Обмен веществ и энергии. Питание

Глава 10. Обмен веществ и энергии. Питание

Обмен веществ и энергии. Питание

Обменвеществ и энергии — этосовокупность физических, хими­ческихи физиологических процессов превращениявеществ и энер­гиив организме человека и обмен веществамии энергией между организмоми окружающей средой. Непрерывно идущиймежду ор­ганизмоми окружающей средой обмен веществ иэнергией является однимиз наиболее существенных признаковжизни.

Дляподдержания процессов жизнедеятельностиобмен веществ и энергииобеспечивает пластическиеиэнергетическиепотребностиорганизма.

Это достигается за счет извлеченияэнергии из поступа­ющихв организм питательных веществ ипреобразования ее в фор­мымакроэргических(АТФи другие молекулы) и восстановленных(НАДФ'Н— никотин- амид- адениндинуклеотидфосфат)соединений.

Их энергия используетсядля синтеза белков, нуклеиновых кислот,липидов,а также компонентов клеточных мембрани органелл клет­ки,для выполнения механической, химической,осмотической и электрическойработ, транспорта ионов. В ходе обменавеществ в организмдоставляются пластические вещества,необходимые для биосинтеза, построения и обновления биологическихструктур.

Вобмене веществ (метаболизме)иэнергии выделяют два взаи­мосвязанных,но разнонаправленных процесса: анаболизм,основу которогосоставляют процессы ассимиляции, икатаболизм, в основе котороголежат процессы диссимиляции.

Анаболизм—это совокупность процессов биосинтезаорганических веществ,компонентов клетки и других структурорганов и тканей. Анаболизмобеспечивает рост, развитие, обновлениебиологических структур, а такженепрерывный ресинтез макроэргов инакопление энергетическихсубстратов.

Катаболизм—это совокупность процессов расщеплениясложных молекул,компонентов клеток, органов и тканейдо простых веществ, сиспользованием части из них в качествепредшественников биосин­теза, и доконечных продуктов распада с образованиеммакроэргичес­кихи восстановленных соединений. Взаимнаясвязь основных функ­циональныхэлементов метаболизма представлена нарис. 10.1.

Насхеме видно, что взаимосвязь процессовкатаболизма и ана­болизмаосновывается на единстве биохимическихпревращений, обеспечивающихэнергией все процессы жизнедеятельностии по­стоянноеобновление тканей организма. Движущейсилой жизнеде­ятельностислужит катаболизм. Сопряжение анаболическихи ката-

447

Рис.10.1. Схемаосновных функциональных блоковметаболизма клетки (пояснения в тексте)

болическихпроцессов могут осуществлять различныевещества, но главнуюроль играют АТФ, НАДФ-Н. В отличие отдругих посред­никовметаболических превращений АТФ циклическирефосфорили-руется, а НАДФ • Н — восстанавливается.

Обеспечениеэнергией процессов жизнедеятельностиосуществля­ется за счет анаэробногоиаэробногокатаболизмапоступающих в организмс пищей белков, жиров и углеводов. В ходеанаэробного сбраживанияглюкозы (гликолиза) или ее резервногосубстрата гли­когена(гликогенолиза) превращение 1 моляглюкозы в 2 моля лак-татаприводит к образованию 2 молей АТФ.

Энергии, образующейся входе анаэробного обмена, недостаточнодля осуществления про­цессовжизнедеятельности животных организмов.За счет анаэроб­ногогликолиза могут удовлетворяться лишьограниченные кратко­временныеэнергетические потребности клетки.

Известно, напри­мер,что зрелый эритроцит млекопитающихполностью удовлетворяет своиэнергетические нужды за счет гликолиза.

Ворганизме животных и человека в процессеаэробного обмена почтивсе органические вещества, в том числепродукты анаэроб­ногообмена, полностью распадаются до СО2и Н2О.Общее коли­чествомолекул АТФ, образующихся при полномокислении 1 моля глюкозыдо СО2и Н2О,составляет 25,5 молей.

При полном окис­лениимолекулы жиров образуется большееколичество молей АТФ, чемпри окислении молекулы углеводов. Такпри полном окислении 1моля пальмитиновой кислоты образуется91,8 молей АТФ. Коли­чествомолей АТФ, образующихся при полномокислении амино­кислоти углеводов, примерно одинаково.

АТФиграет в организме

448

рольвнутренней “энергетической валюты”,переносчика и аккумуля­торахимической энергии.

Основнымисточником энергии восстановления дляреакции био­синтезажирных кислот, холестерина, аминокислот,стероидных гор­монов,предшественников синтеза нуклеотидови нуклеиновых кис­лот является НАДФ• Н. Образование этого веществаосуществляется вцитоплазме клетки в процессефосфоглюконатного пути катабо­лизмаглюкозы. При таком расщеплении 1 моляглюкозы образуется 12 молей НАДФ-Н.

Процессыанаболизма и катаболизма находятся ворганизме в состояниидинамического равновесия или превалированияодного из них.

Преобладание анаболических процессовнад катаболическими приводитк росту, накоплению массы тканей, апреобладание ката-болическихпроцессов ведет к частичному разрушениютканевых структур,выделению энергии.

Состояние равновесногоили нерав­новесногосоотношения анаболизма и катаболизмазависит от воз­раста(преобладание анаболизма в детскомвозрасте, равновесие у взрослых,преобладание катаболизма в старческомвозрасте), состо­янияздоровья, выполняемой организмомфизической или психоэмо­циональнойнагрузки.

Источник: https://studfile.net/preview/4674505/

Урок 38. Обмен веществ и энергии. Нормы питания

Обмен веществ и энергии. Питание

Тема: Обмен веществ и энергии. Нормы питания

Цель: раскрыть сущность обмена веществ как главного свойства живого; рассмотреть особенности обмена минеральных солей и воды, углеводов, белков, жиров; дать понятие энергетического и пластического обмена, понимание взаимосвязи процессов жизнедеятельности в организме. Познакомить с энергетическими затратами, нормами питания и необходимостью сбалансированности питания.

Ход урока

  1. Организационный момент

  2. Проверка знаний. Опрос по вопросам к параграфу 35.

  3. Изучение нового материала

Слайд 1 – Сегодня мы рассмотрим процессы обмена веществ и энергии между окружающей средой и химическим составом живого организма, как основу жизнедеятельности организма.

Слайд 2 – Метаболизм (от греч. μεταβολή, «превращение, изменение») (обмен веществ) – совокупность протекающих в живых организмах химических превращений, обеспечивающих их рост, развитие, процессы жизнедеятельности, воспроизведение потомства, активное взаимодействие с окружающей средой.

Слайд 3 – Организм животных и человека получает готовые органические вещества с пищей. Но чтобы эти соединения могли включиться в обмен, им необходимо расщепиться на элементарные частицы в системе органов пищеварения. Это происходит поэтапно:

  1. Ферментативное расщепление белков, жиров и углеводов

  2. Транспорт питательных веществ кровью к тканям и клеточный метаболизм

  3. Выведение конечных продуктов метаболизма в составе мочи, кала, пота, через легкие в виде CO2 и т.д.

Слайд 4 – Выделяют пластический и энергетический (распад органических веществ) обмен веществ.

Пластический обмен (ассимиляция, анаболизм) – совокупность реакций расщепления сложных органических веществ (в том числе и пищевых) до более простых, сопровождающихся выделением энергии.

Энергетический обмен (диссимиляция, катаболизм) – совокупность реакции синтеза сложных органических молекул из более простых с накоплением энергии.

Слайд 5 – Результатом биологического окисления являются: образование аммиака, углекислого газа, соединений хлора, натрия, фосфора, которые выводятся из организма. Данная финишная стадия обмена веществ. Она осуществляется органами мочевыделения, потовыми железами, легкими, кровью.

Слайд 6 – Обменные процессы происходят и на клеточном уровне (схема).

Слайд 7 – Прежде чем говорить о процессах обмена, давайте вспомним, почему для нас важны белки жиры и углеводы (схема).

Функции белков – строительная, ферментативная, двигательная, защитная, транспортная, энергетическая.

Функции жиров – строительная, защитная, энергетическая, терморегуляторная.

Функции углеводов – строительная, защитная, энергетическая.

Слайд 8 – Белки являются наиболее сложными веществами организма и основой протоплазмы клеток. Белки в организме не могут образовываться ни из жиров, ни из углеводов, ни из каких-либо других веществ. В их состав входят азот, углерод, водород, кислород, а в некоторые — сера и другие химические элементы в крайне не­значительных количествах.

Аминокислоты являются простейшими структурными элементами («кирпичиками»), из которых состоят молекулы белков клеток, тканей и органов человека.

Они представляют собой органические вещества со щелочными и кислотными свойствами. Исследование строения различных белков позволило установить, что в их состав входит до 25 разных аминокислот.

Ученые различных стран ведут работы по искусственному синтезу белка.

Слайд 9Обмен белков. Пищевые белки в процессе подготовительной стадии обмена веществ расщепляются изначально в желудке пепсином, а потом в двенадцатиперстной кишке – трипепсином, ферментом поджелудочной железы, до аминокислот.

Аминокислоты через кровеносные капилляры ворсинок идут в печень. Тут избыточные аминокислоты теряют свой азот и преобразуются в углеводы и жиры. В клетках из аминокислот строятся белки тела.

Белки входят в состав мембран, цитоплазмы, ядер клеток. Они являются ферментами, а также входят в состав антител. Белки принимают участие в транспортировке газов и в свертывание крови.

Белки входят и в состав костей.

Слайд 10 – Жиры, так же как и углеводы, являются «горючим», или энергетическим, материалом, необходимым для обеспечения жизнедеятельности организма. В одном грамме жира содержится в два раза больше потенциальной (скрытой) энергии, чем в одном грамме углеводов. 

Слайд 11 – Ежедневно мы потребляем с пищей различные виды жиров. Одни из них полезны, другие способны навредить нашему здоровью. Что вам об этом известно? /Ответы обучающихся/

Слайд 12 – Обмен жиров. В органах пищеварения в период подготовительной фазы обмена жиры распадаются на жирные кислоты и глицерин. В эпителии кишечника синтезируется жир, который характерен для организма, и через лимфатическую систему идет в жировое депо и клетки, тут он применяется как строительный материал и запасное вещество.

Окислению жира непосредственно в самой жировой ткани способствует наличие в ней особых ферментов — липазы и дегидрогеназы. Под влиянием тканевой липазы жир в тканях расщепляется на глицерин и высшие жирные кислоты.

В дальнейшем происходит процесс окисления жирных кислот до углекислого газа и воды, в результате чего освобождается энергия, необходимая для жизнедеятельности организма.

Жиры выполняют в организме множество функций. В них растворяются некоторые витамины, они входят в состав клеточных мембран. Из жиров образуются биологически активные вещества и некоторые гормоны. В организме человека выполняют роль защиты.

Слайд 13 – Углеводы — вещества, распространенные главным образом в растительном мире. Они состоят из углерода, водорода и кислорода. В углеводах атом углерода соединен с молекулой воды. Существуют простые и сложные углеводы; простые углеводы называются иначе моносахаридами (monos — по-гречески один), а сложные углеводы — полисахаридами (роlу — много).

Слайд 14 – Обмен углеводов. Сложные углеводы свой распад начинают в ротовой полости под воздействием ферментов слюны — амилазы.

В двенадцатиперстной кишке под воздействием ферментов, которые выделяются поджелудочной железой, они расщепляются до глюкозы и иных простых углеводов. В тонкой кишке продукты распада кишечными ворсинками всасываются в кровь и идут в печень.

Тут излишки сахаров задерживаются и преобразуются в гликоген и иные соединения, а оставшаяся часть глюкозы в нужном количестве идет в кровь и распределяется между клетками тела.

В организме, прежде всего, глюкоза есть источником энергии.

Слайд 15 – Обмен воды. Вода — это универсальный растворитель. Все биохимические реакции, жизненные процессы происходят в водной среде. Внутренняя человеческая среда содержит до 90% воды. В организме вода либо химически связана с иными соединениями, либо содержит в себе органические вещества или растворенные минеральные соли.

Пищеварительные соки содержат воду. В жидкой среде осуществляется транспорт кислорода и питательных веществ. Продукты распада также выносятся водой. Таким образом, в организме поддерживается необходимый баланс между выделяемой и поступающей водой.

Значение воды:

  1. растворитель

  2. терморегулятор

  3. определяет физические свойства клетки

  4. участие в химических реакциях

Слайд 16 – Обмен минеральных солей. Ни минеральные соли, ни вода, не есть источниками энергии, однако они нужны для осуществления основных функций организма. Минеральные соли содержатся в цитоплазме и клеточных ядрах, в жидкостях, которая образует внутреннюю среду, в пищеварительных соках и иных биологических жидкостях.

Макроэлементы: Ca, K, Na, P, Cl

Микроэлементы: Fe, Co, Zn, F, J

Минеральные соли необходимы для поддержания кислотно-щелочного равновесия в клетках тела и во внутренней среде организма.

Слайды 17-18 – В процессе энергетического обмена выделяется энергия, необходимая для функционирования организма (схема).

Согласно закону сохранения энергии, она преобразуется в различные виды.

Механическая (сокращение мышц, сердца, диафрагмы)

Химическая (синтез белков, жиров, углеводов)

Электрическая (передача информации по нервным волокнам в виде импульса)

Тепловая (поддержание постоянной температуры тела, выведение избытка тепла в окружающую среду)

Слайд 19 – Регуляция обмена веществ:

  • нервная (гипоталамус). Регуляция обмена белков, жиров, углеводов, воды, солей, обмена тепла и потребление пищи
  • гуморальная (эндокринные железы). Гормоны участвуют в регуляции ОВ и Е, влияя на проницаемость мембран, активируя ферментные системы организма.

Слайд 20 – Взаимосвязь ассимиляции и диссимиляции:

  • Для ассимиляции необходима Е, образующаяся в реакциях энергетического обмена.
  • Для реакций диссимиляции необходимы ферменты, образующиеся в реакциях пластического обмена.
  • Оба процесса протекают в клетке одновременно, и заключительные этапы одного обмена – начальные стадии другого.

Слайд 21Энерготраты и пищевой рацион. В зависимости от интенсивности мышечной работы, от времени приема пищи, температуры окружающей среды обмен веществ и энерготраты организма постоянно меняются.

Для определения постоянного уровня обмена веществ, который позволяет судить о некой  физиологической норме, было принято измерять самые маленькие энерготраты человека в стандартных определенных условиях:

– каждодневного голодания и исключения из рациона белков на протяжении трех дней;

– после сна, утром при температуре комфорта;

– в состоянии полнейшего психического покоя.

В состоянии покоя и на голодный желудок человеческое тело вырабатывает за сутки энергии столько, что ее хватило бы для нагревания 20 л. воды до кипения; при работе дровосека за 8 часов – чтобы нагреть 100 л. воды до кипения.

В связи с энерготратами выделяют основной и общий обмен.

Основной обмен – интенсивность обмена веществ при соблюдении стандартных условий. Основной обмен зависит от пола, возраста и генетических особенностей организма.

При некоторых болезней основной обмен имеет возможность становиться ниже или выше  нормы, что может послужить важным диагностическим признаком. У мужчин основной обмен немного выше, нежели у женщин.

У детей он больше, нежели у взрослых, что связано с процессами развития и роста. К старости основной обмен понижается.

Общий обмен – фактические энерготраты, совершаемые человеком за единицу времени.

Они значительно большего основного обмена, так как часть энергии расходуется на работу мышц, еду и ее пищи, на борьбу с холодом и жарой.

Организм, усваивая углеводы, жиры и белки, получает не только необходимые вещества, однако и энергию, которая содержится в данных веществах.  

Слайд 22 – Расход энергии:

Умственный труд – 13500 кДж/ сутки

Механизированный физический труд – 15000 кДж/сутки

Немеханизированный физический труд – 17300 кДж/сутки

Тяжелый немеханизированный труд – 20000 кДж/сутки

Утомление не связано с энергозатратами, а зависит от нервных процессов во время труда!

Слайды 23-24 – Нормы питания. Количество питательных веществ, а также их состав определяются с помощью их энерготрат человека, состояния его пола, возраста, здоровья, характера исполняемой работы.

Таким образом, взрослому здоровому человеку, который выполняет работу средней тяжести, необходимо в сутки получать с едой 100— 110 г белков, 60—80 г жира, 400—500 г углеводов. А вот при тяжелой физической работе питательных веществ требуется приблизительно в полтора раза больше.

Для подростка или ребенка в связи с развитием и ростом необходимо приблизительно на 30% энергии больше, нежели затратил организм. Это нужно для образования новых тканей, клеток, веществ

Кроме энергоемкости пищи нужно учитывать ее качественный состав, особенно содержание незаменимых аминокислот, потому что вторые имеют возможность синтезироваться печенью, а первые — не имеют.

Незаменимых аминокислот большое количество в белках животного происхождения, например, в мясе, твороге, куриных яйцах. В пище растительного происхождения этих аминокислот значительно меньше. По этой причине белки злаковых растений, к примеру, пшеницы, кукурузы, ржи считаются неполноценными. Белки бобовых растений по своему составу незаменимых аминокислот ближе к мясным белкам.

Слайды 25-26 – Также стоит избегать продуктов ГМО. Фаст фуды – пища быстрого приготовления. От данной нездоровой пищи во всем мире люди намного чаще стали страдать от ожирения. Но нельзя впадать в крайности, бесконечное голодание, разнообразные диеты имеют возможность привести вас к страшному заболеванию анорексия.

Вывод: употребляемые нами продукты должны быть энергоемкими и качественными и соответствовать энерготратам.

  1. Закрепление изученного материала

Слайды 27-29 – Индивидуальный опрос по схемам. Расскажите о процессах расщепления белков, жиров и углеводов.

Слайд 30 – К чему может привести нарушение обмена воды в организме?

Слайд 31 – Закончите фразу: “Неживые тела природы участвуют в обмене веществ и энергии с окружающей средой. В результате этого процесса происходит изменение их формы и внутренней структуры. Организмам обмен веществ и Е необходим для …” Докажите это.

Слайд 32 – Решите задачи.

  1. На весы кладут мышь под металлическую сетку и весы уравновешивают. Животное активно передвигается по чашке, карабкается по сетке. Приблизительно по прошествии 30 минут после начала эксперимента чашка с мышью приподнялась вверх. По какой причине?

Ответ: за счет выдыхания паров воды и углекислого газа теряется масса тела, которые образуются для получения энергии при расщеплении веществ пищи.

  1. Рассчитайте, сколько килокалорий вы восполните, скушав бутерброд с колбасой сервелат. Масса колбасы – 50 г, масса хлеба 100г.   Калорийность 100 г колбасы – 425 ккал, хлеба – 239 ккал. (451,5 ккал).

Слайд 33 – Вывод:

Большая часть потребленных белков используется для пластического обмена (построения и обновления биологических структур).

Жир используется для запаса энергии.

Углеводы – источники энергии.

Белки, жиры, углеводы в организме расщепляются с образованием соединений менее богатых энергией. Полученная энергия используется организмом.

Пластический и энергетический обмен связаны единым обменом веществ.

  1. Подведение итога урока. Выставление оценок

Слайд 34 – Домашнее задание: §§ 36, 38 прочитать. По желанию подготовить интересные сообщения по теме урока.

Источник: https://infourok.ru/urok-obmen-veschestv-i-energii-normi-pitaniya-3803718.html

Обмен веществ и энергии. Питание

Обмен веществ и энергии. Питание

Обмен веществ и энергии — совокупность химических и физических превращений, происходящих в клетках и тканях живого организма и обеспечивающих его жизнеспособность.

Сущность обмена веществ или метаболизма заключается в последовательном потреблении организмом из внешней среды различных веществ, усвоении, использовании, накоплении и потери веществ и энергии в течение жизни, позволяющие организму самосохраняться, расти, развиваться, адаптироваться к окружающей среде и самовоспроизводиться.

Обменные процессы протекают в виде последовательных фаз: 1) извлечение энергии из органических веществ, попавших в организм с пищей; 2) превращение продуктов расщепления пищевых веществ в «строительные блоки» для синтеза веществ, специфических для организма; 3) синтез белков, нуклеиновых кислот, жиров, углеводов и других элементов клетки; 4) синтез и разрушение тех биологически активных молекул, которые необходимы для осуществления специфических функций организма.

Назначение обмена веществ и энергии заключается: во-первых, в обеспечении пластических нужд организма, то есть в доставке организму химических веществ, необходимых для построения его структурных элементов и восстановления распадающихся в организме и теряемых из организма веществ; во-вторых, в обеспечении всех жизненных функций организма энергией.

Выделяют основной обмен (происходящий при полном покое) и промежуточный обмен (совокупность химических превращений с момента поступления переваренных пищевых веществ в кровь до выделения продуктов обмена из организма).

Обмен веществ делится на два взаимосвязанных и одновременно протекающих в клетке процесса — ассимиляцию (анаболизм) и диссимиляцию (катаболизм). При анаболизме происходит биосинтез сложных веществ из более простых молекул-предшественников.

При этом каждая клетка синтезирует характерные для нее белки, жиры, углеводы и другие соединения. При катаболизме происходит расщепление крупных органических молекул до простых соединений с одновременным выделением энергии, которая запасается, главным образом, в виде АТФ.

Катаболизм относят к энергетическому обмену, обеспечивающему доставку к клеткам энергии, необходимой для жизнедеятельности.

В течение жизни наблюдаются разные количественные соотношения процессов ассимиляции и диссимиляции: в растущем организме преобладает ассимиляция; примерно в возрасте от 22—25 лет до 60 лет устанавливается относительное равновесие анаболизма и катаболизма; после 60 лет процессы диссимиляции несколько превышают процессы ассимиляции, что сопровождается изменениями функциональных возможностей различных систем организма.

Основные этапы обмена веществ и их значение.

Основными веществами, необходимыми для жизнедеятельности организма являются белки, жиры, углеводы, минеральные вещества, витамины и вода.

Процессы обмена этих веществ имеют свои характерные особенности. Но на ряду с этим существуют общие закономерности, позволяющие выделить три этапа обмена веществ: 1) переработку пищевых продуктов в органах пищеварения, 2) межуточный обмен веществ, 3) образование конечных продуктов метаболизма.

Первый этап — это последовательное расщепление химических компонентов пищи в желудочно-кишечном тракте до низкомолекулярных структур и всасывание образовавшихся простых химических продуктов в кровь или лимфу.

Расщепление белков, жиров и углеводов происходит под влиянием специфических ферментов. Белки расщепляются пептидами до аминокислот, жиры — липазами до глицерина и жирных кислот, сложные углеводы — амилазами до моносахаридов.

Энергетическая ценность первого этапа обмена веществ незначительна и состоит главным образом в переводе питательных веществ в простейшие формы, которые могут в дальнейшем служить энергетическим источником. Этими формами являются аминокислоты (около 20), три гексозы (глюкоза, фруктоза и галактоза), пентоза, некоторые более редкие сахара, глицерин и жирные кислоты.

Они легко всасываются в кровь и лимфу, разносятся током крови к печени и периферическим тканям, где подвергаются дальнейшим превращениям.

Второй этап обмена веществ объединяет превращения аминокислот, моносахаридов, глицерина и жирных кислот.

Процесс межуточного обмена веществ приводит к образованию немногих ключевых соединений, которые обуславливают перекрестную взаимосвязь между отдельными путями обмена веществ, а также между процессами синтеза и распада; образно их называют метаболическим котлом, или общим котлом обмена веществ (рис. 21). Таким соединением, например, является пировиноградная кислота, пируват, играющая роль связующего звена между углеводами, жирами и большинством аминокислот. Пировиноградная кислота является общим продуктом распада углеводов, жиров и безазотистого остатка некоторых аминокислот. Наряду с этим пировиноградная кислота может служить продуктом для синтеза углеводов и жиров, а также участвовать в переаминировании аминокислот.

Основной ключевой продукт — ацетилкоэнзим А («активный ацетат»), образующийся в результате многоступенчатого окислительного декарбоксилирования пировиноградной кислоты и последующего присоединения коэнзима А. Ацетилкоензим А — нуклеотид, содержащий богатую энергией сульфидную связь. 0н легко подвергается дальнейшему окислению, а также служит объединяющим звеном для обмена жирных кислот и некоторых аминокислот.

В итоге обмен жиров, белков и углеводов сводится к общему пути — циклу трикарбоновых кислот (циклу Кребса), окислительному распаду конечных продуктов обмена углеводов, жиров и аминокислот. Таким образом процессы обмена углеводов, жиров и белков взаимосвязаны на стадии ключевых продуктов метаболизма и имеют общий конечный путь (рис. 21).

Белки Углеводы Жиры
âá âá â
Аминокислоты Моносахариды Глицерин Жирные кислоты
â âá âá
Пировиноградная кислота
â
Ацетилкоэнзим А
â
Цикл трикарбоновых кислот Дыхательная цепь
à
ß
à
â â
Н2О СО2

Рис. 21. Схема взаимосвязи обмена углеводов, белков, и жиров (по: Држевецкая, 1994)

Процессы межуточного обмена веществ приводят к синтезу видоспецифических белков, жиров и углеводов и их комплексов — нуклеопротеидов, фосфолипидов и др., то есть к образованию составных частей организма. Наряду с этим процессы межуточного обмена служат основным источником энергии.

Основная часть энергии (2/3) освобождается в результате окисления в цикле Кребса.

При межуточных превращениях углеводов, жиров и белков освободившаяся энергия превращается в энергию особых химических соединений, так называемых макроэргами, то есть соединений, в которых накапливается много энергии.

В организме человека функцию макроэргов выполняют различные фосфорные соединения, главным образом аденозинтрифосфорная кислота (АТФ).

Именно в АТФ аккумулируется 60—70% всей энергии, освобождающейся при межуточном обмене питательных веществ.

И лишь 30—40% энергии, выделяющейся при окислении белков, жиров и углеводов, превращается в тепловую энергию и выделяется из организма во внешнюю среду в процессе теплоотдачи.

Третий этап обмена заключается в образовании и выделении конечных продуктов обмена. Азотосодержащие продукты выделяются с мочой (главным образом), калом и в небольших количествах через кожу.

Углерод выделяется главным образом в виде СО2 через легкие и частично с мочой и калом. Выделение водорода происходит преимущественно в виде воды через легкие и кожу, а также с мочой и калом.

Таким же путем экскретируются минеральные соединения.

Обмен белков. Значение белков. Белками или протеинами называют высокомолекулярные органические соединения, построенные из остатков аминокислот. Белки занимают ведущее место среди органических элементов, на их долю приходится более 50% сухой массы клетки. Они выполняют следующие функции:

1) пластическую — основной строительный материал клеточных структур (входят в состав цитоплазмы, гемоглобина, многих гормонов);

2) ферментативную — белки ферменты катализируют процессы обмена веществ (дыхание, пищеварение, выделение);

3) энергетическую — обеспечивают организм энергией, образующейся при расщеплении белков;

4) защитную — белки плазмы крови обеспечивают иммунитет;

5) гомеостатическую — поддерживают постоянство водно-солевой среды организма;

6) двигательную — взаимодействие сократительных белков актина и миозина при мышечном сокращении.

Белки являются материальными носителями жизни, составляют основу всех клеточных структур. Биосинтез белков определяет рост, развитие и самообновление всех структурных элементов в организме. Важная роль белков определяет необходимость их частого обновления. Скорость обновления белков неодинакова для различных тканей.

С наибольшей скоростью обнавляются белки печени, слизистой оболочки кишечника, а также других органов и плазмы крови. Так например, в печени человека ежедневно образуется около 25 г нового белка, в цитоплазме в сутки заменяется около 20 г, в составе гемоглобина — около 8 г.

В нормальных условиях в организме взрослого человека ежедневно продуцируется до 400 г нового белка и столько же распадается. Половина белкового состава печени замещается новым белком на протяжении всего 5—7 дней.

Медленнее обновляются белки, входящие в состав клеток мозга, сердца, половых желез, и еще медленнее — белки мышц, кожи и особенно опорных тканей (сухожилей, костей, хрящей).

Полноценные и неполноценные белки. Белковый обмен организма тесно связан с белковым питанием. Для синтеза белков большое значение имеет аминокислотный состав пищи.

Все аминокислоты, используемые в синтезе белка, делятся на две группы: 1) заменимые, недостаток которых в пище может быть восполнен за счет других аминокислот, и 2) незаменимые или жизненно необходимые, не образующиеся в организме, недостаток которых вызывает нарушение синтеза белков.

Установлено, что из 20 входящих в состав белков-аминокислот 12 синтезируются (заменимые аминокислоты), а 8 не синтезируются (незаменимые аминокислоты). Без незаменимых аминокислот синтез белка резко нарушается: останавливается рост, падает масса тела.

К незаменимым аминокислотам относятся валин, лейцин, изолейцин, треонин, метионин, фенилалалин, триптофан, лизин. Например, отсутствие в пище аминокислоты лизина приводит к задержке роста ребенка, к истощению его мышечной системы.

Недостаток валина вызывает расстройство равновесия у детей.

Пища животного происхождения содержит больше незаменимых аминокислот, чем растительная. Белки, включающие весь необходимый набор аминокислот, называют биологически полноценными. Наиболее высока биологическая ценность белков молока, яиц, рыбы, мяса.

Неполноценными белками являются белки кукурузы, пшеницы, ячменя. Следует отметить, что два неполноценных белка с различным составом аминокислот могут совместно обеспечить потребность организма.

В связи с этим пища ребенка должна не только содержать достаточное количество белка, но и включать белки с высокой биологической ценностью, то есть животного происхождения.

Этапы белкового обмена. Обмен белков — процесс усвоения (синтеза, распада и выведения) клетками и тканями организма азотосодержащих соединений (главным образом белков и аминокислот).

Синтез белка происходит из аминокислот и низкомолекулярных полипептидов, которые образуются при расщеплении белков в пищеварительной системе до аминокислот и всасываются в кровь.

Ферментативное расщепление белков осуществляется протеипазами пищеварительных соков — желудочного, поджелудочного, кишечного.

Межуточный обмен белков. Всосавшиеся в кишечнике аминокислоты и пептиды переносятся кровью в печень и к периферическим тканям.

Здесь часть их используется для синтеза белков организма, часть идет на образование ряда производных аминокислот (пуриновых и фосфатидных оснований).

Наконец, часть аминокислот подвергается дезаминированию, то есть удалению аминогруппы из аминокислот и превращение их в безазотистые продукты. Аминогруппы, отщепившиеся при дезаминировании, выводятся из организма с мочей в виде аммиака и мочевины.

Таким образом, межуточный обмен белков состоит из нескольких фаз: 1) биосинтез белков; 2) расщепление тканевых белков, 3) превращение аминокислот. В процессе межуточного обмена аминокислот появляются физиологически активные вещества: гормоны, нуклеотиды, коферменты (рис. 22).

В результате межуточного обмена белков образуются конечные продукты (аммиак, мочевая кислота, креатин). Мочевина основной конечный продукт, образующийся в процессе белкового метаболизма. Она синтезируется в печени из аммиака, освобождающегося при дезаминировании аминокислот.

Азотистый баланс — соотношение количества азота, поступившего в организм с пищей и выделившегося из него. Так как в состав белков входит азот, то по азотистому балансу можно судить о соотношении количества поступившего и разрушенного в организме белка:

Азотистый баланс = усвоенный азот (азот пищи-азот кала)
азот мочи

Зная, сколько азота усвоено, легко рассчитать количество введенного в организм белка.

В среднем в белке содержится 16% азота, то есть 1г азота в 6,25 г белка, следовательно, умножив величину усвоенного азота на 6,25 можно определить количество введенного в организм белка. Точно также определяют и величину суточного распада белка.

Между количеством азота, введенного с белками пищи, и количеством азота, выводимого из организма, существует определенная взаимосвязь. Это состояние получило название азотистого равновесия.

Следовательно, в состоянии азотистого равновесия распад белковых структур организма количественно уравновешивается белками пищи. Азотистое равновесие характеризует нормальное протекание процессов белкового обмена в организме в условиях достаточного белкового питания.

  Белки пищи   Тканевые белки
â распад â распад
Пептиды Пептиды  
â â
  Аминокислоты  
новообразование â âвзаимопревращение
Вещества небелковой природы Аминокислоты
Аминокислоты NH3   Мочевина
â
Тканевые белки   синтезраспад
Биологически активные вещества: гормоны, нуклеотиды, коферментыраспад   Метаболиты цикла трикарбоновых кислот
â
СО2 Н2О

Рис. 22. Пути использования аминокислот во внутриклеточном обмене
(по: Андреева и др., 1998)

В тех случаях, когда поступление азота превышает его выделение — положительный азотистый баланс. При этом синтез белка преобладает над его распадом.

Устойчивый положительный азотистый баланс наблюдается всегда при увеличении массы тела и отмечается в период роста организма, во время беременности в связи с ростом плода, в период выздоровления после тяжелых заболеваний, а также при усиленных спортивных тренировках, сопровождающихся увеличением массы мышц. В этих случаях происходит задержка азота в организме (ретенция азота).

Белки в организме не депонируются, то есть не откладываются в запас. Поэтому при поступлении с пищей значительного количества белка только часть его расходуется на пластические цели, большая же часть — на энергетические цели. В связи с этим ребенку нужно давать оптимальное количество белка, с набором всех аминокислот.

Когда количество выведенного из организма азота превышает количество поступившего, то определяется как отрицательный азотистый баланс.

Отрицательный азотистый баланс возникает при полном отсутствии или недостаточном количестве белка в пище, а также при потреблении пищи, содержащей неполноценные белки. Во всех этих случаях имеет место белковое голодание.

При белковом голодании снижается интенсивность синтеза и распада белка.

Понижение активности синтеза белков, особенно функционально необходимых белков, приводит к нарушению деятельности органов и систем. Особенно страдает растущий организм: тормозится рост, нарушается формирование скелета, что обусловлено недостатком пластического материала, необходимого для построения клеточных структур.

Возрастные особенности белкового обмена. В детском организме интенсивно протекают процессы роста и формирования новых клеток и тканей. Поэтому потребность в белках у ребенка значительно выше, чем у взрослого. Чем интенсивнее идут процессы роста, тем больше потребность в белке.

Институтом питания РАМН разработаны нормы суточной потребности белка на 1 кг массы тела детей: до 1 года — 5—5,5 г, от 1 до 3 лет — 4—4,5 г, от 4 до 7 лет — 3,5—4 г, от 8 до 12 лет — 3 г и старше 12 лет — 2—2,5 г.

При этих величинах азот максимально задерживается в организме. Важное значение имеет не только количество, но и качество вводимого белка.

Полноценность белков определяется наличием в них аминокислот, необходимых для построения белков детского организма.

С возрастом изменяется потребность в отдельных незаменимых и заменимых аминокислотах.

Дети 1-го года жизни нуждаются не только в гораздо большем количестве нуклеиновых кислот, но и качественно ином составе аминокислот пищи.

В этом же возрасте отмечается наибольшая задержка белка в организме, так как интенсивно нарастает масса тела. Наибольший положительный баланс азота наблюдается в первые 3 месяца жизни.

В дальнейшем величина баланса, оставаясь все время положительной, падает и к концу года существенных изменений в балансе азота не происходит. Так, например, по данным А. Ф. Толкачевской (1960), удержание азота у детей 1-го года жизни в г/кг в среднем составляет: 3 месяца — 0,28, 3—6 месяцев — 0,20, 6—9 месяцев — 0,21, 9—12 месяцев — 0,23 (цит. по: Маркосян, 1969).

Степень использования организмом азота имеет индивидуальные колебания. Как расходование, так и задержка азота пищи зависит не только от возрастных потребностей организма, но и от количества введенного с пищей белка. Ребенок в отличие от взрослого обладает способностью временного накопления белка. Чем больше вводится с пищей азота, тем больше его задержка в организме (табл. 34).

Табл. 34. Задержка азота у дошкольников при различном содержании белка в рационе (по: Макхамов, 1959)

Рацион Введено белка в день, в% Задержка азота в граммах на 1 кг веса в среднем
Мясо, в% Молочные продукты, в% Хлеб, в%
31,0 2,8 41,0 54,36 0,111
22,0 25,0 31,0 72,60 0,215
26,8 37,2 25,5 68,45 0,285
20,6 37,5 27,0 77,40 0,311

Наилучшая ретенция азота у детей от 1,6 до 3 лет наблюдается при суточной дозе белка, равной 4 г на 1 кг веса. Уустановлено, что для детей 7—8 лет суточная доза белка, равная 2,2—2,5 г на 1 кг веса, лишь поддерживает азотистое равновесие. При меньшей дозе баланс отрицательный, а при дозе 2,8 —З г на 1 кг веса он становится положительным.

С возрастом в моче увеличивается количество недоокисленных продуктов, изменяются соотношения между отдельными фракциями азота и серы мочи, происходят изменения в выделении молочной кислоты и креатина.

Наименьшее содержание общего азота в моче приходится на первые 3 месяца жизни, а в последующие месяцы и до 1-го года отмечается повышение содержания азота в моче.

Суточное количество азота, выводимое с мочой, особенно в течение первых 4 лет жизни интенсивно увеличивается. В 4—6 лет общий азот мочи колеблется в пределах 98—162 мг/ч.

Количество азота на 1 кг веса достигает максимальной величины к 6 годам, а затем начинает постепенно снижаться.

В расчете на 1 кг веса количество мочевины, постепенно нарастая на 1-м году жизни, на 2-м году увеличивается вдвое, затем опять постепенно повышается до 5—6 лет, после чего начинает падать. Так, например, если у новорожденного выделяется с мочой 0,17 г мочевины на 1 кг веса, то у 6-летнего — 0,81, а у 13-летнего — 0,64.

Таким образом, периоду наиболее интенсивного роста соответствует наименьшее выделение мочевины. Что касается содержания в моче детей мочевой кислоты,то выделение ее в расчете на 1 кг веса на протяжении первого года жизни значительно превышает таковое у взрослого человека.

Особенно высоко содержание мочевой кислоты в первые 3 месяца, затем несколько снижается, но к концу года все же превышает нормы взрослого в 2—4 раза. Суточное количество мочевой кислоты довольно равномерно повышается с возрастом и составляет на 2-м году жизни 260 мг, в 10 лет — 560 мг, в 13 лет — 600 мг и у взрослого — 800 мг.

В то же время относительное выведение мочевой кислоты с возрастом уменьшается.

Еще одной особенностью азотистого обмена детей является постоянное наличие в их моче креатина.

В норме креатин в моче взрослых людей не выделяется, а у детей, начиная с момента рождения, выделение креатина в моче продолжается до периода полового созревания.

С возрастом значительно уменьшается выделение креатина с мочой, повышается концентрация креатинина и к 15—16 годам приближается к уровню взрослого человека.

В возрасте 5—6 лет нет половых различий в выделении как креатина, так и креатинина, они появляются лишь в 10—13 лет, причем у девочек выделение креатина больше, чем у мальчиков.

В отношении выделения креатинина половые различия возникают примерно с 9 лет и более заметными становятся в 14—16 лет. У мальчиков суточное количество выделяемого с мочой креатинина намного больше, чем у девочек. Эти половые различия объясняются, по-видимому, большим развитием мышечной системы у мальчиков по сравнению с девочками этого же возраста.

Дата добавления: 2017-11-04; просмотров: 1008; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

ПОСМОТРЕТЬ ЁЩЕ:

Источник: https://helpiks.org/9-39252.html

§ 3. Питание и обмен веществ

Обмен веществ и энергии. Питание

§ 3. Питание и обмен веществ

В организме человека непрерывно протекают сложные процессы обмена веществ.

Обмен веществ или метаболизм, это совокупность всех химических изменений и всех видов превращений веществ и энергии, обеспечивающих развитие, жизнедеятельность и самовоспроизведение организмов, их связь с окружающей средой и адаптацию к изменениям внешних условий.

Основу обмена веществ составляют процессы катаболизма и анаболизма.

Катаболизм (от греч. katabole – сбрасывание, разрушение) – совокупность протекающих в живом организме ферментативных реакций расщепления сложных органических веществ, включая и пищевые.

В процессе катаболизма, который называют также диссимиляцией, происходит освобождение энергии, заключенной в химических связях крупных органических молекул, и запасание ее в форме богатых энергией связей АТФ. К катаболическим процессам относятся клеточное дыхание, гликолиз, брожение.

Основные конечные продукты катаболизма – вода, углекислый газ, аммиак, мочевина, молочная кислота, которые выводятся из организма через кожу, легкие и почки.

Анаболизм (от греч. anabole – подъем) – совокупность химических процессов в живом организме, направленных на образование и обновление структурных частей клеток и тканей.

Процессы анаболизма, которые называют также ассимиляцией, составляют противоположную катаболизму сторону обмена веществ, и заключаются в синтезе сложных молекул из более простых с использованием энергии, высвободившейся в первой фазе метаболизма.

Посредником между организмом и внешней средой является кровь, которая принимает продукты распада, а также несет к тканям вещества, необходимые для осуществления процессов ассимиляции.

Процессы ассимиляции и диссимиляции тесно связаны между собой и составляют сущность жизни. Однако между ними далеко не всегда наблюдается равновесие.

Так, при процессах роста преобладают процессы ассимиляции; при голодании, тяжелых заболеваниях, интенсивном физическом и умственном труде процессы диссимиляции могут быть значительно выше процессов ассимиляции [4].

При правильном соотношении процессов ассимиляции и диссимиляции в организме взрослого человека наблюдается относительное равновесие в обмене веществ, что выражается в постоянстве веса [4]. Снижение веса свидетельствует о недостатке веществ в организмоме и, наоборот, прибавка в весе говорит о преобладании процессов синтеза над процессами распада.

Процессы распада и синтеза осуществляются путем последовательных химических реакций с участием соответствующих ферментов. С рождением человека для каждого из нас характерен генетически обусловленный обмен веществ. В процессе жизни обмен веществ регулируется гормонально, координирует же эту деятельность центральная нервная система.

Обмен веществ и питание нельзя рассматривать отдельно. Не вызывает сомнений [7], что фактор питания сыграл важную роль в эволюции человека. Питание относится к числу наиболее древних связей между организмом и окружающей средой.

Пища, которую наш предок в течение тысячелетий получал из окружающей среды, формировала современный обмен веществ каждого из нас.

Изменение структуры питания – это непрерывный процесс, который продолжается и в наше время, однако изучению последствий этого процесса в специальной литературе внимания уделяется явно недостаточно.

Говоря о питании как факторе коррекции форм и веса тела, рассматривают, как правило, его химический состав и количество заключенной в нем энергии (см. приложение 2). Однако организм усваивает не всю энергию, заключенную в пищевых продуктах.

Мы видим вокруг себя сотни примеров, когда люди с приблизительно схожим по калорийности рационом питания и с приблизительно равным суточным расходом энергии, имеющие к тому же одинаковый вес, в течение нескольких лет могут существенным образом изменить в противоположные стороны свои формы и вес тела.

При направленном питании желающие увеличить свой вес принимают большое количество высококалорийной пищи, однако вес увеличивается не у всех; многие питаются низкокалорийной пищей в небольших объемах, а вес уменьшается на относительно небольшую величину или остается на прежнем уровне.

Конечно, если приход энергии (в абсолютных величинах) будет меньше ее расхода, вес начнет снижаться, т.к. процессы обмена веществ в организме подчиняются закону массы и энергии. Энерготраты организма человека выражаются в килокалориях (ккал). Этой же единицей обозначается и энергетическая ценность пищи.

Калорийность – это энергетическая ценность пищевых продуктов; каждый грамм белка и каждый грамм углеводов при сгорании в организме (окислении) образуют тепло, равное 4,1 ккал, а грамм жира – 9,3 ккал.

Энерготраты человека делят на две группы: нерегулируемые и регулируемые. К нерегулируемым энерготратам относят расход энергии на основной обмен и на процессы пищеварения.

Основной обмен – количество энергии, необходимые для поддержания жизненно важных функций организма при полном мышечном покое, через 12-16 часов после приема пищи и при температуре 18-200.

Даже в условиях полного покоя организм постоянно расходует энергию на поддержание работы сердца, органов дыхания и др.

Принято считать, что при обычных условиях у человека среднего возраста и средней массы тела энергия основного обмена составляет 1 ккал в час на 1 кг массы тела.

В процессе пищеварения при приеме белков основной обмен повышается на 30-40%, жиров – 4-14%, углеводов – на 4-6%. При смешанном питании с оптимальным количеством потребляемых продуктов основной обмен повышается в среднем на 10-15% [19].

Регулируемые энерготраты – это расход энергии при различных видах деятельности. Они особенно велики при длительном сокращении больших групп мышц в условиях аэробного энергообеспечения.

В некоторых видах спорта на выносливость высококвалифицированные спортсмены способны тратить энергии больше, чем может усвоить их организм, что стало объективной причиной ограничения величин тренировочных нагрузок.

Обмен белков в организме. Белки – сложные органические соединения. В организме они синтезируются из аминокислот. Аминокислоты характеризуются наличием в них аминогруппы (NH2). В состав белковых молекул входят также углерод и некоторые другие вещества.

Функции белков в организме многочисленны: раздражимость и сократимость мышц, пищеварительные процессы и др. Белки поступают в организм с пищевыми продуктами. Разные продукты содержат (см. приложение 2) соответствующее количество белков. Синтез белков в организме возможен только из аминокислот, причем, для образования белков нужны определенные аминокислоты.

Некоторые из них организм может синтезировать сам, но 10 аминокислот он образовывать не в состоянии, поэтому они называются незаменимыми. В белках животного происхождения, поступающих в составе пищи, содержатся все необходимые организму аминокислоты. Их называют полноценными.

Белки растительного происхождения – неполноценные, т.к. не содержат всех аминокислот, необходимых для синтеза белков.

В организме человека белки, как было отмечено выше, в запас не откладываются. При избыточном поступлении аминокислот после отщепления от них аминогрупп образуются углеводы и жиры.

Потребность взрослого человека в белках в среднем составляет 100 г в сутки, причем, соотношение животных и растительных белков в среднем должно составлять 55:45.

При больших физических нагрузках, а также при высокой температуре окружающей среды потребности организма в белках возрастают до 120-170 г [19].

Конечными продуктами расщепления белков являются аммиак, мочевая кислота, мочевина, которые удаляются из организма главным образом через почки.

Обмен углеводов в организме. Углеводы построены из трех химических элементов: углерода, водорода и кислорода. В обычных условиях человек в сутки потребляет 400-800 г углеводов.

При переваривании пищи углеводы превращаются в глюкозу, которая затем всасывается кровью и разносится по всему телу. Однако, благодаря взаимодействию гормонов инсулина и адреналина, концентрация глюкозы в крови удерживается на относительно постоянном уровне.

Из глюкозы при содействии инсулина образуется гликоген, который откладывается в мышцах и печени.

Функции углеводов в организме многообразны, но основная их роль – источник энергии. При физической работе именно гликоген расщепляется первым. Запасы гликогена в организме относительно невелики (см. § 1 главы 1). Поступающий с пищей (см.

приложение 2) избыток углеводов служит организму материалом для синтеза белков. Повысить же запасы гликогена можно, систематически занимаясь аэробными упражнениями.

Постоянно истощая углеводные запасы, мы усилим процессы их синтеза в восстановительном периоде, превысив исходный уровень гликогена.

Конечные продукты расщепления углеводов – вода и углекислый газ – удаляются из организма с выдыхаемым воздухом, с потом и мочей.

Обмен липидов в организме. Липиды – это большие группы жиров и жироподобных веществ различного химического строения. Они не растворяются в воде. Количество липидов в организме в норме составляет 10-20% от массы тела, при нарушении обмена веществ – до 50% [19].

В организме человека жиры играют большую и разнообразную роль. Они являются богатейшим источником энергии, предохраняют организм от температурных и механических воздействий и т.д. Поступая с пищей (см.

приложение 2), жиры расщепляются до глицерина и жирных кислот, которые всасываются главным образом в лимфотические сосуды, и лишь частично – непосредственно в кровь. В дальнейшем из глицерина и жирных кислот организм синтезирует свойственные ему жиры.

Нарушение функций промежуточного мозга, гипофиза, щитовидной, поджелудочной и половых желез сопровождается либо ожирением, либо истощением организма. При нормальном их функционировании организм накапливает жир при избыточном питании [19].

Для того, чтобы «сжечь» 1 кг жира, человеку со средней массой тела необходимо пробежать в среднем темпе около 13 км.

Кроме названных, в организме постоянно происходит обмен воды и минеральных солей, значимую роль в обмене веществ играют витамины.

Нельзя не сказать и о том влиянии, которое может оказать ЦНС на обменные процессы.

Иногда замечания даже незнакомых людей по поводу «лишних» килограммов могут значительно усилить процессы распада и привести к быстрой потере веса, причем не только за счет жирового, но и мышечного компонентов.

В таком подходе кроется опасность того, что процесс снижения веса будет тяжело остановить, и человек окажется в другой крайности.

Для уменьшения жирового компонента массы тела используют направленный режим питания в сочетании с выполнением физических упражнений аэробного характера. Однако, уменьшение веса тела -– задача частная, которая, в принципе, может быть решена довольно быстро.

Главной же целью занятий физическими упражнениями и использования направленного режима питания должен стать ваш более совершенный обмен веществ. Но не забывайте о принципе постепенности.

В месяц рекомендуется снижать вес не более чем на 2-4 кг в зависимости от величины исходного веса, в противном случае, велика вероятность того, что вы не справитесь с процессом регулирования веса, и за очень короткое время наберете вес, превосходящий исходный. Вес человека часто сравнивают с маятником. Снижая его, мы как бы отклоняем маятник.

Чем на большую величину он сдвинут, тем тяжелее продолжать этот процесс, и тем большей потенциальной энергией он будет обладать.

Если в какой то период жизни (к примеру, 2-3 недели и более) мы ослабим силу нашей воли, «наслаждаясь» высококалорийной пищей и физическим бездействием, маятник устремится вниз и, пройдя начальное положение, начнет сдвигаться в другую сторону, т.е. ваш вес не только возвратится в изначальные величины, но и превысит их.

Причем, чем больше маятник отклонится в одну сторону, т.е. чем больше вы сбросите «лишних» килограммов, тем на большую величину он отклониться в другую сторону, т.е. тем больший вес вы наберете в период «наслаждения».

Исходя из вышесказанного, целесообразнее снижать вес постепенно: «сбросив» не более 2-4 кг в месяц, обязательно некоторое время (месяц и более) стабилизируйте его, дав организму возможность адаптироваться к новым условиям жизнедеятельности.

Расчеты показывают, что при снижении веса по 2 кг за 2 месяца (один месяц – на снижение веса, второй – на стабилизацию), за год вы сможете сбросить до 12 «лишних» килограммов. Доведя свой вес до нормы, необходимо удержать его в допустимых рамках. При постепенном снижении веса сделать это будет намного легче. Через относительно продолжительное время, зависящее и от числа потерянных килограммов, вы сможете привести процессы распада и синтеза в организме в гармоническое соответствие. С каждым годом удерживать свой вес вам будет легче и вы, при желании, сможете позволить себе некоторое время питаться любой пищей в любых количествах, при этом ваш адаптированный обмен веществ не допустит значительного изменения веса.

Источник: https://ebooks.grsu.by/rudenik/3-pitanie-i-obmen-veshchestv.htm

Обмен веществ(питание) – биология

Обмен веществ и энергии. Питание

Витамины — биологически активные вещества, необходимые для жизнедеятельности организма.

Витамины необходимы организму в очень малых количествах, однако при их недостатке быстро развиваются гиповитаминозы, а при нехватке — авитаминозы, которые могут иметь даже смертельный исход.

Входя в состав ферментов, витамины усиливают действие других биологически активных веществ, повышают иммунитет и сопротивляемость организма к болезням, стимулируют рост и регенерацию тканей и т. д.

Витамины обозначают латинскими буквами и делят на 2 группы: водорастворимые и жирорастворимые. на две группы: водорастворимые и жирорастворимые ).

  • Водорастворимые витамины (B1, B2, B5, B6, B9, B12, PP, C) поступают в организм человека в виде водных растворов.
  • Жирорастворимые витамины (A, D, E, K) растворяются в жирах пищи и всасываются вместе с ними.

Водорастворимые витамины

 C (аскорбиновая кислота) — участвует в окислительно-восстановительных процессах, повышает устойчивость к инфекциям.

При гиповитаминозе развивается болезнь десен — цинга, поражаются стенки кровеносных сосудов (кровоточат дёсны, зубы расшатываются и выпадают). Если не возместить недостаток этого витамина, то человек может погибнуть.

Витамин C содержится в овощах и фруктах, но больше всего его в плодах шиповника, чёрной смородине, облепихе и сладком перце.

B1 (тиамин) — участвует в обмене белков, жиров и углеводов, в проведении нервного импульса. Витамин B1 необходим для нормальной работы нервной, эндокринной и иммунной систем. Гиповитаминоз вызывает заболевание полиневрит.

Сначала возникает бессонница, повышенная раздражительность, беспокойство, головные боли. Появляются слабость и боли в ногах.

Наиболее богаты тиамином изделия из муки грубого помола, содержащие отруби, а также бобовые растения: горох, фасоль, соя.

B2 (рибофлавин) – участвует в клеточном дыхании. Гиповитаминоз вызывает поражение слизистой оболочки уголков рта, у человека плохо заживают повреждения кожи, слезятся глаза, развивается светобоязнь. Главными источниками витамина B2 являются молоко и молочные продукты, яйца, печень, мясо, рыба, хлеб, гречневая крупа.

B6 — участвует в обмене веществ, при гиповитаминозе возникают заболевания кожи, судороги, анемия.

B12 — участвует в белковом обмене. При гиповитаминозе возникает анемия.

PP (никотиновая кислота) — обеспечивает в организме нормальную интенсивность энергетического обмена, частвует в клеточном дыхании, работе пищеварительной системы.

При недостатке никотиновой кислоты развивается пеллагра – тяжёлое заболевание, связанное с поражением центральной нервной системы, желудочно-кишечного тракта и кожи.

Источниками витамина PP служат крупы, хлеб грубого помола, бобовые, мясо и внутренние органы животных (печень, почки, сердце), рыба и некоторые овощи. Очень высоко содержание никотиновой кислоты в дрожжах, сушёных грибах.

A (ретинол)  — обеспечивает нормальный рост организма, формирование скелета, размножение клеток кожных покровов, а также необходим для нормального зрения. Этот витамин поступает в организм только с продуктами животного происхождения.

Он содержится в печени рыб и других животных, яйцах, масле, сметане. В растениях присутствует растительный пигмент бета-каротин, из которого витамин Aмедленно образуется в самом организме человека.

При гиповитаминозе наступает куриная слепота (снижение способности различать цвета в полумраке).

D (кальциферол) — регулирует обмен кальция и фосфора и необходим для нормального образования костной ткани. Он повышает всасывание этих минеральных веществ в тонком кишечнике и способствует их отложению в костях.

При гиповитаминозе развивается заболевание — рахит. Витамином D богаты в основном продукты животного происхождения: печень рыб, молочные продукты, яйца.

Также витамин D вырабатывается в коже человека под действием ультрафиолетового излучения (при загаре).

E — не даёт свободным радикалам кислорода разрушать клеточные мембраны. При гиповитаминозе ослабляется половая функция, развивается дистрофия скелетных мышц. Источником этого витамина являются растительные масла, особенно нерафинированные. Витамин Е содержится также в печени, яйцах, хлебобулочных изделиях, гречке, бобовых.

K — (филлохинон) участвует в образовании протромбина, без которого невозможно свёртывание крови. При гиповитаминозе снижается свертываемость крови. Витамин К содержат многие продукты: цветная капуста, салат, кабачки, говяжья печень. Кроме того, этот витамин вырабатывается бактериями, живущими в толстом кишечнике.

Сохранение витаминов в пище

Каждый человек должен ежедневно получать с пищей все необходимые витамины, если их не хватает в пище, можно принимать препараты витаминов по рекомендации врача.

Сохранение витаминов в продуктах питания зависит от кулинарной обработки пищи, условий и продолжительности ее хранения.

Наименее устойчивы витамины A, B1 и B2.

Установлено, что витамин A разрушается во время варки и сушки продуктов, его содержащих (например, в варёной моркови его вдвое меньше, чем в сырой). Термическая обработка также значительно снижает содержание в пище витаминов группы B (мясо после варки теряет от 15 до 60% витаминов группы B, а растительные продукты — около 1/5).

При нагревании, и даже при соприкосновении с воздухом легко разрушается витамин C, поэтому овощи надо очищать и нарезать перед самой варкой. Чтобы сохранить больше витаминов в овощах, их лучше опускать их сразу в кипящую воду, варить недолго в закрытой посуде и есть сразу же после приготовления.

  

Обменные процессы в организме происходят под действием ферментов и регулируются нервно-гуморальным путем.

Почти все железы внутренней секреции принимают участие в регуляции обмена веществ:

  • щитовидная железа регулирует окислительные процессы, влияя на рост и развитие организма;
  • надпочечники регулируют углеводный, жировой и белковый обмен (способствуют превращению белков в углеводы), регулируют обмен воды и солей.

Нарушения регуляции обмена веществ вызывают различные заболевания.

Источник: https://www.sites.google.com/site/biologia2017kgy/obmen-vesestv

Физиология человека: Регуляция обмена веществ и энергии. Рациональное питание. Основной обмен. Температура тела и ее регуляция

Опубликована новая тема в разделе “Регуляция обмена веществ и энергии. Рациональное питание. Основной обмен. Температура тела и ее регуляция.” Тема содержит подробные иллюстрации ( рисунки ).
1. Энергетические затраты организма в условиях физической нагрузки. Коэффициент физической активности. Рабочая прибавка.
2. Регуляция обмена веществ и энергии.

Центр регуляции обмена веществ. Модуляторы.
3. Концентрация глюкозы в крови. Схема регуляции концентрации глюкозы. Гипогликемия. Гипогликемическая кома. Чувство голода.
4. Питание. Норма питания. Соотношение белков, жиров и углеводов. Энергетической ценность. Калорийность.
5. Рацион беременных и кормящих женщин. Рацион детского питания.

Распределение суточного рациона. Пищевые волокна.
6. Рациональное питание как фактор сохранения и укрепления здоровья. Здоровый образ жизни. Режим приема пищи.
7. Температура тела и ее регуляция. Гомойотермные. Пойкилотермные. Изотермия. Гетеротермные организмы.
8. Нормальная температура тела. Гомойотермное ядро. Пойкилотермная оболочка.

Температура комфорта. Температура тела человека.
9. Теплопродукция. Первичная теплота. Эндогенная терморегуляция. Вторичная теплота. Сократительный термогенез. Несократительный термогенез.
10. Теплоотдача. Излучение. Теплопроведение. Конвекция. Испарение.
11. Помощники витамины группы В. – Польза и в чем содержатся
12. Нарушения обмена веществ.

Народные советы по решению проблем обмена веществ

Пищеварительные соки. Переваривание углеводов, белков, жиров

1. Регуляция секреции поджелудочной железы. Этапы панкреатической секреции
2. Физиология секреции желчи. Физиологическая анатомия секреции желчи
3. Состав желчи. Функция желчи в переваривании жиров
4. Холестерол и желчные камни.

Секреция в двенадцатиперстной кишке
5. Секреция кишечного пищеварительного сока. Состав кишечного пищеварительного сока
6. Секреция в толстом кишечнике. Гидролиз питательных веществ
7. Переваривание углеводов.

Последовательность переваривания углеводов в ЖКТ
8. Переваривание белков. Этапы и последовательность переваривания белков
9. Переваривание жиров. Этапы переваривания жиров в кишечнике
10. Переваривание триглицеридов. Формирование жировых мицелл
11.

Какая норма сахара в крови? Почему сахар крови выходит за пределы нормы

Физиология человека: Регуляция температуры тела

Опубликована новая тема в разделе “Регуляция температуры тела.” Тема содержит подробные иллюстрации ( рисунки ).
1. Поведенческая терморегуляция. Регуляция температуры тела. Восприятие организмом температурных воздействий (терморецепция).
2. Центральное звено системы терморегуляции. Центр терморегуляции. Установочная точка терморегуляции.
3.

Эффекторное (исполнительное) звено системы терморегуляции. Дрожь. Холодовой дрож. Причины дрожи. Механизм дрожи. Гипотермия. Гипертермия.
4. Гипертермия. Гипотермия. Тепловой удар. Лихорадка.
5. Взаимодействие системы терморегуляции с другими физиологическими системами организма. Сердечно-сосудистая система и терморегуляция.
6. Водно-солевой баланс и терморегуляция.

Дыхание и терморегуляция.
7. Высвобождение энергии из продуктов. Физиология аденозинтрифосфата (АТФ)
8. Физиология обмена глюкозы. Транспорт глюкозы через мембрану клетки
9. Регуляция обмена глюкозы. Синтез и распад гликогена
10. Гликолиз глюкозы и высвобождение энергии. Цикл лимонной кислоты или цикл Кребса
11. Образование АТФ в цикле лимонной кислоты.

Окислительное фосфорилирование

Синтез АТФ. Обмен глюкозы и жиров

1. Образование АТФ через хемоосмотический механизм. Образование и синтез АТФ
2. Синтез АТФ при расщеплении глюкозы. Выделение энергии из гликогена
3. Анаэробный гликолиз. Молочная и пировиноградная кислота
4. Высвобождение энергии из глюкозы через пентозофосфатный цикл. Превращение глюкозы в жиры
5.

Образование углеводов из белков и жиров. Регуляция глюконеогенеза
6. Метаболизм жиров в организме. Транспорт липидов
7. Свободные жирные кислоты. Транспорт свободных жирных кислот
8. Липопротеины. Виды и физиология липопротеинов
9. Обмен жиров и их депонирование. Жиры печени
10. Расщепление жирных кислот.

Окисление жирных кислот

Физиология обмена жиров. Обмен холестерина

1. Образование в печени ацетоуксусной кислоты. Кетоз при голодании и привыкание к жирной пище
2. Синтез триглицеридов из углеводов. Этапы синтеза жиров из углеводов
3. Синтез триглицеридов из белков.

Регуляция освобождения энергии из триглицеридов
4. Гормональная регуляция обмена жиров. Ожирение
5. Фосфолипиды и их обмен. Физиология образования холестерола
6. Роль холестерола в организме. Пластические функции фосфолипидов и холестерола
7.

Атеросклероз. Увеличение концентрации липопротеинов низкой плотности
8. Семейная гиперхолестеролемия. Факторы риска развития атеросклероза
9. Профилактика атеросклероза. Свойства аминокислот
10. Аминокислоты крови. Пути поступления аминокислот
11.

Роль биоритма для человеческого организма. Как с ним дружить?

Физиология и функции печени

1. Образование в печени ацетоуксусной кислоты. Кетоз при голодании и привыкание к жирной пище
2. Заменимые и незаменимые аминокислоты. Использование белков на энергетические нужды
3. Распад белков. Физиология регуляции распада белков
4. Функции и задачи печени. Анатомия печени с точки зрения физиологии
5.

Сосудистая система печени. Депо крови в печени
6. Лимфатическая система печени. Регенерация (восстановление) печени
7. Система макрофагов печени. Метаболические функции печени
8. Обмен белков в печени. Роль печени в синтезе и разрушении белков
9. Печень как депо витаминов. Билирубин желчи в диагностике
10. Желтуха.

Причины и варианты желтухи

Питание. Ожирение и научные подходы к проблеме

1. Физиология питания. Пищевой рацион
2. Оценка метаболизма. Экскреция азота и дыхательный коэффициент
3. Регуляция потребления пищи. Центры голода и насыщения гипоталамуса
4. Гормоны регулирующие пищевое поведение. Нервная регуляция процесса еды
5. Регуляция количества потребляемой пищи. Кратковременная регуляция потребления пищи
6.

Промежуточная и долговременная регуляция потребления пищи. Терморегуляция и потребление пищи
7. Физиология ожирения. Индекс массы тела (ИМТ) – как показатель наличия ожирения
8. Снижение физической активности как причина ожирения. Перекармливание детей и дальнейшее ожирение
9. Нервные причины ожирения. Генетические причины ожирения
10. Физиология лечения ожирения.

Современные подходы к лечению ожирения

Физиология обмена витаминов и микроэлементов

1. Физиология истощения. Анорексия и кахексия
2. Голодание. Физиология истощения при голодании
3. Суточная потребность в витаминах. Физиология обмена витамина А
4. Физиология обмена тиамина. Суточная потребность в тиамине
5. Физиология обмена ниацина. Потребность и обмен рибофлавина
6.

Признаки дефицита витамина В12. Физиология обмена фолиевой кислоты и пиридоксина
7. Пантотеновая кислота. Физиология обмена аскорбиновой кислоты
8. Физиология обмена витамина Д, Е, К. Физиология обмена магния, кальция, фосфора
9. Обмен железа. Физиология микроэлементов
10. Аденозинтрифосфат – АТФ.

Физиология обмена АТФ

Энергообмен клетки. Теплообмен

1. Функции фосфокреатина. Анаэробный механизм получения энергии
2. Анаэробный путь получения глюкозы. Кислородная задолженность
3. Использование энергии клетками. Регуляция высвобождения энергии
4. Роль АДФ в использовании энергии. Интенсивность метаболизма в клетках
5. Определение интенсивности метаболизма.

Прямая и непрямая калориметрия
6. Основной обмен. Механизмы регуляции основного обмена
7. Использование энергии при физической активности. Энергия на тепло и питание
8. Нормальная температура тела. Регуляция температуры тела
9. Потери тепла. Кровоток кожи в регуляции теплообмена
10. Теплоизлучение и теплопроведение.

Роль конвекции в теплообмене

Терморегуляция в организме

1. Испарение как фактор теплоотдачи. Одежда и испарение с поверхности тела
2. Потоотделение. Механизм секреции пота
3. Механизм потоотделения при акклиматизации. Теплоотдача при одышке
4. Терморегуляция гипоталамусом. Терморецепторы
5. Нейрональные механизмы регуляции температуры.

Мышечная дрожь
6. Теплопродукция. Механизмы увеличения теплопродукции
7. Эффективность терморегуляции. Значение температуры кожи
8. Местные кожные температурные рефлексы. Лихорадка и пирогены
9. Механизм действия пирогенов. Лихорадка при повреждении мозга
10. Приступ лихорадки.

Тепловой удар

Спортивная медицина

1. Спортсмены мужчины и женщины. Сила мышц
2. Мощность мышц. Выносливость мышц
3. Система фосфокреатин-креатин. Система гликоген-молочная кислота
4. Аэробная система энергообеспечения мышц. Кислородный долг
5. Восстановление мышечного гликогена.

Питательные вещества для мышц
6. Мышечная гипертрофия. Быстрые и медленные мышечные волокна
7. Дыхание при физической нагрузке. Пределы легочной вентиляции
8. Газы крови во время физической нагрузки. Влияние курения на легочную вентиляцию
9.

Мышечный кровоток. Гипертрофия сердца при тренировках
10. Производительность сердца. Температура тела при физической нагрузке
11. Тепловой удар спортсменов. Возмещение потери хлорида натрия и калия у спортсменов
12. Лекарственные препараты спортсменов.

Тренированность тела

Источник: https://meduniver.com/Medical/Physiology/5.html

Vse-referaty
Добавить комментарий