Лекція 22. ОБМІН РЕЧОВИН І ЕНЕРГІЇ. ХАРЧУВАННЯ. ТЕПЛООБМІН

Обмін речовин й енергії або метаболізм— сукупність хімічних і фізичних перетворень речо- вин й енергії, які забезпечують життєдіяльність організму. Енергія, що виділяється в процесі ме- таболізму, необхідна для здійснення роботи (механічної, хімічної, електроосмотичної), росту, розвитку й забезпечення структури та функції клітиннних елементів (рис. 11.1).

Рис. 11.1. Схема обміну речовин та енергії в організмі:

Q1 – первинна теплота; Q2 – вторинна теплота; А – робота.

Метаболізм забезпечує відновлення втрачених організмом мінеральних та органічних сполук, які роз- падаються, постачає організм енергією.

Обмін речовин складається з процесів асиміляції та дисиміляції. Асиміляція(анаболізм) — поцес за- своєння організмом речовин та енергії. Дисиміляція(катаболізм) — процес розпаду складних органічних сполук, при якому витрачається енергія.

Процеси асиміляції та дисиміляції нерозривно пов’язанні між собою. У період росту переважає асиміляція. У дорослому організмі встановлюється відносна рівновага між процесами обміну речовин. У похилому віці асиміляція відстає від дисиміляції. Порушення нормальних співвідношень між процесами катаболізму та анаболізму спостерігаються при захворюваннях.

Обмін білків

Білки(протеїни) — високомолекулярні сполуки, побудованні з амінокислот. Білки виконують багаточисленні функції в організмі.

Структурна, або пластична функція: білки являються головною складовою частиною всіх клітин і міжклітинних структур.

Каталітична, або ферментативна функція білків: здатність прискорювати біохімічні реакції в організмі. Усі відомі ферменти являються білками.

Захисна функція білків: утворення імунних тіл (антитіл) при надходженні до організму чужорідного білка (наприклад, бактерії). Білки зв’язують токсини та отрути, що потрапляють в організм, забезпечують зсідання крові й зупинку кровотечі при пораненнях.

Транспортна функція: перенесення багатьох речовин. Постачання клітин киснем та видалення вуг- лекислого газу з організму забезпечується білком — гемоглобіном, ліпопротеїди забезпечують транспорт жирів тощо.

Функцією білків є передача спадкової інформації, в якій провідну дію виконують нуклеопротеїди. У склад нуклеопротеїдів входять нуклеїнові кислоти.

Регуляторна функція білків: підтримка біологічних констант в організмі, забезпечуються впливом різних гормонів білкової природи.

Енергетична роль білків: забезпечення енергією всіх життєвих процесів в організмі. Окислення 1 г білка в організмі забезпечує виділення 4,1 ккал.

Індивідуальна специфічність білків

Білки різних людей мають індивідуальну специфічність. Це підтверджується утворенням імунних тіл в організмі людини при пересадці органів. У результаті може виникнути реакція відторгнення пересаджено- го органа. Індивідуальні відмінності в складі білків передаються в спадок. Порушення генетичного коду

може стати причиною важких спадкових хвороб.

Потреба в білках

В організмі постійно відбувається синтез та розпад білків. Джерелом синтезу нового білка є білки їжі. У травному тракті білки розщеплюються ферментами до амінокислот і в тонкій кишці відбувається їх всмок- тування. Одночасно з амінокислотами можуть всмоктуватись і пептиди. З амінокислот і пептидів клітини синтезують білок, який характерний для даного організму. Білки не можуть бути заміненні іншими харчо- вими продуктами, їх синтез в організмі можливий лише з амінокислот. Білок може замінювати жири та вуглеводи, оскільки використовується для синтезу цих сполук.

Біологічна цінність білків. У різних природних джерелах білка (рослинних та тваринних) налічується близько 80 амінокислот. У харчових продуктах, які використовує людина, міститься тільки 20 амінокислот. Не всі амінокислоти, що входять до складу білків, являються рівноцінними для людини. Деякі амінокислоти не можуть синтезуватися в організмі людини й повинні надходити з їжею в готовому вигляді. Їх називають незаміними амінокислотами. До них відносяться: валін, метіонін, треонін, лей- цин, ізолейцин, фенілаланін, триптофан і лізин, а у дітей ще аргінін і гістидин. Нестача незамінних амінокислот в їжі призводить до порушення білкового обміну в організмі. Замінні амінокислоти в основно- му синтезуються в організмі.

Білки містять різні амінокислоти в різних співвідношеннях. У склад їжі тваринного походження входить більше незамінних амінокислот, ніж у склад рослинної їжі. Білки, які містять весь необхідний набір амінокислот, називаються біологічно повноцінними білками. Найбільш висока біологічна цінність білків молока, яєць, риби, м’яса. Біологічно неповноціними називають білки, у складі яких відсутня хоча б одна амінокислота, яка не може бути синтезована в організмі. Неповноціними являються білки кукурудзи, пшениці, ячменю.

Азотний баланс.Азот потрапляє в організм тільки з білковою їжею, в інших поживних речовинах він не міститься. Засвоєння азоту визначають за різницею вмісту азоту в спожитій їжі та в калі. Знаючи кіль- кість засвоєного азоту, легко підрахувати загальну кількість засвоєного організмом білка, оскілки в білку міститься в середньому 16% азоту, тобто, 1 грам азоту міститься в 6,25 г білка. Таким чином, пом- ноживши знайдеу кількість азоту на 6,25 (білковий коефіцієнт), можна визначити кількість білка. Для визначення кількості зруйнованого білка, необхідно знати загальну кількість азоту, виведеного з організ- му. Азотовмісні продукти білкового обміну (сечовина, сечова кислота, креатинін та ін.) виділяються голо- вним чином з сечею та частково з потом. В умовах звичного, неінтенсивного потовиділення на кількість азоту в поті можна не звертати увагу. Отже, кількість азоту в сечі є надійним показником кількості незво- ротного розпаду білків амінокислот.

Азотний баланс — різниця між кількістю засвоєного азоту й кількістю азоту, виведеного з організму. Розрізняють азотну рівновагу, позитивний і негативний азотнй баланс.

Азотна рівновага— кількість виділеного азоту дорівнює кількості азоту, що надійшов в організм. Азо- тна рівновага спостерігається у здорової дорослої людини.

Таблиця 11.1