ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ОБМЕН

Свободная энергия для организма может поступать лишь с пищей. Она аккумулирована в химических связях органических веществ.

Для того чтобы эта энергия освободилась, в организме происходят следующие процессы:

1. Расщепление питательных веществ в ЖКТ, в результате чего выделяется энергия, рассеивающаяся в форме тепла.

2. Анаэробное расщепление в цитоплазме клеток. При этом запасается небольшое количество энергии.

3. Аэробное окисление происходит на мембранах митохондрий. В результате выделяется большое количество энергии, 60 % которой запасается в форме химических связей АТФ.

Вся энергия в организме используется для различных процессов жизнедеятельности, и, в конце концов, превращается в тепло. Поэтому основным методом измерения энергозатрат организма является замер тепла, которое выделяется при различных процессах. Этот метод называется биокалориметрией.

ОСНОВНОЙ ОБМЕН И РАБОЧАЯ ПРИБАВКА

Основной обмен - это минимальное количество энергии, необходимое для поддержания нормальной жизнедеятельности в состоянии покоя.

Основной обмен определяется утром, натощак, лежа, при полном расслаблении мышц, при температуре окружающей среды около 20°С.

В таком состоянии организм расходует энергию:

1. На постоянно совершающиеся биохимические процессы.

2. На механическую работу, которую совершают внутренние органы.

3. На деятельность желез.

Основной обмен зависит от возраста, роста, массы тела, пола. Увеличение энергетических затрат при мышечной работе называется рабочей прибавкой, которая тем больше, чем интенсивнее работа.

ОБМЕН БЕЛКОВ

Белки (протеины) - это сложные биополимеры, состоящие из аминокислот. В состав белков входят 20 аминокислот: 10 из них незаменимые (поступают в организм с пищей), 10 - заменимые (могут синтезироваться в самом организме). Если белок содержит все незаменимые аминокислоты, он называется полноценным (белки молока, мяса, рыбы, яиц). Если белок не содержит хотя бы одной незаменимой аминокислоты, он называется неполноценным (белки пшеницы, ржи, ячменя).

В организме белки поступают с растительной и животной пищей. Суточная потребность в белках составляет у взрослых 85-90 г/сут.

Расщепление в ЖКТ начинается в желудке и заканчивается в тонком кишечнике, в результате образуются аминокислоты. Они всасываются через ворсинки кишечника в кровь, разносятся по всему организму, попадают в клетки, где из них синтезируются белки, характерные для данного организма.

Эти белки выполняют следующие функции:

1. Пластическая - входят в состав клеточных мембран.

2. Энергетическая - при расщеплении 1 г белков выделяется 17,6 кДж Е.

3. Регуляторная - белки гормоны.

4. Каталитическая - белки ферменты.

5. Защитная - белки антитела.

6. Транспортная - белки крови.

7. Двигательная - белки миофибрилл.

При избыточном поступлении белков в организм они могут превращаться в жиры и углеводы. Другие вещества в белки не превращаются, поэтому белковое голодание наиболее опасно для организма.

Конечными продуктами распада белков являются углекислый газ, вода, мочевина, мочевая кислота и аммиак.

Углекислый газ удаляется через легкие.

Вода - через почки, кожу, легкие.

Азотсодержащие продукты - через почки и кожу. Аммиак, который является очень токсичным веществом, обезвреживается в печени (превращается в мочевину) и в головном мозге (превращается в глутамин).

АЗОТИСТЫЙ БАЛАНС

Основной составляющей частью белков и продуктов их распада является азот. По уровню выведенного из организма азота можно судить о количестве распадающегося в организме белка.

Азотистый баланс - это соотношение количества азота, которое поступает в организм с пищей, и которые выделяются с мочой и потом.

Белки содержат примерно 16% азота, поэтому по уровню азота в пище можно установить количество потребленного белка. Для этого необходимо количество азота умножить на 6,25 (эту цифру получают при делении 100 на 16). Азот пищи полностью организмом не усваивается. Для его точного определения нужно определить потери азота с калом и полученную цифру вычесть из количества потребленного азота.

О распавшемся белке в организме судят по содержанию азота в моче. Определив содержание азота в моче, и умножив полученное значение на 6,25, мы узнаем количество распавшегося белка в организме.

Различают:

1. Азотистое равновесие - это состояние, при котором количество выведенного азота равно количеству, поступившему в организм. Оно наблюдается у взрослого человека.

2. Положительный азотистый баланс - это состояние, при котором количество выведенного азота намного меньше, чем количество азота, поступившего с пищей. Наблюдается: у детей, у беременных женщин, при усиленной физической тренировке, при заживлении массивных ран.

3. Отрицательный азотистый баланс - это состояние, при котором количество выведенного азота больше количества, поступившего с пищей. Наблюдается при белковом голодании, нарушениях белкового обмена.

ОБМЕН УГЛЕВОДОВ

В организм углеводы поступают в основном с растительной пищей (фрукты, овощи, злаки) и с животной пищей (печень).

Суточная норма потребления углеводов составляет в среднем 500 г.

Расщепление углеводов начинается в ротовой полости под действием ферментов слюны, продолжается в тонком кишечнике под действием ферментов поджелудочного и кишечного соков. В результате образуются моносахара, которые всасываются в кровь, и разносятся по организму. При избыточном поступлении углеводов в организм большая часть их превращается в жиры; другая часть под действием инсулина превращается в углевод гликоген, который запасается в печени и мышцах. При недостатке углеводов в крови идут обратные процессы.

В организме углеводы выполняют следующие функции:

1. Энергетическая - является основным источником Е. При окислении 1 г образуется 17,6 кДж Е.

2. Пластическая - образуют структуры наружной клеточной мембраны.

Конечными продуктами распада углеводов являются углекислый газ и вода, которые удаляются через легкие, кожу и почки.

ОБМЕН ЖИРОВ

Жиры представляют собой сложные эфиры глицерина и жирных кислот.

Различают:

1. Нейтральные жиры, в состав которых входят заменимые жирные кислоты - пальметиновая, стеариновая, олеиновая и др.

2. Жиры, в состав которых входят незаменимые жирные кислоты - линолевая, линоленовая, арахидоновая.

Жиры поступают в организм с животной и растительной пищей. В сутки организму требуется 80-100 г жира.

Расщепление жиров начинается в желудке и заканчивается в тонком кишечнике. Продукты расщепления жиров - глицерин и жирные кислоты - всасываются преимущественно в лимфу и в меньших количествах в кровь.

При избыточном поступлении жиров часть их откладывается в жировой ткани, часть может превращаться в углеводы.

В организме жиры выполняют следующие функции:

1. Пластическая - входят в состав клеточных мембран.

2. Энергетическая - при окислении 1 г образуется 38,9 кДж Е.

3. Защитная - жировые капсулы вокруг органов.

4. Теплорегуляторная.

5. Источник эндогенной воды, при окислении 1 г жиров образуется 1,18 г воды.

Конечными продуктами распада жиров являются вода и углекислый газ, которые удаляются через кожу, легкие, почки.