Понятие «обмен веществ». Роль обмена веществ в жизнедеятельности организма.




1. Обмен веществ и энергии составляет сущность жизнедеятельности любого организма. В неживых телах он приводит к разрушению, в живом организме является непременным признаком жизни и условием его существованием.

Живой организм и окружающая среда являются единой системой, между ними происходит непрерывный обмен веществами и энергией. Из окружающей среды в организм поступают белки, жиры углеводы, витамины, минеральные вещества, вода, кислород и другие соединения, которые используются для пластических целей и для извлечения энергии. Продукты обмена и часть энергии, в основном в виде тепла, выделяются из организма в окружающую среду.

Взрослый человек за 40 лет жизни съедает несколько тонн продуктов и выпивает около 20 000 л жидкости практически без изменения массы тела. Это свидетельствует о том, что организм, являясь открытой системой, способен поддерживать постоянство химического состава внутренней среды - гомеостаз.

Обмен веществ - самосовершающийся, саморегулируемый процесс обновления живых организмов, направленный на их рост, развитие, самосохранение и самовоспроизведение. С прекращением обмена веществ - прекращается жизнь.

Принято выделять внешний и промежуточный виды обмена.

Внешний обмен -это внеклеточное превращение поступивших в организм веществ, трансмембранный перенос продуктов через мембрану кишечного эпителия в кровь или лимфу и процесс выделения конечных продуктов в окружающую среду.

Промежуточный обмен - это внутриклеточные превращения промежуточных продуктов в тканях, а именно, химические процессы, направленные на изменения структуры веществ и их взаимопревращения, совокупность которых называют иначе метаболизмом (metabole - превращение, изменение). Вещества, образующиеся в ходе химических реакций, принято называть метаболитами.

Метаболические направления взаимосвязаны с обменом энергии, их принято делить на три категории.

1. Анаболические (ассимиляция) - включают процессы синтеза биомолекул и компонентов различных клеточных структур, органов и тканей, обеспечивающих жизнедеятельность организма.

2. Катаболические (диссимиляция) - объединяют процессы распада структурных элементов организма и пищевых веществ, поставляющие свободную энергию и запасающие её в виде высокоэнергетических фосфатов - АТФ.

3. Амфиболические - выполняют сразу несколько функций, объединяют анаболические и катаболические пути превращения веществ в организме и связаны, как правило, с окислением веществ до углекислого газа и воды. Пример - цикл Кребса, при котором происходит биологическое окисление.

Причины нарушений метаболизма различны - уменьшение доставки кислорода, снижение скорости кровотока. Благодаря энергетическим резервам в клетке, прекращение доставки энергии не вызывает немедленного нарушения клеточной активности. Продолжительность её сохранения в полном объёме в значительной степени определяется органом, которому клетки принадлежат. Если органом, лишённым притока энергии, оказывается головной мозг, через 10 с наступает потеря сознания, а через 3 - 8 мин развиваются необратимые нарушения в его клетках. При ишемии скелетной мышцы, находящейся в состоянии покоя, минимальная интенсивность метаболизма в ней поддерживается на протяжении 1 - 2 ч.

Белковый обмен.

Белок состоит из аминокислот. Аминокислоты являются не только источником синтеза новых белков, веществ белковой природы (ферментов, гормонов), но и источником энергии (при окислении 1 г белка выделяется 4,1 ккал энергии.

Содержание белков в организме человека составляет 60-80% в сухом остатке тканей. Около 30% белков находится в мышцах, 20% - в костях, 10% - в коже. Обновление белков в живом организме - непрерывный процесс. Период их жизни колеблется от нескольких минут до нескольких суток. Средний период распада белка неодинаков у разных живых организмов. У человека он составляет 80 суток. Мышечный белок обновляется медленнее. Белки плазмы крови имеют период полураспада около 10 суток, гормоны белково - пептидной природы живут несколько минут. У человека за сутки подвергаются разрушению и синтезу 300 - 400 г белка. Около 70% образовавшихся свободных аминокислот идёт снова на синтез нового белка, 30% организм тратит на энергию. Поэтому для процессов ассимиляции необходимо пополнять этот недостаток пищевыми продуктами.

Существует 20 незаменимых аминокислот. Одни из них синтезируются в организме (глицин, аланин, цистеин и др.), другие (метионин, аргинин, лейцин, лизин, триптофан и др.) не синтезируются и должны поступать с пищей. Белки, содержащие полный набор незаменимых аминокислот, называются биологически полноценными. В сутки в организм взрослого человека должно поступать с едой 70 - 90 г белка - мясо, рыба, молоко, яйца (1 г на 1 кг массы тела),- биологически полноценный белок; 30 г белка может быть растительного происхождения - это биологически неполноценные белки ((кукуруза, пшеница, ячмень).

Количество поступающего с пищей белка зависит от выполняемой физической работы. При средней физической нагрузке человек должен получать 100 - 120 г белка в сутки, при тяжёлой физической работе количество белка возрастает до 150 г.

О количестве расщеплённого в организме белка судят по количеству выделяемого из организма азота (с мочой, потом). 1 г азота соответствует 6,25 г белка. При расчёте азотистого баланса исходят из того, что в белке содержится 16 % азота. Если с пищей поступает меньше белка, чем выводится с мочой азота - возникает отрицательный азотистый баланс. При этом расщепление белка организмом преобладает над его синтезом из белковых молекул, поступающих с пищей. Это состояние возникает при белковом голодании, лихорадочных состояниях, нарушении нейроэндокринной регуляции белкового обмена.

Положительный азотистый баланс - когда количество выведенного из организма азота значительно меньше, чем поступает с пищей (происходит его накопление в организме). Положительный азотистый баланс отмечается у детей в связи с их ростом, при выздоровлении от заболеваний, у беременных.

Функции белка в организме:

1. Пластическая.

2. Ферментная.

3. Защитная - иммуноглобулины.

4. Генетическая (передача наследственных свойств).

5. Энергетическая.

Белок в организме выполняет пластическую роль - является составляющей частью всех клеток, входит в состав ферментов, гормонов. Белок служит и энергетическим материалом. Недостаточное обеспечение им приводит к потере внутренних белков - белок плазмы, ферментов, печени, слизистой оболочки кишечника и мышц. При отсутствии в пище белка эти внутренние запасы позволяют поддерживать обновление белков мозга и сердца.

Регуляция белкового обмена осуществляется нервной системой и гормонами гипофиза (СТГ), щитовидной железы (тироксин), надпочечников (глюкокортикоиды).

Углеводный обмен.

Углеводы составляют в организме человека менее 2% от сухого остатка массы тела. Основная часть их сосредоточена в печени в виде гликогена в количестве 5 - 10%, в скелетных мышцах - до 3%, в сердечной мышце около 0,5%, в головном мозге - 0,2%

Углеводы представляют собой важнейший источник энергии, при окислении 1 г углеводов освобождается 4,1 ккал энергии. В организме человека до 60% энергии вырабатывается углеводами. Энергообмен мозга почти исключительно осуществляется глюкозой.

Углеводы выполняют несколько функций в организме:

- энергетическую

- пластическую (принимают участие в образовании АТФ, АДФ и др., нуклеиновых кислот, сложных клеточных структур, являются компонентами клеточных мембран)

- защитную (участвуют в образовании компонентов иммунной системы)

- специфическую (антикоагулянты, рецепторы ряда гормонов, противоопухолевое действие).

Углеводы делятся на простые и сложные. Последние при расщеплении в пищеварительном тракте образуют простые моносахариды: глюкозу, фруктозу, галактозу, которые из кишечника поступают в кровь и через воротную вену попадают в печень, где фруктоза и галактоза превращаются в глюкозу

В организм углеводы поступают с растительной пищей: хлеб, овощи, крупы, фрукты в количестве 400 - 700 г; откладываются в виде гликогена в печени, в мышцах. Количество гликогена в организме взрослого человека составляет 400,0 г. Эти запасы используются для потребностей энергообмена.

Использование глюкозы разными органами из притекающей неодинаково: мозг задерживает 12% глюкозы, кишечник - 9%, мышцы - 7 %, почки - 5 %.

Концентрация глюкозы в крови взрослого человека в норме составляет - 3,3 - 6,6 ммоль/л. Глюкостатическую функцию в плане поддержания нормогликемии выполняет печень. Она может поглощать или выделять глюкозу в кровь в зависимости от её концентрации в крови и в ответ на воздействие гормонов.

Процесс образования и наполнения гликогена регулируется гормоном поджелудочной железы - инсулином. Процесс расщепления гликогена до глюкозы происходит под влиянием другого гормона поджелудочной железы - глюкагона.

Содержания глюкагона в крови, запасы гликогена регулируются ЦНС, через вегетативную нервную систему. Симпатические нервные волокна усиливают расщепление гликогена в печени и мышцах и выделение из мозговой части надпочечников - адреналина. Адреналин способствует расщеплению гликогена до глюкозы и усиливает окислительные процессы в клетках.

Липидный обмен.

Липиды - сложные органические вещества, которые в организме представлены нейтральными жирами, фосфолипидами и стеринами, общее количество их может достигать 10 - 20%, при ожирении - 30 - 50% от массы тела. Содержание резервного жира варьирует в широких пределах в зависимости от характера питания, двигательной активности, возраста, пола, конституциональных особенностей. Количество структурных липидов постоянно, не зависит от характера питания и других факторов и не изменяется при полном голодании.

Функция жиров в организме:

1.Энергетическая (при расщеплении 1 г жира освобождается 9,3 ккал энергии);

2.Структурная (фосфолипиды - структурные компоненты клеточных мембран, обеспечивают функциональную активность нервной ткани и мышц);

3.Регуляторная (из фосфолипидов (холестерина) синтезируются стероидные гормоны и простагландины).

4. Терморегуляторная (предохраняет организм от переохлаждения).

5.Защитная (кожным покровам придают эластичность и бактериоцидные свойства, предохраняют внутренние органы, нервные окончания и кровеносные сосуды от сдавливания и механических повреждений)

Таким образом, липиды играют важную роль в жизнедеятельности организма. Взрослому человеку необходимо ежедневно 70 - 80 г жиров, в том числе 15 г ненасыщенных жирных кислот и 10 г фосфолипидов. Важную роль в процессе превращения жиров в тонком кишечнике играют желчные кислоты, которые способствуют процессу эмульгирования, активируют фермент липазу и участвуют в транспорте продуктов гидролиза жира. В клетках стенки тонкого кишечника продукты гидролиза жира превращаются в нейтральный жир, специфичный для данного организма. В виде липопротеидов он всасывается в лимфу и в небольшом количестве (около 30%) попадает непосредственно в кровь. В крови с участием α- и β-глобулинов осуществляется транспорт жиров в ткани, где они используются в виде пластического материала и в качестве источника энергии, участвуют в обновлении депонированных жиров в жировой ткани.

Жир синтезируется в организме также из углеводов и белков. При полном исключении жира из пищи, на фоне высокого содержания углеводов, он будет синтезироваться, и в значительном количестве может откладываться в запас.

Жиры необходимы для обмена жирорастворимых витаминов - А, Д, Е, К, так как обеспечивают транспорт их в биологических жидкостях, проникновение через стенки сосудов и мембраны клеток. Стерины, в частности холестерин, участвует в формировании структуры клеточных мембран, в синтезе витамина Д, является предшественником кортикостероидов, половых гормонов, жёлчных кислот (в организме человека содержится 140-190 г холестерина и ежедневно образуется около 2 г).

Регуляцию липидного обмена осуществляют ЦНС и железы внутренней секреции - щитовидная железа, половые железы, гипофиз, надпочечники.






Дата добавления: 2016-06-15; просмотров: 6504; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2022 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.04 сек.