Белковый и углеводный обмены веществ. Обмен белков
Обмен веществ и энергии, понятие о промежуточном обмене. Ферменты.
Обмен веществ (син.: метаболизм) - совокупность всех химических превращений в организме, обеспечивающих его жизнедеятельность. Выделяют две стороны обмена веществ - ассимиляцию, в процессе которой организм синтезирует специфические для него вещества, и диссимиляцию, в процессе которой происходит расщепление (окисление) органических веществ и освобождение заключенной в них энергии.
Обмен энергии. Для человека характерно превращение химической энергии окислительных процессов в тепловую и механическую энергии образования сложнейших органических молекул. Потребляя пищу и кислород, организм использует эти вещества для получения энергии, которую затем выделяет в окружающее пространство в виде тепла или в виде механических перемещений предметов или частей собственного тела.
Ферменты (лат. fermentum - брожение, бродильное начало) - сложные белки животных и растительных организмов, выполняющие функции биологических катализаторов, ускоряющие химические реакции и обмен веществ в клетках.
Различают общий (внешний) обмен веществ, учитывающий поступления в организм веществ и их выделение, и промежуточный обмен веществ , который охватывает превращения этих веществ в организме.
Обмен белков, жиров, углеводов, воды, минеральных солей.
Из учебника:
Обмен белков - совокупность химических превращений белков в организме, заканчивающаяся их расщеплением до воды, углекислого газа, аммиака и освобождением заключенной в них энергии. Белки используются организмом для обновления и
построения новых тканей, ферментов, являются энергетическим источником. При расщеплении 1 г белка освобождается 4,1 ккал энергии.
Обмен жиров - совокупность химических превращений жиров в организме, заканчивающаяся их расщеплением (до воды и углекислого газа) и освобождением энергии. Жиры используются организмом для обновления и построения новых тканей,ферментов, гормонов, а также для получения необходимой организму энергии.
При расщеплении 1 г жира освобождается 9,3 ккал энергии.
Обмен минеральных солей - совокупность процессов потребления, использования минеральных солей в организме и выделения их в окружающую среду. Минеральные соли используются в организме для поддержания осмотического давления, кислотно-щелочного равновесия (рН) крови, входят в состав ферментов, витаминов, гормонов.
Обмен углеводов - совокупность химических превращений углеводов в организме, заканчивающихся их расщеплением и освобождением энергии. Углеводы являются основным энергетическим источником организма. При расщеплении 1 г углеводов свобождается 4,1 ккал энергии.
Из интернета, т.к. я посчитала, что в учебнике мало:
Обмен белков. Белки составляют около 25% от общей массы тела. Это самая сложная его составная часть. Белки представляют собой полимерные соединения, состоящие из аминокислот. Белковый набор каждого человека является строго уникальным, специфичным. В организме белок пищи под действием пищеварительных соков расщепляется на свои простые составные части – пептиды и аминокислоты, которые затем всасываются в кишечнике и поступают в кровь. Из 20 аминокислот только 8 являются незаменимыми для человека. К ним относятся: триптофан, лейцин, изолейцин, валин, треонин, лизин, метионин и фенилаланин. Для растущего организма необходим также гистидин.
Отсутствие в пище любой из незаменимых аминокислот вызывает серьезные нарушения жизнедеятельности организма, особенно растущего. Белковое голодание приводит к задержке, а затем и к полному прекращению роста и физического развития. Ребенок становится вялым, наблюдается резкое похудание, обильные отеки, поносы, воспаление кожных покровов, малокровие, снижение сопротивляемости организма к инфекционным заболеваниям и т. д. Это объясняется тем, что белок является основным пластическим материалом организма, из которого образуются различные клеточные структуры. Кроме того, белки входят в состав ферментов, гормонов, нуклеопротеидов, образуют гемоглобин и антитела крови.
Если работа не связана с интенсивными физическими нагрузками, организм человека в среднем нуждается в получении в сутки примерно 1,1-1,3 г белка на 1 кг массы тела. С увеличением физических нагрузок возрастают и потребности организма в белке. Для растущего организма потребности в белке значительно выше. На первом году постнатального развития ребенок должен получать более 4 г белка на 1 кг массы тела, в 2-3 года – 4 г, в 3-5 лет – 3,8 г и т. д.
Обмен жиров и углеводов. Эти органические вещества имеют более простое строение, они состоят из трех химических элементов: углерода, кислорода и водорода. Одинаковый химический состав жиров и углеводов дает возможность организму при излишке углеводов строить из них жиры, и, наоборот, при необходимости из жиров в организме легко образуются углеводы.
Общее количество жира в организме человека в среднем составляет около 10-20%, а углеводов – 1%. Большая часть жиров находится в жировой ткани и составляет резервный энергетический запас. Меньшая часть жиров идет на построение новых мембранных структур клеток и на замену старых. Некоторые клетки организма способны накапливать жир в огромных количествах, выполняя в организме роль тепловой и механической изоляции.
В рационе здорового взрослого человека жиры должны составлять около 30% общей калорийности пищи, т. е. 80-100 г в день. Недостаточное поступление этих жирных кислот в организм человека приводит к нарушению обмена веществ и развитию атеросклеротических процессов в сердечно-сосудистой системе.
Потребности детей и подростков в жирах имеют свои возрастные особенности. Так, до 1,5 года потребности в растительных жирах нет, а общая потребность составляет 50 г в день, с 2 до 10 лет потребность в жирах увеличивается 80 г в день, а в растительных – до 15 г, в период полового созревания потребность в жирах у юношей составляет 110 г в сутки, а у девушек – 90 г, причем потребность в растительных жирах у обоих полов одинакова – 20 г в сутки.
Углеводы в организме расщепляются до глюкозы, фруктозы, галактозы и т. д. и затем всасываются в кровь. Содержание глюкозы в крови взрослого человека постоянно и равно в среднем 0,1%. При повышении количества сахара в крови до 0,11-0,12% глюкоза поступает из крови в печень и мышечные ткани, где откладывается в запас в виде животного крахмала – гликогена. При дальнейшем увеличении содержания сахара в крови до 0,17% в его выведение из организма включаются почки, в моче появляется сахар. Это явление называют глюкозурией.
Организм использует углеводы в основном как энергетический материал. Так, до 1 года потребность в углеводах составляет 110 г в сутки, от 1,5 до 2 лет – 190 г, в 5-6 лет – 250 г, в 11-13 лет – 380 г и у юношей – 420 г, а у девушек – 370 г. В детском организме наблюдается более полноценное и быстрое усвоение углеводов и большая устойчивость к избытку сахара в крови.
Обмен солей. При исключении из пищевого рациона животных минеральных веществ наступают тяжелые расстройства в организме и даже смерть. С наличием минеральных веществ связано явление возбудимости - одного из основных свойств живого. Рост и развитие костей, нервных элементов, мышц зависят от содержания минеральных веществ; они определяют реакцию крови (рН), способствуют нормальной деятельности сердца и нервной системы, используются для образования гемоглобина (железо), соляной кислоты желудочного сока (хлор).
Минеральные соли создают столь необходимое для жизнедеятельности клеток определенное осмотическое давление.
При смешанном питании взрослый человек получает все необходимые ему минеральные вещества в достаточном количестве. Только поваренную соль добавляют к пище человека при ее кулинарной обработке. Растущий детский организм особенно нуждается в дополнительном поступлении многих минеральных веществ.
Организм постоянно теряет некоторое количество минеральных солей в составе мочи, пота и кала. Поэтому минеральные соли, так же как и вода, должны постоянно поступать в организм. Содержание отдельных элементов в теле человека неодинаково.
Обмен воды. Для жизнедеятельности организма водаиграет намного большую роль, чем остальные составные части пищи. Дело в том, что вода в организме человека является одновременно строительным материалом, катализатором всех обменных процессов и терморегулятором тела. Общее количество воды в организме зависит от возраста, пола и массы. В среднем в организме мужчины содержится свыше 60% воды, в организме женщины – 50%.
Содержание воды в детском организме значительно выше, особенно на первых этапах развития. По данным эмбриологов, содержание воды в теле 4-месячного плода достигает 90%, а у 7-месячного – 84%.В организме новорожденного объем воды составляет от 70 до 80%. В постнатальном онтогенезе содержание воды быстро падает. Так, у ребенка 8 мес. содержание воды составляет 60%, у 4,5летнего ребенка – 58%, у мальчиков 13 лет – 59%, а у девочек этого же возраста – 56%. Большее содержание воды в организме детей, очевидно, связано с большей интенсивностью обменных реакций, связанных с их быстрым ростом и развитием. Общая потребность в воде детей и подростков возрастает по мере роста организма. Если годовалому ребенку необходимо в день примерно 800 мл воды, то в 4 года – 1000 мл, в 7-10 лет – 1350 мл, а в 11-14 лет – 1500 мл.
Министерство образования науки РФ
ФГАОУ ВПО «Волгоградский государственный университет»
Институт естественных наук
Кафедра биоинженерии и биоинформатики
Курсовая работа
По дисциплине «Физиология человека и животных»
на тему: «Особенности обмена жиров, белков и углеводов в зависимости от типов питания»
Волгоград 2013
Введение
ХХ век стал веком прогресса, а так же многих нововведений в жизни людей, но так же он стал и веком новых болезней. СПИД, венерические, психосоматические болезни вышли на первый план. В связи с этим часто в тени остается еще одна болезнь, связанная с прогрессом. Это - ожирение и, как бы это не казалось странным - дистрофия. В живой природе нам не встретить среди животных следов ожирения, исключая домашних животных, существование которых тесно связано с человеком.
Объяснением всему этому служит прогресс в социальной и экономической жизни организма. Ожирение было очень редким в примитивных обществах. В основном ожирение связывалось проблемами со здоровьем или проблемами гормонального характера. Во времена великих цивилизаций ожирение было атрибутом скорее хорошо обеспеченных, богатых людей, которые могли позволить себе более «обработанную пищу». В прошлом богатые, зажиточные люди были более тучными, нежели бедняки. Сегодня это картина имеет тенденцию меняться, тучных людей чаще можно встретить в наименее обеспеченных слоях населения, в то время как богатые стали чаще следить за своим внешним видом, и как следствие стали стройнее.
Но ведь это только тенденция, которая проявляется не везде. Ссылаясь на историю можно понять, что ожирение является побочным продуктом цивилизации (например Египет и Римская Империя), в наше время это явление особо ярко выражено в США, где по данным экспертов 64% населения - слишком тучные, а еще 20% - страдают ожирением.
Я занимаюсь спортом, стараюсь контролировать свое питание, пытаясь сделать его более рациональным и полезным. Поэтому я бы хотел узнать больше о различных процессах, которые происходят при метаболизме, узнать связь питания и обмена веществ.
Объектом исследования курсовой работы являются особенности обмена веществ.
Предметом являются различные типы питания.
Целью работы является изучение особенностей, связанных с обменом веществ при различных типах питания.
В связи с целью курсовой работы были выявлены следующие задачи:
Изучить особенности белков, жиров, углеводов.
Изучить основные современные типы питания.
Поставить опыт с изменением привычного типа питания.
Глава 1. Обмен веществ
Обмен веществ берет свое начало с поступления питательных веществ в ЖКТ, а так же воздуха в легкие.
Первым этапом метаболизма являются процессы расщепления углеводов, жиров и липидов. Расщепление происходит до аминокислот, моно- и дисахаридов, глицерина, жирных кислот и других соединений, растворимых в воде. Химические превращения веществ, которые происходят в клетках, транспорт питательных веществ и кислорода к тканям, являются вторым этапом обмена веществ. Многие процессы осуществляются одновременно, например, такие как: расщепление питательных веществ до конечных продуктов метаболизма, синтез составных частей цитоплазмы, синтез ферментов и гормонов. В процессе расщепления веществ идет выделение энергии, которая расходуется для обеспечения процессов синтеза и работы как каждого органа по-отдельности, так и всего организма в целом. Последним этапом удаление продуктов распада клеток, транспорт и их выделение почками, потовыми железами, легкими и кишечником. В организме уравновешены процессы анаболизма и катаболизма. За счет процессов анаболизма обеспечивается рост, увеличение массы тела. Катаболические процессы ведут к потере массы тела, разрушение тканевых структур. Для того, чтобы восполнить те затраты, которые несет организм во время жизнедеятельности, необходимо обеспечивать его потреблением из внешней среды углеводами, белками и липидами, водой, минеральными солями и витаминами. Количество и пропорции питательных веществ должны соответствовать условиям существования организма и его общему состоянию. Важную роль в поддержании данного баланса играет выделительная система, которая очищает организм от продуктов конечного распада.
1.1 Обмен белков
Белки занимают среди всех органических элементов ведущее место, на них приходится более 50% массы всей клетки.
Весь обмен веществ обеспечивается работой ферментов, которые по своей природе являются белками. Все двигательные функции обеспечиваются благодаря сократительным белкам - актину и миозину.
Весь поступающий в организм белок имеет либо пластическое значение - восполнение и новообразование различных структурных компонентов клетки, либо энергетического значение- обеспечение организма энергией, которая образуется при расщеплении белков.
В тканях постоянно протекают процессы распада белка с выделением неиспользованных продуктов обмена и наряду с этим - синтез белков. Таким образом, белки находятся в непрерывном динамическом состоянии: происходит постоянное разрушение и обновление белков. Скорость распада и обновления белка колеблется и может происходить от нескольких минут до 180 дней (в среднем 80 дней).
Для нормального обмена белков необходимо поступление с пищей в организм различных аминокислот. Исключая ту или иную аминокислоту, изменяя количество поступления в организм аминокислот, можно судить о значении для организма тех или иных аминокислот. Десять из двадцати аминокислот (валин, лейцин, гистидин, триптофан, фениаланин, аргинин, метионин, изолейцин, треонин и лизин) называются незаменимыми и не могут синтезироваться человеческим организмом самостоятельно. Остальные десять аминокислот называются заменимыми и способны синтезироваться в организме. Часть аминокислот используется организмом как энергетический материал, т.е. подвергается расщеплению. Сначала образуется аммиак и кетокислоты, в результате дезаминирования и потере группы NH2. Аммиак, будучи токсичным веществом, обезвреживается в печени путем превращения в мочевину, а кетокислоты распадаются на CO2 и H2O.
Если отсутствуют незаменимые аминокислоты синтез белка резко нарушается, наступит отрицательный баланс азота, уменьшается масса тела, останавливается рост.
Не все белки обладают одинаковым аминокислотным составом, поэтому было введено понятие биологической ценности белков пищи. Белки, которые содержат весь набор аминокислот в таком количестве, которое обеспечивает нормальные процессы синтеза, являются белками биологически полноценными. Соответственно, белки, которые не содержат тех или иных аминокислот, либо содержат их в малом количестве, являются неполноценными.
В связи с этим еда человека должна быть не просто богата белками, она должна содержать не менее 30% белков с высокой биологической ценностью.
Биологическая ценность одного белка для разных людей отличается. Вероятно, этот фактор не является постоянным и может изменяться, в зависимости от изначального рациона, интенсивности физической деятельности, возраста, личных особенностей человека.
Азотистый баланс - это соотношение количества азота, который поступил в организм с пищей из вне и выделенного из него. О количестве белка, который подвергся распаду, судят по количеству азота, который был выведен из организма. В 100 г белка содержится 16 г азота. Т.е. выделение организмом 1 г азота соответствует 6,25 белка. За 24 часа из организма взрослого человека выделяется около 3,7 г азота, т.е. 3,7 * 6,25 = 23 г - масса разрушившегося белка. [Агаджанян]
Чем больше белка поступает в организм, тем больше становится выделение азота из организма. При правильном питании у взрослого человека, азот, который поступает в организм равен выводимому из него. Такое состояние получило название азотистого равновесия. Азотистое равновесие возникает при значительных колебаниях содержания в пище белка.
Когда поступление азота превышает его выделение, то говорят о положительном азотистом балансе. При этом синтез преобладает над распадом. При увеличении массы тела всегда наблюдается положительный азотистый баланс. Он бывает во время роста организма, в период тяжелых силовых тренировок, во время беременности, после выздоровления от тяжелых заболеваний.
Белки в организме не откладываются в запас, поэтому если с пищей поступает большое количество белка, то часть идет на пластические цели, а остальной белок - на энергетические.
При белковом голодании даже в случаях, когда поступление в организм углеводов, жиров, воды, витаминов, минеральных солей достаточное, происходит постепенно нарастающая потеря массы тела, которая зависит от того, что затраты тканевых белков, не компенсируются поступление в организм белков. Растущий организм особенно тяжело переносит белковое голодание, у которого в таком случае происходит еще и остановка роста .
1.2 Обмен липидов
Жиры и другие липиды (стерины, цереброзиды, фосфатиды и др.) относят к одной группе из-за схожих физико-химических свойств: они не растворяются в воде, но растворяются в органических растворителях (эфир, бензол, спирт ит.д.) Эта группа веществ так же важна для энергетического и пластического обмена. Пластическая роль состоит в том, что они входят в состав клеточных мембран и определяют их свойства. Жиры играют огромную энергетическую роль. Их теплотворная способность больше чем у углеводов и белков, более чем в два раза.
В основном жиры в организме содержаться в жировой ткани, маленькая часть входит в состав клеточных структур. Жировые капли в клетках - это запасной жир, который используется для энергетических потребностей.
Общее количество жира в организме здорового человека находится в пределах от 10 до 20 % от массы тела. У спортсменов, в соревновательный период эта доля может достигать 4,5%,а при паталогическом ожирении может достигать даже 50%.
Количество запасного жира зависит от многих факторов: от характера питания, величины расхода энергии при мышечной деятельности, возраста, пола человека.
При употреблении пищи, содержащей даже небольшое количество жира, в теле животных и человека жир все-таки откладывается в депо. Если в организм длительно и обильно поступает один вид жира, то может измениться видовой состав жира, откладывающийся в организме.
При обильном питании углеводами и малом количестве жиров, в пище синтез жира может идти за счет углеводов.
Процесс образования, отложения и мобилизации жира из депо регулируется эндокринной и нервной системами. Так, повышение концентрации глюкозы уменьшает распад триглицеридов и активизирует их синтез. При большом количестве углеводов в пище триглецериды запасаются в жировой ткани, при нехватке углеводов происодит расщепление триглицеридов.
Ряд гормонов сильно влияет на жировой обмен. Так, сильным жиромобилизующим действием обладают адреналин и норадреналин, поэтому длительная адреналинемия ведет к уменьшению жирового депо.
Глюкокортикоиды наоборот тормозят мобилизацию жира, за счет того, что несколько повышают уровень сахара в крови.
Научно доказано, что нервные влияния имеют прямое воздействие на обмен жиров. Симпатические влияния тормозят синтез триглецеридов и усиливают их распад. Парасимпатические, наоборот, способствуют накоплению жира.
Пищевые продукты, которые богаты липидами, содержат какое-то количество стеринов и фосфатидов, которые входят в состав клеточных структур, например, клеточных мембран, ядерного вещества, цитоплазмы.
Нервная ткань особенно богата фосфатидами, которые синтезируются в стенке кишечника и в печени.
Огромное значение имеют стерины, особенно холестерин, который входит в состав клеточных мембран, является источником желчных кислот, гормонов надпочечников, половых желез, витамина D. Но так же, холестерин играет ведущую роль в развитии атеросклероза.
Холестерин в крови находится внутри липопротеидов, за счет которых и осуществляется транспорт холестерина .
1.3 Обмен углеводов
Углеводы выполняют важнейшую энергетическую функцию и играют значимую роль в организме. Непосредственным источником энергии в организме является глюкоза крови. Возможность ее быстрого извлечения из депо, скорость распада и окисления обеспечивают экстренную мобилизацию энергетических ресурсов при возрастающих затратах энергии во время эмоциональных возбуждений, при интенсивных мышечных нагрузках и в других случаях.
Уровень глюкозы в крови составляет 3,3 - 5,5 ммоль/л. ЦНС особенно чувствительна к понижению уровня глюкозы в крови (гипогликемия). Даже небольшая гипогликемия проявляется быстрой утомляемостью, общей слабостью. Если уровень глюкозы в крови снижается до 2,2 -1,7 ммоль/л, то наблюдаются такие симптомы как бред, потеря сознания, судороги, изменение просвета кожных сосудов, повышенное потоотделение. Данное состояние организма получило название «гипогликемической комы», все эти расстройства быстро удаляются введением в кровь глюкозы.
Гликоген печени является резервным, отложенным в запас углеводом. У взрослого человека его количество может достигать 150-200 г. При относительно медленном поступлении глюкозы в кровь, образование гликогена происходит достаточно быстро, поэтому после введения небольшого количества углеводов гипергликемия, т.е. повышение уровня глюкозы в крови, не происходит. Но если в организм поступает большое количество быстровсасывающихся и легкорасщепляющихся углеводов, то происходит быстрое увеличение уровня глюкозы в крови. Такую гипергликемию называют алиментарной или пищевой.
Если в организме полностью отсутствуют углеводы, то в организме они образуются из продуктов распада белков и жиров.
В крови по мере уменьшения количества глюкозы происходят расщепление гликогена в печени и поступление глюкозы в кровь, именно благодаря этому и сохраняется относительное постоянство содержания глюкозы в крови.
В мышцах так же откладывается гликоген, тут его содержится около 1-2%. Количество гликогена в мышцах уменьшается во время голода и возрастает во время хорошего питания. Во время физической нагрузки под действием фосфорилазы происходит усиленное расщепление гликогена, который является одним «двигателей» мышечного сокращения.
В организме животных распад углеводов происходит как анаэробно до молочной кислоты, так и окисление продуктов распада углеводов до CO2 и Н2О.
Поддержание уровня глюкозы в крови на уровне 4,4-6,7 ммоль/л, является основным параметром регулирования углеводного обмена.
Еще в 1849 г. Клод Бернар показал, что укол продолговатого мозга (т.н. сахарный укол) в области дна 4 желудочка вызывает увеличение содержания сахара в крови. Такая же гипергликемия наблюдается и при раздражении гипоталамуса. Роль коры головного мозга в регуляции уровня сахара демонстрирует развитие гипергликемии у спортсменов перед важными соревнованиями, или у студентов в период сессии. Гипоталамус является центральным звеном регуляции углеводного обмена, а так же местом формирования сигналов, управляющих уровнем глюкозы.
Инсулин обладает выраженным влиянием на углеводный обмен, инсулин вырабатывается ?-клетками островковой ткани поджелудочной железы. Уровень сахара в крови снижается при введении инсулина. Это происходит за счет повышения потребления глюкозы тканями организма и за счет усиления синтеза гликогена в печени и мышцах. Единственным источником понижения уровня глюкозы в крови является именно инсулин.
Увеличение уровня сахара в крови возникает при действии многих гормонов. Это адреналин- гормон мозгового слоя надпочечников; трийодтиронин и тироксин - гормоны щитовидной железы; глюкокортикоиды-корковый слой надпочечников; глюкагон, который продуцируется ?-клетками поджелудочной железы. Эти гормоны, в связи с однонаправленноcтью их влияния на углеводный обмен и функциональным антагонизмом часто объединияют под понятием «контринсулярные гормоны» .
Глава 2. Основные типы питания человека
Всеядность (лат. omnivorae или лат. omniphagae) или Эврифаги (от др.-греч. ????? - «широкий» + др.-греч. ????? - «любитель поесть») - способность организма употреблять как растительную, так и животную пищу. Человек причисляется к разряду всеядных по биологическому определению. Нужно сказать, что нет ни одного аргумента в пользу того, что человек по своей природе исключительно травояден, тем не менее в основном вегетарианцы пытаются поставить под сомнение этот факт. Всеядность человека основана на его анатомии и физиологии. Люди также относятся к всеядным,хотя сам этот термин означает буквально "пожирать все" - всеядные не могу съесть "все", а только то, легкодоступно и имеет определенную питательную ценность
Ученые убеждены, что человек не может быть исключительно мясоедом или вегетарианцем. К примеру, ближайший родственник человека - шимпанзе, чей геном совпадает с человеческим на 95%, употребляет не одну растительную пищу, а еще и насекомых, и яйца, и птиц, и мелких животных. Человеку пришлось употреблять разнообразную пищу в борьбе за существование, за выживание вида. Именно способность питаться практически любым видом пищи позволила человеку занять обширные территории, свободно мигрировать, и при этом не сильно зависеть от природных пищевых ресурсов.
Анатомические особенности так же говорят о всеядности человека. Если обратить внимание на зубы у человека, то хорошо заметно разделение на коренные зубы, направленные на перетирание грубой пищи и на «хищнические» клыки. Пища находится в кишечника дольше, чем у хищников, что связано с более длинным кишечником.
А это означает, что человек способен переварить не только мясную пищу, но и более грубую растительную еду с клетчаткой.
Необходимо отметить, что при питании сугубо животной пищей, организм сильно закисляется, клетки тела зашлаковываются и начинают погибать. Необходимо питаться и растительной и животной пищей в разумных количествах, чтобы сохранить кислотно-щелочное равновесие, чтобы развиваться и жить гармонично .
Приверженцы раздельного питания считают, что переваривание значительно затрудняется, если в желудок попадают продукты, которые плохо совместимы друг с другом. Затем плохо переваренная пища откладывается в организме в виде, токсинов, шлаков и жира. Основывается теория на том, что для расщепления углеводов необходима щелочная среда, а для белков - кислая.
Какие-то из веществ усвоятся хуже, если мы одновременно будем употреблять пищу, содержащую достаточно большое количество белков и углеводов. Например, фрукты, съеденные на пустой желудок покидают его уже через 15-20 минут, а если они были съедены после мяса, то могу задерживаться в желудке достаточно длительное время, при этом так же могут наблюдаться процессы гниения, брожения.
В итоге пища поступает в нижние отделы пищеварительного тракта плохо переваренной, а это может привести к отложению жира, к повышенной нагрузке на весь организм. Скапливаясь в толстой кишке, непереваренные остатки пищи могут стать причинами каких-либо заболеваний, а так же запоров. Как утверждают приверженцы данного типа питания - переход на раздельное питание может устранить все эти проблемы. Основываясь на теории раздельного питания, все продукты можно разделить на несколько групп, если продукты относятся к одной группе, то они хорошо совместимы друг с другом, и их совместное употребление не наносить вреда организму.
2.2 Низкоуглеводное питание
Принцип низкоуглеводного питания основан на сокращении потребления в рационе углеводов. В наше время, многие диеты основаны на этом принципе. Теория о связи потребления углеводов, их воздействие на уровень сахара в крови лежат в основе принципе питания с резким уменьшением углеводов.
У здорового человека есть определенный предел уровня глюкозы в крови. Два гормона (инсулин и глюкагон), которые вырабатываются поджелудочной железой, поддерживают уровень сахара на должном уровне.
Если уровень сахара в крови резко падает, то вырабатывается глюкагон, а если повышается, то вырабатывается инсулин. Можно сказать, что инсулин ответственен за доставку и распределение сахара ко всем системам человеческого организма.
У современных людей сахар в крови почти всегда резко повышается из-за того, чему способствует некачественная пища и не рациональное питание. В пище слишком много легко усвояемых углеводов. Инсулин некоторую часть глюкозы способен отправлять в кровь, а излишки идут в жировые запасы.
Цель низкоуглеводного питания - достичь состояния кетоза, которое возникает при малом количестве углеводов в организме. Организм начинает использовать жировые клетки для поддержания жизнедеятельности, т.к. у него нет другого источника энергии. Эту энергию организм получает в результате расщепления жировых клеток. Все бодибилдеры перед выступлениями прибегают к низкоуглеводному питанию, чтобы «просушиться» и убрать лишние жировые отложения. Но нужно понимать, что такое питание пригодно только лишь в соревновательный период, т.к. долговременное ограничение углеводами может плохо сказаться на общем состоянии организма и на показателях.
Приверженцы низкоуглеводного питания считают, что такой тип питания является традиционным, изначальным для человечества. Еще в древности, до нашей эры, человек питался в основном мясом животных. Лишь маленькую долю в его рационе составляла растительная пища, которая была в основном из сложных углеводов. Только после огромного промежутка времени человек сумел изымать из растений быстроусвояемые углеводы, которые ведут к повышению уровня глюкозы. Человек стал производить белую муку, сахар из свеклы и тростника и.т.д.
Низкоуглеводное питание добивалось своего признания на протяжении всего 20 века. Его применяли в качестве борьбы с эпилепсией, сахарным диабетом, сердечными заболеваниями. Исследования доказали, что повышению массы тела ведут не только т.н. быстрые, но и медленные углеводы. Так что главным постулатом низкоуглеводного питания является численное сокращение любых углеводов в суточном рационе .
2.3 Вегетарианство
Вегетарианство (от латинского vegetabilis - растительный), система питания, которая исключает из употребления человеком продукты животного происхождения, включая рыбу и птицу. Приверженцы вегетарианства утверждают, что исключительно растительная пища является естественным питанием человека. Данное направление имеет свое разделение на подтипы.
Лактово-вегетарианство.
Лактово-вегетарианство отрицает употребление мяса, морепродуктов и рыбы. Разрешается потребление любых молочных продуктов, яиц и меда. Такая система питания самая распространенная в вегетарианстве.
Лактово-вегетарианцы опираются в первую очередь на этические соображения и убеждения. Так, например, исключаются из употребления некоторые виды сыров, для изготовки которых применяют сычуг животного происхождения.
Лакто-вегетарианство.
Лакто-вегетарианство - отличается от предыдущего типа запретом на употребление куриных яиц.
Приверженцы данного типа считают, что когда человек ест яйцо, то убивает зародыш, что ничем не лучше поедания уже взрослого животного.
Ово-вегетарианство.
Ово-вегетарианство - такой тип при котором разрешается употребление яиц и меда, но при этом любые виды продуктов молочного происхождения запрещаются. Основываются они на том, что в современном производстве яйца получают неоплодотворенными, а это значит, что даже потенциально яйца не являются живыми существами.
Веганство.
Веганство - самый строгий вид вегетарианства. Приверженцы данного вида не допускают никаких послаблений. исключаются абсолютно все продукты животного происхождения, так нельзя есть мясо, рыбу, морепродукты, молочные продукты, яйца и даже мед. Так же следует исключить одежду из меха и кожи, желатин, глицерин, а так же продукцию, которая тестируется на животных.
Нужно отметить, что с физиологической точки зрения вполне допустим только третий вид питания, который способен покрыть потребности организма в питательных веществах.
Вегетарианство начало развиваться в Европе в 19в. в странах, где растительная пища была наиболее доступной провизией. В России вегетарианство прижилось несколько позже, в основном среди религиозных сект.
Придерживаясь вегетарианства, человек потребляет около 300 видов корнеплодов, овощей, около 600 видов фруктов и большое количество видов орехов. Орехи, бобовые, шпинат, пшеница, цветная капуста служат источниками протеина. Различные растительные масла являются источником жиров - подсолнечное, льняное, конопляное, кокосовое, ореховое, миндальное, оливковое и др. .
2.4 Сыроедение
Такая система питания <#"justify">Глава 3. Влияние типов питания на обмен веществ
3.1 Влияние низкоуглеводной диеты на обмен веществ
Т.к. углеводы не поступают в организм, жиры эмульгируются, дальше идет их липолиз, расщепление до жирных кислот и глицерина. Энергия для жизнедеятельности образуется за счет ?-окисления. Для попадания в клетку, жирные кислоты активизируются, образованием ацил-КоА. Для этого процесса нужны две ангидридные связи АТФ, богатые энергией.
Активированные жирные кислоты попадают в матрикс митохондрий в виде ацилкарнитина, являющийся трансмембранным переносчиком.
В митохондриальном матриксе путем окислительного цикла реакций происходит деградация жирных кислот, во время которого постепенно отщепляются C2- звенья. Такое отщепление всегда начинается с карбоксильного конца, между С2 (?-атомом) и С3(?-атомом). Имено по этой причине такой цикл деградации реакций получил название ?-окисления.цикл должен продолжаться многократно, для полной деградации длинноцепочечной жирной кислоты. Ацетил - КоА, переносится на оксалоацетат с образованием цитрата. Т.о. даже в организме недостаточно углеводов, то происходит процесс образования ацетил - КоА, который является топливом для образования энергии в цикле Кребса.
Долгое нахождения организма в состоянии углеводной недостаточности ведет к гипогликемии, возникают сонливость, слабость, головокружение и головные боли, тошнота, потливость. На фоне недостатка углеводов наблюдается повышенное потребление белка в организме, что ведет к сильной нагрузке на печень и почки продуктами распада, наблюдается перенапряжение секреторной функции пищеварительного тракта, происходит усиление гнилостных процессов, накопление продуктов азотного обмена, со сдвигом в кислую сторону. Большое количество белка, ведет к накоплению в организме пуринов - мочевой кислоты, что увеличивает вероятность мочекаменной болезни.
Влияние Вегетарианства и сыроедения на обмен веществ. При потреблении только растительной и сырой пищи, организм не насыщается такими важными для него полноценными белками. Хотя в растениях и содержаться белки, они являются неполноценными(т.е. отсутствуют те или иные незаменимые аминокислоты, которыесодержаться в рыбе, молоке, яйцах и мясе), так же стоит отметить, что растительные белки усваиваются организмом хуже.
Особенно часто при данных типах питания наблюдается недостаток метионина, триптофана и лизина. Триптофан важен для роста, поддержания обмена веществ и улучшения азотистого равновесия. Лизин нужен для обеспечения роста, кроветворения. Метионин препятствует ожирению, накоплению жира в печени.
3.2 Роль белков в обмене веществ
Недостаточное потребление белков может привести к дистрофии, т.к. организм человека не способен синтезировать белки из неорганических веществ, тем самым расщепляя свои собственные. Так же недостаток белка ведет к замедлению роста. Так же стоит сказать, что белки являются гормонами и ферментами, ускоряя обменные процессы и выполняя регуляторную функцию. Поэтому недостаток белков ведет к нарушению обменных процессов.
Большое значение белок играет в деятельности ЦНС. Дефицит белка может привести к снижению работоспособности и внимания. Нехватка белка в пище приводит к изменениям эндокринной системы, понижению барьерной функции.
3.3 Недостаток жиров в организме
Жиры - это очень ценный энергетический материал.
Жиры входят в состав клеток, являются основным компонентом клеточной мембраны, обеспечивают всасывание из кишечника многих минеральных веществ.
Поэтому можно сделать вывод, что нехватка жиров приводит к ненормальному развитию клеток в организм, станет невозможным всасывание жирорастворимых витаминов, будет наблюдаться нехватка энергии в организме.
Большое количество растительной пищи может привести в переизбытку клетчатки, наступит перегрузка кишечника.
Т.о. можно сделать вывод, что вегетарианство и сыроедство нельзя рекомендовать в качестве постоянного питания .
Раздельное питание
Данная теория пытается дать ответ на вопрос о том, как нужно питаться правильно. По сравнению с другими системами питания, данная теория рассматривает процесс пищеварения наиболее полно.
Теория раздельного питания опирается на основное правило: т.к. для того, чтобы переварить одни продукты необходима кислая среда, а другие - щелочная, то нужно разделить приемы пищи именно по этому критерию, что позволит лучше переварить и усвоить пищу лучше, позволит ускорить обмен веществ.
Специлисты диетологи относятся к данному типу питания довольно скептически, указывая, что рациональность раздельного питания нельзя объяснить процессами брожения и гниения, ведь при нормальной работе ЖКТ и отсутствии ферментной недостаточности загнивание просто невозможно.
Е. Чедия считает: «Желудок человека устроен так, чтобы переваривать смешанную пищу, а не отдельные её виды по очереди».
Раскритиковала систему раздельного питания и доктор медицинских наук, профессор НИИ питания РАМН Л.С. Василевская, которая отметила, что гипотезы, которые лежат в основе данной системы питания не согласуются с истинными.
При раздельном питании организму человека приходится постоянно вырабатывать секреты для улучшения нормального всасывания питательных веществ из кишечника, а это является дополнительной нагрузкой на ЖКТ .
Глава 4. Экспериментальная часть
4.1 Экспериментальное определение изменения обмена веществ в связи с изменением типа питания
питание тип белок обмен
Цель работы: выявить на личном примере, какие изменения организма будут наблюдаться в результате изменения типа питания.
Условия опыта: под наблюдением в течении 10 дней будут находится два студента (включая автора работы). Обязательным условием является изменение привычного типа питания, при сохранении физической активности.
Ход работы: в первый день опыта оба испытуемых подвергаются контрольному взвешиванию. Для каждого составляется индивидуальный рацион, у каждого из участников эксперимента будут отличаться типы питания. Предварительно рассчитывается примерный расходуемый и потребляемый калораж. После 5 и 10 дней соответственно делаются контрольные измерения для чистоты исследования. На основе опыта делается вывод по каждому из испытуемых, о том, как в течение десяти дней измененный рацион повлиял на организм.
Испытуемый №1
Исходный вес 63,7 кг.
Исходный тип питания - всеядность с преобладанием в рационе белковой пищи, сложных углеводов, фруктов и овощей. Маленькое потребление сладкой и жирной пищи (исключая жирную рыбу).
Физическая активность: 3 дня в неделю посещение тренажерного зала по 1,5 часа за тренировку, 1 день в неделю игра в футбол 1,5 часа.
Примерный ежедневный рацион.
Чай, пачка творога 200 г (202 ккал), 50 г ржаного хлеба (107 ккал).
Яблоко 150 г (60 ккал) + протеиновый коктейль (145 ккал).
г риса (323 ккал), 50 г хлеба (107 ккал), грудка куриная 100 г (137 ккал).
Протеиновый коктейль (145 ккал).
Грудка куриная 200 г (274 ккал), 200 г томатов (40 ккал).
г творога (202 ккал).
Итого: 1740 ккал в день и 17400 ккал за десять дней.
Примерный новый рацион: к тому типу питания, который есть - каждый день прибавляется 200 г молочного шоколада (547 ккал), так же вместо варенного риса теперь в рацион входит жаренная картошка, а вместо куриной грудки - котлеты (250 ккал в обед и 500 на ужин).
Итого: 1740 - (323+274+137) + (320 + 250 + 500+ 547*2) = 3123 ккал в день и 31230 ккал за десять дней.
Расходуемое количество калорий:
В дни тренировок: 3000 ккал
В день игры в футбол: 2500 ккал
В дни, свободные от занятий спорта: 2100 ккал
Итого за десять дней было проведено 5 тренировок и 2 игры в футбол, 3 дня были свободны от спорта.
Итого:3000*5+2500*2+2100*3=26300 ккал
Испытуемый №2.
Исходный вес 77, 7 кг
Исходный тип питания - всеядность с преобладанием в рационе жирной пищи(салатов на майонезе, пельменей с майонезом, картошки ит.д.) и сладкой, углеводной пищи.
Физическая активность: низкая физическая активность, сидячий образ жизнедеятельности, раз в неделю бег по пересеченной местности.
Примерный ежедневный рацион: примерный рацион по пунктам разложить достаточно сложно, т.к. каждый день отличается от последующего, тем не менее можно сделать общий список:3 пирожка с картошкой (307*3), чай с сахаром (120 ккал), пельмени с майонезом (400 ккал), 400 г белого хлеба (900), 200 г шоколада (547), бананы (200), котлеты (500), 1 л молока (580).
Итого в среднем: 4468 ккал в день и 44680 ккал за 10 дней
Новый тип питания - вегетарианство.
Новый примерный рацион:
Ржаной хлеб 50 г (107 ккал), два яйца (170 ккал).
Яблоко 150 г (60 ккал), банан (100 ккал).
Гречка (330 ккал), хлеб ржаной (107 ккал).
Рис (323 ккал), хлеб ржаной 50 г (107 ккал).
Молоко цельное 200 г (120 ккал).
Итого: 1424 ккал в день и 14240 ккал за десять дней.
Результаты эксперимента:
Испытуемый №1. После 5 дней опыта отмечается рост массы тела, которая теперь составляет 64,9. В момент окончания опыта вес испытуемого остановился на отметке 66, 7 кг. Испытуемый отмечает рост потоотделения (особенно во время тренировок), рост мочеиспускания и каловых масс.
Испытуемый №2. После 5 дней опыта отмечается спад массы тела до 75, 9 кг, а после 10 дней вес тела составил уже 74,1 кг. Испытуемый отмечает снижение потоотделения и тяжести в животе, уменьшения мочеиспускания и каловых масс.
Заключение
Чтобы не было проблем с лишним весом, обменов веществ, со здоровьем следует рационально питаться. Рациональное питание - это процесс поступления в организм веществ, с их последующим усвоением, которые необходимы для того, чтобы покрыть пластические и энергетические затраты, для обновления и построения тканей и регуляции функций. Организму для нормального развития, роста и жизнедеятельности необходимы жиры, белки, углеводы, минеральные соли и витамины в достаточном для него количестве.
Основными принципами рационального питания являются:
) За сутки человек должен съесть примерно такое же количество калорий, сколько потратил в результате физической активности;
) Соотношение белков, липидов и углеводов примерное должно составлять 1: 1,2: 4, 6, тогда в организме все важные вещества будут рационально использоваться, не будет возможностей для нарушения обмена веществ;
) В питании должен быть определенный режим, желательно кушать в одно и то же время. Не стоит забывать, что завтрак должен стать основным приемом пищи, тогда как вечером лучше воздержаться от употребления жирных и сладких продуктов;
) В употребляемой пище должно быть разнообразие, т.к. организм должен получать все необходимые для роста и развития вещества;
) В еде должна быть умеренность, не стоит переедать, это может привести к ухудшению обмена веществ.
По результатам эксперимента можно сделать вывод, что у испытуемого №1 обмен веществ после изменения рациона ухудшился, что привело к набору массы тела, у испытуемого №2 напротив - обмен веществ стал проходить быстрее, о чем говорит уменьшение массы тела.
Список литературы
1.Вегетарианство. Загадки и уроки. Польза и вред. Жолондз М.Я., 1999
2.Основы физиологии человека. Агаджанян Н.А. Второе издание, исправленное; М., РУДН 2001.
.Раздельное питание в России. В.Н. Маркова, Минск, «Литература», 1998.
.Физиология человека. Том второй. Под редакцией В.М. Покровского; М. Медицина 1997.
5.Влияние диет на обмен веществ// Элетронный ресурс//
Низкоуглеводная диета// Электронный ресурс//
Основные типы питания// Электронный ресурс
Раздельное питание//электронный ресурс//
Сыроедение// электронный ресурс//
Углеводы, жиры и белки - источники энергии для человека// Электронный ресурс
Белок занимает одно из самых важных мест среди всех органических элементов живой клетки. Он составляет почти половину клеточной массы. В организме человека происходит постоянный обмен белков, которые поступают вместе с продуктами питания. В пищеварительном тракте осуществляется до аминокислот. Последние проникают в кровь и, пройдя через клетки и сосуды печени, попадают в ткани внутренних органов, где снова синтезируются в специфические для данного органа белки.
Белковый обмен
Человеческий организм использует белок в качестве пластического материала. Его потребность определяется минимальным объёмом, который уравновешивает белковые потери. В теле взрослого здорового человека обмен белков происходит непрерывно. В случае недостаточного поступления этих веществ с пищей десять из двадцати аминокислот могут синтезироваться организмом, в то время как другие десять остаются незаменимыми, и их необходимо восполнять. В противном же случае происходит нарушение белкового синтеза, что приводит к торможению роста и снижению массы тела. Следует отметить, что если отсутствует хотя бы одна организм не может нормально жить и функционировать.
Этапы белкового обмена
Обмен белков в организме происходит в результате поступления питательных веществ и кислорода. Существуют определённые этапы первый из которых характеризуется углеводов и жиров до растворимых аминокислот, моносахаридов, дисахаридов, жирных кислот, глицерина и других соединений, после чего они всасываются в лимфу и кровь. На втором этапе и кислород транспортируются кровью в ткани. При этом происходит их расщепление до конечных продуктов, а также синтез гормонов, ферментов и составных компонентов цитоплазмы. При расщеплении веществ происходит выделение энергии, которая необходима для природных процессов синтеза и нормализации работы всего организма. Вышеперечисленные этапы обмена белков заканчиваются удалением из клеток конечных продуктов, а также их транспортом и выделением легкими, почками, кишечником и потовыми железами.
Для человеческого организма очень важно поступление полноценных белков, ведь только из них могут синтезироваться специфические вещества. Особую роль обмен белков играет в детском организме. Ведь ему необходимо большое количество новых клеток для роста. При недостаточном поступлении белков человеческий организм перестаёт расти, а его клетки обновляются намного медленней. К полноценным относятся животные белки. Из них особую ценность представляют белки рыбы, мяса, молока, яиц и других подобных продуктов питания. Неполноценные же преимущественно содержатся в растениях, поэтому рацион питания необходимо составлять так, чтобы удовлетворить все потребности своего организма. При переизбытке белков их излишек распадается. Это позволяет организму поддерживать необходимое Обмен белков очень важен для жизнедеятельности человека. При его нарушении организм начинает расходовать белок своих же тканей, что ведёт к серьёзным проблемам со здоровьем. Поэтому следует беречь себя и серьёзно подходить к выбору пищи.
Поступив организм, молекулы пищевых веществ участвуют во многих реакциях. Эти ре-акции и другие проявления жизнедеятельности – метаболизм (обмен веществ). Пищевые вещества используются в качестве сырья для синтеза новых клеток, окисляются, доставляя энергию. Часть ее используется для синтеза новых клеток, другая часть – для функциониро-вания этих клеток. оставшаяся энергия освобождается в виде тепла. Процессы обмена:
Анаболизм (ассимиляция) – химический процесс, при котором простые вещества объеди-няются между собой в сложные. Это приводит к накоплению энергии и росту. Катаболизм - диссимиляция – расщепление сложных веществ на простые с выделением энергии. Сущ-ность обмена веществ – поступление в организм веществ, их усвоение, использование и вы-деление продуктов обмена. Функции метаболизма:
· извлечение энергии из внешней среды в форме химической энер-гии органических веществ
· превращение этих веществ в строительные блоки
· сборка клеточных компонентов из этих блоков
· синтез и разрушение биомолекул, которые необходимы для вы-полнения функций
Обмен белков – совокупность процессов превращения белков в организме, включая об-мен аминокислот. Белки – основа всех клеточных структур, материальные носители жизни, основной строительный материал. Суточная потребность – 100 – 120гр. Белки состоят из аминокислот (23):
· заменимые – могут образовываться из других в организме
· незаменимые – не могут синтезироваться в организме и должны
поступать с пищей - валин, лейцин, изолейцин, лизин, аргинин, триптофан, гистидин Этапы белкового обмена:
1. ферментативное расщепление белков пищи до аминокислот
2. всасывание аминокислот в кровь
3. превращение аминокислот в свойственные данному организму
4. биосинтез белков из этих кислот
5. расщепление и использование белков
6. образование продуктов расщепления аминокислот Всосавшись в кровеносные капилляры тонкого кишечника, аминокислоты по воротной
вене поступают в печень, где используются или задерживаются. Часть аминокислот остает-ся в крови, поступает в клетки, где из них строятся новые белки.
Период обновления белка у человека – 80 дней. Если с пищей поступает большое коли-чество белка, то ферменты печени отщепляют от них аминогруппы (NH2) – дезаминирова-ние. Другие ферменты соединяют аминогруппы с СО2, и образуется мочевина, которая по-ступает с кровью в почки и в норме выделяется с мочой. Белки почти не откладываются в депо, поэтому после истощения запасов углеводов и жиров используются не резервные бел-ки, а белки клеток. Это состояние очень опасно – белковое голодание – страдают головной мозг и другие органы (безбелковые диеты). Различают белки животного и растительного происхождения. Животные белки – мясо, рыба и морепродукты, растительные – соя, бобы, горох, чечевица, грибы, которые являются необходимыми для нормального белкового об-мена.
Обмен жиров – совокупность процессов превращения жиров в организме. Жиры - энерге-тический и пластический материал, они входят в состав оболочек и цитоплазмы клеток. Часть жиров накапливается в виде запасов в подкожной жировой клетчатке, большом и ма-лом сальниках и вокруг некоторых внутренних органов (почки) – 30% всей массы тела. Ос-новная масса жиров – нейтральный жир, который участвует в жировом обмене. Суточная потребность в жирах – 100 гр.
Некоторые жирные кислоты являются незаменимыми для организма и должны посту-пать с пищей – это полиненасыщенные жирные кислоты: линоленовая, линолевая, арахидо-новая, гамма – аминомасляная (морепродукты, молочные продукты). Гамма – аминомасля-ная кислота является основным тормозным веществом в ЦНС. Благодаря ей происходит ре-гулярная смена фаз сна и бодровствования, правильная работа нейронов. Жиры делятся на животные и растительные (масла), которые очень важны для нормального жирового обмена.
Этапы жирового обмена:
1. ферментативное расщепление жиров в ЖКТ до глицерина и жир-ных кислот
2. образование липопротеидов в слизистой оболочке кишечника
3. транспорт липопротеидов кровью
4. гидролиз этих соединений на поверхности клеточных мембран
5. всасывание глицерина и жирных кислот в клетки
6. синтез собственных липидов из продуктов распада жиров
7. окисление жиров с выделением энергии, СО2 и воды
При избыточном поступлении жиров с пищей он переходит в гликоген в печени или от-кладывается в запас. С пищей, богатой жирами, человек получает жироподобные вещества – фосфатиды и стеарины. Фосфатиды необходимы для построения клеточных мембран, ядер и
цитоплазмы. Ими богата нервная ткань. Главным представителем стеаринов является холе-стерин. Норма его в плазме – 3,11 – 6,47 ммоль/л. Холестеином богат желток куриного яйца, сливочное масло, печень. Он необходим для нормального функционирования нервной сис-темы, половой системы, из него стоятся клеточные мембраны, половые гормоны. При пато-логии он приводит к атеросклерозу.
Обмен углеводов – совокупность превращения углеводов в организме. Углеводы – ис-точник энергии в организме для непосредственного использования (глюкозы) или образо-вания депо (гликоген). Суточная потребность – 500 гр.
Этапы углеводного обмена:
1. ферментативное расщепление углеводов пищи до моносахаридов
2. всасывание моносахаридов в тонком кишечнике
3. депонирование глюкозы в печени в виде гликогена или ее непосредственное использование
4. расщепление гликогена в печени и поступление глюкозы в кровь
5. окисление глюкозы с выделением СО2 и воды
Углеводы всасываются в ЖКТ в виде глюкозы, фруктозы и галактозы, поступают в кровь
– в печень поворотной вене – глюкоза переходит в гликоген. Процесс перехода глюкозы в гликоген в печени – гликогенез. Глюкоза – постоянная составляющая часть крови (80 – 120 млг/%). Увеличение уровня глюкозы в крови – гипергликемия, уменьшение – гипогликемия. Уменьшение уровня глюкозы до 70 млг/% вызывает чувство голода, до 40 млг/% - кому.
Процесс распада гликогена в печени до глюкозы – гликогенолиз. Процесс биосинтеза угле-водов из продуктов распада жиров и белков – гликонеогенез. Процесс расщепления углево-дов без кислорода с накоплением энергии и образованием молочной и пировиноградной кислот – гликолиз. При увеличении глюкозы в пище печень переводит ее в жир, который затем используется.
6 Используя знании по биологии, приготовьте три сообщения на тему «Обмен белков (жиров, углеводов) в организме человека, его нарушения и предупреждение их».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. В этом отношении уже имеются некоторые достижения. Белки характеризуются большой специфичностью. Они отличаются друг от друга составом и способом соединения между собой отдельных аминокислот, а также наличием в молекуле других составных частей, таких, как фосфорная кислота, углеводные и липоидные (жироподобные) группы и др. Каждый белок обладает характерными, только ему принадлежащими свойствами. Например, сокращения мышц связаны с особыми свойствами белков миозина и актина, входящих в состав мускулатуры человеческого тела. Белковый пигмент крови - гемоглобин - является переносчиком кислорода. Все ферменты, благодаря которым происходит пищеварение, представляют собой белковые вещества различной природы. Сложное белковое строение имеют некоторые гормоны.
Знание состава тех или иных белков организма, а также белков пищи позволяет точно выяснить потребность человеческого организма в различных аминокислотах. Таким образом, можно правильно определять белковую ценность продуктов питания и, подбирая продукты, активно вмешиваться в обмен белков человеческого организма. Установлено, что наиболее ценными по своему аминокислотному составу являются
белки животного происхождения, т. е. белки мяса, молока и яиц. Из 100 граммов животных белков, принимаемых с пищей, усваиваются 80-90%.
В этих белках имеются незаменимые аминокислоты, те, которые в человеческом организме не образуются и отсутствуют в белках растительных продуктов питания. Советские ученые считают, что из 25 известных аминокислот 12 являются незаменимыми и все они обязательно должны вводиться с пищей. Если в составе пищи отсутствует какая-либо одна из незаменимых аминокислот, то образование белков организма - синтез их - нарушается. Это приводит к потере веса, а в молодом организме - к задержке роста. К числу незаменимых аминокислот относятся треонин, валин, лейцин, изолейцин, лизин, фенилаланин, триптофан, метионин, аргинин, гистидин, тирозин и цистин. Последние четыре аминокислоты хотя и могут образовываться из других аминокислот, однако в незначительном количестве и они также должны вводиться с пищей.
Белки растительного происхождения (хлеба, гороха, фасоли и др.) отличаются более низкой биологической ценностью. В белках растительного происхождения недостает то одних, то других аминокислот, однако при определенном сочетании растительных продуктов организм может получать ценные для него белки.
Как же протекает обмен белков в организме? Для ответа на этот вопрос в первую очередь необходимо проследить за судьбой аминокислот, всосавшихся из кишечника в кровь. Аминокислоты по воротной вене попадают в печень. В этом органе из части их синтезируются более сложные вещества - полипептиды. Из печени аминокислоты и полипептиды разносятся с кровью по всему организму и вступают в соединение с белками различных клеток, занимая место использованных аминокислот. Важнейшими конечными продуктами распада белка в организме являются аммиак, мочевина и мочевая кислота. Аммиак образуется при так называемом дезаминировании аминокислот, т. е. при отщеплении от них аминной группы, о которой говорилось выше. В печени аммиак частично превращается в мочевину. Мочевая кислота, как полагают, поступаете кровь прямо из тканей, являясь продуктом распада сложных белков - нуклеопротеидов. Все продукты распада белка выводятся из организма с мочой и с потом.
Белковый обмен в организме происходит постоянно, причем о его интенсивности с известным приближением можно судить по обмену азота, являющегося главным составным элементом белковой молекулы.
Определив количество азота, введенного с пищей, и количество азота, выделенного из организма с мочой и калом за сутки, можно установить так называемый азотистый баланс.
Если количество вводимого и выделяемого азота одинаково, то налицо азотистое равновесие. Когда количество вводимого с пищей азота больше выделяющегося, имеет место положительный азотистый баланс. Он свидетельствует о преобладании в организме процессов ассимиляции (образования) белка над процессами его разрушения (диссимиляции).
Это чаще бывает у детей и свидетельствует о нормальном развитии. Положительный азотистый баланс характерен также для периода выздоровления взрослых людей после инфекционной болезни. Преобладание выделяемого азота над вводимым вызывает отрицательный азотистый баланс. В этом случае процессы разрушения белка преобладают над процессами образования его. Все это наблюдается при голодании или при инфекционных заболеваниях.
Белковый обмен в организме подвержен сложной регуляции, в которой принимают участие центральная нервная система и железы внутренней секреции. Из гормональных веществ гормон щитовидной железы (тироксин) и гормоны коры надпочечника (глюкокортикоиды) способствуют усилению процессов диссимиляции, распада белков, а гормон поджелудочной железы (инсулин) и соматотропный гормон передней доли гипофиза (гормон роста) усиливают процессы образования (ассимиляции) белковых тел в организме.
Если человек длительно питается продуктами, содержащими мало белка, то у него возникает тяжелое заболевание, так называемая алиментарная дистрофия, или голодание. У заболевших появляются отеки на ногах, руках и лице, скапливается жидкость в полости живота, возникает понос, отмечаются психические расстройства. Кроме общих явлений белковой недостаточности, могут возникнуть специфические расстройства, обусловленные отсутствием в пище какой-либо определенной аминокислоты.
Например, при отсутствии триптофана развивается помутнение хрусталика глаза (катаракта). Если недостает цистина, то возникает задержка роста волос; отсутствие гистидина ведет к малокровию, а аргинина к задержке роста и т. д.
Для того чтобы обеспечить человека всеми необходимыми аминокислотами, нужно включать в суточный рацион питания возможно больше разнообразных продуктов. Разнообразить ежедневное меню следует для того, чтобы восполнять недостаток тех или иных аминокислот. 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 (poly - много). В пищеварительном тракте под влиянием соответствующих ферментов полисахариды распадаются на моносахариды.
Основная роль углеводов в организме заключается в их энергетических свойствах. Они являются основным источником, из которого органы и ткани человека получают энергию для производства движений, образования тепла, деятельности органов кровообращения и дыхания, различных окислительных процессов, т. е. всего того, что может быть определено одним словом «жизнедеятельность». 75% необходимой человеку энергии дают углеводы. В организме углеводы могут образовываться из жиров и белков.
Нормальная жизнедеятельность организма осуществляется при условии более или менее постоянного содержания сахара в крови, колеблющегося в пределах 80-120 мг в 100 г крови. Весь сахар, всосавшийся в кишечнике, поступает по кровеносным сосудам прежде всего в печень, которая обладает способностью задерживать излишки сахара, превращать его в животный крахмал, или гликоген, и откладывать в запас. Установлено, что в человеческой печени содержится примерно 150 граммов запасного гликогена, который расходуется организмом, снова превращаясь в сахар, если количество его в крови становится ниже нормы.
Сахар крови усиленно расходуется организмом при физической работе, умственном напряжении и др. В этих случаях необходимо употреблять повышенное количество сахара в растворенном виде. Он быстро всасывается в кровь и восполняет возникающий дефицит в организме. Крахмал, содержащийся в хлебе и крупах, не так быстро восполняет недостаток сахара в крови, ибо медленно переваривается и образующийся из него
сахар поступает в кровь из кишечника небольшими порциями. Снижение сахара в крови ниже 40 мг на 100 г крови вызывает болезненное состояние организма, выражающееся в слабости, головокружении, чувстве голода и т. д. Такое состояние называется гипогликемией. Оно легко устраняется, если вышить стакан сладкого чая.
При введении с пищей больших количеств углеводов и особенно сахара уровень сахара в крови может быстро повыситься. Объясняется это тем, что печень в этом случае не успевает перерабатывать весь сахар в гликоген и в общий круг кровообращения поступает повышенное количество сахара. Возникает так называемая пищевая гипергликемия с повышением сахара в крови до 150 - 180 мг на 100 г крови. При этом сахар начинает выводиться из организма почками. Выделение сахара с мочой называется глюкозурией и является своего рода целесообразной реакцией организма. Здоровые люди должны помнить, что не следует за один прием употреблять больше 100 граммов сахара. Некоторое количество сахара может откладываться в виде гликогена в мышцах и нервных клетках, но этот гликоген используется в случае надобности только той тканью, в которой отложен.
Сахар потребляется мышцами при работе, причем в это время мышечная ткань не только использует сахар крови, но и гликоген, находящийся в самих мышечных волокнах. Гликоген мышц распадается и из него образуется сахар, который используется для производства мышечной работы. Окисление сахара при этом доходит до стадии молочной кислоты. В условиях нормального кровообращения образовавшаяся во время мышечной работы молочная кислота частично окисляется, а частично превращается снова в гликоген.
При избыточном углеводном питании сахар переходит в организме в жир. При недостаточном углеводном питании углеводы, наоборот, могут образоваться из жира. Регулируется углеводный обмен нервной системой преимущественно через железы внутренней секреции, главным образом через поджелудочную железу и надпочечники. Мозговое вещество надпочечников выделяет адреналин, поступающий в кровь. Адреналин, циркулируя в крови, вызывает повышенное превращение гликогена печени в сахар, что приводит к поднятию уровня сахара в крови. А гипергликемия, как это точно установлено учеными, повышает выработку инсулина поджелудочной железой.
Инсулин способствует превращению сахара в гликоген и помогает использованию его тканями организма, в связи с чем уровень сахара в крови снижается. Однако в регуляции углеводного обмена принимают участие и другие эндокринные железы, тесно связанные с деятельностью центральной нервной системы.
Под влиянием возбуждения головного мозга гипофиз выделяет так называемый гормон роста, который препятствует использованию сахара крови печенью, в связи с чем возникнет гипергликемия. Если указать, что в регуляции углеводного обмена принимают участие еще гормоны коркового вещества надпочечников, то станет ясно, насколько сложно углеводный обмен регулируется центральной нервной системой через железы внутренней секреции.
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. Жиры, распавшиеся в тонком кишечнике на глицерин и жирные кислоты, проходят через эпителиальные клетки тонких кишок, только растворившись в желчных кислотах, содержащихся в желчи. В стенке тонких кишок происходит освобождение желчных кислот от сложных соединений с жирными кислотами, а затем жирные кислоты, соединяясь с всосавшимся глицерином, вновь превращаются в жир.
По лимфатическим сосудам брыжейки, собирающимся в общий грудной лимфатический проток, жир поступает в левую подключичную вену. В легких жир частично подвергается окислению, затем поступает в большой круг кровообращения и откладывается в жировых депо. Ими в организме считаются: подкожная жировая клетчатка, сальник, околопочечная клетчатка, область таза, средостение и др. Жировая клетчатка выполняет роль запасного материала, способствует укреплению внутренних органов и теплоизоляции организма. При нормальном питании жировая ткань составляет примерно 16% веса тела.
Жиры и жироподобные вещества, или липоиды, являются, кроме того, необходимой составной частью клеток; они входят в протоплазму и принимают участие в образований клеточных оболочек. Липоиды входят также в состав нервной ткани.
Недостаток жиров в пище ведет к нарушению деятельности центральной нервной системы, функций половых желез, снижает сопротивляемость организма к неблагоприятным условиям жизни и к инфекциям. Животные, в пище которых отсутствуют жиры, теряют способность к воспроизводству потомства.
Состав пищевых жиров неодинаков, различно и их биологическое значение для организма.
Следует выделить так называемые ненасыщенные жирные кислоты, входящие в состав преимущественно жиров растительного происхождения. Ненасыщенные жирные кислоты укрепляют тончайшие оболочки клеток. Наибольшими целебными свойствами обладают линолевая, линоленовая и арахидоновая ненасыщенные кислоты. Первые две содержатся в льняном и конопляном масле, линоленовой кислоты также много в подсолнечном, а арахидоновой - в свином сале и в яичном желтке. Систематический недостаток этих кислот в питании людей понижает сопротивляемость организма к различного рода вредным воздействиям, ведет к развитию сердечно-сосудистых заболеваний, в частности атеросклероза. Жиры человеческого тела находятся в состоянии подвижного равновесия, их количество то уменьшается, то увеличивается. Так, например, при усиленной мышечной работе часть жира из жировой ткани переходит в другие ткани и путем сложных химических реакций окисляется, или, как говорят, «сгорает».
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.
Жировой обмен, так же как и другие виды обмена, регулируется центральной нервной системой непосредственно и через эндокринные железы - гипофиз, островковый аппарат поджелудочной железы, надпочечники, щитовидную и половые железы.
Известно, например, что большинство людей во время душевных переживаний худеет и, наоборот, полнеет в периоды благополучной и спокойной жизни. Это, в частности, подтверждает выдающийся советский психиатр Ю. В. Каннабих: он заметил, что при психическом
заболевании - циклотимии, которое характеризуется сменой состояний, в периоды тоски, подавленного настроения, больные худеют; когда же угнетенное состояние сменяется повышенным, веселым настроением, радужным восприятием всего окружающего, они полнеют.
Гормон островкового аппарата поджелудочной железы - инсулин способствует отложению жира в подкожной жировой клетчатке и в других жировых депо. При избытке инсулина использование жира тормозится, а углеводы интенсивно переходят в жир.
Почти аналогично инсулину действуют гормоны коркового вещества надпочечника: они способствуют переходу углеводов в жир и отложению его в жировой ткани.
Наоборот, усиленная продукция гормонов гипофиза щитовидной железы и половых желез усиливает сгорание жира и препятствует переходу углеводов в жир.
Кроме белков, углеводов и жиров, необходимыми веществами для жизнедеятельности организма являются минеральные соли, вода и витамины.