотканной жировой клетчатке и между внутренними
органами. При необходимости эти жиры используются как источник
энергии для клеток организма. При расщеплении 1 г жира
выделяется наибольшее количество энергии—38,9 кДж. Конечными
продуктами распада жиров являются вода и углекисльш газ. Жиры
могут синтезироваться из углеводов и белков.
Обмен воды и минеральных солей. Кроме органических
веществ организму необходимы вода и минеральные соли, при
участии которых протекают процессы метаболизма Вода —
важнейший компонент всех видов клеток, основа межклеточной
жидкости, плазмы и лимфы; она составляет около 65—70% массы
тела человека. В клетках вода является растворителем ряда
неорганических и органических соединений, участником многих
видов химических реакций, которые происходят в водных
растворах. Ежесуточно организм человека теряет большое
количество воды с выводимой мочой, потом и выдыхаемым
воздухом. Поэтому человек восполняет потери воды в процессе
питья, а также получает ее с пищей. Некоторое количество воды
образуется при расщеплении веществ пищи (в первую очередь
жиров). Суточная потребность человека в воде составляет
примерно 2,5—3 л, однако в зависимости от условий внешней
среды она может меняться.
Минеральные соли необходимы для поддержания постоянства
величины осмотического давления крови и тканевой жидкости,
активной реакции среды, для обеспечения нормальной
свертываемости крови (кальций), транспортировки газов кровью
(железо в составе гемоглобина), построения костной ткани
(кальций, фосфор), возникновения и проведения возбуждения в
мышечных и нервных клетках (кальций, натрий, калий), для
синтеза гормонов щитовидной железы (иод) и т. д. Минеральные
соли выводятся из организма с мочой, калом, потом. При
избыточном поступлении с водой и пищей возможно их накопление
в различных opганах. Общее количество минеральных веществ в
организме составляет около 4,5% его массы. При правильном и
сбалансированном питании суточная потребность в различных
солях невелика и полностью обеспечивается (за исключением
поваренной соли) за счет разнообразной пищи.
Нормы питания. Потребляемая пища восполняет расходуемые
в процессе жизнедеятельности организма вещества и энергию.
Суточные величины этих затрат зависят от пола, возраста,
характера работы и интенсивности ее выполнения, состояния
здоровья человека и других факторов. Для сохранения здоровья и
работоспособности необходимо потреблять таюе количество пищи,
которое полностью компенсировало бы энергетические затраты. На
основании данных о суточных затратах энергии людьми разных
профессий составлены нормы питания, выраженные в
энергетических единицах (калориях иди джоулях). Чтобы
воспользоваться разработанными нормами, нужно знать
энергетическую ценность потребляемых продуктов.
Витамины и их роль в обмене веществ. Кроме углеводов, жиров,
белков и неорганических веществ, человеку необходимы также
витамины. Они представляют собой органические вещества
различной химической природы, которые поступают с растительной
и животной пищей, реже синтезируются в организме. Витамины не
являются пластическим материалом или источником энергии, а
служат исходными веществами для синтеза ферментов клетки. Вот
почему организм человека так чувствителен к недостатку хотя бы
одного из витаминов. Суточная потребность в витаминах мала.
При длительном их отсутствии в пище развиваются
авитаминозы, при их недостатке —гиповитаминозы.
В витаминах нуждаются все живые клетки, но лишь некоторые
организмы способны сами их синтезировать. Так, ряд бактерий и
дрожжей производят все витамины из простых химических
соединений. Такой же способностью обладает и большинство
высших растений.
В настоящее время описано несколько десятков витаминов. Их
принято обозначать заглавными буквами латинского алфавита.
По растворимости все витамины подразделяются на две группы :
жирорастворимые и водорастворимые (табл. 13.2).
Всасывание витаминов происходит главным образом в тонком
кишечнике.
Табл. 13.2. Витамины.
Название | Проявление авитаминоза | Пищевые продукты, содержащее витамины | Суточная потребность, мг |
1 | 2 | 3 | 4 |
Жирорастворимые витамины | |||
А (ретинол) | Замедление роста молодого организма, | Животные жиры, рыба; яйца, молоко; печень; | 1,5 |
D (эргокальциферол) | Развитие рахита у детей | Рыбий жир, мясо жирных рыб, печень, яичный | 0,025 |
Е (токоферол) | Дистрофия скелетных мышц, ослабление половой | Растительные масла, зеленые листья овощей; | 10—12 |
К (филлохинон) | Нарушение свертываемости крови, | Синтезируется кишечными микроорганизмами. | В норме не требуется |
Водорастворимые витамины | |||
с (аскорбиновая кислота) | Заболевание цингой; поражаются стенки | Перец, лимоны, черная смородина, плоды | 50—100 |
В 1 | Заболевание берибери (ножные оковы): паралич | Оболочки и зародышевая часть зерен риса, | 2—3 |
B 2 (рибофлавин) | Задержка роста молодого организма, поражение | Пивные дрожжи, пшеничные отруби; печень, | 2 |
B 6 (пиридоксин) | Дерматиты на лице, потеря аппетита, повышенная | Зерновые и бобовые культуры; говядина, печень, | 1—2 |
В 12 (цианкобаламин) | Злокачественная анемия | Печень рыб, свиней, крупного рогатого скота. | 0,001 — 0,003 |
РР (никотиновая кислота) | Заболевание пеллагрой, воспаление кожи, понос, | Говядина, печень, почки, сердце; рыба — | 15 |
Витамины должны поступать в организм постоянно и в достаточном
количестве. Однако их содержание в пищевых продуктах
непостоянно (в зависимости от сроков хранения и технологии
приготовления пиши) и не всегда обеспечивает потребности
организма. При длительном хранении овощей и фруктов содержание
в них витаминов снижается. Разрушаются витамины в продуктах и
под воздействием высоких температур. Витамин С, например,
разрушается при контакте даже с атмосферным воздухом.
Дня предупреждения авитаминозов, повышения устойчивости
организма к инфекционным заболеваниям необходимо в
зимне-весенний период принимать специальные витаминные
препараты.
Источник