חילוף חומרים של חלבונים, שומנים ופחמימות בגוף. חילוף חומרים של חלבון

במהלך חייו, אדם אוכל כ-10 טון פחמימות. פחמימות נכנסות לגוף בעיקר בצורת עמילן. התפצל לתוך מערכת עיכוללגלוקוז, פחמימות נספגות בדם ונספגות בתאים. עשיר במיוחד בפחמימות מזון צמחי: לחם, דגנים, ירקות, פירות. מוצרים מן החי (למעט חלב) דלים בפחמימות.

פחמימות הן מקור האנרגיה העיקרי, במיוחד במהלך עבודת שרירים אינטנסיבית. הגוף של מבוגרים מקבל יותר ממחצית מהאנרגיה שלו מפחמימות. התוצרים הסופיים של חילוף החומרים של פחמימות הם פחמן דו חמצני ומים.

בדם כמות הגלוקוז נשמרת ברמה קבועה יחסית (כ-0.11%). ירידה ברמות הגלוקוז גורמת לירידה בטמפרטורת הגוף ולפגיעה בפעילות. מערכת עצבים, עייפות. לכבד תפקיד חשוב בשמירה על רמות סוכר קבועות בדם. עלייה בכמות הגלוקוז גורמת לשקיעתו בכבד בצורה של עמילן בעלי חיים רזרבה - גליקוגן. הגליקוגן מגויס על ידי הכבד כאשר רמות הסוכר בדם יורדות. גליקוגן נוצר לא רק בכבד, אלא גם בשרירים, שם הוא יכול להצטבר עד 1-2%. מאגרי הגליקוגן בכבד מגיעים ל-150 גרם.במהלך צום ועבודת שרירים, רזרבות אלו מצטמצמות.

בדרך כלל, כאשר צורכים כמות גדולה של פחמימות, מופיע סוכר בשתן, ובכך מפלס את רמת הסוכר בדם.

עם זאת, תיתכן עלייה מתמשכת ברמת הסוכר בדם שאינה מתייצבת. זה קורה כאשר תפקוד הבלוטות נפגע הפרשה פנימית(לדוגמה, לבלב), מה שמוביל להתפתחות המחלה סוכרת. עם מחלה זו, היכולת לקשור סוכר לגליקוגן אובדת ו הפרשה מוגברתסוכר עם שתן.

חשיבות הגלוקוז לגוף אינה מוגבלת לתפקידו כמקור אנרגיה. גלוקוז הוא חלק מהציטופלזמה ולכן הוא הכרחי במהלך היווצרות תאים חדשים, במיוחד בתקופת הצמיחה.

פחמימות חשובות גם בחילוף החומרים של מערכת העצבים המרכזית. עם ירידה חדה בכמות הסוכר בדם, נצפות הפרעות במערכת העצבים. מתרחשים עוויתות, הזיות, אובדן הכרה ושינויים בפעילות הלב. אם נותנים לאדם כזה גלוקוז לדם או נותנים לו סוכר רגיל לאכול, אז לאחר זמן מה אלה תסמינים חמוריםלְהֵעָלֵם.

סוכר לא נעלם לחלוטין מהדם גם אם הוא נעדר מהמזון, שכן פחמימות בגוף יכולות להיווצר מחלבונים ושומנים.

דרישת הגלוקוז של איברים שונים אינה זהה. המוח שומר על עד 12% מהגלוקוז המסופק, המעיים - 9%, השרירים - 7%, הכליות - 5%. הטחול והריאות כמעט ולא צורכים גלוקוז כלל.

חילוף חומרים של שומן

כמות השומן הכוללת בגוף האדם משתנה מאוד ועומדת על 10-12% בממוצע ממשקל הגוף, ובמקרים של השמנת יתר יכולה להגיע ל-50% ממשקל הגוף. כמות השומן הרזרבה תלויה באופי התזונה, כמות המזון הנצרכת, מין, גיל וכו'.

שומן המתקבל ממזון במערכת העיכול מתפרק לגליצרול וחומצות שומן, הנספגות בעיקר בלימפה ורק חלקית בדם.

חומצות שומן מסובנות במהלך הספיגה, כלומר יחד עם אלקליות וחומצות מרה הן יוצרות קומפלקסים מסיסים העוברים דרך רירית המעי. כבר בתאי אפיתל המעי, שומן מאפיין לאורגניזם נתון.

דרך הלימפה ו מערכת דםשומנים נכנסים בעיקר רקמת שומן, שהוא מחסן שומן לגוף. הרבה שומן בפנים רקמה תת עורית, סביב כמה איברים פנימיים(לדוגמה, כליות), כמו גם בכבד ובשרירים.

שומן משמש את הגוף כמקור עשיר לאנרגיה. עם פירוק של 1 גרם שומן בגוף, משתחררת יותר מפי שניים יותר אנרגיה מאשר בפירוק של אותה כמות חלבונים או פחמימות. שומנים הם גם חלק מהתאים (ציטופלזמה, גרעין, ממברנות תאים), כאשר הכמות שלהם יציבה וקבועה. הצטברות של שומן יכולה לשרת פונקציות אחרות. לדוגמה, שומן תת עורימונע העברת חום מוגברת, שומן פרינפרי מגן על הכליה מחבלות וכו'.

מחסור בשומן במזון משבש את פעילות מערכת העצבים המרכזית ואיברי הרבייה ומפחית את הסיבולת למחלות שונות.

שומנים מסונתזים בגוף לא רק מגליצרול ו חומצות שומן, אבל גם ממוצרים מטבוליים של חלבונים ופחמימות.

זהו הבסיס לתרגול של פיטום חיות משק לשומן חזיר.

סגוליות המין של שומנים בולטת פחות מהספציפיות המין של חלבונים. עדות לכך ניסויים שנערכו על כלבים. הכלבים הוכרחו הרבה זמןרעבים, וכשהם איבדו כמעט את כל השומן הרזרבה שלהם, אחד מהם קיבל מזון שמן פשתן, והשני הוא שומן כבש. לאחר זמן מה, התגלה שהשומן של הכלב הראשון עצמו הפך לנוזלי ודמה לשמן זרעי פשתן במאפיינים מסוימים, והשומן של הכלב השני היה דומה בעקביות לשומן כבש.

כמה חומצות שומן בלתי רוויות הכרחי לגוף(לינולאית, לינולנית וארכידונית), חייבת להיכנס לגוף פנימה טופס מוגמר, מכיוון שהם אינם מסוגלים להיות מסונתזים על ידי זה. חומצות שומן בלתי רוויות נמצאות בשמנים צמחיים (רובם בשמן פשתן וקנבוס). הרבה חומצה לינולאית ו שמן חמניות. זה מסביר את הגבוה ערך תזונתימרגרינה, המכילה כמות משמעותיתשומנים צמחיים.

עם שומנים, הגוף מקבל ויטמינים מסיסים בהם (ויטמינים A, D, E וכו'), החשובים ביותר לבני אדם.

עבור 1 ק"ג של משקל מבוגר ליום, יש לספק 1.25 גרם שומן ממזון (60-80 גרם ליום).

בתאי הגוף, שומנים בפעולת אנזימים תאיים (ליפאז) מתפרקים לגליצרול וחומצות שומן. הטרנספורמציות של גליצרול (בהשתתפות ATP) מסתיימות בהיווצרות פחמן דו חמצניומים. חומצות שומן, תחת פעולת אנזימים רבים, עוברות טרנספורמציות מורכבות עם היווצרות כמוצר ביניים חומצה אצטית, אשר מומרת לאחר מכן לחומצה אצטואצטית. התוצרים הסופיים של חילוף החומרים של חומצות שומן הם פחמן דו חמצני ומים. השינויים של חומצות שומן בלתי רוויות בגוף עדיין לא נחקרו מספיק.

חילוף חומרים של חלבון

מטבוליזם של חלבונים הוא שימוש והפיכה של חומצות אמינו מחלבונים בגוף האדם.

כאשר 1 גרם חלבון מתחמצן, משתחררים 17.2 קילו-ג'יי (4.1 קק"ל) של אנרגיה.

אבל הגוף משתמש לעתים רחוקות מספר גדול שלחלבונים כדי לכסות את עלויות האנרגיה שלהם, מכיוון שחלבונים נחוצים לביצוע פונקציות אחרות (התפקיד העיקרי הוא בְּנִיָה). גוף האדם אינו זקוק לחלבוני מזון בעצמו, אלא לחומצות האמינו מהן הם מורכבים.

במהלך תהליך העיכול, חלבוני מזון מתפרקים לתוך מערכת עיכוללחומצות אמינו בודדות, נספגות לתוך מעי דקלזרם הדם ומועברים לתאים שבהם מתרחשת סינתזה של חלבונים אנושיים חדשים.

שאריות חומצות אמינו משמשות כחומר אנרגיה (מומר לגלוקוז, שהעודף שלו הופך לגליקוגן).

חילוף חומרים של פחמימות

חילוף חומרים של פחמימות– סט של תהליכי טרנספורמציה ושימוש בפחמימות.

הפחמימות הן העיקריות מקור אנרגיהבאורגניזם. כאשר 1 גרם של פחמימות (גלוקוז) מתחמצן, משתחררים 17.2 קילו-ג'יי (4.1 קק"ל) של אנרגיה.

פחמימות נכנסות לגוף האדם בצורה של תרכובות שונות: עמילן, גליקוגן, סוכרוז או פרוקטוז וכו'. כל החומרים הללו מתפרקים במהלך העיכול לסוכר פשוט גלוקוז, נספגים על ידי ה-villi של המעי הדק ונכנסים לדם.

גלוקוז הכרחי עבור פעולה רגילהמוֹחַ ירידה בגלוקוז בפלזמה מ-0.1 ל-0.05% מובילה לאובדן הכרה מהיר, עוויתות ומוות.

עיקר הגלוקוז מתחמצן בגוף לפחמן דו חמצני ומים, המופרשים מהגוף דרך הכליות (מים) והריאות (פחמן דו חמצני).

חלק מהגלוקוז הופך לפוליסכריד גליקוגןוהוא מופקד בכבד (ניתן להפקיד עד 300 גרם גליקוגן) ובשרירים (גליקוגן הוא הספק העיקרי של אנרגיה להתכווצות השרירים).

רמות הגלוקוז בדם קבועות (0.10-0.15%) ומווסתות על ידי הורמונים בלוטת התריס, כולל אִינסוּלִין. כאשר יש מחסור באינסולין, רמות הגלוקוז בדם עולות, מה שמוביל ל מחלה רצינית- סוכרת.

האינסולין גם מעכב את פירוק הגליקוגן ומגביר את תכולתו בכבד.

הורמון לבלב נוסף - גלוקגוןמקדם את ההמרה של גליקוגן לגלוקוז, ובכך מגדיל את תכולתו בדם (כלומר יש לו השפעה הפוכה לאינסולין).

עם כמות גדולה של פחמימות במזון, העודף שלהן הופך לשומנים ומושקע בגוף האדם.

1 גרם פחמימות מכיל פחות אנרגיה משמעותית מ-1 גרם שומן. אבל ניתן לחמצן פחמימות במהירות ולהשיג אנרגיה במהירות.

חילוף חומרים של שומן

מטבוליזם של שומן הוא אוסף של תהליכי שינוי ושימוש בשומנים (ליפידים).

פירוק של 1 גרם שומן משחרר 38.9 קילו-ג'יי (9.3 קק"ל) של אנרגיה (פי 2 יותר מפירוק של 1 ג' חלבונים או פחמימות).

שומנים הם תרכובות הכוללות חומצות שומן וגליצרול. חומצות שומן, תחת פעולת אנזימים של הלבלב והמעי הדק, כמו גם בהשתתפות מרה, נספגות בלימפה בווילי של המעי הדק. לאחר מכן, עם זרימת הלימפה, שומנים נכנסים לזרם הדם ולאחר מכן לתוך התאים.

כמו פחמימות, שומנים מתפרקים לפחמן דו חמצני ומים ומסולקים באותו אופן.

בלוטות אנדוקריניות וההורמונים שלהן משתתפים בוויסות ההומורלי של רמות השומן.

המשמעות של שומנים

• חלק ניכר מצרכי האנרגיה של הכבד, השרירים, הכליות (אך לא המוח!) מסופק על ידי חמצון השומן.
• ליפידים הם מרכיבים מבניים של ממברנות התא, הם חלק ממתווכים, הורמונים ויוצרים מצבורי שומן תת עוריים ואמנטום.
• בהיותם מאוחסנים בקרומי רקמת חיבור, שומנים מונעים תזוזה ו נזק מכניאיברים.
• שומן תת עורי מוליך חום בצורה גרועה, מה שעוזר לשמור על טמפרטורת גוף קבועה.

הצורך בשומנים נקבע על פי צרכי האנרגיה של הגוף כולו ועומד על ממוצע של 80-100 גרם ליום. עודף שומן מופקד ברקמת שומן תת עורית, ברקמות של איברים מסוימים (למשל, הכבד), וכן על דפנות כלי הדם.

אם חסרים לגוף חומרים מסוימים, הם יכולים להיווצר מאחרים. ניתן להמיר חלבונים לשומנים ופחמימות, וחלק מהפחמימות לשומנים. בתורו, שומנים יכולים להפוך למקור לפחמימות, והמחסור בפחמימות יכול להתחדש על ידי שומנים וחלבונים. אבל לא שומנים ולא פחמימות יכולים להיות מומרים לחלבונים.

ההערכה היא שאדם מבוגר צריך לפחות 1500-1700 קק"ל ליום לתפקוד תקין. מתוך כמות האנרגיה הזו, 15-35% מושקעים על צרכי הגוף עצמו, והשאר מושקע על יצירת חום ושמירה על טמפרטורת הגוף.

גלוקוז, פרוקטוז, גליקוגן ועמילן חשובים לבני אדם. עמילן ובמידה קטנה פרוקטוז וגלוקוז נמצאים בצמחים; הם מרכיב חיוני בתזונה וחודרים לגוף עם תפוחי אדמה, קמח וסוכר. גליקוגן, המופקד בעיקר בכבד ובשרירים, הוא המקור העיקרי לגלוקוז בבעלי חיים.

הגלוקוז הוא העיקר מֵזִיןלכל תאי הגוף. רמת הגלוקוז בדם מווסתת על ידי מספר הורמונים. אם עקב צריכת פחמימות (בצורת מזון), רמת הגלוקוז בדם עולה, שחרור (הפרשה) של אינסולין על ידי הלבלב (לבלב) עולה. זה מאיץ את זרימת הגלוקוז לתא, שם הוא "נשרף", מתפרק לפחמן דו חמצני ומים. זה מייצר אנרגיה בצורה של אדנוזין טריפוספט (ATP). עם "בעירה" לא מלאה, מולקולות גלוקוז יכולות לספק חומר בניין לחומרים אחרים, הנחוץ לגוף. פירוק הגליקוגן לגלוקוז מקל על ידי קטכולאמינים (אדרנלין ונוראפינפרין), ששחרורם קשור בעיקר לעבודה שרירית ולמתח נפשי. פירוק הגליקוגן ושחרור גלוקוז נגרם גם מההורמון גלוקגון (אנטגוניסט לאינסולין), המשמש כאשר רמות הסוכר בדם יורדות, למשל במהלך צום או פעילות גופנית אינטנסיבית.

חילוף חומרים של שומן

לשומן בתאי השומן של אנשים רזים וגם של אנשים שמנים יש את אותו הרכב. שומן הוא תרכובת של חומצות שומן וגליצרול (טריאצילגליצרול), ש-5-10% מהם הם פוספוליפידים. תא שומן מכיל 65-70% שומן, השאר מים עם תכולה קטנה של חלבונים, סוכר ומלחים. שומן נוצר בתאי שומן בשתי דרכים. קודם כל, הוא נוצר בכבד מפחמימות המתקבלות ממזון או בדרכים אחרות. השומן אינו מסיס במים ומועבר בדם על ידי חלבונים מיוחדים - ליפופרוטאינים. על פני תאי השומן משתחררים טריאצילגליצרולים ממולקולות ליפופרוטאין ונלכדים על ידי תאי שומן, שם הם מופקדים לאחר המרה קלה בצורה של טיפות שומן.

הסינתזה והשקעת השומן בתאי השומן מקודמת בעיקר על ידי הורמון האינסולין וגם בחלקה סוג נשיאסטרוגנים. לכן אינסולין מסייע לא רק בחילוף החומרים של גלוקוז, אלא גם משפיע על סינתזת השומן.

פירוק השומנים המאוחסנים ברקמת השומן נגרם ממספר הורמונים, כשהחשובים שבהם הם קטכולאמינים (אדרנלין ונוראפינפרין) - הנוצרים בבלוטת יותרת הכליה כתוצאה מעבודה שרירית או מתח נפשי. טריאצילגליצרולים מתפרקים גם על ידי הורמון הגדילה המיוצר בבלוטת יותרת המוח במהלך צום. חומצות השומן הבלתי רוויות המשתחררות עוזבות תא שומןונקשרים בדם לחלבון אלבומין, שמעביר אותם לכבד ולשרירים, שם ניתן לפרק חומצות שומן כמו גלוקוז למים ו. בשל האנרגיה המשתחררת בתהליך זה, מסונתז אדנוזין טריפוספט (ATP), אשר מעביר אותו לתאים למגוון רחב של תהליכים, כולל שרירים עובדים.

חילוף חומרים של חלבון

חלבונים (חלבונים) מהווים את הבסיס לחומר חי. אבני הבניין של חלבונים הן חומצות אמינו. חלבונים המתקבלים ממזון מתפרקים לחומצות אמינו במערכת העיכול. מתוך אלה, התאים שוב יוצרים חלבונים הדרושים לגוף. סינתזת חלבון (אשר מושפעת בעקיפין מאינסולין) נשלטת על ידי מנגנון מורכב, הפרות אשר - סיבה מרכזיתמחלות תורשתיות.

חילוף החומרים של חלבונים מתרחש ברציפות בגוף, אך הם משמשים כמקור אנרגיה רק ​​בנסיבות חירום, למשל, כאשר מאזן האנרגיה מופר, אשר סיבות שונותלא ניתן לפלס על ידי צריכת מזון או על ידי שימוש במאגרי הגליקוגן והשומן של האדם עצמו. במצב משברי כזה מתחילה להשתחרר אנרגיה מחומצות אמינו (כלומר חלבונים) בהשפעת הורמון הקורטיזון, המיוצר בקליפת יותרת הכליה. זוהי מה שנקרא תגובת הלחץ. זה נקרא על ידי שונים גורמים שליליים: פציעה, רעב, כוויות, חוסר מעש כפוי, עבודה מלחיצה מדי, כמו גם פחד, כעס וכו'.

כאשר שורפים 1 גרם שומן, הגוף מקבל כ-37.6 קילו-ג'יי (9 קק"ל), בעוד ש-1 גרם חלבון או פחמימות מספקים רק 16.7 קילו-ג'יי (4 קק"ל).

ברגע שנבלעו על ידי הגוף, מולקולות המזון משתתפות בתגובות רבות. תגובות אלו וביטויים אחרים של פעילות חיונית הם חילוף חומרים (מטבוליזם). חומרים מזיניםמשמשים כחומרי גלם לסינתזה של תאים חדשים, הם מחומצנים ומספקים אנרגיה. חלק ממנו משמש לסינתזה של תאים חדשים, החלק השני משמש לתפקודם של תאים אלו. האנרגיה הנותרת משתחררת כחום. תהליכי החלפה:

1. אנבוליים

2. קטבולי

אנבוליזם (הטמעה) הוא תהליך כימי שבו משולבים חומרים פשוטים למורכבים. זה מוביל להצטברות וצמיחה של אנרגיה. קטבוליזם - התפזרות - פירוק של חומרים מורכבים לפשוטים עם שחרור אנרגיה. מהות חילוף החומרים היא צריכת חומרים לגוף, ספיגתם, השימוש וההפרשה של מוצרים מטבוליים. פונקציות מטבוליות:

· הפקת אנרגיה מהסביבה החיצונית בצורת אנרגיה כימית של חומרים אורגניים

המרת חומרים אלו לאבני בניין

הרכבה של רכיבים סלולריים מהבלוקים הללו

· סינתזה והרס של ביומולקולות הנחוצות לביצוע פונקציות

מטבוליזם של חלבון הוא קבוצה של תהליכי טרנספורמציה של חלבון בגוף, כולל חילוף חומרים של חומצות אמינו. חלבונים הם הבסיס לכל המבנים התאיים, נושאי החומר של החיים, חומר הבניין העיקרי. דרישה יומית- 100 - 120 גרם. חלבונים מורכבים מחומצות אמינו (23):

ניתן להחלפה - יכול להיווצר מאחרים בגוף

· חיוני - לא ניתן לסנתז בגוף ויש לספק לו מזון - ולין, לאוצין, איזולאוצין, ליזין, ארגינין, טריפטופן, היסטידין

שלבי חילוף החומרים של חלבון:

1. פירוק אנזימטי של חלבוני מזון לחומצות אמינו

2. ספיגת חומצות אמינו לדם

3. הפיכת חומצות אמינו לאלו האופייניות לאורגניזם נתון

4. ביוסינתזה של חלבונים מחומצות אלו

5. פירוק ושימוש בחלבונים

6. יצירת תוצרי פירוק חומצות אמינו

לאחר שנספגו בנימי הדם של המעי הדק, חומצות אמינו עוברות דרך וריד השער אל הכבד, שם הן משמשות או נשמרות. כמה חומצות אמינו נשארות בדם ונכנסות לתאים, שם נבנים מהן חלבונים חדשים.

תקופת חידוש החלבון בבני אדם היא 80 יום. אם כמות גדולה של חלבון מגיעה מהמזון, אז אנזימי הכבד מתפצלים מהם קבוצות אמינו (NH2) - דמינציה. אנזימים אחרים משלבים קבוצות אמינו עם CO2, ונוצר אוריאה שנכנסת עם הדם לכליות ומופרשת בדרך כלל בשתן. חלבונים כמעט ולא מופקדים במחסן, לכן, לאחר דלדול הפחמימות והשומנים, לא משתמשים בחלבוני רזרבה, אלא בחלבוני תאים. מצב זה מסוכן מאוד - רעב חלבון - המוח ואיברים אחרים סובלים (דיאטות נטולות חלבון). יש חלבונים מהחי ו מקור צמחי. חלבונים מהחי - בשר, דגים ופירות ים, חלבונים מהצומח - פולי סויה, שעועית, אפונה, עדשים, פטריות, הנחוצים לחילוף חומרים תקין של חלבון.

מטבוליזם של שומן הוא אוסף של תהליכים להמרת שומנים בגוף. שומנים הם אנרגיה וחומר פלסטי; הם חלק מהקרומים והציטופלזמה של התאים. חלק מהשומן מצטבר בצורת רזרבות ברקמת השומן התת עורית, האומנטום הגדול והפחות ומסביב לכמה איברים פנימיים (כליות) - 30% ממשקל הגוף הכולל. עיקר השומנים הוא שומן ניטרלי, המעורב בחילוף החומרים של השומן. הדרישה היומית לשומנים היא 100 גרם.

חלק מחומצות השומן חיוניות לגוף וחייבות להצטייד בהן במזון - אלו הן חומצות שומן רב בלתי רוויות: לינולנית, לינולאית, ארכידונית, גמא-אמינו-בוטירית (פירות ים, מוצרי חלב). גמא – חומצה אמינו-בוטיריתהוא החומר המעכב העיקרי במערכת העצבים המרכזית. הודות לו, יש שינוי קבוע בשלבי השינה והערות, עבודה נכונהנוירונים. שומנים מחולקים לבעלי חיים וצמחים (שמנים), שהם חשובים מאוד לנורמליות חילוף חומרים של שומן.

שלבי חילוף החומרים בשומן:

1. פירוק אנזימטי של שומנים במערכת העיכול לגליצרול וחומצות שומן

2. יצירת ליפופרוטאינים ברירית המעי

3. הובלה של ליפופרוטאינים בדם

4. הידרוליזה של תרכובות אלו על פני ממברנות התא

5. ספיגת גליצרול וחומצות שומן לתאים

6. סינתזה של שומנים משלו ממוצרי פירוק שומן

7. חמצון שומנים עם שחרור אנרגיה, CO2 ומים

כאשר ישנה צריכה עודפת של שומן מהמזון, הוא הופך לגליקוגן בכבד או מאוחסן ברזרבה. עם מזונות עשירים בשומן, אדם מקבל חומרים דמויי שומן - פוספטידים וסטארינים. פוספטידים נחוצים לבניית ממברנות תאים, גרעינים וציטופלזמה. עשיר בהם רקמת עצב. הנציג העיקרי של סטרינים הוא כולסטרול. הרמה הנורמלית שלו בפלזמה היא 3.11 - 6.47 mmol/l. חלמון עשיר בכולסטרול ביצה של תרנגולת, חמאה, כבד. הוא הכרחי לתפקוד תקין של מערכת העצבים, ממנו עשויים מערכת הרבייה, קרומי התא והורמוני המין. כאשר הוא פתולוגי, זה מוביל לטרשת עורקים.

חילוף החומרים של פחמימות הוא המכלול של השינוי של הפחמימות בגוף. פחמימות מהוות מקור אנרגיה בגוף לשימוש ישיר (גלוקוז) או אחסון (גליקוגן). דרישה יומית – 500 גרם.

שלבים חילוף חומרים של פחמימות:

1. פירוק אנזימטי של פחמימות מזון לחד-סוכרים

2. ספיגת חד-סוכרים במעי הדק

3. שקיעה של גלוקוז בכבד בצורת גליקוגן או שימוש ישיר בו

4. פירוק גליקוגן בכבד וכניסת גלוקוז לדם

5. חמצון של גלוקוז עם שחרור CO2 ומים

פחמימות נספגות במערכת העיכול בצורה של גלוקוז, פרוקטוז וגלקטוז, נכנסות לזרם הדם - לתוך הכבד ההופך לווריד - הגלוקוז עובר לגליקוגן. תהליך המרת הגלוקוז לגליקוגן בכבד הוא גליקוגנזה. גלוקוז הוא מרכיב קבוע בדם (80 - 120 מ"ג/%). עלייה ברמות הגלוקוז בדם היא היפרגליקמיה, ירידה היא היפוגליקמיה. ירידה ברמת הגלוקוז ל-70 מ"ג/% גורמת לתחושת רעב, ול-40 מ"ג/% - תרדמת. תהליך פירוק הגליקוגן בכבד לגלוקוז הוא גליקוגנוליזה. תהליך הביוסינתזה של פחמימות מתוצרי הפירוק של שומנים וחלבונים הוא גליקונאוגנזה. תהליך פירוק הפחמימות ללא חמצן עם צבירת אנרגיה ויצירת חומצות חלב ופירוביות הוא גליקוליזה. כאשר הגלוקוז במזון עולה, הכבד הופך אותו לשומן, ולאחר מכן משתמשים בו.

הכבד, בהיותו האיבר המרכזי של חילוף החומרים, משתתף בשמירה על הומאוסטזיס מטבולי ומסוגל ליצור אינטראקציה עם תגובות מטבוליות של חלבונים, שומנים ופחמימות.

אתרי ה"חיבור" לחילוף החומרים של פחמימות וחלבונים הם חומצה פירובית, חומצה אוקסלואצטית ו-α-ketoglutaric ממחזור TCA, אשר מסוגלות להפוך בתגובות טרנסאמינציה, בהתאמה, לאלנין, אספרטאט וגלוטמט. תהליך המרת חומצות אמינו לחומצות קטו מתנהל באופן דומה.

פחמימות קשורות אפילו יותר לחילוף החומרים של שומנים:

• מולקולות NADPH הנוצרות במסלול פנטוז פוספט משמשות לסינתזה של חומצות שומן וכולסטרול,
• פוספט גליצרלדהיד, שנוצר גם במסלול הפוספט הפנטוז, נכלל בגליקוליזה ומומר לפוספט דיהידרוקסיאצטון,
• גליצרול-3-פוספט, שנוצר מגליקוליזה של דיאוקסיאצטון פוספט, נשלח לסינתזה של טריאצילגליצרולים. גם למטרה זו, ניתן להשתמש בגליצרלדהיד-3-פוספט, המסונתז בשלב של סידורים מבניים של מסלול הפוספט הפנטוז.
• "גלוקוז" ו"חומצת אמינו" אצטיל-SCoA מסוגלים להשתתף בסינתזה של חומצות שומן וכולסטרול.

חילוף חומרים של פחמימות

תהליכי חילוף החומרים של פחמימות מתרחשים באופן פעיל בהפטוציטים. באמצעות סינתזה ופירוק של גליקוגן, הכבד שומר על ריכוז הגלוקוז בדם. פָּעִיל סינתזת גליקוגןמתרחשת לאחר ארוחה, כאשר ריכוז הגלוקוז בדם וריד השערמגיע ל-20 ממול/ליטר. מאגרי הגליקוגן בכבד נעים בין 30 ל-100 גרם. בצום קצר מועד, גליקוגנוליזה, במקרה של צום ממושך, המקור העיקרי לגלוקוז בדם הוא גלוקונאוגנזהמחומצות אמינו וגליצרול.

הכבד מבצע המרת סוכר, כלומר הפיכת הקסוזות (פרוקטוז, גלקטוז) לגלוקוז.

תגובות פעילות של מסלול הפוספט הפנטוז מספקות ייצור NADPH, הכרחי לחמצון מיקרוזומלי ולסינתזה של חומצות שומן וכולסטרול מגלוקוז.

מטבוליזם של שומנים

אם במהלך הארוחה חודר לכבד עודף גלוקוז, שאינו משמש לסינתזה של גליקוגן וסינתזות אחרות, אז הוא הופך לשומנים - כולסטרול וטריאצילגליצרולים. מכיוון שהכבד אינו יכול לאחסן TAG, הם מוסרים באמצעות ליפופרוטאין בצפיפות נמוכה מאוד ( VLDL). כולסטרול משמש בעיקר לסינתזה חומצות מרה , הוא כלול גם בליפופרוטאין בצפיפות נמוכה ( LDL) ו VLDL.

בתנאים מסוימים - צום, אימון שרירים ממושך, סוכרתסוג I עשיר בשומניםדיאטה - סינתזה מופעלת בכבד גופי קטון, משמש את רוב הבדים כמקור אנרגיה חלופי.

חילוף חומרים של חלבון

יותר ממחצית מהחלבון המסונתז בגוף ביום מתרחש בכבד. קצב החידוש של כל חלבוני הכבד הוא 7 ימים, בעוד שבאיברים אחרים ערך זה מתאים ל-17 ימים או יותר. אלה כוללים לא רק את החלבונים של הפטוציטים עצמם, אלא גם את אלה היוצאים ל"ייצוא" - אלבומינים, רב גלובולינים, אנזימי דם, ו פיברינוגןו מפעלי הלבשהדָם.

חומצות אמינולעבור תגובות קטבוליות עם טרנסאמינציה ודמינציה, דקרבוקסילציה עם היווצרות אמינים ביוגניים. מתרחשות תגובות סינתזה כוליןו קריאטיןעקב העברה של קבוצת מתיל מאדנוסילמתיונין. הכבד מנצל עודף חנקן ומשלב אותו בתוכו אוריאה.

התגובות של סינתזת אוריאה קשורות קשר הדוק למחזור החומצה הטריקרבוקסילית.

אינטראקציה הדוקה בין סינתזת אוריאה למחזור TCA

החלפת פיגמנטים

השתתפות הכבד במטבוליזם של פיגמנטים היא הפיכת בילירובין הידרופובי לצורה הידרופלית והפרשתו למרה.

חילוף החומרים של הפיגמנטים, בתורו, ממלא תפקיד חשוב בחילוף החומרים של הברזל בגוף - החלבון המכיל ברזל פריטין נמצא בהפטוציטים.

הערכת תפקוד מטבולי

IN פרקטיקה קליניתישנן שיטות להערכת פונקציה מסוימת:

ההשתתפות במטבוליזם של פחמימות מוערכת:

• על ידי ריכוז גלוקוזדָם,
• לפי שיפוע עקומת בדיקת הסובלנות גלוקוז,
• לפי עקומת "סוכר" לאחר פעילות גופנית גלקטוז,
• לפי גודל ההיפרגליקמיה לאחר מתן הורמונים(למשל אדרנלין).

התפקיד במטבוליזם של שומנים נחשב:

• לפי רמת הדם טריאצילגליצרולים, כולסטרול, VLDL, LDL, HDL,
• לפי מקדם אתרוגניות.

מטבוליזם של חלבון מוערך:

• לפי ריכוז חלבון כולל והשברים שלו בסרום הדם,
• לפי אינדיקטורים קרישיות,
• לפי רמה אוריאהבדם ובשתן,
• לפי פעילות אנזימים AST ו-ALT, LDH-4.5, פוספטאז אלקליין, גלוטמט דהידרוגנאז.

מטבוליזם של פיגמנט מוערך:

• לפי ריכוז של כולל וישיר אוֹדֶם הַמָרָהבסרום דם.