1. Загальна характеристика обміну речовин в організмі.
4. Обмін вуглеводів.
МЕТА: Представляти загальну схему обміну речовин в організмі, обмін білків, жирів, вуглеводів і прояви патології цих видів обміну.
1. Поступово в організм, молекули харчових речовин беруть участь в безлічі різних реакцій. Ці реакції, а також інші хімічні прояви життєдіяльності називаються обміном речовин, або метаболізмом. Харчові речовини використовуються в якості сировини для син-теза нових клітин або окислюються, доставляючи організму енергію.Часть цієї енергії необхідна для безперервного побудови нових тканинних компонентів, інша витрачається в процесі функціонування клітин: при скороченні м'язів, передачі нервових імпульсів, секреції кле-точних продуктів . Інша енергія звільняється у вигляді тепла.
Процеси обміну речовин поділяють на анаболічні і катаболические. Анаболизм (асиміляція) - хімічні процеси, при яких прості речовини з'єднуються між собою з утворенням більш складних, що призводить до накопичення енергії, побудови нової протоплазми і зростання. Катаболізм (дисиміляція) - розщеплення складних речовин, що приводить до звільнення енергії, при цьому відбувається руйнування протоплазми і витрачання її речовин.
Сутність обміну речовин: 1) надходження в організм із зовнішнього середовища різних живильник-них речовин; 2) засвоєння та використання їх в процесі життєдіяльності як джерел енергії та матеріалу для побудови тканин; 3) виділення утворюються продуктів обміну в зовнішнє середовище.
Специфічні функції обміну речовин: 1) витяг енергії з навколишнього середовища у формі хімічної енергії органічних речовин; 2) перетворення екзогенних речовин в будівельні блоки, т.е.предшественнікі макромолекулярних компонентів клітини; 3) складання білків, нуклеїнових кислот та інших клітинних компонентів з цих блоків; 4) синтез і руйнування біомолекул, необхідних для виконання різних специфічних функцій даної клітини.
2. Обмін білків - сукупність пластичних і енергетичних процесів перетворення білків в організмі, включаючи обмін амінокислот і продуктів їх розпаду. Білки - основа всіх клітинних-них структур, є матеріальними носіями життя. Біосинтез білків визначає зростання, розвиток і самовідновлення всіх структурних елементів в організмі і тим самим їх функціональну надійність. Добова потреба в білках (білковий оптимум) для дорослої людини складає 100-120 г (при витраті енергії 3000 ккал / добу). У розпорядженні організму повинні бути всі амінокислоти (20) в певному співвідношенні і кількості, інакше білок не може бути синтезований. Багато складові білок амінокислоти (валін, лейцин, ізолейцин, лізин, метіонін, треонін, фенілаланін, триптофан) не можуть синтезуватися в організмі і повинні надходити з їжею (незамінні амінокислоти). Інші амінокислоти можуть бути синтезовані в організмі і називаються замінними (гістидин, глікокол, гліцин, аланін, глутамінова кислота, пролін, оксипролін, серії, тирозин, цистеїн, аргінін,). Білки ділять на біологічно повноцінні (з повним набором всіх незамінних амінокислот) і неповноцінні (при відсутності однієї або декількох незамінних амінокислот).
Основні етапи обміну білків: 1) ферментативне розщеплення білків їжі до амінокислот і всмоктування останніх; 2) перетворення амінокислот; 3) біосинтез білків; 4) розщеплення білків; 5) утворення кінцевих продуктів розпаду амінокислот.
Всмоктавшись в кровоносні капіляри ворсинок слизової оболонки тонкого кишечника, амінокислоти по ворітної вени надходять протягом, де вони негайно використовуються, або затримуються в якості невеликого резерву. Частина амінокислот залишається в крові і потрапляє в інші клітини тіла, де вони включаються до складу нових білків. Білки тіла безперервно розщеплюються і синтезуються заново (період оновлення загального білка в організмі - 80 днів). Якщо їжа містить більше амінокислот, ніж необхідно для синтезу клітинних білків, ферменти печінки отщепляют від них аміногрупи NH2, тобто виробляють дезаминирование. Інші ферменти, поєднуючи отщепленим аміногрупи з СО2, утворюють з них сечовину, яка переноситься з кров'ю в нирки і виділяється з сечею. Білки не відкладаються в депо, тому білки, які організм витрачає після виснаження запасу вуглеводів і жирів - не резервні, а ферменти і структурні білки клітин.
Порушення обміну білків в організмі можуть бути кількісні і якісні. Про кількісні зміни білкового обміну судять по азотистого балансу, тобто по співвідношенню кількості азоту, поступівшегo в організм з їжею і виділеного з нього. У нормі у дорослої людини при адекватному харчуванні кількість введеного в організм азоту дорівнювала кількості, виведеного з організму (азотна рівновага). Коли надходження азоту перевищує його виокрем-лення, говорять про позитивний азотистом балансі, при цьому відбувається затримка азоту в орга-низме. Спостерігається в період росту організму, під час вагітності, при одужанні. Коли кількість виведеного з організму азоту перевищує кількість надходження, кажуть про негативний азотистом балансе.Он відзначається при значному зниженні вмісту білка в їжі (білковому голодуванні).
3. Обмін жирів - сукупність процесів перетворення ліпідів (жирів) в організмі. Жири є енергетичним і пластичним матеріалом, входять до складу оболонки і цитоплазми клітин. Частина жирів накопичується у вигляді запасів (10-30% маси тіла). Основна маса жирів - нейтральні ліпіди (тригліцериди олеїнової, пальмітинової, стеаринової та інших вищих жирних кислот). Добова потреба в жирах для дорослої людини 70-100 м Біологічна цінність жирів визначається тим, що деякі ненасичені жирні кислоти (лінолева, ліноленова, арахідонова), необхідні для життєдіяльності, є незамінними (добова потреба 10-12 г) .і не можуть утворюватися в організмі людини з інших жирних кислот, тому вони повинні обов'язково надходити з їжею (рослинні і тваринні жири).
Основні етапи жирового обміну: 1) ферментативне розщеплення жирів їжі в шлунково-кишковому тракті до гліцерину і жирних кислот і всмоктування останніх в тонкому кишечнику; 2) освіту ліпопротеїдів в слизовій оболонці кишечника і в печінці і транспорт їх кров'ю; 3) гідроліз цих сполук на поверхні клітинних мембран ферментом ліпопротеідліпази, всмоктування жирних кислот і гліцерину в клітини, де вони використовуються для синтезу власних ліпідів клітин органів і тканин. Після синтезу ліпіди можуть піддаватися окислюванню, виділяючи енергію, і перетворюватися в кінцевому підсумку в вуглекислий газ і воду (100 г жирів дає при окисленні 118 г води). Жир може трансформуватися в глікоген, а потім піддаватися окислювальним процесам по типу вуглеводного обміну. При надлишку жир відкладається у вигляді запасів у підшкірній клітковині, великому сальнику, навколо деяких внутрішніх органів.
4. Обмін вуглеводів - сукупність процесів перетворення вуглеводів в організмі. Вуглеводи є джерелами енергії для безпосереднього використання (глюкоза) або утворюють депо енергії (глікоген), є компонентами складних з'єднань (нуклеопротеїни, Глік-протеїди), які використовуються для побудови клітинних структур.Суточная потреба 400-500 г.
Основні етапи вуглеводного обміну: 1) розщеплення вуглеводів їжі в шлунково-кишечнику-ном тракті і всмоктування моносахаридів в тонкому кишечнику; 2) депонування глюкози у вигляді глікогену в печінці і м'язах або безпосереднє її використання в енергетичних цілях; 3) розщеплення глікогену в печінці і надходження глюкози в кров в міру її зменшення (мобілізація глікогену); 4) синтез глюкози з проміжних продуктів (піровиноградної і молочної кислот) і невуглеводних попередників; 5) перетворення глюкози в жирні кислоти; 6) окислення глюкози з утворенням вуглекислого газу і води.
Вуглеводи всмоктуються в травному каналі у вигляді глюкози, фруктози і галактози. Вони надходять по ворітної вени в печінку, де фруктоза і галактоза перетворюються на глюкозу, що накопичується у вигляді глікогену. Процес синтезу глікогену в печінці із глюкози називається глікогенез (в печінці міститься у вигляді глікогену 150-200 г вуглеводів). Частина глюкози потрапляє в загальний кровотік і розноситься по всьому організму, используясь як основний енергетичний матеріал і як компонент складних з'єднань (глікопротеїди, нуклеопротеїни).
Коли надходження глюкози перевищує потребу, печінка перетворює глюкозу в жир, який відкладається про запас у жирових депо і може бути використаний в майбутньому як джерелом-ник енергії. Порушення нормального обміну вуглеводів проявляється підвищенням вмісту глюкози в крові. Постійна гіперглікемія і глюкозурія, пов'язана з глибоким порушенням вуглеводного обміну спостерігається при цукровому діабеті. В основі хвороби лежить недостатність инкреторной функції підшлункової залози. Внаслідок нестачі або відсутності інсуліну в організмі порушується здатність тканин використовувати глюкозу, і вона виводиться з сечею ..