 |
|
АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология |
ОБМІН РЕЧОВИН І ЕНЕРГІЇТипи обміну 1. Обмін між організмом і навколишнім середовищем, тобто кругообіг речовин у природі. 2. Обмін речовин всередині організму: зміни, яких зазнають речовини з моменту надходження їх через травний канал до виведення назовні. Всі процеси обміну речовин спрямовуються ферментами, а сукупність ферментативних реакцій, що відбуваються в організмі, об'єднують загальним поняттям «обмін», або «метаболізм». В результаті обміну речовин безперервно утворюються, оновлюються і руйнуються клітинні структури, синтезуються і руйнуються різні хімічні сполуки. У організмі динамічно урівноважені процеси анаболізму (асиміляція) - біосинтезу органічних речовин, компонентів клітин і тканин, і катаболізму (дисиміляція) - розщеплювання складних молекул компонентів клітин. Переважання анаболічних процесів забезпечує зростання, накопичення маси тіла, переважання ж катаболічних процесів веде до часткового руйнування тканинних структур, зменшення маси тіла. При цьому відбувається перетворення енергії, перехід потенційної енергії хімічних сполук, що звільняється при їх розщеплюванні, в кінетичну, в основному теплову і механічну, частково в електричну енергію. Для відшкодування енерговитрат організму, збереження маси тіла і задоволення потреб зростання необхідне надходження із зовнішнього середовища білків, ліпідів, вуглеводів, вітамінів, мінеральних солей і води. Їх кількість, властивості і співвідношення повинні відповідати стану організму і умовам його існування. Це досягається шляхом живлення. Необхідно також, щоб організм очищався від кінцевих продуктів розпаду, які утворюються при розщеплюванні різних речовин. Це досягається роботою органів виділення. Енергетичний обмін властивий кожній живій клітині; багаті енергією живильні речовини засвоюються і хімічно перетворяться, а кінцеві продукти обміну речовин з нижчим змістом енергії віддаляються з клітини. Енергія, що звільняється при цьому, використовується для різних цілей, наприклад для підтримки клітинної структури (і, отже, збереження її функцій), а також для забезпечення специфічної клітинної активності (наприклад, скорочення м'язових клітин). Обмінні, або метаболічні, процеси, в ході яких специфічні елементи організму синтезуються з поглинених харчових продуктів, називають анаболізмом; відповідно ті метаболічні процеси, в ході яких структурні елементи організму або поглинені харчові продукти піддаються розпаду, називають катаболізмом. Метаболізм жирів і вуглеводів служить головним чином для забезпечення фізіологічних функцій (функціональний метаболізм), тоді як білковий обмін потрібний в першу чергу для підтримки і зміни структури організму (структурний метаболізм). При дисиміляції органічних речовин у клітинах звільняється енергія, яка використовується організмом для підтримки постійної температури тіла, іонних градієнтів, біосинтетичних процесів, для скорочення м’язів, проведення нервового імпульсу. Наслідком енергетичних процесів в організмі є теплоутворення, тому вся енергія, яка утворюється в організмі, може бути виражена в одиницях (калоріях або джоулях). Для визначення витраченої організмом у процесі життєдіяльності енергії використовують методи дослідження: пряму та непряму калориметрію. Метод прямої калориметрії ґрунтується на положенні, що всі види енергії зрештою перетворюються на теплову. Тому, помістивши людину в спеціальну термоізольовану камеру, можна визначити кількість тепла, яке виділилось. Цей спосіб дуже копіткий, і тому використовують непряму калориметрію, тобто визначення теплопродукції за показниками газообміну. Непряма калориметрія основана на тому, що джерело енергії в організмі є окисні процеси, за яких використовується кисень і утворюється вуглекислий газ. За допомогою спеціальних приборів визначають об’єми вдихуваного кисню і видихуваного вуглекислого газу, потім підраховують дихальний коефіцієнт (співвідношення CO2/О2). Користуючись спеціальними таблицями, визначають витрати енергії. За таблицею хімічного складу та енергетичної цінності харчових продуктів визначають надходження енергії. Загальний обмін складається з основного обміну та робочої надбавки. Основний обмін – кількість енергії, яка використовується організмом на підтримання його життєдіяльності за умов фізичного і психічного спокою, у положення лежачи, вранці натще, в умовах температурного комфорту (18-20° С). Величина його залежить від віку, зросту, маси тіла, статі, а також активності механізмів регулювання обміну речовин (за основу може бути взята величина, що дорівнює 1 ккал/(кг·год), або 42 кДж/кг·год). У жінок основний обмін на 10% менший, ніж у чоловіків (за умови однакової маси тіла та зросту). Після 40 років основний обмін на 1 кг маси тіла зменшується. Збільшення основного обміну виникає при гіперфункції щитоподібної залози, а при гіпофункції – зменшується. Збільшення енергетичного обміну понад основний рівень має назву робочої надбавки. Чинниками, які впливають на підвищення енергетичних витрат, є приймання їжі, низька або висока (понад 30°С) температура навколишнього середовища, м’язова та розумова праця. Залежно від особливостей професії за енергетичними витратами осіб поділяють на 5 груп: I. – ті, хто зайняті переважно розумовою працею; II. – зайняті легкою фізичною працею; III. – ті, хто виконує фізичну працю середньої важкості; IV. – зайняті віжкою фізичною працею; V. – зайняті дуже важкою фізичною працею.
Обмін білків Білки займають провідне місце серед органічних елементів, на їх частку доводиться більше 50 % сухої маси клітини. Вони виконують ряд найважливіших біологічних функцій. Вся сукупність обміну речовин в організмі (дихання, травлення, виділення) забезпечується діяльністю ферментів, які є білками. Всі рухові функції організму забезпечуються взаємодією скоротливих білків - актина і міозину. Що поступає з їжею із зовнішнього середовища білок служить пластичній і енергетичній цілям. Пластичне значення білка полягає в заповненні і новоутворенні різних структурних компонентів клітини. Енергетичне значення полягає в забезпеченні організму енергією, що утворюється при розщеплюванні білків. У тканинах постійно протікають процеси розпаду білка з подальшим виділенням з організму невикористаних продуктів білкового обміну і разом з цим - синтез білків. Таким чином, білки організму знаходяться в динамічному стані: із-за безперервного процесу їх руйнування і освіти відбувається оновлення білків, швидкість якого неоднакова для різних тканин. З найбільшою швидкістю оновлюються білки печінки, слизистої оболонки кишечника, а також інших внутрішніх органів і плазми крові. Повільніше оновлюються білки, що входять до складу клітин мозку, серця, статевих залоз і ще повільніше - білки м'язів, шкіри і особливо опорних тканин (сухожиль, кісток і хрящів). Фізіологічне значення амінокислотного складу харчових білків і їх біологічна цінність. Для нормального обміну білків, що є основою їх синтезу, необхідне надходження з їжею в організм різних амінокислот. Змінюючи кількісне співвідношення між амінокислотами, що поступають в організм, або виключаючи з раціону ту або іншу амінокислоту, можна за станом азотистого балансу, зростанню, масі тіла і загальному стану тварин судити про значення для організму окремих амінокислот. Експериментально встановлено, що з 20 вхідних до складу білків амінокислот 12 синтезуються в організмі - замінимі амінокислоти, а 8 не синтезуються - незамінні амінокислоти. Без незамінних амінокислот синтез білка різко порушується і наступає негативний баланс азоту, зупиняється зростання, зменшується маса тіла. Для людей незамінними амінокислотами є лейцин, ізолейцин, валін, метіонін, лізин, треонін, фенілаланін, тріптофан. Білки володіють різним амінокислотним складом, тому і можливість їх використання для синтетичних потреб організму неоднакова. У зв'язку з цим було введено поняття біологічної цінності білків пищи. Білки, що містять весь необхідний набір амінокислот в таких співвідношеннях, які забезпечують нормальні процеси синтезу, є білками біологічно повноцінними. Навпаки, білки, що не містять тих або інших амінокислот або що містять їх в дуже малих кількостях, є неповноцінними. Так, неповноцінними білками є желатину, в якій є лише сліди цистину і відсутні триптофан і тирозин; зєїн (білок, що знаходиться в кукурудзі), що містить мало триптофана і лізину; гліадин (білок пшениці) і гордеїн (білок ячменю), що містять мало лізину; і деякі інші. Найбільш висока біологічна цінність білків м'яса, яєць, риби, ікри, молока. У зв'язку з цим їжа людини повинна не просто містити достатню кількість білка, але обов'язково мати в своєму складі не меншого 30% білків з високою біологічною цінністю, тобто тваринного походження. Обмін жирів Жири і інші л і п і д и (фосфатиди, стерини, цереброзиди та ін.) об'єднані в одну групу по фізико-хімічних властивостях: вони не розчиняються у воді, але розчиняються в органічних розчинниках (ефір, спирт, бензол і ін.). Ця група речовин важлива для пластичного і енергетичного обміну. Пластична роль ліпідів полягає в тому, що вони входять до складу клітинних мембран і значною мірою визначають їх властивості. Велика енергетична роль жирів. Їх теплотворна здатність більш ніж в два рази перевищує таку вуглеводів або білків. Жири організму тварин є тригліцеридами олеїновою, пальмітиновою, стеариновою, а також деяких інших вищих жирних кислот. Велика частина жирів в організмі знаходиться в жировій тканині, менша частина входить до складу клітинних структур. У жировій тканині жир, що знаходиться в клітині у вигляді включень, легко виявляється при мікроскопічному і мікрохімічному дослідженнях. Жирові крапельки в клітинах - це запасний жир, використовуваний для енергетичних потреб. Більше всього запасного жиру міститься в жировій тканині, якій особливо багато в підшкірній основі (клітковині), навколо деяких внутрішніх органів, наприклад нирок (у принирковій клітковині), а також в деяких органах, наприклад в печінці і м'язах. Загальна кількість жиру в організмі людини коливається в широких межах і в середньому складає 10-20% від маси тіла, а у разі патологічного ожиріння може досягати навіть 50%. Кількість запасного жиру залежить від характеру живлення, кількості пищи, конституціональних особливостей, а також від величини витрати енергії при м'язовій діяльності, підлоги, віку і т. д.; кількість же протоплазматичного жиру є стійкою і постійною. При рясному вуглеводному живленні і відсутності жирів в їжі синтез жиру в організмі може походити з вуглеводів. Доказу цього дає сільськогосподарська практика відгодівлі тварин. Деякі ненасичені жирні кислоти (з числом подвійних зв'язків більше 1), наприклад лінолева, ліноленова і арахідонова, в організмі людини і деяких тварин не утворюються з інших жирних кислот, тобто є незамінними. Разом з тим вони необхідні для нормальної життєдіяльності. Це обставина, а також те, що з жирами поступають деякі розчинні в них вітаміни, є причиною важких патологічних порушень, які можуть наступити при тривалому (багатомісячному) виключенні жирів з їжі. Обмін вуглеводів Основна роль вуглеводів визначається їх енергетичною функцією. Глюкоза крові є безпосереднім джерелом енергії в організмі. Швидкість її розпаду і окислення, а також можливість швидкого витягання з депо забезпечують екстрену мобілізацію енергетичних ресурсів при стрімко наростаючих витратах енергії у випадках емоційного збудження, при інтенсивних м'язових навантаженнях і ін. Рівень глюкози в крові складає 3,3-5,5 ммоль/л (60- 100 мг%) і є найважливішою гомеостатичної константою організму. Особливо чутливої до пониження рівня глюкози в крові (гіпоглікемія) є ЦНС. Незначна гіпоглікемія виявляється загальною слабкістю і швидкою стомлюваністю. При зниженні рівня глюкози в крові до 2,2-1,7 ммоль/л (40-30 мг%) розвиваються судоми, марення, непритомніє, а також вегетативні реакції: посилене потовиділення, зміна просвіту шкірних судин і ін. Цей стан називається «Гіпоглікемічна кома». Введення в кров глюкози швидко усуває дані розлади. Зміни вуглеводів в організмі. Глюкоза, що поступає в кров з кишківника, транспортується в печінку, де з неї синтезується глікоген. При перфузії ізольованої печінки розчином, що містить глюкозу, кількість глікогену в тканині печінки збільшується. Глікоген печінки є резервним, тобто відкладений в запас, вуглевод. Кількість його може досягати у дорослої людини 150-200 р. Утворення глікогену при відносно повільному надходженні глюкози в кров відбувається достатньо швидко, тому після введення невеликої кількості вуглеводів підвищення змісту глюкози в крові (гіперглікемія) не спостерігається. Якщо ж в травний тракт поступає велика кількість легко що розщеплюються і швидко всмоктуються вуглеводів, вміст глюкози в крові швидко збільшується. Гіперглікемію, що розвивається при цьому, називають аліментарною, інакше кажучи - харчовою. Її результатом є глюкозурія, тобто виділення глюкози з сечею, яке наступає в тому випадку, якщо рівень глюкози в крові підвищується до 8,9- 10,0 ммоль/л (160-180 мг%). При повній відсутності вуглеводів в їжі вони утворюються в організмі з продуктів розпаду жирів і білків. У міру спаду глюкози в крові відбуваються розщеплювання глікогену в печінки і надходження глюкози в кров (мобілізація глікогену). Завдяки цьому зберігається відносна постійність змісту глюкози в крові. Глікоген відкладається також в м'язах, де його міститься близько 1-2%. Кількість глікогену в м'язах збільшується у разі рясного живлення і зменшується під час голодування. При роботі м'язів під впливом ферменту фосфорилази, яка активується на початку м'язового скорочення, відбувається посилене розщеплювання глікогену, що є одним з джерел енергії м'язового скорочення. Захоплення глюкози різними органами з крові, що притікає, неоднаковий: мозок затримує 12% глюкози, кишківник- 9%, м'язи - 7%, нирки - 5%. Розпад вуглеводів в організмі тварин відбувається як безкисневим шляхом до молочної кислоти (анаеробний гліколіз), так і шляхом окислення продуктів розпаду вуглеводів до СО2 і Н2O. Вираженим впливом на вуглеводний обмін володіє інсулін - гормон, бета-клітинами острівкової тканини підшлункової залози, що виробляється. При введенні інсуліну рівень глюкози в крові знижується. Це відбувається за рахунок посилення інсуліном синтезу глікогену в печінці і м'язах і підвищення споживання глюкози тканинами організму. Інсулін є єдиним гормоном, що знижує рівень глюкози в крові, тому при зменшенні секреції цього гормону розвиваються стійка гіперглікемія і подальша глюкозурія (цукровий діабет, або цукрове сечовиснаження). Збільшення рівня глюкози в крові виникає при дії декількох гормонів. Це глюкагон, що продукується альфа-клітинами острівкової тканини підшлункової залози; адреналін - гормон мозкового шару надниркових; глюкокортикоїди - гормони кіркового шару надниркової; соматотропний гормон гіпофіза; тироксин і трийодтиронін - гормони щитовидної залози. У зв'язку з однонаправленістю їх впливу на вуглеводний обмін і функціональним антагонізмом по відношенню до ефектів інсуліну ці гормони часто об'єднують поняттям «Контрінсулярні гормони».
Вітаміни Вітаміни не мають істотного пластичного і енергетичного значення і не характеризуються спільністю хімічної природи. Вони знаходяться в харчових продуктах в незначній кількості, але роблять виражений вплив на фізіологічний стан організму, часто будучи компонентом молекул ферментів. Джерелами вітамінів для людини є харчові продукти рослинного і тваринного походження - в них вони знаходяться або в готовому вигляді, або у формі провітамінів, з яких в організмі утворюються вітаміни. Деякі вітаміни синтезуються мікрофлорою кишечника. За відсутності якого-небудь вітаміну або його попередника виникає патологічний стан, що отримав назву авітаміноз, в менш вираженій формі воно спостерігається при недоліку вітаміну - гіповітамінозі. Відсутність або недолік певного вітаміну викликає властиве лише відсутності даного вітаміну захворювання. Авітамінози і гіповітаміноз можуть виникати не тільки у разі відсутності вітамінів в їжі, але і при порушенні їх всмоктування при захворюваннях шлунково-кишкового тракту. Стан гіповітамінозу може виникнути і при звичайному надходженні вітамінів з їжею, але збільшеному їх споживанні (під час вагітності, інтенсивного зростання), а також у разі придушення антибіотиками мікрофлори кишечника. Вітаміни позначають заголовними буквами латинського алфавіту, а також указують їх хімічна будова або функціональний ефект. По розчинності всі вітаміни ділять на дві групи: водорозчинні (вітаміни групи В, вітамін С і вітамін Р) і жиророзчинні (вітаміни A, D, Е і До). У табл. 1 приведені дані про добову потребу у вітамінах, їх джерелах, а також деякі відомості про вплив вітамінів на організм і про розлади, що виникають при їх недоліку.
Значення води для організму: § участь в обмінних процесах (реакції гідролізу, окислення і т.д.); § сприяє виведенню кінцевих продуктів обміну; § забезпечує підтримання температурного гомеостазу; § механічна роль (зменшує тертя між внутрішніми органами, суглобовими поверхнями і т.д.); § універсальний розчинник.
Дата добавления: 2016-03-26 | Просмотры: 672 | Нарушение авторских прав |