§47. Значение обмена веществ н энергии в организме

Между живым организмом и окружающей средой постоянно про­исходит обмен веществ и энергии. Это одно из свойств живых орга­низмов. В пищеварительном тракте ежедневно принимаемая пиша подвергается сложным изменениям. Питательные вещества обеспе­чивают жизнедеятельность клеток, тканей. При расщеплении бел­ков. жиров и углеводов выделяется энергия, которая расходуется на поддержание жизнедеятельности отдельных клеток и организма в целом. Ненужные шлаки (продукты окончательного разложения веществ) постоянно выводятся из организма наружу через органы дыхания и выделения и частично - через кожу.

Поступление в организм различных веществ из внешней среды, их усвоение, изменение и выделение во внешнюю среду образую­щихся продуктов распада, т. е. поступление, выделение, а также вза­имопревращение всех веществ, называют обменом веществ, или метаболизмом (от греч. метаболе - перемена, превращение). Благо­даря метаболизму сохраняется постоянство внутренней среды орга­низма - крови, лимфы, тканевой жидкости. Организм растет, раз­вивается и продолжает жить.

Метаболизм состоит из двух процессов:

1               процесс - пластический обмен (ассимиляция, анаболизм):

2               процесс - энергетический обмен (диссимиляция, катаболизм). Эти два процесса тесно взаимосвязаны. Регулируется обмен веществ и энергии нервным и гуморальным путями.

Пластический обмен называют еще ассимиляцией, т. е. накопле­нием. В последнее время чаще применяют термин анаболизм (от греч. анаболе - подъем). К пластическому обмену относится обмен (син­тез) белков, жиров, углеводов и нуклеиновых кислот нашего тела. То есть из простых веществ пищи образуются (синтезируются) слож­ные органические вещества нашего организма. Эти вещества обес­печивают рост клеток, из них же строятся новые клетки на смену отмершим. Кроме того, органические соединения входят в состав меж­клеточных образований. Для пластического обмена, т. е. роста кле­ток. используется энергия.

Белковый обмен. Если убрать воду, то сухое вещество организма человека на 80% представлено белками. Все растительные и живот­ные белки состоят из 20 видов аминокислот. Они делятся на 2 груп­пы: заменимые и незаменимые. Незаменимые кислоты должны посту­пать вместе с пищей, а заменимые кислоты могут синтезироваться в организме.

Полноценные белки содержат все необходимые организму ами­нокислоты. В большом количестве они встречаются в молоке, яйцах, мясе и рыбных продуктах. В пищеварительном тракте фермент пеп­син расщепляется белки до аминокислот, и они разносятся кровью к клеткам. Белки входят в состав всех ферментов и органоидов, всех клеток, тканей и органов. В запас белки не откладываются. Их свое­временное поступление имеет особенно большое значение для расту­щего организма. Недостаток белковой пищи замедляет рост и разви­тие детей.

Бели человек употребляет разнообразную белковую пишу, но не­дополучает углеводы и жиры, то белки могут превращаться в орга­низме в углеводы (гликоген) и жиры. Но сами белки, необходимые для организма, никогда не образуются из углеводов и жиров. Ведь кроме углерода, водорода и кислорода белки обязательно содержат еще и азот, которого нет в углеводах и жирах.

В результате разрушения белков в организме образуются амми­ак (NH₃), мочевина и мочевая кислота. Вместе с мочой они выво­дятся наружу. Интенсивность белкового обмена определяется ало тистым балансом, т. е. соотношением количества поступившего в организм и выведенного из организма азота. В растущем организме количество поступившего азота должно быть больше выведенного.

Обмен жиров. Жиры входят в состав всех мембран клеток. Жиры разных животных, как и жиры разных органов, различаются по хи­мическому составу и свойствам. Они состоят из глицерина и жир­ных кислот. Все жиры пищи под действием липазы разлагаются до глицерина и жирных кислот. В таком виде они всасываются в лим­фу и переносятся по организму к клеткам. В составе жиров имеют­ся насыщенные и ненасыщенные жирные кислоты. Ненасыщенные жир­ные кислоты содержатся в основном в маслах растительного проис­хождения.

При расщеплении жиров выделяется в 2 раза больше энергии, чем при расщеплении белков и углеводов. При полном растеплении 1 г жира высвобождается 39,1 кДж энергии, а при расщеплении 1 г белков или углеводов - 17,2 кДж. Жиры откладываются про запас в подкожной клетчатке, сальнике брюшины и т. д.

Обмен углеводов. В составе пищи они встречаются в виде простых и сложных сахаров. Самый простой углевод, легко усваиваемый на­шим организмом, глюком. Все углеводы, поступающие с нишей, расщепляются до глюкозы и разносятся к тканям. Конечными про­дуктами расщепления углеводов являются вода и углекислый газ.

Нормальная работа организма зависит от постоянства концентра­ции глюкозы в крови. В норме сахара (глюкозы) в крови содержится 3,3-5,6 миллимоль/л, или 0,12% в плазме крови. Излишки сахара от­кладываются про запас в печени и мышцах в виде гликогена. При ин­тенсивной работе гликоген расщепляется до глюкозы, которая посту­пает в кровь. Этот процесс регулируют гормоны поджелудочной же­лезы: инсулин и глюкагон (см. с. 50). При недостаточном количестве в пище углеводы образуются из белков и жиров. Если вместе с нишей в организм поступает много углеводов, то они превращаются в жиры.

При недостатке в пище одного из продуктов и избытке другого в нашем организме происходит их взаимопревращение. Вы не раз слыша­ли фразу «не ешьте много сладкого, потолстеете». Это верно, т. к. угле­воды легко превращаются в жиры и наоборот жиры в углеводы. Но при недостатке белков обязательно наступят тяжелые последствия на­рушения обмена веществ, т. к. белки не могут быть получены ни из жи­ров. ни из углеводов, ведь они содержат отсутствующие в них азот и серу. Полноценная белковая пища как растительного, так и животного происхождения особенно нужна растущему организму.

Обмен воды и минеральных солей. Вода составляет около 60% от массы тела. В организме детей воды больше. В различных органах ее содержание также неодинаково. Например, в печени, селезенке, мыш­цах 80% массы составляет вода. Она растворяет органические и неор­ганические вещества пищевых продуктов, регулирует температуру тела. Все химические реакции в организме протекают с ее участием.

Обмен воды тесно связан с обменом минеральных солей. Они вхо­дят в состав клеток и участвуют в синтезе белков, ферментов, гормо­нов. Участвуют они и в возбуждении нервных волокон, сокращении мышц, свертывании крови. Минеральные соли составляют около -1% массы тела. Для организма наиболее необходимы Na, К, (Ж Mg, Cl. Эти элементы входят также в состав минеральных солей. Содержа­ние некоторых элементов очень небольшое, но они играют важную роль в организме. Недостаток минеральных веществ приводит к на­рушению общего обмена веществ. Недостаток иода, железа и других веществ приводит к отставанию в росте и развитии у детей или к болезням у взрослых.

Таким образом, обмен веществ - основа роста, развития организ­ма и продолжения жизнедеятельности.

О Обмен веществ, или метаболизм: пластический обмен, или ассими­ляция (анаболизм): аминокислоты (заменимые и незаменимые).

азотистый баланс.

А

1. Что такое метаболизм? Из каких противоположных процессов со­стоит обмен веществ?

2.             Как происходит обмен жиров?

3.             Значение воды для организма. Как протекает ее обмен?

В

1.             Что та кое а набол изм?

2.             Как протекает обмен углеводов?

3.    Какие вещества образуются при распаде жиров и углеводов? Как они удаляются из организма?

С

1.     Каково значение обмена веществ и энергии?

2.     Как протекает обмен белков?

3.     Как происходит обмен солей?