הכבד חוצה את חילוף החומרים של פחמימות, שומנים וחלבונים. חילוף חומרים של חלבון

מטבוליזם של חלבונים, שומנים ופחמימות בגוף.

1. מאפיינים כלליים של חילוף החומרים בגוף.

2. חילוף חומרים של חלבונים.

3. חילוף חומרים של שומן.

4. חילוף חומרים של פחמימות.

מטרה: לייצג תכנית כלליתחילוף חומרים בגוף, חילוף חומרים של חלבונים, שומנים, פחמימות וביטויים של הפתולוגיה של סוגי חילוף חומרים אלה.

1. פעם אחת בגוף, מולקולות מזון משתתפות בתגובות רבות ושונות. תגובות אלה, כמו גם ביטויים כימיים אחרים של החיים, נקראים מטבוליזם, או מטבוליזם. חומרים מזינים משמשים כחומרי גלם לסינתזה של תאים חדשים או מחומצנים, ומעבירים אנרגיה לגוף.חלק מאנרגיה זו נחוץ לבנייה מתמשכת של רכיבי רקמה חדשים, השני נצרך בתהליך תפקוד התא: במהלך השריר התכווצות, העברת דחפים עצביים, הפרשת מוצרים תאיים. שאר האנרגיה משתחררת כחום.

תהליכים מטבוליים מחולקים לאנבוליים וקטבוליים. אנבוליזם (הטמעה) - תהליכים כימיים שבהם חומרים פשוטים מתחברים זה עם זה ויוצרים מורכבים יותר, מה שמוביל להצטברות אנרגיה, בניית פרוטופלזמה חדשה וצמיחה. קטבוליזם (התפזרות) הוא פירוק של חומרים מורכבים, המוביל לשחרור אנרגיה, בעוד הפרוטופלזמה נהרסת והחומרים שלה נצרכים.

מהות חילוף החומרים: 1) כניסת רכיבי תזונה שונים לגוף מהסביבה החיצונית; 2) הטמעה ושימוש בהם בתהליך החיים כמקורות אנרגיה וחומר לבניית רקמות; 3) שחרור של רקמות. התוצרים המטבוליים המתקבלים לתוך הסביבה החיצונית.

פונקציות ספציפיות של חילוף החומרים: 1) מיצוי אנרגיה מהסביבה בצורה של אנרגיה כימית של חומרים אורגניים; 2) המרה של חומרים אקסוגניים לאבני בניין, כלומר מבשרי מרכיבים מקרומולקולריים של התא; 3) הרכבה של חלבונים, חומצות גרעין ורכיבים תאיים אחרים מהבלוקים הללו; 4) סינתזה והרס של ביומולקולות הנחוצות לביצוע שונות פונקציות ספציפיותשל התא הזה.

2. מטבוליזם של חלבון - מכלול תהליכים פלסטיים ואנרגטיים של שינוי חלבון בגוף, כולל החלפת חומצות אמינו ותוצרי פירוקן. חלבונים הם הבסיס לכל המבנים התאיים והם נושאי החיים החומריים. ביוסינתזה של חלבון קובעת את הצמיחה, ההתפתחות וההתחדשות העצמית של כל האלמנטים המבניים בגוף ובכך את מהימנותם התפקודית. דרישת החלבון היומית (חלבון אופטימלי) למבוגר היא 100-120 גרם (בהוצאה אנרגטית של 3000 קק"ל ליום). לרשות הגוף חייב להיות כל 20 חומצות האמינו ביחס ובכמות מסוימת, אחרת לא ניתן לסנתז חלבון. חומצות אמינו רבות המרכיבות את החלבון (ואלין, לאוצין, איזולאוצין, ליזין, מתיונין, תריאונין, פנילאלנין, טריפטופן) אינן ניתנות לסינתזה בגוף ויש להצטייד בהן במזון (חומצות אמינו חיוניות). חומצות אמינו אחרות יכולות להיות מסונתזות בגוף והן נקראות לא חיוניות (היסטידין, גליקוקול, גליצין, אלנין, חומצה גלוטמית, פרולין, הידרוקסיפרולין, סרין, טירוזין, ציסטאין, ארגינין) חלבונים מחולקים לשלמות ביולוגית (עם מלא קבוצה של כל חומצות האמינו החיוניות) ופגומות (בהיעדר חומצת אמינו חיונית אחת או יותר).

השלבים העיקריים של חילוף החומרים של חלבון: 1) פירוק אנזימטי של חלבוני מזון לחומצות אמינו וספיגתן של האחרונות; 2) המרה של חומצות אמינו; 3) ביוסינתזה של חלבונים; 4) פירוק חלבונים; 5) היווצרות תוצרים סופיים של פירוק חומצות אמינו.

לאחר שנספגו בנימי הדם של ה-villi של הקרום הרירי של המעי הדק, חומצות אמינו נכנסות לזרימה דרך וריד השער, שם הן משמשות מיד, או נשמרות כרזרבה קטנה. כמה חומצות אמינו נשארות בדם ונכנסות לתאי הגוף האחרים, שם הן נכללות בחלבונים חדשים. חלבוני הגוף מתפרקים ללא הרף ומסונתזים מחדש (תקופת התחדשות חלבון כוללבגוף - 80 יום). אם מזון מכיל יותר חומצות אמינו מהנדרש לסינתזה של חלבונים תאיים, אנזימי כבד מבקעים מהם קבוצות אמינו NH2, כלומר. לבצע דימינציה. אנזימים אחרים, המשלבים קבוצות אמינו מתפצלות עם CO2, יוצרים מהן אוריאה, המועברת דרך הדם אל הכליות ומופרשת בשתן. חלבונים אינם מאוחסנים במחסנים, ולכן החלבונים בהם הגוף משתמש לאחר דלדול אספקת הפחמימות והשומנים אינם חלבוני רזרבה, אלא אנזימים וחלבונים מבניים של תאים.

הפרעות בחילוף החומרים של חלבון בגוף יכולות להיות כמותיות ואיכותיות. שינויים כמותיים במטבוליזם של חלבון נשפטים לפי מאזן החנקן, כלומר. לפי היחס בין כמות החנקן הנכנסת לגוף עם המזון ומופרשת ממנו. בדרך כלל אצל מבוגר תזונה מספקתכמות החנקן המוכנסת לגוף שווה לכמות שהוצאה מהגוף (שיווי משקל חנקן). כאשר צריכת החנקן עולה על הפרשתו, אנו מדברים על מאזן חנקן חיובי, ואגירת חנקן מתרחשת בגוף. זה נצפה במהלך תקופת הצמיחה של הגוף, במהלך ההריון, במהלך ההתאוששות.. כאשר כמות החנקן המופרשת מהגוף עולה על הכמות המתקבלת, הם מדברים על מאזן חנקן שלילי. זה נצפה עם ירידה משמעותית ב- תכולת חלבון במזון (רעב חלבון).

3. מטבוליזם של שומנים הוא מכלול תהליכים להמרת שומנים (שומנים) בגוף. שומנים הם אנרגיה וחומרים פלסטיים; הם חלק מהממברנה ומהציטופלזמה של התאים. חלק מהשומן מצטבר בצורה של רזרבות (10-30% ממשקל הגוף). עיקר השומנים הם ליפידים ניטרליים (טריגליצרידים של חומצות שומן אולאית, פלמיטית, סטארית וחומצות שומן גבוהות יותר אחרות). הדרישה היומית לשומנים למבוגר היא 70-100 גרם. הערך הביולוגי של שומנים נקבע על ידי העובדה שחלק בלתי רוויים חומצת שומן(לינולאית, לינולנית, ארכידונית), הכרחית לחיים, שאין להן תחליף (דרישה יומית 10-12 גרם) ואינן יכולות להיווצר בגוף האדם מחומצות שומן אחרות, ולכן יש לספק להן מזון (שומנים צמחיים ובעלי חיים).

השלבים העיקריים של חילוף החומרים של השומן: 1) פירוק אנזימטי של שומני מזון במערכת העיכול לגליצרול וחומצות שומן וספיגתן לגליצרול וחומצות שומן. מעי דק; 2) היווצרות ליפופרוטאינים ברירית המעי ובכבד והובלתם בדם; 3) הידרוליזה של תרכובות אלו על פני ממברנות התא על ידי האנזים ליפופרוטאין ליפאז, ספיגת חומצות שומן וגליצרול לתאים, שם הם משמשים. לסנתז את השומנים בעצמם של תאי איברים ורקמות. לאחר סינתזה, שומנים יכולים לעבור חמצון, לשחרר אנרגיה, ובסופו של דבר להפוך לפחמן דו חמצני ומים (100 גרם שומן מניבים 118 גרם מים עם חמצון). ניתן להפוך שומן לגליקוגן ולאחר מכן לעבור תהליכי חמצון הדומים לחילוף החומרים של פחמימות. כאשר יש עודף שומן, הוא מופקד כרזרבות ברקמה התת עורית, ברום גדול יותר, וסביב כמה איברים פנימיים.

עם מזונות עשירים בשומן, נכנסת כמות מסוימת של ליפואידים (חומרים דמויי שומן) - פוספטידים וסטרולים. פוספטידים נחוצים לגוף לסנתז קרומי תאים; הם חלק מהחומר הגרעיני ומהציטופלזמה של התאים. עשיר במיוחד בפוספטידים רקמת עצב. הנציג העיקרי של סטרולים הוא כולסטרול. זה גם חלק ממברנות התא, הוא מבשר של הורמונים של קליפת יותרת הכליה, בלוטות המין, ויטמין D, חומצות מרה. כולסטרול מגביר את ההתנגדות של תאי הדם האדומים להמוליזה ומשמש כמבודד לתאי עצב, המבטיח הולכה של דחפים עצביים. התכולה הנורמלית של הכולסטרול הכולל בפלזמה בדם היא 3.11-6.47 mmol/l.

4. חילוף חומרים של פחמימות הוא מכלול תהליכים להמרת פחמימות בגוף. פחמימות הן מקורות אנרגיה לשימוש ישיר (גלוקוז) או יוצרות מחסן אנרגיה (גליקוגן), והן מרכיבים של תרכובות מורכבות (נוקלאופרוטאין, גליקופרוטאין) המשמשות לבניית מבנים תאיים, הדרישה היומית היא 400-500 גרם.

השלבים העיקריים של חילוף החומרים של פחמימות: 1) פירוק פחמימות מזון במערכת העיכול וספיגת חד-סוכרים במעי הדק; 2) שקיעת גלוקוז בצורת גליקוגן בכבד ובשרירים או שימוש ישיר בו לצורכי אנרגיה; 3) פירוק של גליקוגן בכבד וכניסה של גלוקוז לדם עם ירידה (גיוס גליקוגן); 4) סינתזה של גלוקוז ממוצרי ביניים (חומצות פירובית וחומצות חלב) ומבשרים שאינם פחמימות; 5) הפיכת גלוקוז ל חומצות שומן; 6) חמצון של גלוקוז ליצירת פחמן דו חמצני ומים.

פחמימות נספגות בתעלת העיכול בצורה של גלוקוז, פרוקטוז וגלקטוז. הם עוברים דרך וריד השער לכבד, שם הופכים פרוקטוז וגלקטוז לגלוקוז, המצטבר בצורה של גליקוגן. תהליך סינתזת הגליקוגן בכבד מגלוקוז נקרא גליקוגנזה (הכבד מכיל 150-200 גר' פחמימות בצורת גליקוגן). חלק מהגלוקוז חודר לזרם הדם הכללי ומופץ בכל הגוף, משמש כחומר האנרגיה העיקרי וכמרכיב של תרכובות מורכבות (גליקופרוטאינים, נוקלאופרוטאין).

גלוקוז הוא מרכיב קבוע (קבוע ביולוגי) בדם. תכולת הגלוקוז התקינה בדם היא 4.44-6.67 ממול/ליטר; כאשר תכולתה עולה (היפרגליקמיה) ל-8.34-10 ממול/ליטר, היא מופרשת בשתן בצורה של עקבות. כאשר רמת הגלוקוז בדם יורדת (היפוגליקמיה) ל-3.89 ממול/ליטר, מופיעה תחושת רעב, וכאשר רמת הגלוקוז בדם יורדת ל-3.22 ממול/ליטר, פרכוסים, דליריום ואובדן הכרה (תרדמת). מתרחש. כאשר גלוקוז מתחמצן בתאים כדי לייצר אנרגיה, הוא הופך בסופו של דבר לפחמן דו חמצני ומים. פירוק הגליקוגן בכבד לגלוקוז הוא גליקוגנוליזה. הביוסינתזה של פחמימות מתוצרי הפירוק שלהן או תוצרי פירוק של שומנים וחלבונים היא גליקונאוגנזה. פירוק הפחמימות בהיעדר חמצן עם הצטברות אנרגיה ב-ATP ויצירת חומצות חלב ופירוביות הוא גליקוליזה.

כאשר אספקת הגלוקוז עולה על הצורך, הכבד הופך את הגלוקוז לשומן, שנאגר במאגרי שומן ויכול לשמש בעתיד כמקור אנרגיה. הפרעה בחילוף החומרים התקין של פחמימות מתבטאת בעלייה ברמת הגלוקוז בדם. היפרגליקמיה מתמדת וגליקוזוריה הקשורה להפרעה עמוקה בחילוף החומרים של פחמימות נצפתה בסוכרת. המחלה מבוססת על אי ספיקה תפקוד אנדוקרינילַבלָב. עקב חוסר או היעדר אינסולין בגוף, נפגעת יכולת הרקמות להשתמש בגלוקוז, והוא מופרש בשתן.

חלבון תופס את אחד המקומות החשובים ביותר מבין כל האלמנטים האורגניים של תא חי. הוא מהווה כמעט מחצית ממסת התא. בגוף האדם יש חילוף מתמיד של חלבונים שמגיעים עם האוכל. במערכת העיכול זה מתבצע לחומצות אמינו. האחרונים חודרים לדם ועוברים דרך התאים והכלים של הכבד, נכנסים לרקמות האיברים הפנימיים, שם הם מסונתזים שוב לחומרים ספציפיים. של הגוף הזהחלבונים.

חילוף חומרים של חלבון

גוף האדם משתמש בחלבון כחומר פלסטי. הצורך בו נקבע על פי הנפח המינימלי שמאזן אובדן חלבון. בגוף של מבוגר אדם בריאהחלפת חלבון מתרחשת באופן רציף. במקרה של צריכה לא מספקת של חומרים אלו מהמזון, עשר מתוך עשרים חומצות האמינו יכולות להיות מסונתזות על ידי הגוף, בעוד שהעשר האחרות נשארות חיוניות ויש לחדש אותן. אחרת, סינתזת החלבון מופרעת, מה שמוביל לעיכוב גדילה וירידה במשקל הגוף. יש לציין שאם חסר אחד לפחות, האורגניזם אינו יכול לחיות ולתפקד כרגיל.

שלבים של חילוף החומרים של חלבון

חילוף החומרים של חלבון בגוף מתרחש כתוצאה מהצריכה חומרים מזיניםוחמצן. ישנם שלבים מסוימים, כאשר הראשון שבהם מאופיין בפחמימות ושומנים ועד חומצות אמינו מסיסות, חד סוכרים, דו סוכרים, חומצות שומן, גליצרול ותרכובות נוספות, ולאחר מכן הם נספגים בלימפה ובדם. בשלב השני, החמצן מועבר על ידי הדם לרקמות. במקרה זה, הם מפורקים למוצרים סופיים, כמו גם סינתזה של הורמונים, אנזימים ומרכיבים המרכיבים את הציטופלזמה. כאשר חומרים מתפרקים, משתחררת אנרגיה, אשר נחוצה עבור תהליכים טבעייםסינתזה ונורמליזציה של תפקוד האורגניזם כולו. השלבים הנ"ל של חילוף החומרים של החלבון מסתיימים בהסרה של תוצרים סופיים מהתאים, כמו גם בהובלתם והפרשתם על ידי הריאות, הכליות, המעיים ובלוטות הזיעה.

היתרונות של חלבונים לבני אדם

אספקת חלבונים מלאים חשובה מאוד לגוף האדם, כי רק מהם ניתן לסנתז חומרים ספציפיים. לחילוף החומרים של חלבונים תפקיד מיוחד בגוף הילדים. אחרי הכל, הוא זקוק למספר רב של תאים חדשים כדי לגדול. עם צריכת חלבון לא מספקת, גוף האדם מפסיק לגדול, והתאים שלו מתחדשים הרבה יותר לאט. חלבונים מהחי נחשבים לחלבונים מלאים. מתוכם, חלבונים של דגים, בשר, חלב, ביצים ואחרים הם בעלי ערך מיוחד. מוצרים דומיםתְזוּנָה. הנחותים נמצאים בעיקר בצמחים, ולכן יש לעצב את התזונה בצורה כזו שתספק את כל צרכי הגוף שלך. כאשר יש עודף חלבונים, העודף מתפרק. זה מאפשר לגוף לשמור על חילוף החומרים החלבון הדרוש הוא חשוב מאוד עבור חיי אדם. כאשר הוא מופר, הגוף מתחיל לצרוך חלבון מהרקמות שלו, מה שמוביל בעיות רציניותעם בריאות. לכן, עליך לדאוג לעצמך ולהתייחס ברצינות לבחירות המזון שלך.

משרד החינוך והמדע של הפדרציה הרוסית

תקציב המדינה הפדרלית מוסד חינוכיהשכלה מקצועית גבוהה

Perm National Research Polytechnic University

המחלקה להגנת הסביבה

קורסים בדיסציפלינה "פיזיולוגיה"

חילוף חומרים של חלבון. חילוף חומרים של שומן. חילוף חומרים של פחמימות. כבד, תפקידו בחילוף החומרים.

הושלם על ידי: תלמיד קבוצת OOS-11

מיאקישבה אלכסנדרה

מבוא

פרק 1. מטבוליזם של חלבון

1.1 חלבונים ותפקידיהם

1.2 חילוף חומרים ביניים של חלבון

1.3 ויסות חילוף החומרים של חלבון

1.4 איזון של חילוף החומרים בחנקן

פרק 2. מטבוליזם של שומן

2.1 שומנים ותפקידיהם

2.2 עיכול וספיגת שומנים בגוף

2.3 ויסות חילוף החומרים בשומן

פרק 3. חילוף חומרים של פחמימות

3.1 פחמימות ותפקידיהן

3.2 פירוק פחמימות בגוף

3.3 ויסות חילוף החומרים של פחמימות

פרק 4. כבד, תפקידו במטבוליזם

4.1 מבנה הכבד

4.2 תפקודי כבד

4.3 תפקיד הכבד במטבוליזם

סיכום

בִּיבּלִיוֹגְרָפִיָה

מבוא

תפקוד תקין של הגוף אפשרי עם אספקה ​​רציפה של מזון. השומנים, החלבונים, הפחמימות, המלחים המינרליים, המים והוויטמינים הכלולים במזון נחוצים לתהליכי החיים של הגוף.

חומרים מזינים נקראים חלבונים, שומנים ופחמימות. חומרים אלו הם גם מקור אנרגיה המכסה את הוצאות הגוף, וגם חומר בניין המשמש בתהליך צמיחת הגוף ורבייה של תאים חדשים המחליפים את הגוססים. אבל חומרים מזינים בצורה שבה הם נאכלים אינם יכולים להיספג ולהשתמש בגוף. רק מים, מלחים מינרליים וויטמינים נספגים ונספגים בצורה שבה הם מתקבלים. במערכת העיכול, חלבונים, שומנים ופחמימות נתונים להשפעות פיזיות (כתוש וטחון) ושינויים כימיים המתרחשים בהשפעת חומרים מיוחדים - אנזימים הכלולים במיצי בלוטות העיכול. בהשפעת מיצי העיכול, חומרים מזינים מתפרקים לפשוטים יותר, הנספגים ונספגים בגוף. בתורו, הכבד הוא מווסת של התוכן בדם של חומרים הנכנסים לגוף במסגרת מוצרי מזון. היא שומרת על יציבות סביבה פנימיתגוּף. התהליכים החשובים ביותר של חילוף החומרים של פחמימות, חלבונים ושומן מתרחשים בכבד.

מטרת העבודה: להעריך את חילוף החומרים של שומנים, חלבונים ופחמימות. קבע איזה תפקיד ממלא הכבד בחילוף החומרים.

.גלה כיצד מתרחש חילוף החומרים של חלבונים, שומנים ופחמימות

.הכירו את התכונות הספציפיות של חלבונים, שומנים ופחמימות

.נתח איזה תפקיד ממלא הכבד בחילוף החומרים

כבד חלבון פחמימות שומן

פרק 1. מטבוליזם של חלבון

החיים הם צורת קיום של גופי חלבון (F. Engels).

חילוף החומרים של חלבונים בגוף האדם ממלא תפקיד עיקרי בהרס ושיקומם. באדם בריא, בתנאים רגילים, מתחדשת 1-2% מכמות חלבוני הגוף הכוללת ביום, מה שקשור בעיקר לפיצול (פירוק) חלבוני שרירלרמה של חומצות אמינו חופשיות. כ-80% מחומצות האמינו המשתחררות משמשות שוב בתהליכי הביוסינתזה של חלבון, השאר לוקח חלק ב תגובות שונותחילוף חומרים<#"justify">1.1 חלבונים ותפקידיהם

חלבון הוא חומר אורגני מולקולרי גבוה המורכב מחומצות אמינו אלפא המחוברות בשרשרת באמצעות קשר פפטיד.

חלבונים הם החומר העיקרי שממנו בנויה הפרוטופלזמה של התאים והחומרים הבין-תאיים. בלי חלבונים אין ולא יכולים להיות חיים. כל האנזימים שבלעדיהם הם לא יכולים להמשיך תהליכים מטבוליים, הם גופי חלבון.

מבנה החלבונים מורכב מאוד. כאשר עוברים הידרוליזה על ידי חומצות, אלקליות ואנזימים פרוטאוליטיים, חלבון מתפרק לחומצות אמינו, מספר כוללמהם יש יותר מעשרים וחמישה. בנוסף לחומצות אמינו, חלבונים שונים מכילים גם רכיבים רבים נוספים (חומצה זרחתית, קבוצות פחמימות, קבוצות ליפואידיות, קבוצות מיוחדות).

חלבונים הם מאוד ספציפיים. כל אורגניזם וכל רקמה מכילים חלבונים שונים מהחלבונים המרכיבים אורגניזמים אחרים ורקמות אחרות. ניתן לזהות ספציפיות גבוהה של חלבונים באמצעות דגימה ביולוגית.

החשיבות העיקרית של חלבונים היא שבזכותם נבנים תאים וחומר בין תאי ומסונתזים חומרים שלוקחים חלק ברגולציה פונקציות פיזיולוגיות. עם זאת, במידה מסוימת, חלבונים, יחד עם פחמימות ושומנים, משמשים גם לכיסוי עלויות האנרגיה.

פונקציות של חלבונים:

· תפקידם הפלסטי של חלבונים הוא להבטיח את הצמיחה וההתפתחות של הגוף באמצעות תהליכי ביוסינתזה. חלבונים הם חלק מכל תאי הגוף ומבני הרקמות.

· פעילות אנזיםחלבונים מווסתים את קצב התגובות הביוכימיות. חלבוני האנזים קובעים את כל ההיבטים של חילוף החומרים ויצירת אנרגיה לא רק מהחלבונים עצמם, אלא מפחמימות ושומנים.

· פונקציית הגנהחלבונים מורכבים ביצירת חלבונים חיסוניים - נוגדנים. חלבונים מסוגלים לקשור רעלים ורעלים וגם להבטיח קרישת דם (המוסטזיס).

· פונקציית ההובלה מורכבת מהעברת חמצן ופחמן דו חמצני על ידי חלבון אריתרוציטים המוגלובין, כמו גם קשירה והעברה של יונים מסוימים (ברזל, נחושת, מימן), חומרים רפואיים, רעלים.

· תפקידם האנרגטי של חלבונים נובע מיכולתם לשחרר אנרגיה במהלך החמצון. עם זאת, התפקיד הפלסטי של חלבונים בחילוף החומרים עולה על האנרגיה שלהם, כמו גם התפקיד הפלסטי של חומרים מזינים אחרים. הצורך בחלבון גדול במיוחד בתקופות של גדילה, הריון והתאוששות ממחלות קשות.

במערכת העיכול חלבונים מפורקים לחומצות אמינו ופוליפפטידים פשוטים, שמהם מסונתזים חלבונים ספציפיים להם לאחר מכן על ידי תאי רקמות ואיברים שונים, בפרט הכבד. חלבונים מסונתזים משמשים לשיקום תאים פגומים ולגידול תאים חדשים, סינתזה של אנזימים והורמונים.

1.2 חילוף חומרים ביניים של חלבון

פירוק (פיצול) של חלבונים בגוף מתרחש בעיקר עקב הידרוליזה אנזימטית. החומר העיקרי לעדכון חלבונים תאיים הם חומצות אמינו המתקבלות מעיבוד מזון המכיל חלבונים. ספיגת חומצות אמינו לדם מתרחשת בעיקר במעי הדק, שם קיימות מערכות הובלה מסוימות של חומצות אמינו. בעזרת זרם הדם, חומצות אמינו מועברות לכל האיברים והרקמות של גוף האדם. ריכוז מקסימליחומצות אמינו מושגות 30-50 דקות לאחר אכילת ארוחת חלבון. על ידי שינוי היחס הכמותי בין חומצות אמינו הנכנסות לגוף או אי הכללת חומצת אמינו כזו או אחרת מהתזונה, ניתן לקבוע את מצב מאזן החנקן, גובה, משקל גוף ו מצב כלליבעלי חיים שופטים את החשיבות של חומצות אמינו בודדות עבור הגוף. הוכח בניסוי שמתוך 20 חומצות האמינו המרכיבות את החלבונים, 12 מסונתזות בגוף - חומצות אמינו לא חיוניות, ו-8 אינן מסונתזות - חומצות אמינו חיוניות.

ללא חומצות אמינו חיוניות, סינתזת החלבון מופרעת בצורה חדה ומתרחש מאזן חנקן שלילי, הצמיחה נעצרת ומשקל הגוף יורד. עבור בני אדם, חומצות אמינו חיוניות הן לאוצין, איזולאוצין, ולין, מתיונין, ליזין, תריונין, פנילאלנין, טריפטופן.

חלבונים אינם מאוחסנים בגוף, כלומר. לא מוכנסים למילואים. רוב החלבונים המסופקים מהמזון מושקעים למטרות אנרגיה. למטרות פלסטיק - כלומר. רק חלק קטן ממנו מושקע על היווצרות רקמות חדשות (איברים, שרירים). לכן, על מנת להוסיף משקל גוף עקב חלבון, יש צורך להיכנס לגוף בכמויות מוגברות.

קצב מחזור החלבון שונה עבור רקמות שונות. עם המהירות הגבוהה ביותרחלבוני הכבד, רירית המעי ופלסמת הדם מתחדשים. החלבונים המרכיבים את תאי המוח, הלב והגונדות מתחדשים לאט. חלבוני העור, השרירים, ובעיקר הרקמות התומכות - גידים, סחוס ועצמות - מתחדשים לאט יותר.

1.3 ויסות חילוף החומרים של חלבון

ויסות נוירואנדוקריני של חילוף החומרים של חלבון מתבצע על ידי מספר הורמונים. ההורמון הסומטוטרופי של בלוטת יותרת המוח במהלך צמיחת הגוף מגרה עלייה במסה של כל האיברים והרקמות. אצל מבוגר הוא מבטיח את תהליך סינתזת החלבון על ידי הגברת החדירות של ממברנות התא לחומצות אמינו, הגברת סינתזת ה-RNA בגרעין התא ודיכוי הסינתזה של קתפסינים - אנזימים פרוטאוליטיים תוך תאיים. להורמוני בלוטת התריס - תירוקסין וטריאודוטירונין - יש השפעה משמעותית על חילוף החומרים של החלבון. הם יכולים, בריכוזים מסוימים, לעורר סינתזת חלבון ובכך להפעיל את הצמיחה, ההתפתחות וההתמיינות של רקמות ואיברים. במחלת גרייבס, המאופיינת בהפרשה מוגברת של הורמוני בלוטת התריס (היפר-תירואידיזם), חילוף החומרים של החלבון מוגבר. להיפך, עם תת-תפקוד של בלוטת התריס (היפותירואידיזם), עוצמת חילוף החומרים של החלבון יורדת בחדות. מכיוון שפעילות בלוטת התריס נמצאת בשליטה של ​​מערכת העצבים, זו האחרונה היא הרגולטור האמיתי של חילוף החומרים של חלבון. הורמונים של קליפת יותרת הכליה - גלוקוקורטיקואידים (הידרוקורטיזון, קורטיקוסטרון) מגבירים את פירוק החלבונים ברקמות, בעיקר בשריר וברקמת הלימפה. בכבד, גלוקוקורטיקואידים, להיפך, מעוררים סינתזת חלבון.

משפיע על מהלך חילוף החומרים של חלבון השפעה גדולהאופי האוכל. בעת אכילת בשר, כמות חומצת השתן, הקריאטינין והאמוניה המיוצרת גדלה. במזון צמחי, חומרים אלו נוצרים בכמויות קטנות משמעותית, שכן מזונות מהצומח דל בגופי פורין ובקריאטין.

1.4 איזון חילוף החומרים בחנקן

תוצרים סופיים חשובים של חילוף החומרים בחנקן כוללים גם קריאטינין וחומצה היפורית. קריאטינין הוא קריאטין אנהידריד. קריאטין נמצא בשרירים וברקמת המוח במצב חופשי ובשילוב עם חומצה זרחתית (פוספוקריאטין). חומצה היפורית מסונתזת מחומצה בנזואית ומגליקוקול (בבני אדם, בעיקר בכבד ובמידה פחותה, בכליות).

מוצרי פירוק חלבון, לפעמים בעל כמות גדולה משמעות פיזיולוגית, הם אמינים (לדוגמה, היסטמין).

חקר חילוף החומרים של חלבון מקל על ידי העובדה שחלבון מכיל חנקן. תכולת החנקן בחלבונים שונים נעה בין 14 ל-19%, אך בממוצע היא 16%, כלומר 1 גרם חנקן כלול ב-6.25 גרם חלבון. לכן, על ידי הכפלת כמות החנקן שנמצאה ב-6.25, ניתן לקבוע את כמות החלבון המעוכל. קיים קשר מסוים בין כמות החנקן המוכנסת עם חלבוני המזון לבין כמות החנקן המופרשת מהגוף. עלייה בצריכת חלבון לגוף מביאה לעלייה בהפרשת החנקן מהגוף. אצל מבוגר עם תזונה מספקת, ככלל, כמות החנקן המוכנסת לגוף שווה לכמות החנקן שהוצאה מהגוף. מצב זה נקרא שיווי משקל חנקן. אם בתנאים של מאזן חנקן תגדילו את כמות החלבון במזון, אז מאזן החנקן ישוחזר בקרוב, אבל ברמה חדשה וגבוהה יותר. לפיכך, ניתן לקבוע שיווי משקל חנקן עם תנודות משמעותיות בתכולת החלבון במזון.

במהלך צמיחת הגוף או עלייה במשקל עקב הטמעה של כמות מוגברת של חלבונים (לדוגמה, לאחר צום, לאחר מחלות זיהומיות), כמות החנקן המוכנסת למזון גדולה מהכמות המופרשת. חנקן נשמר בגוף בצורה של חנקן חלבוני. זה מכונה מאזן חנקן חיובי. במהלך צום, במחלות המלוות בפירוק גדול של חלבונים, יש עודף חנקן משוחרר על פני הקלט, המכונה מאזן חנקן שלילי. במקרה הזה זה לא קורה החלמה מלאהסנאי. אם יש מחסור בחלבון במזון, צורכים חלבוני כבד ושרירים.

בגוף, חלבונים אינם מאוחסנים כעתודות, אלא נשמרים רק באופן זמני בכבד. תפקוד תקין של הגוף אפשרי עם מאזן חנקן או מאזן חנקן חיובי.

כאשר חלבונים נכנסים לגוף בכמות פחותה ממה שתואם למינימום החלבון, הגוף חווה רעב חלבון: איבוד חלבון על ידי הגוף אינו מתמלא מספיק. לתקופה ארוכה יותר או פחות, תלוי במידת הצום, מאזן חלבון שלילי אינו מאיים השלכות מסוכנות. עם זאת, אם הצום לא פוסק, מוות מתרחש.

בצום כללי ממושך, כמות החנקן המופרשת מהגוף יורדת בחדות בימים הראשונים, ואז מתייצבת ברמה נמוכה קבועה. זאת בשל מיצוי השרידים האחרונים של משאבי אנרגיה אחרים, בפרט שומנים.

פרק 2. מטבוליזם 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'.

השימוש בשומן כמקור אנרגיה מתחיל בשחרורו ממאגרי השומן לזרם הדם. תהליך זה נקרא גיוס שומן. גיוס השומן מואץ על ידי פעולת מערכת העצבים הסימפתטית והורמון האדרנלין.

1 שומנים ותפקידיהם

שומנים הם תרכובות אורגניות טבעיות, אסטרים מלאים של גליצרול וחומצות שומן חד-בסיסיות; שייכים לקבוצת השומנים.

באורגניזמים חיים, הם מבצעים בעיקר פונקציות מבניות ואנרגטיות: הם המרכיב העיקרי של קרום התא, ומאגרי האנרגיה של הגוף מאוחסנים בתאי שומן.

השומנים מתחלקים לשתי קבוצות - השומנים עצמם או שומנים וחומרים דמויי שומנים או ליפואידים. שומנים מכילים פחמן, מימן וחמצן. לשומן יש מבנה מורכב; חלקיו המרכיבים הם גליצרול (C3H8O3) וחומצות שומן; בשילוב עם קשר אסטר, נוצרות מולקולות שומן. אלה הם מה שנקרא שומנים אמיתיים או טריגליצרידים.

חומצות שומן הכלולות בשומנים מתחלקות לרוויות ולבלתי רוויות. לראשונים אין קשרים כפולים והם נקראים גם רוויים, בעוד שלאחרונים יש קשרים כפולים והם נקראים בלתי רוויים. ישנן גם חומצות שומן רב בלתי רוויות שיש להן שני קשרים כפולים או יותר. חומצות שומן כאלה אינן מסונתזות בגוף האדם ויש לספק אותן עם מזון, מכיוון שהן נחוצות לסינתזה של כמה ליפואידים חשובים. ככל שיש יותר קשרים כפולים, כך נקודת ההתכה של השומן נמוכה יותר. חומצות שומן בלתי רוויות הופכות את השומנים לנוזלים יותר. יש הרבה מהם בשמן צמחי.

פונקציות של שומנים:

· שומנים ניטרליים (טריגליצרידים):

o הם מקור האנרגיה החשוב ביותר. כאשר 1 גרם של חומר מתחמצן, משתחררת כמות האנרגיה המקסימלית בהשוואה לחמצון של חלבונים ופחמימות. עקב חמצון של שומנים ניטרליים, נוצרת 50% מכל האנרגיה בגוף;

o מהווים את עיקר המזון מהחי ושומני הגוף (10-20% מהגוף);

o הם מרכיב של האלמנטים המבניים של התא - גרעין, ציטופלזמה, קרום;

o מופקדים ברקמה התת עורית, להגן על הגוף מפני אובדן חום, ועל האיברים הפנימיים שמסביב מפני נזק מכני. ההשלמה הפיזיולוגית של שומנים ניטרליים מתבצעת על ידי ליפוציטים, שהצטברותם מתרחשת ברקמת השומן התת עורית, באומנטום ובכמוסות השומן של איברים שונים. עלייה במשקל הגוף של 20-25% לעומת הנורמה נחשבת לגבול הפיזיולוגי המרבי המותר.

· פוספו וגליקוליפידים:

o הם חלק מכל תאי הגוף (שומנים סלולריים), במיוחד תאי עצב;

o הם מרכיב בכל מקום של הממברנות הביולוגיות של הגוף;

o מסונתז בכבד ובדופן המעי, בעוד הכבד קובע את רמת הפוספוליפידים בכל הגוף, שכן שחרור הפוספוליפידים לדם מתרחש רק בכבד;

שומן חום:

o היא רקמת שומן מיוחדת הממוקמת בצוואר ובגב העליון בילודים ותינוקות ומהווה כ-1-2% ממשקל גופם הכולל. בכמויות קטנות (0.1-0.2% ממשקל הגוף) שומן חוםקיים גם אצל מבוגר;

o מסוגל לייצר פי 20 או יותר חום (ליחידת מסה של הרקמה שלו) מרקמת שומן רגילה;

o למרות התכולה המינימלית בגוף, הוא מסוגל לייצר 1/3 מכל החום הנוצר בגוף;

o ממלא תפקיד חשוב בהסתגלות הגוף ל טמפרטורות נמוכות;

·חומצת שומן:

o הם התוצרים העיקריים של הידרוליזה של שומנים במעי. תפקיד גדולבתהליך הספיגה של חומצות שומן, מרה ואופי התזונה משחקים תפקיד;

o חשובות ביותר לתפקוד תקין של הגוף; חומצות שומן חיוניות שאינן מסונתזות על ידי הגוף כוללות חומצות אולאית, לינולאית, לינולנית וארכידית (דרישה יומית 10-12 גרם).

§ חומצות לינולאיות ולונולניות כלולים ב שומנים צמחיים, ארכידי - רק בבעלי חיים;

§ מחסור בחומצות שומן חיוניות במזון מוביל להאטה בצמיחה והתפתחות של הגוף, ירידה תפקוד רבייהונגעים שונים בעור. היכולת של רקמות לנצל חומצות שומן מוגבלת על ידי חוסר מסיסותן במים, מידות גדולותגם מולקולות תכונות מבניותממברנות תאים של הרקמות עצמן. כתוצאה מכך, חלק ניכר מחומצות השומן נקשר על ידי ליפוציטים של רקמת שומן ומושקע.

שומנים מורכבים:

o פוספטידים וסטרולים - עוזרים לשמור על הרכב קבוע של הציטופלזמה של תאי עצב, סינתזה של הורמוני מין והורמונים של קליפת יותרת הכליה ויצירת ויטמינים מסוימים (למשל ויטמין D).

2.2 עיכול וספיגת שומנים בגוף

עיכול השומן בגוף האדם מתרחש במעי הדק. שומנים מומרים תחילה לאמולסיה בעזרת חומצות מרה. במהלך תהליך האמולסיפיקציה, טיפות שומן גדולות הופכות לקטנות, מה שמגדיל משמעותית את שטח הפנים הכולל שלהן. אנזימי מיץ הלבלב - ליפאז, בהיותם חלבונים, אינם יכולים לחדור לטיפות שומן ורק לפרק מולקולות שומן הממוקמות על פני השטח. תחת פעולת הליפאז, שומן מתפרק על ידי הידרוליזה לגליצרול וחומצות שומן.

מכיוון שיש מגוון שומנים במזון, כתוצאה מעיכולם נוצרים מספר רב של זנים של חומצות שומן.

תוצרי פירוק שומן נספגים בקרום הרירי של המעי הדק. גליצרין מסיס במים ולכן הוא נספג בקלות. חומצות שומן שאינן מסיסות במים נספגות בצורה של קומפלקסים עם חומצות מרה. בתאי המעי הדק, חומצות כולאיות מתפרקות לחומצות שומן וחומצות מרה. חומצות מרה מדופן המעי הדק נכנסות לכבד ולאחר מכן משתחררות שוב לחלל המעי הדק.

חומצות השומן המשתחררות בתאי דופן המעי הדק מתחברות מחדש עם גליצרול, וכתוצאה מכך נוצרת שוב מולקולת שומן. אבל רק חומצות שומן שהן חלק מהשומן האנושי נכנסות לתהליך הזה. לפיכך, שומן אנושי מסונתז. ההמרה הזו של חומצות שומן בתזונה לשומנים שלך נקראת סינתזת שומן מחדש.

שומנים מסונתזים מועברים דרך כלי הלימפה, עוקפים את הכבד, אל מעגל גדולמחזור הדם ומאוחסנים במאגרי שומן. מאגרי השומן העיקריים של הגוף ממוקמים ברקמת השומן התת עורית, האומנטום הגדול והפחות, והקפסולה הפרינפרית. השומנים שנמצאים כאן יכולים לעבור לדם ובכניסה לרקמות לעבור שם חמצון, כלומר. משמש כחומר אנרגיה.

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, מפחית סיבולת מחלות שונות.

3 ויסות חילוף החומרים בשומן

ויסות חילוף החומרים של השומן בגוף מתרחש בהנחיית מערכת העצבים המרכזית. לרגשות שלנו יש השפעה חזקה מאוד על חילוף החומרים של השומן. בהשפעת רגשות חזקים שונים נכנסים למחזור הדם חומרים המפעילים או מאטים את חילוף החומרים של השומן בגוף. מסיבות אלו, כדאי לאכול ב מצב רגועתוֹדָעָה.

הפרעות בחילוף החומרים של השומן יכולות להתרחש עם מחסור קבוע של ויטמינים A ו-B במזון.

תהליך היווצרות, שקיעה והתגייסות ממאגרי שומן מווסתים על ידי העצבים וה מערכות אנדוקריניות, כמו גם מנגנוני רקמות וקשורים קשר הדוק לחילוף החומרים של פחמימות. לפיכך, הגדלת ריכוז הגלוקוז בדם מפחיתה את פירוק הטריגליצרידים ומפעילה את הסינתזה שלהם. ירידה בריכוז הגלוקוז בדם, להיפך, מעכבת את הסינתזה של טריגליצרידים ומגבירה את פירוקם. לפיכך, הקשר בין חילוף החומרים של שומן ופחמימות מכוון לספק את צרכי האנרגיה של הגוף. כאשר יש עודף של פחמימות במזון, הטריגליצרידים מושקעים ברקמת השומן, כאשר יש מחסור בפחמימות, הטריגליצרידים מתפרקים ליצירת חומצות שומן לא אסטריות, המשמשות כמקור אנרגיה.

למספר הורמונים יש השפעה בולטת על חילוף החומרים בשומן. להורמונים של מדוללת יותרת הכליה - אדרנלין ונוראפינפרין - יש השפעה חזקה של מגייסת שומן, ולכן אדרנלינמיה ארוכת טווח מלווה בירידה במאגר השומן. להורמון הסומטוטרופי של בלוטת יותרת המוח יש גם אפקט מגייס שומן. תירוקסין, הורמון בלוטת התריס, פועל באופן דומה, ולכן תפקוד יתר של בלוטת התריס מלווה בירידה במשקל.

להיפך, גלוקוקורטיקואידים, הורמונים של קליפת יותרת הכליה, מעכבים את גיוס השומן, כנראה בשל העובדה שהם מעלים מעט את רמת הגלוקוז בדם.

ישנן עדויות המצביעות על אפשרות של השפעות עצביות ישירות על חילוף החומרים של השומן. השפעות סימפטיות מעכבות את הסינתזה של טריגליצרידים ומגבירות את פירוקם. השפעות פאראסימפתטיות, להיפך, מקדמות שקיעת שומן.

השפעות עצבניותעל חילוף החומרים בשומן נשלטים על ידי ההיפותלמוס. כאשר הגרעינים הונטרומדיים של ההיפותלמוס נהרסים, מתפתחת עלייה ארוכת טווח בתיאבון והצטברות שומן מוגברת. גירוי של גרעינים ventromedial, להיפך, מוביל לאובדן תיאבון והכרה.

בשולחן 11.2 מספק נתונים מסכמים על השפעתם של מספר גורמים על ניוד חומצות שומן<#"276" src="doc_zip1.jpg" />

פרק 3. חילוף חומרים של פחמימות

במהלך חייו, אדם אוכל כ-10 טון פחמימות. פחמימות נכנסות לגוף בעיקר בצורת עמילן. לאחר פירוק לגלוקוז במערכת העיכול, הפחמימות נספגות בדם ונספגות בתאים. מזונות מהצומח עשירים במיוחד בפחמימות: 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.

חילוף החומרים של פחמימות הוא מרכזי בחילוף החומרים ובאנרגיה. פחמימות מורכבות במזון מתפרקות במהלך העיכול לחד סוכרים, בעיקר גלוקוז. חד סוכרים נספגים מהמעי לדם ומועברים לכבד ולרקמות אחרות, שם הם נכללים במטבוליזם הביניים. חלק מהגלוקוז הנכנס בכבד ובשרירי השלד מאוחסן בצורה של גליקוגן או משמש לתהליכים פלסטיים אחרים. כאשר צורכים פחמימות בכמות מוגזמת מהמזון, ניתן להמיר אותן לשומנים וחלבונים. חלק אחר של הגלוקוז עובר חמצון ליצירת ATP ושחרור אנרגיה תרמית. ברקמות מתאפשרים שני מנגנונים עיקריים של חמצון פחמימות - ללא השתתפות חמצן (אנאירובית) ובהשתתפותו (אירובית).

3.1 פחמימות ותפקידיהן

פחמימות הן תרכובות אורגניות המצויות בכל רקמות הגוף בצורה חופשית בשילוב עם שומנים וחלבונים והן מקורות האנרגיה העיקריים. תפקידי הפחמימות בגוף:

· פחמימות מהוות מקור אנרגיה ישיר לגוף.

· להשתתף בתהליכים מטבוליים פלסטיים.

· הם חלק מפרוטופלזמה, מבנים תת-תאיים ותאיים, ומבצעים פונקציה תומכת לתאים.

פחמימות מחולקות ל-3 סוגים עיקריים: חד סוכרים, דו סוכרים ופוליסוכרים. חד סוכרים הם פחמימות שלא ניתן לפרק לצורות פשוטות יותר (גלוקוז, פרוקטוז). דו-סוכרים הם פחמימות שעם הידרוליזה מניבות שתי מולקולות של חד-סוכרים (סוכרוז, לקטוז). פוליסכרידים הם פחמימות שעם הידרוליזה מניבות יותר משש מולקולות של חד סוכרים (עמילן, גליקוגן, סיבים).

3.2 פירוק פחמימות בגוף

לְפַצֵל פחמימות מורכבותהאוכל מתחיל ב חלל פהבהשפעת האנזימים עמילאז ומלטאז ברוק. הפעילות האופטימלית של אנזימים אלו מתרחשת בסביבה בסיסית. עמילאז מפרק עמילן וגליקוגן, ומלטאז מפרק את המלטוז. במקרה זה נוצרות פחמימות במשקל מולקולרי נמוך יותר - דקסטרינים, מלטוז חלקי וגלוקוז.

במערכת העיכול, פוליסכרידים (עמילן, גליקוגן; סיבים ופקטין אינם מתעכלים במעי) ודו-סוכרים, בהשפעת אנזימים, מתפרקים לחד-סוכרים (גלוקוז ופרוקטוז), הנספגים בדם בקטנה. מְעִי. חלק ניכר מהחד-סוכרים חודר לכבד ולשרירים ומשמש כחומר ליצירת גליקוגן. תהליך הספיגה של חד-סוכרים במעי מוסדר על ידי העצבים ו מערכות הורמונליות. בהשפעת מערכת העצבים יכולה להשתנות חדירות אפיתל המעי, מידת אספקת הדם לקרום הרירי של דופן המעי ומהירות התנועה של ה-villi, וכתוצאה מכך קצב כניסת החד-סוכרים. לתוך שינויים בדם. וריד השער. בכבד ובשרירים, גליקוגן מאוחסן ברזרבה. לפי הצורך, הגליקוגן מגויס מהמחסן ומומר לגלוקוז הנכנס לרקמות ומשמש אותן בתהליך החיים.

גליקוגן בכבד הוא פחמימה רזרבה, כלומר מאוחסנת ברזרבה. הכמות שלו יכולה להגיע ל-150-200 גרם אצל מבוגר היווצרות גליקוגן עם זרימה איטית יחסית של גלוקוז לדם מתרחשת די מהר, ולכן לאחר הכנסת כמות קטנה של פחמימות, עלייה ברמות הגלוקוז בדם (היפרגליקמיה) אינו נצפה. אני סנפיר מערכת עיכולמגיעה כמות גדולה של פחמימות שמתפרקות בקלות ונספגות במהירות, רמת הגלוקוז בדם עולה במהירות. ההיפרגליקמיה המתפתחת במקרה זה נקראת תזונתי, במילים אחרות, היפרגליקמיה במזון. התוצאה שלו היא גליקוזוריה, כלומר שחרור גלוקוז בשתן<#"justify">3.3 ויסות חילוף החומרים של פחמימות

הפרמטר העיקרי לוויסות חילוף החומרים של פחמימות הוא שמירה על רמות הגלוקוז בדם בטווח של 4.4-6.7 ממול/ליטר. שינויים ברמות הגלוקוז בדם נתפסים על ידי קולטני גלוקו, המרוכזים בעיקר בכבד ובכלי הדם, וכן על ידי תאים של ההיפותלמוס הונטרומדיאלי. הוכח השתתפותם של מספר חלקים במערכת העצבים המרכזית בוויסות חילוף החומרים של פחמימות.

תפקידה של קליפת המוח בוויסות רמות הגלוקוז בדם ממחיש התפתחות של היפרגליקמיה אצל תלמידים בזמן בחינה, אצל ספורטאים לפני תחרויות חשובות וגם במהלך סוגסטיה היפנוטית. החוליה המרכזית בוויסות פחמימות וסוגים אחרים של חילוף חומרים ומקום היווצרות האותות השולטים ברמות הגלוקוז הוא ההיפותלמוס. מכאן, השפעות רגולטוריות מתממשות על ידי העצבים האוטונומיים והמסלול ההומורלי, כולל הבלוטות האנדוקריניות.

לאינסולין, הורמון המיוצר על ידי תאי הבטא של רקמת האיים של הלבלב, יש השפעה בולטת על חילוף החומרים של פחמימות. בעת מתן אינסולין, רמות הגלוקוז בדם יורדות. זה מתרחש עקב אינסולין המשפר את סינתזת הגליקוגן בכבד ובשרירים והגברת צריכת הגלוקוז על ידי רקמות הגוף. אינסולין הוא ההורמון היחיד המוריד את רמות הגלוקוז בדם, לכן, עם ירידה בהפרשת הורמון זה, מתפתחת היפרגליקמיה מתמשכת ובעקבותיה גליקוזוריה (סוכרת, או סוכרת).

עלייה ברמות הגלוקוז בדם מתרחשת עקב פעולתם של מספר הורמונים. זהו גלוקגון המיוצר על ידי תאי אלפא של רקמת האי של הלבלב; אדרנלין - הורמון של מדוללת יותרת הכליה; גלוקוקורטיקואידים - הורמונים של קליפת יותרת הכליה; הורמון גדילה של בלוטת יותרת המוח; תירוקסין וטריודוטירונין הם הורמוני בלוטת התריס. בשל החד-כיווניות של השפעתם על חילוף החומרים של פחמימות ואנטגוניזם תפקודי ביחס להשפעות האינסולין, הורמונים אלו משולבים לרוב עם המושג "הורמונים קונטרינסולריים".

פרק 4. כבד, תפקידו במטבוליזם

1 מבנה הכבד

כבד (hepar) - איבר לא מזווג חלל הבטן, הבלוטה הגדולה ביותר בגוף האדם. הכבד האנושי שוקל קילוגרם וחצי עד שניים. זוהי הבלוטה הגדולה ביותר בגוף. בחלל הבטן, הוא תופס את הימין ואת חלק ההיפוכונדריום השמאלי. הכבד צפוף למגע, אך אלסטי מאוד: איברים שכניםלהשאיר עליו סימנים גלויים בבירור. אפילו גורמים חיצוניים, כמו לחץ מכני, עלולים לגרום לשינויים בצורת הכבד. הכבד מנטרל חומרים רעילים הנכנסים אליו עם דם מערכת עיכול; החלבונים החשובים ביותר בדם מסונתזים בו, נוצרים גליקוגן ומרה; הכבד מעורב ביצירת הלימפה וממלא תפקיד משמעותי בחילוף החומרים. הכבד כולו מורכב מאונות פריזמטיות רבות בגודל של מילימטר אחד עד שניים וחצי. כל אונה בודדת מכילה את כל המרכיבים המבניים של האיבר כולו והיא כמו כבד מיניאטורי. מרה מיוצרת על ידי הכבד ברציפות, אך היא חודרת למעיים רק בעת הצורך. בפרקי זמן מסוימים, צינור המרה נסגר.

מיוחד מאוד מערכת דםכָּבֵד. דם זורם אליו לא רק דרך עורק הכבד המגיע מאבי העורקים, אלא גם דרך וריד השער, אשר נאסף דם ורידימאיברי הבטן. עורקים וורידים שזורים בצפיפות בתאי כבד. המגע ההדוק של הדם ונימי המרה, כמו גם העובדה שהדם זורם לאט יותר בכבד מאשר באיברים אחרים, תורמים להחלפה מלאה יותר של חומרים בין הדם לתאי הכבד. ורידי הכבד מתחברים בהדרגה וזורמים לאספן גדול - הווריד הנבוב התחתון, אליו זורם כל הדם העובר דרך הכבד.

הכבד הוא אחד האיברים הבודדים שיכולים לשחזר את גודלו המקורי גם כאשר שומרים רק 25% מהרקמה הרגילה. למעשה, ההתחדשות מתרחשת, אך לאט מאוד, והחזרה המהירה של הכבד לגודלו המקורי מתרחשת דווקא עקב עלייה בנפח התאים הנותרים.

4.2 תפקודי כבד

הכבד הוא בו זמנית איבר של עיכול, זרימת דם ומטבוליזם מכל הסוגים, כולל הורמונלי. הוא מבצע יותר מ-70 פונקציות. בואו נסתכל על העיקריים שבהם. התפקודים החשובים ביותר הקשורים בכבד כוללים מטבוליזם כללי (השתתפות במטבוליזם בין-סטיציאלי), הפרשה ומחסום. תפקוד ההפרשה של הכבד מבטיח שחרור של יותר מ-40 תרכובות מהגוף עם מרה, הן מסונתזות על ידי הכבד עצמו והן נלכדות על ידו מהדם. בניגוד לכליות, הוא גם מפריש חומרים בעלי משקל מולקולרי גבוה ואינם מסיסים במים. החומרים המופרשים על ידי הכבד כחלק ממרה כוללים חומצות מרה, כולסטרול, פוספוליפידים, בילירובין, חלבונים רבים, נחושת ועוד. היווצרות המרה מתחילה בהפטוציט, שם מיוצרים חלק ממרכיביו (למשל חומצות מרה) , בעוד אחרים נלכדים מדם ומתרכזים. נוצרות כאן גם תרכובות זוגיות (צימוד עם חומצה גלוקורונית ותרכובות אחרות), מה שעוזר להגביר את מסיסות המים של המצעים המקוריים. מהפטוציטים, המרה נכנסת למערכת דרכי המרה, שם היווצרותה נוספת מתרחשת עקב הפרשה או ספיגה חוזרת של מים, אלקטרוליטים וכמה תרכובות נמוכות מולקולריות.

תפקיד המחסום של הכבד הוא להגן על הגוף מפני ההשפעות המזיקות של חומרים זרים ומוצרים מטבוליים ולשמור על הומאוסטזיס. פונקציית המחסום מתבצעת בשל ההשפעה המגנה והמנטרלת של הכבד. האפקט המגן מסופק על ידי מנגנונים לא ספציפיים וספציפיים (חיסוניים). הראשונים קשורים בעיקר לרטיקולואנדותליוציטים סטלטיים, שהם החשובים ביותר רְכִיב(עד 85%) מערכות פגוציטים חד-גרעיניים. תגובות הגנה ספציפיות מתבצעות כתוצאה מפעילות הלימפוציטים של בלוטות הלימפה בכבד והנוגדנים שהם מסנתזים. ההשפעה המנטרלת של הכבד מבטיחה טרנספורמציה כימית של מוצרים רעילים, הן המגיעות מבחוץ והן אלו הנוצרות במהלך חילוף החומרים הבין-סטיציאלי. כתוצאה מתמורות מטבוליות בכבד (חמצון, הפחתה, הידרוליזה, צימוד עם חומצה גלוקורונית או תרכובות אחרות), הרעילות של מוצרים אלה יורדת ו(או) מסיסות המים שלהם עולה, מה שגורם הקצאה אפשריתאותם מהגוף.

4.3 תפקיד הכבד במטבוליזם

בהתחשב בחילוף החומרים של חלבונים, שומנים ופחמימות, נגענו שוב ושוב בכבד. הכבד הוא הגוף הכי חשובביצוע סינתזת חלבון. הוא מייצר את כל האלבומין בדם, את עיקר גורמי הקרישה, קומפלקסים של חלבונים (גליקופרוטאינים, ליפופרוטאינים) וכו'. הפירוק האינטנסיבי ביותר של חלבונים מתרחש גם בכבד. הוא מעורב בחילוף החומרים של חומצות אמינו, סינתזה של גלוטמין וקריאטין; היווצרות אוריאה מתרחשת כמעט אך ורק בכבד. הכבד ממלא תפקיד משמעותי במטבוליזם השומנים. בעצם, מסונתזים בו טריגליצרידים, פוספוליפידים וחומצות מרה, נוצר כאן חלק ניכר מהכולסטרול האנדוגני, מתחמצנים טריגליצרידים ונוצרים גופי אצטון; המרה המופרשת מהכבד חשובה לפירוק וספיגת השומנים במעיים. הכבד מעורב באופן פעיל במטבוליזם הביניים של פחמימות: הוא מייצר סוכר, מחמצן גלוקוז ומסנתז ומפרק גליקוגן. הכבד הוא אחד ממאגרי הגליקוגן החשובים ביותר בגוף. השתתפות הכבד במטבוליזם של פיגמנטים היא יצירת בילירובין, לכידתו מהדם, צימוד והפרשה למרה. הכבד מעורב בחילוף החומרים של חומרים פעילים ביולוגית - הורמונים, אמינים ביוגנים, ויטמינים. כאן נוצרים צורות פעילותחלק מהתרכובות הללו מופקדות ומושבתות. קשור קשר הדוק לכבד ולמטבוליזם של מיקרו-אלמנטים, כי הכבד מסנתז חלבונים המעבירים ברזל ונחושת בדם ומשמש כמחסן עבור רבים מהם.

פעילות הכבד מושפעת מאיברים אחרים בגופנו, והכי חשוב, הוא נמצא בשליטה מתמדת ובלתי פוסקת של מערכת העצבים. תחת מיקרוסקופ, אתה יכול לראות שסיבי עצב משלבים בצפיפות כל אונת כבד. אבל למערכת העצבים יש יותר מסתם השפעה ישירה על הכבד. זה מתאם את העבודה של איברים אחרים המשפיעים על הכבד. זה חל בעיקר על איברים הפרשה פנימית. זה יכול להיחשב מוכח שמערכת העצבים המרכזית מסדירה את תפקוד הכבד - ישירות או דרך מערכות גוף אחרות. הוא קובע את העוצמה והכיוון של תהליכים מטבוליים בכבד בהתאם לצרכי הגוף הרגע הזה. בתורם, תהליכים ביוכימיים בתאי כבד גורמים לגירוי של סיבי עצב רגישים ובכך משפיעים על מצב מערכת העצבים.

חלבונים, שומנים ופחמימות חשובים מאוד לגופנו. בקיצור, חלבונים הם הבסיס לכל המבנים התאיים, חומר הבניין העיקרי, שומנים הם אנרגיה וחומר פלסטי, פחמימות הן מקור האנרגיה בגוף. היחס הנכון שלהם וצריכה בזמן היא תזונה מאוזנת נכונה, וזה, בתורו, עם בריא.

הכבד מבצע עבודה מורכבת ומגוונת, שחשובה מאוד לחילוף חומרים בריא. כאשר חומרי מזון נכנסים לכבד, הם הופכים למבנה כימי חדש, חומרים מעובדים אלו נשלחים לכל האיברים והרקמות, שם הם הופכים לתאי הגוף שלנו, וחלקם מופקדים בכבד ויוצרים מעין מחסן כאן. במידת הצורך, הם נכנסים שוב לדם. אז הכבד מעורב בחילוף החומרים של כל חומר מזון, ואם הוא יוסר האדם ימות מיד.

בִּיבּלִיוֹגְרָפִיָה:

1.A.A. מרקוסיאן: פיזיולוגיה;

2.V.M. פוקרובסקי: פיזיולוגיה של האדם 2003.

מאמר סטפן פאנוב: חילוף החומרים של חלבון בגוף האדם 2010.

ויקיפדיה

לָה. צ'יסטוביץ': הפיזיולוגיה האנושית 1976

נ.א. וולקוב, ביוכימיה של פעילות השרירים 2000. - 504 עמ'.

Leninger, A. Fundamentals of Biochemistry / A. Leninger. - מ.: מיר, 1985.

V. Kumar: Pathanatomy of Robbins and Cothran diseases 2010

שיעורי עזר

זקוק לעזרה בלימוד נושא?

המומחים שלנו ייעצו או יספקו שירותי הדרכה בנושאים שמעניינים אותך.
שלח את הבקשה שלךמציין את הנושא עכשיו כדי לברר על האפשרות לקבל ייעוץ.

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 של וריד השער מגיע ל-20 mmol/l. 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 עודף גלוקוז לכבד, 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, מתיחת שרירים ממושכת, סוכרת מסוג 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

בפרקטיקה הקלינית, ישנן 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 כוללוהשברים 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.

מטבוליזם (מטבוליזם) הוא קבוצה של תהליכים ביולוגיים מורכבים מאוד, הקשורים זה בזה. עיכול מזון, ספיגתו, סילוק רעלים לאחר מכן - כל זה הוא חילוף חומרים.

באורגניזם חי מתרחשים שינויים כל הזמן ומתמשכים: נוצרים חומרים הנחוצים לחיי תאים, רקמות ואיברים.

במקביל מתרחשים תהליכי הרס וטיהור. כל זה מבזבז הרבה אנרגיה. גם כשאנחנו ישנים, האיברים שלנו מנצלים אותו.

מקורות האנרגיה הטבעיים של אורגניזם חי הם חלבונים, שומנים ופחמימות. זה כולל גם מים ומלחי מינרלים. הם גם הכרחיים לחילוף חומרים תקין. מדובר בחלבון, פחמימות, שומן ומים חילוף חומרים של מלחחומרים שנדבר איתך ב-www.site היום:

חילוף חומרים של חלבון

לא יהיה מוגזם לומר שחלבונים הם הבסיס לכל הרקמות החיות, חומר הבניין שלהן. תרכובות חלבון הן "אבני הבניין" העיקריות שמהן מורכבות איברים, מערכות ודפנות תאים של אורגניזמים. לדוגמה, שרירים ו רקמת עור, גַלגַל הָעַיִן, הנוזל הבין מפרקי מורכב בעיקר מחלבונים.

הם המשתתפים העיקריים בחילוף החומרים הכללי, תהליכי הטמעה של חומרים מזינים הדרושים לחיים. התהליכים החשובים ביותר של התחדשות, הובלה, כמו גם הטמעה וסילוק טבעי של מוצרי פסולת ומוצרי ריקבון אינם יכולים להתרחש בלעדיהם.

לחילוף חומרים תקין של חלבון, הגוף חייב לקבל מהמזון את כמות חומצות האמינו הדרושות לו. ישנן בסך הכל 20 חומצות אמינו ידועות.

בהיעדר אפילו אחד, חילוף החומרים של החלבון מופרע ומבנה החלבון נהרס. כדי למנוע את זה, וכדי להבטיח שתהליכי סינתזת החלבון ופירוקם יתנהלו כרגיל, יש לצרוך כמות מספקת של מוצרי חלבון.

למבוגר בריא מומלץ לצרוך 0.75 גרם חלבון לכל ק"ג משקל גוף ליום. לדוגמה, עם משקל גוף כולל של 70 ק"ג, הנורמה של חומר זה תהיה כ-52.5 גרם. כדי לייצב ולשפר את מאזן החנקן, ניתן להגדיל את צריכת החלבון ממזונות הנצרכים ל-85 - 90 גרם ליום. עבור נשים הרות ואמהות מניקות, נתון זה עולה.

חילוף חומרים של פחמימות

בדיוק כמו חלבונים, פחמימות (גלוצידים) הן תרכובות אורגניות בסיסיות וחיוניות המהוות מקור אנרגיה. הגוף משתמש בחלקם כחומרי הזנה רזרבה, אחרים נחוצים לחוזק רקמות. בנוסף, הם חומר הבניין של מולקולות מורכבות אחרות - חלבונים מורכבים, חומצות גרעיןוגליקוליפידים. בלעדיהם, תהליכי החמצון של חלבונים ושומנים בלתי אפשריים.

כל התהליך של חילוף החומרים של פחמימות תלוי ביחס בין כמות הגלוקוז הנכנסת לדם ומורחקת מהדם:

כאשר רמה זו יורדת, אדרנלין משתחרר. הורמון זה משפר את תפקוד הכבד, כלומר, הוא מפעיל את האנזימים שלו, האחראים על זרימת הסוכר (גלוקוז) לדם.

ברמה מוערכת יתר על המידה, בתנאי כמות מספקתגליקוגן הכרחי לכבד ולשרירים, עודפי סוכר מאוחסנים "ברזרבה" בצורה של מצבורי שומן.

חילוף חומרים של שומן

שומנים הם תרכובות אורגניות מורכבות - ליפידים, המורכבים מאסטרים של גליצרול עם חומצות שומן חד-בסיסיות. בדיוק כמו חלבונים ופחמימות, תרכובות אלו מייצגות את הבסיס של כל התאים, הן חלק מהציטופלזמה, הגרעין והממברנות שלהם, והן מקור האנרגיה לאורגניזם חי.

ויטמינים רבים המצויים במזונות מגיעים משומנים.
עם מחסור קבוע בשומן, תפקוד המוח עלול להשתבש, חילוף החומרים הכללי מתדרדר, וסיבולת הגוף פוחתת. בנוסף, מחסור קבוע בחומרים אלו מקצר את החיים.

כידוע, חומצות שומן המגיעות מהמזון מתחלקות לרווי (שומנים מוצקים מן החי) ולבלתי רוויים (שמנים צמחיים, פירות ים). שתי הקבוצות הגדולות הללו חשובות באותה מידה לחיי אדם נורמליים.

לדוגמה, שומנים מן החי נחוצים מאוד עבור המוח פעולה רגילה.
שמנים צמחיים: חמניות, זית, זרעי פשתן, תירס, מפעילים תהליכים מטבוליים כלליים, משפרים כוחות מגןגוּף. לכן, תזונאים ממליצים לצרוך 50 גרם שומנים מן החי ו-50 גרם שומנים צמחיים מדי יום.

מים-מלח

חילוף חומרים של מים-מלח הוא שילוב של תהליכים רבים של צריכה, הפצה נוספת של מים ואלקטרוליטים בגוף, כמו גם שחרורם לאחר מכן.

אספקת מים מספקת - תנאי הכרחיקיומו של אורגניזם חי. אדם יכול ללכת בלי אוכל במשך זמן רב, אבל הוא לא יכול לחיות בלי מים. זה הכרחי, פשוטו כמשמעו, לכל תהליכי החיים - עיכול, זרימת דם, וספיגת חומרים מזינים. מים נחוצים לביוסינתזה, לתהליך פירוק חומרים נכנסים וסילוק רעלים.

מינרלים מומסים (אלקטרוליטים, מלחים) מגיעים עם מים. הריכוז והוויסות היציבים שלהם חשובים מאוד לשמירה על הסביבה הפנימית ולהבטחת תפקוד תקין של אורגניזם חי.

לדוגמה, מינרלים: נתרן, אשלגן, סידן, מגנזיום נמצאים בנוזל התוך תאי ונמצאים גם מחוץ לתא. כמות המלחים המינרליים קשורה ומווסתת על ידי כמות הנוזלים הנכנסים לגוף. הודות ל חילוף חומרים של מים-מלחהריכוז הנדרש של חומרים נשמר, איזון חומצה-בסיס.

לסיכום, יש לציין כי כל התהליכים המטבוליים המתרחשים בגוף: הצטברות והוצאה של אנרגיה, חמצון והרס של תרכובות אורגניות קשורים זה בזה. יחד הם מספקים את הפעילות הדרושה, את עוצמת התהליכים המטבוליים, ושומרים על איזון הצריכה, האחסון וההוצאה של חומרים ואנרגיה.