ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ

Обмен веществ (метаболизм) представляет собой совокупность процессов по поглощению организмом веществ, трансформации их в организме и выделению продуктов обмена. Он имеет две взаимосвязанные стороны. Энергетический обмен (диссимиляция, катаболизм) - это совокупность реакций, в ходе которых крупные специфические молекулы распадаются на мелкие неспецифические. Пластический обмен (ассимиляция, анаболизм) есть совокупность реакций, в ходе которых, наоборот, крупные молекулы синтезируются из мелких. Энергия молекулярных связей, выделяющаяся при диссимиляции, частично рассеивается в виде тепла, а частично запасается в макроэргических связях молекул АТФ. Эти АТФ затем могут использоваться для образования химических связей в реакциях ассимиляции. Кроме того, молекулы, образовавшиеся в результате диссимиляции, могут использоваться для построения молекул при ассимиляции. Наоборот, крупные молекулы, синтезированные в пластическом обмене, могут распадаться в ходе энергетического.

Все реакции обмена веществ катализируются ферментами.

Уровень обмена веществ у данного организма оценивают по количеству тепловой энергии, которую он выделяет. При прямом калориметрическом измерении организм помещают в термоизолированную камеру, где оценивают количество теплоты, выделяющееся с поверхности его тела за единицу времени, например, по изменению температуры воды, циркулирующей в змеевике, находящемся в камере. Однако технически более удобно непрямое измерение по количеству потребляемого в единицу времени кислорода, так как интенсивность его поглощения пропорциональна интенсивности обмена веществ.

Обмен веществ у одного и того же человека может быть разным при различных ситуациях. За исходную величину принимают основной обмен, измеряемый при стандартных условиях (утром, натощак, лежа в бодром состоянии, при температурном комфорте). Общий (валовой) обмен складывается из основного обмена и рабочей прибавки.

ПИТАНИЕ

Питание - это процесс усвоения организмом веществ, необходимых для построения и обновления тканей его тела и для покрытия энергетических затрат.

Пластическая ценность пищи в том, что ее вещества необходимы для построения молекул тела. В состав пищи входят белки, углеводы, жиры, нуклеиновые кислоты, ионы и вода.

Белки состоят из 20 видов аминокислот, связанных ковалентными связями. Причем из них 10 видов являются незаменимыми, они не могут синтезироваться в организме человека и должны содержаться в пище. Наиболее богаты ими животные белки. За 1 сутки должно поступать 80-100 г белка, из которых 30 г - животного происхождения. Но при средней физической нагрузке нормы бека возрастают до 100-120 г/сут, а при тяжелой - до 150 г/сут.

Жиры являются эфирами трехатомного спирта глицерина. Это соединения глицерина с жирными кислотами. С жирами поступают незаменимые жирные кислоты (линолевая, линоленовая, арахидоновая). Потребность взрослого человека в жирах - 70-80 г/сут.

Выделяют три группы углеводов: моносахариды (глюкоза, фруктоза), дисахариды, состоящие из двух моносахаров (мальтоза или солодовый сахар, являющаяся соединением двух молекул глюкозы, сахароза, или тростниковый сахар, состоящая из молекул глюкозы и фруктозы), полисахариды, состоящие из огромного количества моносахаридных блоков (гликоген, крахмал). Потребность взрослого человека в углеводах - 500 г/сут.

Энергетическая ценность пищи заключается в том, что в химических связях молекул ее веществ содержится энергия, которая при расщеплении этих молекул используется для нужд организма. Энергетическую ценность пищи оценивают по количеству тепловой энергии, высвобождающейся при сгорании 1 г пищевого вещества. Так у белков и углеводов - 17,2 кДж/кг, у жиров - 38,9 кДж/кг.

В основе рационального питания лежит сбалансированность - оптимальное соотношение компонентов пищи. Весовое соотношение белки: жиры: углеводы должно быть 1: 1: 4, а их энергетические доли должны быть, соответственно 15%, 30% и 55%.

Но даже при наличии белков, жиров, углеводов, солей и воды в пище экспериментальные животные не выживают. Потому что жизненно необходимы, кроме этих компонентов пищи, еще витамины. Витамины представляют собой соединения различной химической природы. С физико-химической точки зрения, они разделяются на две группы: жирорастворимые (А, Д, Е, К) и водорастворимые (В, С, Р).

Молекула фермента состоит из двух частей - апофермент и кофермент. Апофермент представляет собой молекулу белка, а кофермент - это небелковый компонент. Но без него фермент работать не может, поскольку он определяет конфигурацию молекулы фермента. Витамины являются коферментами определенных ферментов. Авитаминозы есть заболевания, вызываемые отсутствием поступления в организм определенного витамина. Авитаминоз А (ксерофтальмия, куриная слепота) проявляется ночной слепотой, сухостью конъюнктивы и кожи, атрофией потовых желез, гнойничковыми болезнями кожи. Авитаминоз В₁ (бери-бери) проявляется множественным воспалением нервов, отеками. Авитаминоз В₆ проявляется бессонницей, стоматитом. В случае авитаминоза В₁₂ (пернициозная анемия) развивается малокровие и слабость. При авитаминозе С (скорбут, цинга) наблюдаются слабость, ломкость капилляров с кровоточивостью, малокровие. При авитаминозе Д (рахит) снижается содержание белка, связывающего кальций, что приводит к падению концентрации кальция в крови и усилению выделения паратгормона, а это вызывает размягчение костей больного. Лечение авитаминозов заключается во введении в организм соответствующего витамина в достаточной дозе.

При составлении рациона питания необходимо следить за содержанием в пище адекватного набора витаминов. Следует также следить за сохранением витаминов в продуктах, поскольку многие из них могут разрушаться при длительном хранении, варке или высушивании.