Обмен веществ и энергии

Основной признак живого организма – обмен веществ и энергии. В организме непрерывно идут пластические процессы роста, образования сложных веществ, из которых состоят клетки и ткани. Параллельно происходит обратный процесс разрушения.
Всякая деятельность человека связана с расходованием энергии. Нормальное протекание этих процессов требует сложных органических веществ, так как они являются единственными источниками энергии для человека. Такими веществами являются белки, жиры и углеводы. Большое значение для нормального обмена веществ имеют также вода, витамины и минеральные вещества. Обменные процессы протекают очень интенсивно. Почти половина тканей тела обновляется или заменяется полностью в течение 3-х месяцев.

Белки – необходимый строительный материал. Белки сложны по своему строению и весьма специфичны. Белки, содержащиеся в пище, и белки в составе нашего организма значительно отличаются по своим качествам.

Белки состоят из белковых элементов – аминокислот, которые образуются при переваривании животного и растительного белка и поступают в кровь из тонкого кишечника. В состав клеток живого организма входит более 20 типов аминокислот. Аминокислоты делятся на незаменимые и заменимые. Незаменимыми называются те, которые организм получает только с пищей. Заменимые могут быть синтезированы в организме из других аминокислот. В организме белок не откладывается про запас. Считается, что норма потребления белка в день для взрослого человека составляет 80-100 грамм. Если его поступает больше, то лишний белок идет на покрытие энергетических затрат организма.

Азот – один из конечных продуктов окисления белка, однако азот выделяется не в свободном состоянии, а в виде соединений с водородом – NH3. Это соединение (аммиак) вредно для организма. Аммиак обезвреживается в печени, превращаясь в мочевину.

Углеводы делятся на простые и сложные. Простые углеводы называются моносахаридами. Моносахариды быстро растворяются в воде и поэтому быстро всасываются из кишечника в кровь. Сложные углеводы называются дисахаридами и полисахаридами.

Углеводы поступают в организм с растительной и частично с живой пищей. При избыточном поступлении превращаются в жиры и в таком виде откладываются в организме. Углеводы – важная составная часть живого организма. Однако в организме их меньше чем белков и жиров. Углеводы в организме главный источник энергии. Они всасываются в кровь в основном в виде глюкозы. Если с пищей поступает недостаточное количество сахара, то он синтезируется из жиров и белков. Излишки сахара (после приема пищи, богатой углеводами) превращается в печени и мышцах в гликоген и там откладываются. Этот процесс регулируется гормоном поджелудочной железы – инсулином. При нарушении функции поджелудочной железы развивается заболевание – диабет. В этой ситуации сахар не преобразуется в гликоген, и его количество может достигать 200 – 400 мг при норме 8 – 120 мг.

Жиры – важный источник энергии в организме, необходимая составная часть клеток. Излишки жиров могут депонироваться в организме. откладываются они главным образом в подкожной жировой клетчатке, печени и других внутренних органах. Общее количество жира у человека может составлять 10 – 12 % массы тела, а при ожирении 40 – 50 %.

В желудочно-кишечном тракте жир распадается на глицерин и жирные кислоты. Как энергетический материал жир используется при состоянии покоя и выполнении детальной малоинтенсивной физической работы. В начале окисляются углеводы, но через некоторое время, в связи с уменьшением запасов гликогена, начинает окисляться жир. Жир используется как пластический и энергетический материал, покрывает различные органы и предохраняет их от механического повреждения. Обмен жиров в организме регулируется центральной нервной системой. При повреждении некоторых ядер гипоталамуса жировой обмен нарушается и происходит ожирение организма или его истощение.

Различают три этапа в процессе обмена веществ.

Первый этап – поступление в организм питательных веществ и кислорода.

Второй этап – усвоение питательных веществ и кислорода и протекание окислительных биохимических реакций с высвобождением энергии.

Третий этап – выведение из тканей и организма продуктов распада.

Кислород поступает в организм с помощью дыхательной и сердечно-сосудистой систем, а с пищей питательные вещества - углеводы, жиры, белки, минеральные соли, витамины, микроэлементы и вода.

Углеводы используются как источник энергии мышцами и клетками головного мозга.
Один грамм углеводов содержит 4,1 ккал.

В виде глюкозы углероды в небольших количествах содержатся во всех тканях. Так, в крови в норме ее содержится от 0,08 до 0,12%. Углеводы могут накапливаться в организме. Основным запасным углеводом человека является гликоген, который в виде гранул откладывается в цитоплазме клеток (в основном, мышц и печени) при необходимости возвращается в виде глюкозы в кровь. Этот запас у человека в среднем составляет 350 г. Печень человека может содержать до 200 г. гликогена. У спортсменов величина запаса гликогена в организме может достигать 500 г., что способствует увеличению их потенциальных возможностей.

Более высокой энергетической ценностью обладают жиры – 1 г. жиров при расщеплении выделяет 9,3 ккал. Жиры выполняют в организме и другие функции: подкожно-жировая клетчатка предохраняет организм от излишней потери тепла, жировая ткань окружает и внутренние органы брюшной полости, способствует их фиксации и предохраняет от механических повреждений. Жир покрывает поверхность кожи и предохраняет ее от высыхания и излишнего смачивания при соприкосновении с водой; молекулы жиров и жироподобные вещества входят в состав клеточных мембран, на внутренней и внешней поверхности которых постоянно протекают сложные реакции обмена веществ.

Жиры как энергетический материал в обычных условиях используются только сердечной мышцей: 67% потребляемого сердцем кислорода расходуется на окисление жирных кислот. Скелетные мышцы начинают использовать жиры в качестве источника энергии только после длительной, интенсивной работы, когда запасы углеводов истощаются и организму грозит «энергетический кризис». В этих условиях процесс замещения углеводов жирами может быть интенсивным, до 80% всей необходимой энергии освобождаются в результате расщепления жира. Поэтому регулярные активные занятия спортом, особенно циклическими видами упражнений (ходьба и бег, ходьба и бег на лыжах, на коньках, плавание и др.), активизируют в организме обмен жиров, не дают возможности к накоплению излишнего количества жира в ткани, которое вредно отражается на состоянии здоровья и работоспособности человека.

В большом количестве жиры содержатся в масле, сметане, сливках, в некоторых растительных продуктах.

Белки являются основным пластическим материалом, из которого построены клетки всех тканей организма. Однако при длительном голодании организма, когда истощаются запасы углеводов и жиров, белки используются как источник энергии. При окислении 1 г. белка, также как и 1 г. углеводов, выделяется 4,1 ккал. В виде запасов белки в организме не откладываются, поэтому при голодании белки одних органов могут использоваться для поддержания жизнедеятельности других, более жизненно важных.

Минеральные соли, микроэлементы и вода поддерживают необходимое осмотическое давление в клетках и биологических жидкостях и наряду с белками, жирами и углеводами обеспечивают постоянство внутренней среды организма.

Обмен веществ между организмом и внешней средой сопровождается обменом энергии. С одной стороны, человек получает энергию с потребляемой пищей, с другой стороны, он тратит энергию на работу внутренних органов, на физическую и умственную работу и на поддержание оптимальной температуры тела.

Современный человек получает с пищей в сутки 4000 и более ккал, а затрачивает в большинстве случаев меньше. Например, работники умственного труда и люди, профессии которых связаны с физическим трудом, или люди умственного труда, занимающиеся регулярно физическими упражнениями или спортом, затрачивают 4500-5000 ккал в сутки, занимающиеся тяжелым физическим трудом и квалифицированные спортсмены затрачивают до 7000 ккал в сутки. Среди спортсменов самый большой расход энергии наблюдается у участников лыжной гонки на 100 км: он достигает 10000 ккал в сутки.
Задать вопрос врачу онлайн
<< | >>
Источник: Лекции. Курс лекций по Валеологии. 2008

Еще по теме Обмен веществ и энергии:

  1. ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ
  2. Обмен веществ и энергии.
  3. ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА
  4. Несколько существенных замечаний об обмене веществ и энергии
  5. ОБМЕН ВЕЩЕСТВ
  6. Закономерности роста плода и новорождённого. Потребность в питательных веществах и энергии.
  7. Обмен веществ и беременность
  8. Сколько у организма человека источников энергии и вещества?
  9. Обмен веществ
  10. Физиологические потребности организма в энергии и пищевых веществах
  11. Обмен воды и минеральных веществ
  12. Физиологические потребности детей первого года жизии в пищевых веществах и энергии.
  13. Рекомендуемые величины физиологической потребности в энергии и пищевых веществах
  14. ЭНДОКРИНОЛОГИЯ И ОБМЕН ВЕЩЕСТВ
  15. РОЛЬ ВИТАМИНОВ В ОБМЕНЕ ВЕЩЕСТВ
  16. Глава 12 ЛЕКАРСТВЕННЫЕ СРЕДСТВА, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ВЛИЯЮЩИЕ НА ОБМЕН ВЕЩЕСТВ В ОРГАНИЗМЕ
  17. Энергия
  18. ОБРАЗОВАНИЕ И РАСХОД ЭНЕРГИИ
  19. Куда уходит энергия?
  20. Витамины энергии