Обмен веществ и энергии. терморегуляция
Обменные, или метаболические, процессы, в ходе которых специфические элементы организма синтезируются из поглощенных пищевых продуктов, называют анаболизмом.
Обменные, или метаболические, процессы, в ходе которых специфические элементы организма или поглощенные пищевые продукты подвергаются распаду, называются катаболизмом.
Обмен веществ и энергии представляет собой совокупность процессов превращения веществ и энергии в живых системах, а также обмен веществами и энергией между организмом и внешней средой.
Состоит из трех этапов:
- Поступление веществ в различные клетки (ферментативное расщепление веществ, всасывание, поступление в организм кислорода, транспорт веществ);
- Использование питательных веществ клетками;
Выведение конечных продуктов метаболизма в окружающую среду.
Питательными веществами называют компоненты пищи, ассимилирующиеся в ходе обмена веществ в организме. К ним относятся белки, жиры, углеводы, витамины, минеральные вещества и вода.
Физиологической задачей является количественная оценка обмена веществ, для чего исследуют приход в организм белков, жиров и углеводов и их расход
Обмен белков
Функции:
• Пластическая (структура, регенерация)
• Регуляторная (ферменты, гормоны, рецепторы)
• Гомеостатическая (онкотическое давление, вязкость крови, буферные системы крови)
• Защитная (антитела, гемостаз)
• Транспортная
• Энергетическая
Белки обладают различным аминокислотным составом, поэтому и возможность их использования для организма неодинакова. Из 20 аминокислот – 12 синтезируется в организме, а 8 – незаменимые аминокислоты (лейцин, изолейцин, валин, метионин, лизин, треонин, фенилаланин, триптофан).
В связи с этим различают биологически ценные белки – содержащие весь набор аминокислот, и неполноценные.
Пища должна содержать не менее 30% белков с высокой биологической ценностью, в основном животного происхождения. Коэффициент превращения животных белков из растительных – 0,6-0,7%.
Для полного удовлетворения потребностей организма в белке человек должен получать 80-100 г белка, в том числе 30 г животного происхождения, а при физических нагрузках – 130-150 г.
Физиологический оптимум белка – 1 г/кг массы тела.
При окислении 1 г белков выделяется 4,0 ккал=16,7 Дж.
Правило изодинамии Рубнера – обмен жиров, белков, углеводов взаимосвязан. Питательные вещества могут взаимозаменяться в соответствии с их энергетической ценностью, так как существуют промежуточные метаболиты, например, ацетилкоэнзим А, с помощью которого все виды обмена сводятся к общему пути – циклу трикарбоновых кислот. Однако белки, в связи с их пластической функцией и неспособностью к депонированию не могут заменяться ни жирами, ни углеводами.
Азотистый баланс- разница между количеством азота, поступившего в организм с пищей, и количеством азота, выделяемого из организма в виде конечных метаболитов.
16 г азота соответствуют 100 г белка (1 г азота соответствует 6,25 г белка).
Если количество поступившего азота равно количеству выделенного, то можно говорить об азотистом равновесии. Для поддержания азотистого равновесия в организме требуется 30-45 г/сут животного белка.
Состояние, при котором количество поступившего азота превышает выделенное, называется положительным азотистым балансом.
Состояние, при котором количество выделенного азота превышает поступившее, называется отрицательным азотистым балансом.
Минимальное количество белка, постоянно распадающегося в организме, называется коэффициентом изнашивания (Рубнер). Он составляет примерно 0,028-0,075 г азота/кг в сутки. Таким образом, потеря белка у человека массой 70 кг равна 23 г/сут. Поступление в организм белка в меньшем количестве ведет к отрицательному азотистому балансу, неудовлетворяющему пластические и энергетические потребности организма.
• Анаболизм – соматотропин (гормон аденогипофиза), инсулин (поджелудочная железа), андроген (мужские половые железы).
• Катаболизм – тироксин и трийодтиронин (щитовидная железа), глюкокортикоиды (в печени стимулируют синтез) и адреналин (надпочечники).
Обмен липидов
Липиды:нейтральные жиры (триглицериды), фосфолипиды, холестерин, жирные кислоты.
Функции:
• Пластическая (фосфолипиды, холестерин);
• Энергетическая;
• Источник образования запасов энергии и эндогенной воды (у женщин депо 20-25% массы тела, у мужчин – 12-14%);
• Регуляторная (преобразование мужских половых гормонов в женские в жировой ткани).
Для нормальной жизнедеятельности (структура мембран, синтез простагландинов и половых гормонов) необходимо присутствие в пище незаменимых жирных кислот – олеиновая, линолевая, линоленовая, арахидоновая. Суточная потребность в них – 10-12 г.
Важное значение имеют и сложные жиры – фосфатиды и стерины. Холестерол относится к классу стеринов, включающему также стероидные гормоны, витамин D, желчные кислоты. Экзогенно – 400 мг/сут, эндогенно – 1000 мг/сут. Холестерол переносится с током крови в составе ЛПВП, ЛПНП, ЛПОНП. В норме ЛРНП/ЛПВП =1.
Кетоновые тела при длительном голодании используются в качестве дополнительного энергетического источника головным мозгом.
Суточная потребность:70-80 г. При окислении 1 г жиров выделяется 9,0 ккал или 37,7 Дж. За счет окисления нейтральных жиров образуется 50% всей энергии.