Основные формы обмена веществ в организме

Основные  формы обмена веществ  в организме

Обмен белков. Роль белков в обмене веществ. Белки в обмене веществ занимают особое место. Они входят в состав цитоплазмы, гемоглобина, плазмы крови, многих гормонов, иммунных тел, поддерживают постоянство водно-солевой среды организма, обеспечивают его рост. Ферменты, обязательно участвующие во всех этапах обмена веществ, являются белками.

Биологическая ценность белков пищи.  Аминокислоты, идущие на построение белков организма, неравноценны. Некоторые аминокислоты (лейцин, метионин, фенилаланин и др.) незаменимы для организма. Если в пище отсутствует незаменимая аминокислота, то синтез белков в организме резко нарушается. Аминокислоты, которые могут быть заменены другими или синтезированы в самом организме в процессе обмена веществ, называются заменимыми.

 Белки  пищи, содержащие весь необходимый  набор аминокислот для нормального  синтеза белка организма, называют  полноценными. К ним относят преимущественно  животные белки. Белки пищи, не  содержащие всех необходимых  для синтеза белка организма аминокислот, называют неполноценными (например, желатин, белок кукурузы, белок пшеницы). Наиболее высокая биологическая ценность у белков яиц, мяса, молока, рыбы. При смешанном питании, когда в пище есть продукты животного и растительного происхождения, в организм обычно доставляется необходимый для синтеза белков набор аминокислот.

 Особенно  важно поступление всех незаменимых  аминокислот для растущего организма.  Например, отсутствие в пище аминокислоты  лизина приводит к задержке  роста ребенка, к истощению его мышечной системы. Недостаток валина вызывает расстройство вестибулярного аппарата у детей.

 Из  питательных веществ только в  состав белков входит азот, поэтому  о количественной стороне белкового  питания можно судить по азотистому балансу. Азотистый баланс – это соотношение количества азота, поступившего в течение суток с пищей, и азота, выделенного за сутки из организма с мочой, калом. В среднем в белке содержится 16 % азота, т. е. 1 г азота содержится в 6,25 г белка. Умножая величину усвоенного азота на 6,25, можно определить количество полученного организмом белка.

 У  взрослого человека обычно наблюдается  азотистое равновесие – количества  введенного с пищей азота и  выведенного с продуктами выделения  совпадают. Когда азота с пищей поступает в организм больше, чем его выводится из организма, говорят о положительном азотистом балансе. Такой баланс наблюдается у детей из-за увеличения массы тела при росте, во время беременности, при больших физических нагрузках. Отрицательный баланс характеризуется тем, что количество введенного азота меньше выведенного. Он может быть при белковом голодании, тяжелых болезнях.

Распад  белков в организме. Те аминокислоты, которые не пошли на синтез специфических белков, подвергаются превращениям, во время которых освобождаются азотистые соединения. Азот отщепляется от аминокислоты в виде аммиака (NH3) или в виде аминогруппы NH2. Аминогруппа, отщепившись от одной аминокислоты, может переноситься на другую, благодаря чему строятся недостающие аминокислоты. Эти процессы идут преимущественно в печени, мышцах, почках. Безазотистый остаток аминокислоты подвергается дальнейшим превращениям с образованием углекислого газа и воды.

 Аммиак, образовавшийся при распаде белков  в организме (вещество ядовитое), обезвреживается в печени, где превращается в мочевину; последняя в составе мочи выводится из организма.

 Конечные  продукты распада белков в  организме – это не только  мочевина, но и мочевая кислота  и другие азотистые вещества. Они выводятся из организма  с мочой и потом.

Особенности белкового обмена у детей. В организме ребенка идут интенсивно процессы роста и формирования новых клеток и тканей. Потребность в белке детского организма больше, чем взрослого человека. Чем интенсивнее идут процессы роста, тем больше потребность в белке.

 У  детей наблюдается положительный  азотистый баланс, когда количество  азота, вводимого с белковой  пищей, превышает количество азота,  выводимого с мочой, что обеспечивает  потребность растущего организма  в белке. Суточная потребность в белке на 1 кг массы тела у ребенка на первом году жизни составляет 4–5 г, от 1 до 3 лет – 4–4,5 г, от 6 до 10 лет – 2,5–3 г, старше 12 лет – 2–2,5 г, у взрослых – 1,5–1,8 г. Отсюда следует, что в зависимости от возраста и массы тела дети от 1 до 4 лет должны получать 30–50 г белка в сутки, от 4 до 7 лет – около 70 г, с 7 лет – 75–80 г. При этих показателях азот максимально задерживается в организме. Белки не откладываются в организме про запас, поэтому если давать их с пищей больше, чем это требуется организму, то увеличения задержки азота и нарастания синтеза белка не произойдет. Слишком низкое количество белка в пище вызывает у ребенка ухудшение аппетита, нарушает кислотно-щелочное равновесие, усиливает выведение азота с мочой и калом. Ребенку нужно давать оптимальное количество белка с набором всех необходимых аминокислот, при этом важно, чтобы соотношение количества белков, жиров и углеводов в пище ребенка было 1:1:3; при этих условиях азот максимально задерживается в организме.

 В  первые дни после рождения азот составляет 6–7 % суточного количества мочи. С возрастом относительное содержание его в моче уменьшается.

Обмен жиров. Значение жиров  в организме. Поступивший с пищей жир в пищеварительном тракте расщепляется на глицерин и жирные кислоты, которые всасываются в основном в лимфу и лишь частично в кровь. Через лимфатическую и кровеносную системы жиры поступают в жировую ткань. Много жира в подкожной клетчатке, вокруг некоторых внутренних органов (например, почек), а также в печени и мышцах. Жиры входят в состав клеток (цитоплазма, ядро, клеточные мембраны), там их количество постоянно. Скопления жира могут выполнять и другие функции. Например, подкожный жир препятствует усиленной отдаче тепла, околопочечный жир предохраняет почку от ушибов и т. д.

 Жир  используется организмом как  богатый источник энергии. При  распаде 1 г жира в организме  освобождается энергии в два  с лишним раза больше, чем при  распаде такого же количества  белков или углеводов. Недостаток  жиров в пище нарушает деятельность  центральной нервной системы и органов размножения, снижает выносливость к различным заболеваниям.

 Жир  синтезируется в организме не  только из глицерина и жирных  кислот, но и из продуктов обмена  белков и углеводов. Некоторые  непредельные жирные кислоты,  необходимые организму (линолевая, линоленовая и арахидоновая), должны поступать в организм в готовом виде, так как он не способен самостоятельно их синтезировать. Главным источником непредельных жирных кислот являются растительные масла. Больше всего их в льняном и конопляном масле, но много линолевой кислоты и в подсолнечном масле.

 С  жирами в организм поступают  растворимые в них витамины (A, D, Е и др.), имеющие для человека  жизненно важное значение.

 На 1 кг массы взрослого человека  в сутки должно поступать с  пищей 1,25 г жиров (80-100 г в сутки).

 Конечные  продукты обмена жиров – углекислый  газ и вода.

Особенности обмена жиров у детей.  В организме  ребенка с первого полугодия  жизни за счет жиров покрывается  примерно на 50 % потребность в энергии. Без жиров невозможна выработка общего и специфического иммунитета. Обмен жиров у детей неустойчив, при недостатке в пище углеводов или при усиленном их расходе быстро истощаются депо жира.

 Всасывание  жиров у детей идет интенсивно. При грудном вскармливании усваивается до 90 % жиров молока, при искусственном – 85–90 %. У более взрослых детей жиры усваиваются на 95–97 %.

 Для  более полноценного использования  жира в пище детей обязательно  должны присутствовать углеводы, так как при их недостатке  в питании происходит неполное окисление жиров и в крови накапливаются кислые продукты обмена.

 Потребность  организма в жирах на 1 кг массы  тела тем выше, чем меньше возраст  ребенка. С возрастом увеличивается  абсолютное количество жира, необходимое  для нормального развития детей.  От 1 до 3 лет суточная потребность в жире составляет 32,7 г, от 4 до 7 лет – 39,2 г, от 8 до 13 лет – 38,4 г. Обмен углеводов. Роль углеводов в организме. В течение жизни человек съедает около 10 т углеводов. Они поступают в организм главным образом в виде крахмала. Расщепившись в пищеварительном тракте до глюкозы, углеводы всасываются в кровь и усваиваются клетками. Особенно богата углеводами растительная пища: хлеб, крупы, овощи, фрукты. Продукты животного происхождения (за исключением молока) содержат мало углеводов.

 Углеводы  – главный источник энергии,  особенно при усиленной мышечной  работе. У взрослых людей больше  половины энергии организм получает  за счет углеводов. Распад углеводов  с освобождением энергии может  идти как в бескислородных  условиях, так и в присутствии кислорода. Конечные продукты обмена углеводов – углекислый газ и вода. Углеводы обладают способностью быстро распадаться и окисляться. При сильном утомлении, при больших физических нагрузках прием нескольких граммов сахара улучшает состояние организма.

 В  крови количество глюкозы поддерживается  на относительно постоянном уровне (около 110 мг%). Уменьшение содержания  глюкозы вызывает понижение температуры  тела, расстройство деятельности  нервной системы, утомление. Печень  играет большую роль в поддержании постоянного уровня сахара в крови. Повышение количества глюкозы вызывает ее отложение в печени в виде запасного животного крахмала – гликогена, который мобилизуется печенью при снижении содержания сахара в крови. Гликоген образуется не только в печени, но и в мышцах, где его может накапливаться до 1–2 %. Запасы гликогена в печени достигают 150 г. При голодании и мышечной работе эти запасы истощаются.

 Если  содержание глюкозы в крови  увеличивается до 0,17 %, то она начинает  выводиться из организма с мочой; как правило, это происходит при употреблении с пищей большого количества углеводов. Это еще один механизм регулировки концентрации сахара в крови.

 Однако  в крови может наблюдаться  стойкое повышение содержания  сахара. Это происходит при нарушении функции желез внутренней секреции. Нарушение функционирования поджелудочной железы приводит к развитию сахарного диабета. При этом заболевании утрачивается способность тканей организма усваивать сахар, а также превращать его в гликоген и откладывать в печени. Поэтому уровень сахара в крови постоянно повышен, что приводит к усиленному выделению его с мочой.

 Значение  глюкозы для организма не исчерпывается  ее ролью как источника энергии.  Она входит в состав цитоплазмы  и поэтому необходима для образования новых клеток, особенно в период роста. Входят углеводы и в состав нуклеиновых кислот.

 Углеводы  имеют важное значение и в  обмене веществ в центральной  нервной системе. При резком  снижении количества сахара в  крови отмечаются резкие расстройства  деятельности нервной системы. Наступают судороги, бред, потеря сознания, изменение деятельности сердца. Если такому человеку ввести в кровь глюкозу или дать съесть обычный сахар, то через некоторое время эти тяжелые симптомы исчезают.

 Полностью  сахар из крови не исчезает даже при отсутствии его в пище, так как в организме углеводы могут образовываться из белков и жиров.

 Потребность  в глюкозе различных органов  неодинакова. Мозг задерживает  до 12 % приносимой глюкозы, кишечник  – 9 %, мышцы – 7 %, почки –  5 %. Селезенка и легкие почти совсем ее не задерживают.

Обмен углеводов у детей.  У детей обмен углеводов совершается с большой интенсивностью, что объясняется высоким уровнем обмена веществ в детском организме. Углеводы в детском организме служат не только основным источником энергии, но и выполняют важную пластическую роль при формировании клеточных оболочек, вещества соединительной ткани. Участвуют углеводы и в окислении кислых продуктов белкового и жирового обмена, чем способствуют поддержанию кислотно-щелочного равновесия в организме.

 Интенсивный  рост детского организма требует  значительных количеств пластического  материала – белков и жиров,  поэтому образование углеводов  у детей из белков и жиров  ограничено. Суточная потребность в углеводах у детей высокая и составляет в грудном возрасте 10–12 г на 1 кг массы тела. В последующие годы потребное количество углеводов колеблется от 8–9 до 12–15 г на 1 кг массы. Ребенку в возрасте от 1 до 3 лет нужно давать с пищей в сутки в среднем 193 г углеводов, от 4 до 7 лет – 287 г, от 9 до 13 лет – 370 г, от 14 до 17 лет – 470 г, взрослому – 500 г.