תכונות של חילוף החומרים של שומנים, חלבונים ופחמימות בהתאם לסוג התזונה. חילוף החומרים של חלבון, פחמימות, שומן בגוף האדם

השלב הראשון של חילוף החומרים הוא התהליכים האנזימטיים של פירוק חלבונים, שומנים ופחמימות לחומצות אמינו מסיסות במים, חד ודו-סוכרים, גליצרול, חומצות שומןותרכובות אחרות המופיעות ב מחלקות שונותמערכת העיכול, כמו גם ספיגת החומרים הללו בדם ובלימפה.

השלב השני של ההחלפה הוא הובלה חומרים מזיניםוחמצן מהדם לרקמות ואותן טרנספורמציות כימיות מורכבות של חומרים המתרחשות בתאים. הם מבצעים בו זמנית פירוק של חומרים מזינים לתוצרים הסופיים של חילוף החומרים, סינתזה של אנזימים, הורמונים ורכיבים של הציטופלזמה. פירוק החומרים מלווה בשחרור אנרגיה, המשמשת לתהליכי סינתזה ולהבטחת תפקוד כל איבר והאורגניזם בכללותו.

השלב השלישי הוא הוצאת תוצרי ריקבון סופיים מהתאים, הובלתם והפרשתם על ידי הכליות, הריאות, בלוטות זיעהומעי.

הטרנספורמציה של חלבונים, שומנים, פחמימות, מינרלים ומים מתרחשת באינטראקציה הדוקה זה עם זה. לחילוף החומרים של כל אחד מהם יש מאפיינים משלו, והמשמעות הפיזיולוגית שלהם שונה, לכן מטבוליזם של כל אחד מהחומרים הללו נחשב בדרך כלל בנפרד.

חילוף חומרים של חלבון

חלבונים משמשים בעיקר כחומרים פלסטיים בגוף. הצורך בחלבון נקבע לפי שלו כמות מינימלית, שיאזן את ההפסדים שלו על ידי הגוף. חלבונים נמצאים במצב של החלפה והתחדשות מתמשכים. בגופו של מבוגר בריא, כמות החלבון המתפרקת ביום שווה לכמות החלבון המסונתז החדש. עשר מתוך 20 חומצות האמינו (וואלין, לאוצין, איזולאוצין, ליזין, מתיונין, טריפטופן, תראונין, פנילאלנין, ארגינין והיסטידין) אינן יכולות להיות מסונתזות בגוף אם הן לא מסופקות מספיק מהמזון ונקראות חיוניות. ניתן לסנתז את עשר חומצות האמינו האחרות (לא חיוניות) בגוף.

מחומצות אמינו המתקבלות בתהליך העיכול, מסונתזים חלבונים ספציפיים למין נתון, לאורגניזם ולכל איבר. כמה חומצות אמינו משמשות כחומר אנרגיה, כלומר. לעבור פיצול. ראשית, הם עוברים דמינציה - הם מאבדים את קבוצת Nh3, וכתוצאה מכך נוצרים אמוניה וחומצות קטו. אמוניה היא חומר רעיל ומנוטרלת בכבד על ידי הפיכה לאוריאה. חומצות קטו, לאחר סדרה של טרנספורמציות, מתפרקות ל-CO2 ול-H2O.

קצב הפירוק והחידוש של חלבוני הגוף משתנה - ממספר דקות ועד 180 ימים (בממוצע 80 יום). כמות החלבון שעברה פירוק ביום נשפטת לפי כמות החנקן המופרשת מגוף האדם. 100 גרם חלבון מכיל 16 גרם חנקן. לפיכך, שחרור של 1 גרם חנקן על ידי הגוף מתאים לפירוק של 6.25 גרם חלבון. כ-3.7 גרם חנקן משתחרר מגופו של מבוגר ביום, כלומר. המסה של חלבון שנהרס היא 3.7 x 6.25 = 23 גרם, או 0.028-0.075 גרם חנקן לכל ק"ג משקל גוף ליום (מקדם בלאי Rubner).
אם כמות החנקן הנכנסת לגוף עם המזון שווה לכמות החנקן המופרשת מהגוף, אז הגוף נמצא במצב של שיווי משקל חנקן.

אם חודר לגוף יותר חנקן מאשר מופרש, הדבר מעיד על מאזן חנקן חיובי (שימור חנקן). זה מתרחש עם עלייה במסת רקמת השריר (פעילות גופנית אינטנסיבית), במהלך תקופת הצמיחה של הגוף, הריון, במהלך ההתאוששות לאחר מחלה רצינית. מצב בו כמות החנקן המופרשת מהגוף עולה על צריכתו לגוף נקרא מאזן חנקן שלילי. זה מתרחש בעת אכילת חלבונים לא מלאים, כאשר הגוף אינו מקבל אף אחת מחומצות האמינו החיוניות, במהלך חלבון או רעב מוחלט.

יש צורך לצרוך לפחות 0.75 גרם חלבון לכל ק"ג משקל גוף ליום, שזה למבוגר. אדם בריאמשקל 70 ק"ג הוא לפחות 52.5 גרם חלבון מלא. ליציבות אמינה של מאזן החנקן, מומלץ ליטול 85 - 90 גרם חלבון ליום עם האוכל. עבור ילדים, נשים הרות ונשים מניקות, סטנדרטים אלה צריכים להיות גבוהים יותר. משמעות פיזיולוגית V במקרה הזהכלומר חלבונים מבצעים בעיקר פונקציה פלסטית, ופחמימות - פונקציה אנרגטית.

חילוף חומרים של שומנים (ליפידים)

ליפידים הם אסטרים של גליצרול וחומצות שומן גבוהות יותר. חומצות שומן יכולות להיות רוויות או בלתי רוויות (המכילות קשר כפול אחד או יותר). ליפידים ממלאים תפקיד אנרגטי ופלסטי בגוף. חמצון שומן מספק כ-50% מצרכי האנרגיה של הגוף הבוגר. שומנים משמשים עתודת תזונה לגוף; המאגרים שלהם בבני אדם בממוצע 10 - 20% ממשקל הגוף. מתוכם, כמחציתם ממוקמים ברקמת שומן תת עורית, כמות משמעותיתמופקדים באמנטום הגדול יותר, רקמה פרינפרית ובין השרירים.

במצב של רעב, כאשר הגוף נחשף לקור, בזמן פיזי או מתח פסיכו-רגשימתרחש פירוק אינטנסיבי של שומנים מאוחסנים. בתנאי מנוחה, לאחר ארוחה, מתרחשת במחסן סינתזה מחדש ושקיעה של שומנים. את תפקיד האנרגיה העיקרי ממלאים שומנים ניטרליים - טריגליצרידים, ואת התפקיד הפלסטי ממלאים פוספוליפידים, כולסטרול וחומצות שומן, המשמשות כמרכיבים מבניים של ממברנות התא, מהווים חלק מהליפופרוטאין ומהוות מבשרי הורמוני סטרואידים, חומצות מרה ופוסטגלנדינים.

מולקולות ליפידים הנספגות מהמעי נארזות בתאי אפיתל לחלקיקי תחבורה (chylomicrons), אשר באמצעות כלי לימפהלהיכנס לזרם הדם. תחת הפעולה של ליפאז אנדותל נימי, המרכיב העיקרי של הכילומיקרונים - טריגליצרידים ניטרליים - מתפרקים לגליצרול וחומצות שומן חופשיות. כמה חומצות שומן יכולות להיקשר לאלבומין, וגליצרול וחומצות שומן חופשיות נכנסות תאי שומןומומרים לטריגליצרידים. שרידי הכילומיקרונים בדם נלכדים על ידי הפטוציטים, עוברים אנדוציטוזיס ונהרסים בליזוזומים.

ליפופרוטאינים נוצרים בכבד כדי להעביר מולקולות שומנים המסונתזות בו. אלו הם ליפופרוטאינים נמוכים מאוד וליפופרוטאינים בצפיפות נמוכה, המעבירים טריגליצרידים וכולסטרול מהכבד לרקמות אחרות. ליפופרוטאינים בצפיפות נמוכה נלקחים מהדם על ידי תאי רקמה באמצעות קולטני ליפופרוטאינים, עוברים אנדוציטוזה, משחררים כולסטרול לצרכי התאים ונהרסים בליזוזומים. במקרה של הצטברות מוגזמת של ליפופרוטאינים בצפיפות נמוכה בדם, הם נלכדים על ידי מקרופאגים וליקוציטים אחרים. תאים אלו, הצוברים אסטרים פעילים של כולסטרול נמוך מבחינה מטבולית, הופכים לאחד המרכיבים פלאקים טרשת עורקיםכלי שיט.

ליפופרוטאינים צפיפות גבוההלהעביר עודפי כולסטרול ואסטרים שלו מרקמות לכבד, שם הם מומרים חומצות מרההמופרשים מהגוף. בנוסף, ליפופרוטאינים בצפיפות גבוהה משמשים לסינתזה של הורמונים סטרואידים בבלוטת יותרת הכליה.

ניתן לסנתז בגוף מולקולות שומנים פשוטות ומורכבות כאחד, למעט חומצות שומן לינולאיות, לינולניות וארכידוניות בלתי רוויות, אותן יש לקבל מהמזון. חומצות חיוניות אלו הן חלק ממולקולות פוספוליפידים. מ חומצה ארכידוניתנוצרים פרוסטגלנדינים, פרוסטציקלינים, טרומבוקסנים וליקוטריאנים. היעדר או צריכה לא מספקת של חומצות שומן חיוניות בגוף מובילה לעיכוב בגדילה, פגיעה בתפקוד הכליות, מחלות עור ואי פוריות. נוער ביולוגי שומנים תזונתייםנקבע על פי נוכחות חומצות שומן חיוניות בהן ויכולת העיכול שלהן. חמאה ושומן חזיר ניתנים לעיכול ב-93-98%, בשר בקר ב-80-94%, שמן חמניות- ב-86-90%, מרגרינה - ב-94-98%.

חילוף חומרים של פחמימות

פחמימות הן מקור האנרגיה העיקרי ומבצעות גם פונקציות פלסטיות בגוף; במהלך חמצון הגלוקוז נוצרים תוצרי ביניים - פנטוזים, שהם חלק מנוקלאוטידים ו חומצות גרעין. גלוקוז הכרחי לסינתזה של כמה חומצות אמינו, לסינתזה ולחמצון של שומנים ופוליסכרידים. גוף האדם מקבל פחמימות בעיקר בצורת עמילן רב-סוכר מהצומח ובכמויות קטנות בצורת הגליקוגן הרב-סוכר מן החי. IN מערכת עיכולהם מפורקים לרמה של חד סוכרים (גלוקוז, פרוקטוז, לקטוז, גלקטוז).

חד סוכרים, שהעיקרי שבהם הוא גלוקוז, נספגים בדם ונכנסים לכבד דרך וריד השער. כאן הופכים פרוקטוז וגלקטוז לגלוקוז. הריכוז התוך תאי של גלוקוז בהפטוציטים קרוב לריכוזו בדם. כאשר עודף גלוקוז חודר לכבד, הוא עובר זרחן והופך לצורת רזרבה של האחסון שלו - גליקוגן. כמות הגליקוגן באדם בוגר יכולה להיות 150-200 גרם.במקרה של הגבלת צריכת מזון, כאשר רמת הגלוקוז בדם יורדת, הגליקוגן מתפרק והגלוקוז נכנס לדם.

במהלך 12 השעות הראשונות או יותר לאחר האכילה, שמירה על ריכוזי הגלוקוז בדם מובטחת על ידי פירוק הגליקוגן בכבד. לאחר שמאגרי הגליקוגן מתרוקנים, גוברת הסינתזה של אנזימים המספקים את התגובות של גלוקונאוגנזה - סינתזה של גלוקוז מלקטאט או חומצות אמינו. בממוצע, אדם צורך 400-500 גרם פחמימות ביום, מתוכם בדרך כלל 350-400 גרם עמילן, ו-50-100 גרם חד ודו-סוכרים. עודפי פחמימות מאוחסנים כשומן.

נורמות צריכת שומנים, חלבונים ופחמימות לאדם ליום

פרופורציה 1-1-4

חלבון - 1.5 לכל ק"ג משקל (דקה - 1 גרם לק"ג משקל)

נורמה יומיתעבור שומנים מן החי והצומח לא יעלה על 1 גרם לכל 1 ק"ג ממשקל הגוף. יתר על כן, כמחצית מהשומן הנצרך צריך להיות מקור צמחי.

שומנים לאחר 50 שנה - הגבלה ל-70 גרם ליום

הרצאה מס' 36. חילוף חומרים של חלבונים, שומנים ופחמימות.

לאחר שנכנסו לגוף, מולקולות חומרים מזיניםלהשתתף בתגובות רבות. תגובות אלו וביטויים אחרים של פעילות חיונית הם חילוף חומרים (מטבוליזם). חומרים מזינים משמשים כחומרי גלם לסינתזה של תאים חדשים והם מחומצנים כדי לספק 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.
פורסם ב- ref.rf
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 לאופיניות לאורגניזם נתון

4. ביוסינתזה של חלבונים מחומצות אלו

5. פירוק ושימוש בחלבונים

6. יצירת תוצרי פירוק חומצות אמינו

נספג בנימי הדם מעי דק, חומצות אמינו על ידי וריד השערלהיכנס לכבד, שם הם משמשים או נשמרים. כמה חומצות אמינו נשארות בדם ונכנסות לתאים, שם נבנים מהן חלבונים חדשים.

תקופת חידוש החלבון בבני אדם היא 80 יום. אם זה בא עם אוכל מספר גדול שלחלבון, ואז אנזימי כבד מבקעים 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, ולכן, לאחר שמאגרי הפחמימות והשומנים מתרוקנים, לא משתמשים בחלבוני רזרבה, אלא בחלבוני התא. מצב זה מסוכן מאוד - רעב חלבון - המוח ואיברים אחרים סובלים (דיאטות נטולות חלבון). ישנם חלבונים ממקור מן החי והצומח. 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 בצורה של רזרבות ברקמת השומן התת עורית, ה- omentum הגדול והקטן וסביב כמה איברים פנימיים(כליות) – 30% ממשקל הגוף הכולל. עיקר השומנים הוא שומן ניטרלי, שמעורב בו חילוף חומרים של שומן. הדרישה היומית לשומנים היא 100 גרם.

חומצות שומן מסוימות חיוניות לגוף וחייבות להצטייד בהן במזון - 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. השומנים מחולקים לבעלי חיים וצמחים (שמנים), שהם חשובים מאוד לחילוף חומרים תקין של השומן.

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 אוכל עשיר בשומנים, 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. זה הכרחי לתפקוד תקין מערכת עצבים, מיוצרים ממנו 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.

שלבי חילוף החומרים 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.

תזונה היא תהליך מורכב של צריכה, עיכול, ספיגה והטמעה של חומרים מזינים בגוף. היחס האופטימלי בין חלבונים, שומנים ופחמימות לאדם בריא הוא 1:1:4.

הרצאה מס' 36. חילוף חומרים של חלבונים, שומנים ופחמימות. - קונספט וסוגים. סיווג ומאפייני הקטגוריה "הרצאה מס' 36. מטבוליזם של חלבונים, שומנים ופחמימות". 2017, 2018.

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

אנבוליזם (הטמעה) הוא תהליך כימי שבו חומרים פשוטים מתחברים זה עם זה למורכבים. זה מוביל להצטברות וצמיחה של אנרגיה. קטבוליזם - התפזרות - פירוק של חומרים מורכבים לפשוטים יותר עם שחרור אנרגיה. מהות המטבוליזם היא כניסת חומרים לגוף, ספיגתם, השימוש והשחרור של תוצרים 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 וחייב להיות

מגיעים עם 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 הנספגות בנימי הדם של המעי הדק, חומצות אמינו זורמות דרך השער

ורידים נכנסים לכבד, שם הם משמשים או נשמרים. 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). ישנם חלבונים ממקור מן החי והצומח. 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 חומר אנרגיה ופלסטיק; הם חלק מהקרומים והציטופלזמה של התאים. חלק מהשומן מצטבר בצורת רזרבות ברקמת השומן התת עורית, בנקודות הגדולות והקטנות יותר וסביב כמה איברים פנימיים (כליות) - 30% ממשקל הגוף הכולל. עיקר השומן 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). חומצה גמא-אמינו-בוטירית היא החומר המעכב העיקרי במערכת העצבים המרכזית. הודות לו, יש שינוי קבוע בשלבי השינה והערות, ובתפקוד נכון של נוירונים. השומנים מחולקים לבעלי חיים וצמחים (שמנים), שהם חשובים מאוד לחילוף חומרים תקין של השומן.

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 ו

ציטופלזמה. רקמת עצבים עשירה בהם. הנציג העיקרי של סטרינים הוא כולסטרול. הרמה הנורמלית שלו בפלזמה היא 3.11 - 6.47 mmol/l. חלמון ביצת עוף, חמאה וכבד עשירים בכולסטרול. 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 ליצירת מחסן (גליקוגן). דרישה יומית – 500 גרם.

שלבי חילוף החומרים 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 למערכת העיכול בצורה של גלוקוז, פרוקטוז וגלקטוז ונכנסות לדם

- בווריד הסיבובי בכבד - גלוקוז 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.

מטבוליזם ואנרגיה, מושג חילוף החומרים הביניים. אנזימים.

חילוף חומרים (syn.: מטבוליזם) - מכלול כל התמורות הכימיות בגוף המבטיחות את הפונקציות החיוניות שלו. ישנם שני צדדים של חילוף החומרים - הטמעה, במהלכה הגוף מסנתז חומרים ספציפיים לו, ופיזור, שבמהלכו מתרחש פירוק (חמצון) של חומרים אורגניים ומשתחררת האנרגיה הכלולה בהם.

חילופי אנרגיה. בני אדם מתאפיינים בהפיכת האנרגיה הכימית של תהליכי חמצון לאנרגיה תרמית ומכאנית ליצירת מולקולות אורגניות מורכבות. על ידי צריכת מזון וחמצן, הגוף משתמש בחומרים אלה כדי להשיג אנרגיה, שאותה הוא משחרר לחלל הסובב בצורה של חום או בצורה של תנועות מכניות של עצמים או חלקים מגופו.

אנזימים (לטינית fermentum - תסיסה, תסיסה) - חלבונים מורכבים מן החי ו אורגניזמים צמחיים, ביצוע הפונקציות של זרזים ביולוגיים, מאיץ תגובה כימיתומטבוליזם בתאים.

יש חילוף חומרים כללי (חיצוני), שלוקח בחשבון את צריכת החומרים לגוף והפרשתם, וכן חילוף חומרים בינוני , המכסה את הטרנספורמציה של חומרים אלה בגוף.

חילוף חומרים של חלבונים, שומנים, פחמימות, מים, מלחים מינרלים.

מתוך ספר הלימוד:

חילוף חומרים של חלבון- קבוצה של טרנספורמציות כימיות של חלבונים בגוף, המסתיימות בפירוק שלהם למים, פחמן דו חמצני, אמוניה ושחרור האנרגיה הכלולה בהם. חלבונים משמשים את הגוף לחידוש ו

בניית רקמות חדשות, אנזימים, הם מקור אנרגיה. כאשר 1 גרם חלבון מתפרק, משתחררים 4.1 קק"ל של אנרגיה.

חילוף חומרים של שומן- קבוצה של טרנספורמציות כימיות של שומנים בגוף, המסתיימות בפירוק שלהם (למים ופחמן דו חמצני) ושחרור אנרגיה. שומנים משמשים את הגוף לחידוש ובניית רקמות חדשות, אנזימים, הורמונים, וגם להשגת הכרחי לגוףאֵנֶרְגִיָה.

כאשר 1 גרם שומן מתפרק, משתחררים 9.3 קק"ל של אנרגיה.

החלפת מלחים מינרלים- סט של תהליכי צריכה, שימוש במלחים מינרליים בגוף ושחרורם לתוך סביבה. מלחים מינרליים משמשים בגוף לשמירה על לחץ אוסמוטי, איזון חומצה-בסיס(pH) דם, הם חלק מאנזימים, ויטמינים, הורמונים.

חילוף חומרים של פחמימות- קבוצה של טרנספורמציות כימיות של פחמימות בגוף, המסתיימות בפירוק שלהן ושחרור אנרגיה. פחמימות הן מקור האנרגיה העיקרי של הגוף. כאשר 1 גרם של פחמימות מתפרק, משתחררים 4.1 קק"ל של אנרגיה.

מהאינטרנט, כי הרגשתי שאין מספיק בספר הלימוד:

חילוף חומרים של חלבון. חלבונים מהווים כ-25% ממשקל הגוף הכולל. זה הקשה ביותר רְכִיב. חלבונים הם תרכובות פולימריות המורכבות מחומצות אמינו. סט חלבוניםכל אדם הוא ייחודי וספציפי בהחלט. בגוף, חלבון המזון, בהשפעת מיצי העיכול, מתפרק למרכיביו הפשוטים - פפטידים וחומצות אמינו, הנספגים לאחר מכן במעיים וחודרים לדם. מתוך 20 חומצות האמינו, רק 8 חיוניות לבני אדם. אלה כוללים: טריפטופן, לאוצין, איזולאוצין, ולין, תראונין, ליזין, מתיונין ופנילאלנין. היסטידין נחוץ גם לאורגניזם גדל.

היעדר כל אחת מחומצות האמינו החיוניות במזון גורם לשיבושים חמורים בתפקוד הגוף, במיוחד זה שגדל. רעב חלבון מוביל לעיכוב ולאחר מכן להפסקה מוחלטת של הגדילה ו התפתחות פיזית. הילד הופך לרדום ונצפה ירידה פתאומית במשקל, נפיחות יתר, שלשול, דלקת עור, אנמיה, ירידה בהתנגדות הגוף ל מחלות מדבקותוכו' זה מוסבר על ידי העובדה שחלבון הוא החומר הפלסטי העיקרי של הגוף, שממנו נוצרים מבנים תאיים שונים. בנוסף, חלבונים הם חלק מאנזימים, הורמונים, נוקלאופרוטאין, יוצרים המוגלובין ונוגדנים בדם.

אם העבודה אינה קשורה לפעילות גופנית אינטנסיבית, גוף האדם זקוק בממוצע לכ-1.1-1.3 גרם חלבון לכל ק"ג משקל גוף ליום. עם עלייה פעילות גופניתגם הצורך של הגוף בחלבון עולה. עבור גוף גדל, צרכי החלבון גבוהים בהרבה. בשנה הראשונה להתפתחות לאחר הלידה, ילד צריך לקבל יותר מ-4 גרם חלבון לכל ק"ג משקל גוף, בגיל 2-3 שנים - 4 גרם, בגיל 3-5 שנים - 3.8 גרם וכו'.

חילוף חומרים של שומנים ופחמימות. לחומרים אורגניים אלה יש מבנה פשוט יותר, הם מורכבים משלושה יסודות כימיים: פחמן, חמצן ומימן. אותו תרכובת כימיתשומנים ופחמימות מאפשרים לגוף, כאשר יש עודף של פחמימות, לבנות מהם שומנים, ולהפך, במידת הצורך, פחמימות נוצרות בקלות משומנים בגוף.

כמות השומן הכוללת בגוף האדם היא בממוצע כ-10-20%, ופחמימות - 1%. רוב השומן נמצא ברקמת השומן ויוצר מאגר אנרגיה רזרבה. מיעוט של שומנים משמש לבניית מבני קרום תאים חדשים ולהחלפת מבנים ישנים. חלק מתאי הגוף מסוגלים לצבור שומן בכמויות אדירות, ולשמש כבידוד תרמי ומכני בגוף.

בתזונה של מבוגר בריא, שומנים צריכים להוות כ-30% מכלל תכולת הקלוריות של המזון, כלומר 80-100 גרם ליום. צריכה לא מספקת של חומצות שומן אלו לגוף האדם מובילה להפרעות מטבוליות ולהתפתחות תהליכים טרשת עורקים במערכת הלב וכלי הדם.

לצרכי השומן של ילדים ומתבגרים יש משלהם מאפייני גיל. אז, עד 1.5 שנים של צורך שומנים צמחייםלא, אבל הצורך הכולל הוא 50 גרם ליום, משנתיים עד 10 שנים הצורך בשומנים עולה ב-80 גרם ליום, ובשומנים צמחיים - עד 15 גרם; במהלך ההתבגרות, הצורך בשומנים אצל גברים צעירים הוא 110 גרם ליום, ובבנות - 90 גרם, והצורך בשומנים צמחיים זהה לשני המינים - 20 גרם ליום.

פחמימות בגוף מתפרקות לגלוקוז, פרוקטוז, גלקטוז וכו' ולאחר מכן נספגות בדם. תכולת הגלוקוז בדם של מבוגר קבועה ושווה בממוצע ל-0.1%. כאשר כמות הסוכר בדם עולה ל-0.11-0.12%, הגלוקוז עובר מהדם לכבד רקמת שריר, שם הוא מאוחסן בצורה של עמילן מן החי - גליקוגן. עם עלייה נוספת ברמת הסוכר בדם ל-0.17%, הכליות מעורבות בהוצאתו מהגוף, וסוכר מופיע בשתן. תופעה זו נקראת גליקוזוריה.

הגוף משתמש בפחמימות בעיקר כחומר אנרגיה. לפיכך, עד שנה, הצורך בפחמימות הוא 110 גרם ליום, מגיל 1.5 עד שנתיים - 190 גרם, בגיל 5-6 - 250 גרם, בגיל 11-13 - 380 גרם ובבנים - 420 גרם, ולבנות - 370 גרם. גוף של ילדיםישנה ספיגה מלאה ומהירה יותר של פחמימות ועמידות גדולה יותר לעודפי סוכר בדם.

חילופי מלח. כאשר מינרלים אינם נכללים בתזונה של בעלי חיים, מתרחשות הפרעות קשות בגוף ואפילו מוות. נוכחותם של חומרים מינרליים קשורה לתופעה של ריגוש - אחד המאפיינים העיקריים של יצורים חיים. הצמיחה וההתפתחות של עצמות, יסודות עצבים ושרירים תלויים בתכולת החומרים המינרלים; הם קובעים את תגובת הדם (pH), תורמים לתפקוד תקין של הלב ומערכת העצבים, משמשים להיווצרות המוגלובין (ברזל), של חומצה הידרוכלורית מיץ קיבה(כְּלוֹר).

מלחים מינרליים יוצרים לחץ אוסמוטי מסוים שכל כך הכרחי לחיי התאים.

בְּ תזונה מעורבתמבוגר מקבל כל מה שהוא צריך מינרלים V כמות מספקת. רק מלח שולחןהוספה למזון אנושי במהלך עיבוד קולינרי. גוף של ילד גדל זקוק במיוחד לאספקה ​​נוספת של מינרלים רבים.

הגוף מאבד כל הזמן כמות מסוימת של מלחים מינרלים בשתן, בזיעה ובצואה. בגלל זה מלח מינרליכמו מים, חייבים לספק כל הזמן לגוף. התוכן של אלמנטים בודדים בגוף האדם אינו זהה.

החלפת מים. מים ממלאים תפקיד משמעותי בתפקוד הגוף תפקיד גדולמאשר רכיבי מזון אחרים. העובדה היא שהמים בגוף האדם הם בו זמנית חומר בניין, זרז לכולם תהליכים מטבולייםותרמוסטט גוף. כמות המים הכוללת בגוף תלויה בגיל, מין ומשקל. בממוצע, גופו של גבר מכיל מעל 60% מים, גוף האישה מכיל 50%.

תכולת המים בגוף הילד גבוהה בהרבה, במיוחד בשלבי ההתפתחות הראשונים. לפי אמבריולוגים, תכולת המים בגופו של עובר בן 4 חודשים מגיעה ל-90%, ובעובר בן 7 חודשים - 84%. בגופו של יילוד נפח המים נע בין 70 ל-70. 80%. באונטוגנזה שלאחר הלידה, תכולת המים יורדת במהירות. אז הילד בן 8 חודשים. תכולת המים היא 60%, לילד בן 4.5 - 58%, לבנים בני 13 - 59%, ולבנות באותו גיל - 56%. עוד תוכןמים בגוף של ילדים קשורים כמובן לעוצמה גדולה יותר של תגובות מטבוליות הקשורות אליהם גידול מהירופיתוח. דרישת המים הכוללת של ילדים ומתבגרים עולה ככל שהגוף גדל. אם ילד בן שנהיש צורך בכ-800 מ"ל מים ביום, לאחר מכן בגיל 4 - 1000 מ"ל, בגיל 7-10 - 1350 מ"ל, ובגיל 11-14 - 1500 מ"ל.

ברגע שנבלעו על ידי הגוף, מולקולות המזון משתתפות בתגובות רבות. תגובות אלו וביטויים אחרים של פעילות חיונית הם חילוף חומרים (מטבוליזם). חומרים מזינים משמשים כחומרי גלם לסינתזה של תאים חדשים והם מחומצנים כדי לספק 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 וחייב להיות מסופק עם 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). ישנם חלבונים ממקור מן החי והצומח. 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). חומצה גמא-אמינו-בוטירית היא החומר המעכב העיקרי במערכת העצבים המרכזית. הודות לו, יש שינוי קבוע בשלבי השינה והערות, התפקוד הנכון של נוירונים. השומנים מחולקים לבעלי חיים וצמחים (שמנים), שהם חשובים מאוד לחילוף חומרים תקין של השומן.

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. רקמת עצבים עשירה בהם. הנציג העיקרי של סטרינים הוא כולסטרול. הרמה הנורמלית שלו בפלזמה היא 3.11 - 6.47 mmol/l. חלמון ביצת עוף, חמאה וכבד עשירים בכולסטרול. 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.

שלבי חילוף החומרים 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 ונכנסות לזרם הדם - לווריד הכבד הסיבובי - 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.

תזונה היא תהליך מורכב של צריכה, עיכול, ספיגה והטמעה של חומרים מזינים בגוף. היחס האופטימלי בין חלבונים, שומנים ופחמימות לאדם בריא הוא 1:1:4.