Какие конечные продукты обмена веществ образуются в организме человека
Обмен веществ – это все реакции и процессы, которые в совокупности происходят в организме. Нет ни одного процесса в организме, который проходил бы без участия обмена веществ. Из каких веществ он складывается?
Функции обмена веществ
Обмен веществ выполняет в организме набор следующих функций:
- Дает энергию для полноценного функционирования.
- Вырабатывает строительный материал для дальнейших процессов.
- Помогает организму восстанавливаться после тяжелых физических или эмоциональных нагрузок.
- Запасает тело питательными веществами на случай их непредвиденных расходов.
- Выводит ненужные вещества, токсины, соединения.
Что влияет на метаболизм?
На протекание процессов обмена веществ влияют следующие факторы:
- Физические нагрузки. Например, плавание даже на короткие дистанции может усилить обменные процессы в несколько раз.
- Возраст. С годами скорость метаболизма постепенно снижается.
- Температура тела. Если она повышается, то скорость обменных процессов повышается.
Как проходит обмен веществ?
Процесс ассимиляции можно разделить на несколько этапов:
- Поступление в организм питательных веществ вместе со съеденными продуктами.
- Реакция распада еды на полезные вещества, их частичное всасывание органами желудочно-кишечного тракта.
- Усвоение отдельных компонентов тканями.
- Выделение отходов жизнедеятельности – углекислый газ, моча, каловые массы.
Какие вещества участвуют в метаболизме?
Чтобы организм работал нормально, а метаболизм проходил с нужной скоростью, требуются следующие вещества:
- Витамины группы В. Эти вещества играют важную роль в энергетическом обмене. Дефицит какого-либо витамина из этой группы может отразиться на скорости метаболизма и среде организма в целом. То есть они всегда должны быть в рационе. Содержатся в постном мясе, морепродуктах, яйцах, цельном молоке, живых кисломолочных культурах, орехах, семечках, бананах, арбузах.
- Витамин Д. Если его не хватает в организме взрослого человека, то это может грозить ожирением. Для поддержания его уровня важно соблюдать здоровую диету, почаще бывать на свежем воздухе, контролировать уровень сахара в крови. Также вещество можно принимать дополнительно.
- Кальций. Важен для здорового метаболизма и поддержания уровня глюкозы в крови. Для этого нужно употреблять натуральные молочные продукты, злаки, листовые зеленые овощи, миндаль, свежевыжатый апельсиновый сок, семечки.
- Железо. Поддерживает здоровый рост клеток, помогает выработке необходимых гормонов. Если железа не хватает, то мышцы плохо обеспечиваются кислородом, процесс обмена энергии не происходит полноценно. Железо есть в орехах, соевых бобах, листовых овощах, мясе, гречневой крупе, фасоли.
- Магний. Производит энергию в организме, значительно ускоряет обмен веществ. Магний есть в шпинате, бананах, картофеле, жирной морской рыбе, цельнозерновых культурах.
- Витамин Е. Помогает переваривать пищу, нормализует работу желудочно-кишечного тракта. Он содержится в яйцах, рыбе и морепродуктах, печени.
- Хром. Необходим для худеющих, так как сжигает подкожный жир. Хром есть в бобовых культурах и простой ячневой крупе.
- Клетчатка. Увеличивает метаболизм за счет повышения активности желудка и очищения организма от вредных веществ. Клетчаткой богаты свежие овощи и фрукты.
Внимание! Метаболизм – это сложная совокупность процессов, на которой отражается работа всего организма и жизнь человека. Для здорового обмена веществ требуются определенные витамины и минералы, химические вещества, поэтому важно включать их в свой рацион.
Отказ от ответсвенности
Обращаем ваше внимание, что вся информация, размещённая на сайте
Prowellness предоставлена исключительно в ознакомительных целях и не является персональной программой, прямой рекомендацией к действию или врачебными советами. Не используйте данные материалы для диагностики, лечения или проведения любых медицинских манипуляций. Перед применением любой методики или употреблением любого продукта проконсультируйтесь с врачом. Данный сайт не является специализированным медицинским порталом и не заменяет профессиональной консультации специалиста. Владелец Сайта не несет никакой ответственности ни перед какой стороной, понесший косвенный или прямой ущерб в результате неправильного использования материалов, размещенных на данном ресурсе.
Эксперт: Елагина Мария Business Profi компании Siberian Wellness и нутрициолог по косметике
Рецензент: Дарья Киншт Специалист по клинической диетологии и нутрициологии, материнству, здоровью и правильному питанию, аспирант кафедры педиатрии НГМУ.
Источник
Обмен веществ начинается с поступления питательных веществ в желудочно-кишечный
тракт и воздуха в легкие.
Первым этапом обмена веществ являются ферментативные процессы
расщепления белков, жиров и углеводов до растворимых в воде аминокислот,
моно- и дисахаридов, глицерина, жирных кислот и других соединений,
происходящие в различных отделах желудочно-кишечного тракта, а также
всасывание этих веществ в кровь и лимфу.
Вторым этапом обмена являются транспорт питательных веществ и
кислорода кровью к тканям и те сложные химические превращения веществ,
которые происходят в клетках. В них одновременно осуществляются
расщепление питательных веществ до конечных продуктов метаболизма,
синтез ферментов, гормонов, составных частей цитоплазмы. Расщепление
веществ сопровождается выделением энергии, которая используется
для процессов синтеза и обеспечения работы каждого органа и организма
в целом.
Третьим этапом является удаление конечных продуктов распада из
клеток, их транспорт и выделение почками, легкими, потовыми железами
и кишечником.
Превращение белков, жиров, углеводов, минеральных веществ и воды
происходит в тесном взаимодействии друг с другом. В метаболизме
каждого из них имеются свои особенности, а физиологическое значение
их различно, поэтому обмен каждого из этих веществ принято рассматривать
отдельно.
Обмен белков
Белки используются в организме в первую очередь в качестве пластических
материалов. Потребность в белке определяется тем его минимальным
количеством, которое будет уравновешивать его потери организмом.
Белки находятся в состоянии непрерывного обмена и обновления. В
организме здорового взрослого человека количество распавшегося за
сутки белка равно количеству вновь синтезированного. Десять аминокислот
из 20 (валин, лейцин, изолейцин, лизин, метионин, триптофан, треонин,
фенилаланин, аргинин и гистидин) в случае их недостаточного поступления
с пищей не могут быть синтезированы в организме и называются незаменимыми.
Другие десять аминокислот (заменимые) могут синтезироваться в организме.
Из аминокислот, полученных в процессе пищеварения, синтезируются
специфические для данного вида, организма и для каждого органа белки.
Часть аминокислот используются как энергетический материал, т.е.
подвергаются расщеплению. Сначала они дезаминируются – теряют группу
Nh3 в результате образуются аммиак и кетокислоты. Аммиак является
токсическим веществом и обезвреживается в печени путем превращения
в мочевину. Кетокислоты после ряда превращений распадаются на СО2
и Н2О.
Скорость распада и обновления белков организма различна – от нескольких
минут до 180 суток (в среднем 80 суток). О количестве белка, подвергшегося
распаду за сутки, судят по количеству азота, выводимого из организма
человека. В 100 г белка содержится 16 г азота. Таким образом, выделение
организмом 1 г азота соответствует распаду 6,25 г белка. За сутки
из организма взрослого человека выделяется около 3,7 г азота, т.е.
масса разрушившегося белка составляет 3,7 х 6,25 = 23 г, или 0,028-0,075
г азота на 1 кг массы тела в сутки (коэффициент изнашивания Рубнера).
Если количество азота, поступающего в организм с пищей, равно количеству
азота, выводимого из организма, то организм находится в состоянии
азотистого равновесия.
Если в организм поступает азота больше, чем выделяется, то это
свидетельствует о положительном азотистом балансе (ретенция азота).
Он возникает при увеличении массы мышечной ткани (интенсивные физические
нагрузки), в период роста организма, беременности, во время выздоровления
после тяжелого заболевания. Состояние, при котором количество выводимого
из организма азота превышает его поступление в организм, называют
отрицательным азотистым балансом. Оно возникает при питании неполноценными
белками, когда в организм не поступают какие-либо из незаменимых
аминокислот, при белковом или полном голодании.
Необходимо потребление не менее 0,75 г белка на 1 кг массы тела
в сутки, что для взрослого здорового человека массой 70 кг составляет
не менее 52,5 г полноценного белка. Для надежной стабильности азотистого
баланса рекомендуется принимать с пищей 85 – 90 г белка в сутки.
У детей, беременных и кормящих женщин эти нормы должны быть выше.
Физиологическое значение в данном случае означает, что белки в основном
выполняют пластическую функцию, а углеводы – энергетическую.
Обмен жиров (липидов)
Липиды являются сложными эфирами глицерина и высших жирных кислот.
Жирные кислоты бывают насыщенными и ненасыщенными (содержащими одну
и более двойных связей). Липиды играют в организме энергетическую
и пластическую роль. За счет окисления жиров обеспечивается около
50% потребности в энергии взрослого организма. Жиры служат резервом
питания организма, их запасы у человека в среднем составляют 10
– 20% от массы тела. Из них около половины находятся в подкожной
жировой клетчатке, значительное количество откладывается в большом
сальнике, околопочечной клетчатке и между мышцами.
В состоянии голода, при действии на организм холода, при физической
или психоэмоциональной нагрузке происходит интенсивное расщепление
запасенных жиров. В условиях покоя после приема пищи происходит
ресинтез и отложение липидов в депо. Главную энергетическую роль
играют нейтральные жиры – триглицериды, а пластическую осуществляют
фосфолипиды, холестерин и жирные кислоты, которые выполняют функции
структурных компонентов клеточных мембран, входят в состав липопротеидов,
являются предшественниками стероидных гормонов, желчных кислот и
простагландинов.
Липидные молекулы, всосавшиеся из кишечника, упаковываются в эпителиоцитах
в транспортные частицы (хиломикроны), которые через лимфатические
сосуды поступают в кровоток. Под действием липопротеидлипазы эндотелия
капилляров главный компонент хиломикронов – нейтральные триглицериды
– расщепляются до глицерина и свободных жирных кислот. Часть жирных
кислот может связываться с альбумином, а глицерин и свободные жирные
кислоты поступают в жировые клетки и превращаются в триглицериды.
Остатки хиломикронов крови захватываются гепатоцитами, подвергаются
эндоцитозу и разрушаются в лизосомах.
В печени формируются липопротеиды для транспорта синтезированных
в ней липидных молекул. Это липопротеиды очень низкой и липопротеиды
низкой плотности, которые транспортируют из печени к другим тканям
триглицериды, холестерин. Липопротеиды низкой плотности захватываются
из крови клетками тканей с помощью липопротеидных рецепторов, эндоцитируются,
высвобождают для нужд клеток холестерин и разрушаются в лизосомах.
В случае избыточного накопления в крови липопротеидов низкой плотности,
они захватываются макрофагами и другими лейкоцитами. Эти клетки,
накапливая метаболически низкоактивные эфиры холестерина, становятся
одними из компонентов атеросклеротических бляшек сосудов.
Липопротеиды высокой плотности транспортируют избыточный холестерин
и его эфиры из тканей в печень, где они превращается в желчные кислоты,
которые выводятся из организма. Кроме того, липопротеиды высокой
плотности используются для синтеза стероидных гормонов в надпочечниках.
Как простые, так и сложные липидные молекулы могут синтезироваться
в организме, за исключением ненасыщенных линолевой, линоленовой
и арахидоновой жирных кислот, которые должны поступать с пищей.
Эти незаменимые кислоты входят в состав молекул фосфолипидов. Из
арахидоновой кислоты образуются простагландины, простациклины, тромбоксаны,
лейкотриены. Отсутствие или недостаточное поступление в организм
незаменимых жирных кислот приводит к задержке роста, нарушению функции
почек, заболеваниям кожи, бесплодию. Биологическая юность пищевых
липидов определяется наличием в них незаменимыx жирных кислот и
их усвояемостью. Сливочное масло и свиной жир усваиваются на 93
– 98%, говяжий – на 80 – 94%, подсолнечное масло – на 86- 90%, маргарин
– на 94-98%.
Обмен углеводов
Углеводы являются основным источником энергии, а также выполняют
в организме пластические функции, в ходе окисления глюкозы образуются
промежуточные продукты – пентозы, которые входят в состав нуклеотидов
и нуклеиновых кислот. Глюкоза необходима для синтеза некоторых аминокислот,
синтеза и окисления липидов, полисахаридов. Организм человека получает
углеводы главным образом в виде растительного полисахарида крахмала
и в небольшом количестве в виде животного полисахарида гликогена.
В желудочно-кишечном тракте осуществляется их расщепление до уровня
моносахаридов (глюкозы, фруктозы, лактозы, галактозы).
Моносахариды, основным из которых является глюкоза, всасываются
в кровь и через воротную вену поступают в печень. Здесь фруктоза
и галактоза превращаются в глюкозу. Внутриклеточная концентрация
глюкозы в гепатоцитах близка к ее концентрации в крови. При избыточном
поступлении в печень глюкозы она фосфорилируется и превращается
в резервную форму ее хранения – гликоген. Количество гликогена может
составлять у взрослого человека 150-200 г. В случае ограничения
потребления пищи, при снижении уровня глюкозы в крови происходит
расщепление гликогена и поступление глюкозы в кровь.
В течение первых 12 часов и более после приема пищи поддержание
концентрации глюкозы крови обеспечивается за счет распада гликогена
в печени. После истощения запасов гликогена усиливается синтез ферментов,
обеспечивающих реакции глюконеогенеза – синтеза глюкозы из лактата
или аминокислот. В среднем за сутки человек потребляет 400-500 г
углеводов, из которых обычно 350 – 400 г составляет крахмал, а 50
– 100 r – моно- и дисахариды. Избыток углеводов депонируется в виде
жира.
Обмен воды и минеральных веществ
Содержание воды в организме взрослого человека составляет в среднем
73,2±3% от массы тела. Водный баланс в организме поддерживается
за счет равенства объемов потерь воды и ее поступления в организм.
Суточная потребность в воде колеблется от 21 до 43 мл/кг (в среднем
2400 мл) и удовлетворяется за счет поступления воды при питье (~1200
мл), с пищей (~900 мл) и воды, образующейся в организме в ходе обменных
процессов (эндогенной воды (~300 мл). Такое же количество воды выводится
в составе мочи (~1400 мл), кала (~100 мл), посредством испарения
с поверхности кожи и дыхательных путей (~900 мл).
Потребность организма в воде зависит от характера питания. При
питании преимущественно углеводной и жирной пищей и при небольшом
поступлении NaCI потребности в воде меньше. Пища, богатая белками,
а также повышенный прием соли обусловливают большую потребность
в воде, которая необходима для экскреции осмотически активных веществ
(мочевины и минеральных ионов). Недостаточное поступление в организм
воды или ее избыточная потеря приводят к дегидратации, что сопровождается
сгущением крови, ухудшением ее реологических свойств и нарушением
гемодинамики.
Недостаток в организме воды в объеме 20% от массы тела ведет к
летальному исходу. Избыточное поступление воды в организм или снижение
ее объемов, выводимых организма, приводит к водной интоксикации.
В результате повышенной чувствительности нервных клеток и нервных
центров к уменьшению осмолярности водная интоксикация может сопровождаться
мышечными судорогами.
Обмен воды и минеральных ионов в организме тесно взаимосвязаны,
что обусловлено необходимостью поддержания осмотического давления
на относительно постоянном уровне во внеклеточной среде и в клетках.
Осуществление ряда физиологических процессов (возбуждения, синоптической
передачи, сокращения мышцы) невозможно без поддержания в клетке
и во внеклеточной среде определенной концентрации Na+, K+, Са2+
и других минеральных ионов. Все они должны поступать в организм
с пищей.
[ Определение уровня метаболизма. Основной обмен | Теоретические основы питания. Калорийность пищевого рациона
]
Смотрите также:
У нас также читают:
Источник
Продукты метаболизма выводятся с мочой, фекалиями, выдыхаемым воздухом и потом. Специфические вещества задерживаются или удаляются из организма в той степени, в какой это необходимо для поддержания гомеостаза, при этом вместе со шлаковыми продуктами распада выводятся потенциально полезные вещества. Небольшие количества этих веществ выводятся из организма в виде кишечных газов, волос, ногтей, десквамированного эпителия кожи, кожного сала, ушной серы, слизи из полости носа и влагалища, слюны, слез, семенной жидкости и менструальных выделений. Уровни потерь этих веществ опубликованы в работах.
Моча
Моча образуется на стадии ультрафильтрации плазмы крови. Вода плазмы и молекулы растворенных в ней веществ величиной не более диаметра очень малых молекул протеина «проталкиваются» через поры клубочковых капилляров и поступают в каналец нефрона. При прохождении гломерулярного фильтрата по канальцам нефрона ряд веществ всасывается обратно в кровь (глюкоза, аминокислоты, вода), тогда как другие (мочевая кислота и аммиак) активно выделяются канальцевым аппаратом нефрона и поступают в первичную мочу.
Основной смысл образования мочи заключается в постоянном удалении из крови мочевины и других азотистых продуктов метаболического распада. Другая, не менее важная функция включает регуляцию водносолевого баланса для поддержания осмотического и кислотно-щелочного равновесия в тканевых жидкостях организма. В моче содержится также множество других компонентов, таких, как гормоны и конечные продукты
гормонального обмена. Измерение суточного уровня их экскреции позволяет получить чрезвычайно ценную информацию о физиологических механизмах регуляции организма человека в космическом полете.
Хотя моча является очень сложным по своему составу метаболитом, ее основные компоненты, в смысле веса, составляют вода (от 400 мл до нескольких литров), мочевина (30—50 г) и неорганические ионы (10—20 г). При полноценном суточном рационе энергетическая ценность мочи равна 8,6 ккал на 1 г азота.
Экскрименты
Каловые массы состоят из переваренных и непереваренных компонентов суточного пищевого рациона, из веществ, выделяемых в желудочно-кишечном тракте, остатков пищеварительных соков, желчи и клеток слизистой, живых и мертвых микроорганизмов и продуктов их метаболизма. Вес сухого остатка каловых масс в известной степени определяется количеством потребленных пищевых продуктов. Однако в большей мере вес как твердых веществ, так и жидких компонентов фекалий определяется составом пищи. Вес жидких компонентов фекальных масс и содержание в них летучих жирных кислот бывают намного больше при обычном суточном рационе с богатым содержанием углеводов, чем при рационе, богатом жировыми или белковыми пищевыми продуктами. Однако это различие связано скорее с наличием неусвояемых углеводов растительного происхождения, чем с наличием углеводов как таковых.
Вес жидких компонентов кала, по данным одного исследования, при суточном рационе, не содержащем клетчатки, составлял 86 ± ± 25 г в сутки при величине сухого остатка в 15 ± 2 г. При пищевом рационе с более высоким содержанием неперевариваемых веществ (большей частью высушенных и переработанных пищевых продуктов) аналогичные показатели составили 138±17г и 41± ± 5 г в сутки т. е. соответствовали уровню, характерному для человека, находящегося на обычном суточном рационе. Если человек потребляет легкоусвояемые пищевые вещества, то основным компонентом фекальных масс становится вода (100 г) с содержанием 1—1,5 г азота, 4—5 г липидов, 2—3 г солей и очень небольшого количества витаминов и других органических веществ. В обычных условиях энергетическая ценность высушенных органических компонентов фекалпй удивительно одинакова, она составляет в среднем 6,2 ккал на 1 г.
Кишечные газы
Другим продуктом метаболизма, который необходимо учитывать, являются кишечные газы. Они образуются из четырех источников: из воздуха, «проглоченного» при приеме пищи; газов, диффундирующих из крови в просвет желудочно-кишечного тракта; пищеварительных соков с большим содержанием бикарбонатов и из газов, которые продуцируются желудочно-кишечными микроорганизмами (углекислота, метан и водород). Эти газы проникают через слизистую оболочку тонкого кишечника. Значительная часть их уносится кровеносным руслом и выводится через легкие с выдыхаемым воздухом. Однако если кишечные бактерии чрезмерно активны, то большая часть газов выводится через кишечник. В среднем от 7 до 10 л газа в сутки поступает в тонкий кишечник или образуется в нем, но обычно лишь около 0,5 л удаляется через задний проход.
Выделения с поверхности тела
Рост клеток кожных покровов организма человека продолжается в течение всего периода его жизнедеятельности довольно равномерно, но у разных лиц с различной скоростью. Эти ткани почти целиком состоят из белка, но суммарная величина потерь белка этим путем невелика. Ряд азотсодержащих и органических веществ, а также микроэлементов теряется в процессе неощутимой перспирации и еще больше при интенсивном потовыделении. Отмечается значительное потребление кислорода и образование углекислоты в потовыделительных участках кожных покровов. Некоторое количество углекислоты выделяется с потом (в противоположность диффузии из поверхностно находящихся кровяных клеток), а кислород может непосредственно поглощаться эпителиальным покровом кожи. Эти газовые компоненты не учитываются при измерении энерготрат косвенными способами в процессе работы.
В замкнутой воздушной прослойке, прилегающей к телу человека, определяются и другие микропримеси, вероятно, выводимые из легких, кожи или желудочно-кишечного тракта. Некоторые из них являются веществами бактериального происхождения, другие — продуктами метаболизма организма человека. Уровни экскреции этих веществ (ацетон, бутанол, окись углорода, этиловый спирт, сероводород и другие) составляют величину менее 5 мг в сутки.
Материальный баланс
Как свидетельствуют результаты прямой калориметрии с окислением в бомбе, моча и фекалии содержат обычно около 9% поглощенной энергии. Углерод и водород, за исключением указанных выше небольших количеств, участвуют в процессах метаболизма и выводятся из организма в виде углекислого газа и воды. Ориентировочный материальный баланс для рационов различного состава можно рассчитать на основе данных, приведенных в табл. 6. Эти данные весьма приблизительны, поскольку они основаны на питании особыми формами пищевых продуктов, набор продуктов и экскреции упрощены, а минеральные вещества не учитываются. Приведенные величины свидетельствуют, однако, о том, что в зависимости от состава пищи меняется экскретируемое вещество, в котором сохраняется потенциальная энергия. Это весьма важное соображение необходимо учитывать при использовании системы регенерации кислорода, в которой переработке подвергается углекислый газ, а не твердые вещества мочи и фекальных масс.
Таблица 6. Упрощенный и приблизительный баланс веществ при метаболизме по белкам, жирам, углеводам
При условии использования рационов с низким содержанием белка лишь небольшие количества кислорода будут изолироваться в отходах. Однако на каждые 100 г белка в рационе, как следует из данных табл. 6, в моче и фекалиях будет задерживаться 8% кислорода в отличие от менее чем 1% из соответствующего количества углеводов или жиров (рисунок). Во всех случаях примерно 70% кислорода будет находиться в углекислом газе, но при потреблении углеводов или жиров около 30% кислорода экскретируется в виде легко восстанавливаемой метаболической воды, а при потреблении белков — только 22%. Кроме того, углеводы пищи могут явиться полезным резервом кислорода, поскольку они обеспечивают почти 30% необходимого кислорода, тогда как белки дают 14%, а жиры менее 4%.
Приблизительный баланс кислорода, углерода и водорода при обмене веществ у человека (углерод и водород поступают только с пищей)
I — белки, II — углеводы, III — жиры;
1 — поступление кислорода,
2, 3, 4 — выделение кислорода, углерода и водорода соответственно
При белковом питании около 11% углерода и 28% водорода выводится в виде мочевины с мочой и потом примерно по 10% углерода и водорода — с фекалиями, со слущенным эпителием кожи и волосами. Образование мочи является также основным путем экскреции некоторых минеральных веществ, например натрия и хлора; многие другие минеральные вещества, например кальций, фосфор, магний, калий, цинк, выводятся как с мочой, так и с фекалиями, а некоторые, например железо, — почти целиком с фекалиями. Следовательно, система питания должна подбираться в строгом соответствии с системой переработки отходов и регенерации.
Скачать реферат:
У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера. КАК ТУТ СКАЧИВАТЬ
Пароль на архив: privetstudent.com
Источник