Metabolizarea proteinelor, grăsimilor (lipidelor), carbohidraților, schimbul de apă și minerale în corpul uman. Caracteristici ale metabolismului grăsimilor, proteinelor și carbohidraților în funcție de tipul de nutriție

Metabolismul începe cu aportul nutriențiîn tractul gastrointestinal și aer în plămâni.

Prima etapă a metabolismului este procesele enzimatice de descompunere a proteinelor, grăsimilor și carbohidraților în aminoacizi solubili în apă, mono și dizaharide, glicerol, acizi grașiși alți compuși care apar în diverse departamente tractului gastrointestinal, precum și absorbția acestor substanțe în sânge și limfă.

A doua etapă a metabolismului este transportul nutrienților și oxigenului de către sânge către țesuturi și acele transformări chimice complexe ale substanțelor care au loc în celule. Ei realizează simultan descompunerea nutrienților în produsele finale ale metabolismului, sinteza enzimelor, hormonilor și componentelor citoplasmei. Descompunerea substanțelor este însoțită de eliberarea de energie, care este utilizată pentru procesele de sinteză și pentru asigurarea funcționării fiecărui organ și a organismului în ansamblu.

A treia etapă este îndepărtarea deșeurilor din celule, transportul și excreția lor de către rinichi, plămâni, glandele sudoripare și intestine.

Conversia proteinelor, grăsimilor, carbohidraților, minerale iar apa are loc în strânsă interacțiune între ele. Metabolismul fiecăruia dintre ele are propriile sale caracteristici, iar semnificația lor fiziologică este diferită, prin urmare metabolismul fiecăreia dintre aceste substanțe este de obicei luat în considerare separat.

Metabolismul proteinelor

Proteinele sunt folosite în principal ca materiale plastice în organism. Nevoia de proteine ​​este determinată de cantitatea minimă care va echilibra pierderea acesteia de către organism. Proteinele sunt într-o stare de schimb și reînnoire continuu. În corpul unui adult sănătos, cantitatea de proteine ​​descompusă pe zi este egală cu cantitatea de proteine ​​nou sintetizate. Zece din cei 20 de aminoacizi (valină, leucină, izoleucină, lizină, metionină, triptofan, treonină, fenilalanină, arginină și histidină) nu pot fi sintetizați în organism dacă sunt insuficient aprovizionați din alimente și sunt numiți esențiali. Ceilalți zece aminoacizi (neesențiali) pot fi sintetizați în organism.

Din aminoacizii obținuți în timpul procesului de digestie se sintetizează proteine ​​specifice unei anumite specii, organism și fiecărui organ. Unii aminoacizi sunt utilizați ca material energetic, de ex. suferă despicare. În primul rând, sunt dezaminați - pierd gruparea Nh3, rezultând formarea amoniacului și a acizilor ceto. Amoniacul este o substanță toxică și este neutralizată în ficat prin conversie în uree. Cetoacizii, după o serie de transformări, se descompun în CO2 și H2O.

Rata de descompunere și reînnoire a proteinelor corpului variază - de la câteva minute la 180 de zile (în medie 80 de zile). Cantitatea de proteine ​​care a suferit descompunere pe zi este judecată după cantitatea de azot excretată din corpul uman. 100 g de proteine ​​conțin 16 g de azot. Astfel, eliberarea a 1 g de azot de către organism corespunde descompunerii a 6,25 g de proteine. Aproximativ 3,7 g de azot sunt eliberate din corpul unui adult pe zi, adică. masa proteinei distruse este de 3,7 x 6,25 = 23 g, sau 0,028-0,075 g de azot la 1 kg de greutate corporală pe zi (coeficientul de uzură Rubner).

Dacă cantitatea de azot care intră în organism cu alimente este egală cu cantitatea de azot excretată din organism, atunci corpul se află într-o stare de echilibru cu azot.

Dacă în organism intră mai mult azot decât este excretat, aceasta indică un bilanț pozitiv de azot (retenție de azot). Apare atunci când masa de țesut muscular crește (activitate fizică intensă), în perioada de creștere a organismului, sarcină, în timpul recuperării după o boală gravă. O condiție în care cantitatea de azot excretată din organism depășește aportul său în organism se numește bilanț negativ de azot. Apare atunci când mănâncă proteine ​​incomplete, când organismul nu primește niciunul dintre aminoacizii esențiali, în timpul proteinelor sau înfometării complete.

Este necesar să consumați cel puțin 0,75 g de proteine ​​la 1 kg de greutate corporală pe zi, ceea ce este pentru un adult persoana sanatoasa cântărind 70 kg înseamnă cel puțin 52,5 g proteine ​​complete. Pentru o stabilitate sigură a balanței de azot, se recomandă să luați 85 - 90 g de proteine ​​pe zi cu alimente. Pentru copii, femeile însărcinate și care alăptează, aceste standarde ar trebui să fie mai ridicate. Semnificație fiziologică V în acest caz,înseamnă că proteinele îndeplinesc în principal o funcție plastică, iar carbohidrații - o funcție energetică.

Metabolismul grăsimilor (lipidelor)

Lipidele sunt esteri ai glicerolului și acizilor grași superiori. Acizii grași pot fi saturați sau nesaturați (conținând una sau mai multe duble legături). Lipidele joacă un rol energetic și plastic în organism. Oxidarea grăsimilor asigură aproximativ 50% din necesarul de energie al corpului adult. Grăsimile servesc ca rezervă de nutriție pentru organism; rezervele lor la om sunt în medie de 10 - 20% din greutatea corporală. Dintre acestea, aproximativ jumătate sunt localizate în țesutul adipos subcutanat, cantitate semnificativă depuse în epiploonul mare, țesutul perinefric și între mușchi.

În stare de foame, când organismul este expus la frig, în timpul fizic sau stres psiho-emoțional are loc defalcarea intensivă a grăsimilor stocate. În condiții de repaus, după masă, în depozit are loc resinteza și depunerea de lipide. Principalul rol energetic îl au grăsimile neutre - trigliceridele, iar rolul plastic îl au fosfolipidele, colesterolul și acizii grași, care servesc ca componente structurale ale membranelor celulare, fac parte din lipoproteine ​​și sunt precursori. hormoni steroizi, acizi biliariși prostaglandine.

Moleculele de lipide absorbite din intestin sunt împachetate în celulele epiteliale în particule de transport (chilomicroni), care intră în fluxul sanguin prin vasele limfatice. Sub acțiunea lipoprotein lipazei endoteliale capilare, componenta principală a chilomicronilor - trigliceridele neutre - sunt descompuse în glicerol și acizi grași liberi. Unii acizi grași se pot lega de albumină, iar glicerolul și acizii grași liberi pătrund în celulele adipoase și sunt transformați în trigliceride. Rămășițele de chilomicroni din sânge sunt captate de hepatocite, suferă endocitoză și sunt distruse în lizozomi.

Lipoproteinele se formează în ficat pentru a transporta moleculele de lipide sintetizate în acesta. Acestea sunt lipoproteine ​​foarte scăzute și lipoproteine ​​cu densitate scăzută, care transportă trigliceridele și colesterolul din ficat către alte țesuturi. Lipoproteinele cu densitate scăzută sunt preluate din sânge de celulele țesuturilor folosind receptori de lipoproteine, endocitozate, eliberând colesterolul pentru nevoile celulelor și distruse în lizozomi. În cazul acumulării excesive de lipoproteine ​​cu densitate scăzută în sânge, acestea sunt captate de macrofage și alte leucocite. Aceste celule, acumulând esteri de colesterol slab activi din punct de vedere metabolic, devin una dintre componentele plăcilor vasculare aterosclerotice.

Lipoproteinele densitate mare transportă excesul de colesterol și esterii săi din țesuturi la ficat, unde sunt transformați în acizi biliari, care sunt excretați din organism. În plus, lipoproteinele de înaltă densitate sunt folosite pentru sinteza hormonilor steroizi în glandele suprarenale.

Atât moleculele lipidice simple, cât și cele complexe pot fi sintetizate în organism, cu excepția acizilor grași nesaturați linoleic, linolenic și arahidonic, care trebuie obținute din alimente. Acești acizi esențiali fac parte din moleculele de fosfolipide. Din acid arahidonic Se formează prostaglandine, prostacicline, tromboxani și leucotriene. Absența sau aportul insuficient de acizi grași esențiali în organism duce la întârzierea creșterii, afectarea funcției renale, boli de piele și infertilitate. Tineretea biologica a lipidelor alimentare este determinata de prezenta in ele a acizilor grasi esentiali si de digestibilitatea lor. Untul și grăsimea de porc sunt digerabile cu 93 - 98%, carnea de vită - cu 80 - 94%, ulei de floarea soarelui- cu 86-90%, margarina - cu 94-98%.

Metabolismul carbohidraților

Carbohidrații sunt principala sursă de energie și îndeplinesc, de asemenea, funcții plastice în organism; în timpul oxidării glucozei, se formează produse intermediare - pentoze, care fac parte din nucleotide și acizi nucleici. Glucoza este necesară pentru sinteza unor aminoacizi, sinteza și oxidarea lipidelor și polizaharidelor. Organismul uman primește carbohidrați în principal sub formă de amidon polizaharid vegetal și în cantități mici sub formă de glicogen polizaharid animal. ÎN tract gastrointestinal Ele sunt descompuse la nivel de monozaharide (glucoză, fructoză, lactoză, galactoză).

Monozaharidele, dintre care principala este glucoza, sunt absorbite în sânge și intră în ficat prin vena portă. Aici fructoza și galactoza sunt transformate în glucoză. Concentrația intracelulară a glucozei din hepatocite este aproape de concentrația sa din sânge. Când excesul de glucoză intră în ficat, este fosforilat și transformat într-o formă de rezervă a stocării sale - glicogen. Cantitatea de glicogen la un adult poate fi de 150-200 g. În cazul restricționării aportului alimentar, când nivelul glucozei din sânge scade, glicogenul este descompus și glucoza intră în sânge.

În primele 12 ore sau mai mult după masă, menținerea concentrației de glucoză din sânge este asigurată de descompunerea glicogenului din ficat. După ce rezervele de glicogen sunt epuizate, crește sinteza enzimelor care asigură reacțiile de gluconeogeneză - sinteza glucozei din lactat sau aminoacizi. În medie, o persoană consumă 400-500 g de carbohidrați pe zi, dintre care de obicei 350-400 g sunt amidon, iar 50-100 g sunt mono și dizaharide. Carbohidrații în exces sunt stocați sub formă de grăsimi.

Schimb de apă și minerale

Conținutul de apă din corpul unui adult este în medie de 73,2±3% din greutatea corporală. Echilibrul apeiîn organism se menține datorită egalității volumelor de pierdere de apă și aportului acesteia în organism. Necesar zilnicîn apă variază între 21 și 43 ml/kg (în medie 2400 ml) și este satisfăcută de aportul de apă la băut (~1200 ml), cu alimente (~900 ml) și apă formată în organism în timpul proceselor metabolice (apa endogene). (~300 ml) Aceeași cantitate de apă este excretată în urină (~1400 ml), fecale (~100 ml), prin evaporare de la suprafața pielii și a căilor respiratorii (~900 ml).

Nevoia de apă a organismului depinde de natura dietei. Cu o dietă predominant carbohidrați și alimente grase iar cu un aport mic de NaCl, necesarul de apă este mai mic. Alimente, bogat in proteine, și aport crescut sărurile provoacă o nevoie mai mare de apă, care este necesară excreției osmotic substanțe active(uree și ioni minerali). Aportul insuficient de apă în organism sau pierderea excesivă a acesteia duce la deshidratare, care este însoțită de îngroșarea sângelui, deteriorarea proprietăților sale reologice și afectarea hemodinamicii.

Lipsa de apă în corp de 20% din greutatea corpului duce la moarte. Aportul excesiv de apă în organism sau o scădere a volumului ei excretat de către organism duce la intoxicație cu apă. Ca urmare a sensibilității crescute a celulelor nervoase și a centrilor nervoși la scăderea osmolarității, intoxicația cu apă poate fi însoțită de crampe musculare.

Schimbul de apă și ioni minerali în organism este strâns legat, ceea ce se datorează necesității de a menține presiunea osmotică la un nivel relativ constant în mediul extracelular și în celule. Implementarea unui număr de procese fiziologice (excitație, transmitere sinoptică, contracție musculară) este imposibilă fără menținerea unei anumite concentrații de Na+, K+, Ca2+ și alți ioni minerali în celulă și în mediul extracelular. Toți trebuie să intre în organism cu alimente.

6 Folosind cunoștințele de biologie, pregătiți trei mesaje pe tema „Metabolismul proteinelor (grăsimi, carbohidrați) în corpul uman, tulburările sale și prevenirea lor”.

Proteinele sunt cele mai complexe substanțe ale corpului și baza protoplasmei celulare. Proteinele din organism nu pot fi formate din grăsimi, carbohidrați sau orice alte substanțe. Conțin azot, carbon, hidrogen, oxigen și unele - sulf și altele elemente chimice in cantitati extrem de mici. Aminoacizii sunt cele mai simple elemente structurale („blocuri”) care alcătuiesc moleculele proteice ale celulelor, țesuturilor și organelor umane. Sunt substanțe organice cu alcaline și proprietăți acide. Un studiu al structurii diferitelor proteine ​​a arătat că acestea conțin până la 25 de aminoacizi diferiți. Oamenii de știință diverse tari lucrează la sinteza artificială a proteinelor. Au existat deja câteva realizări în acest sens. Proteinele sunt caracterizate de o mare specificitate. Ele diferă unele de altele prin compoziția și metoda de conectare a aminoacizilor individuali între ei, precum și prin prezența altor componente în moleculă, cum ar fi grupele de acid fosforic, carbohidrați și lipoid (asemănător grăsimii), etc. Fiecare proteina are proprietăți caracteristice care îi aparțin numai acesteia. De exemplu, contracțiile musculare sunt asociate cu proprietățile speciale ale proteinelor miozina și actina care alcătuiesc mușchii. corpul uman. Pigmentul proteic al sângelui - hemoglobina - este un purtător de oxigen. Toate enzimele responsabile de digestie sunt substanțe proteice de diferite naturi. Unii hormoni au o structură proteică complexă.

Cunoașterea compoziției anumitor proteine ​​​​corp, precum și a proteinelor alimentare, ne permite să determinăm cu exactitate nevoia corpului uman de diferiți aminoacizi. Astfel, este posibil să se determine corect valoarea proteică a produselor alimentare și, prin selectarea produselor, să se intervină activ în metabolismul proteinelor din organismul uman. S-a stabilit că cele mai valoroase în compoziția lor de aminoacizi sunt

proteine ​​de origine animală, adică proteine ​​din carne, lapte și ouă. Din 100 de grame de proteine ​​animale luate cu alimente, 80-90% sunt absorbite.

Aceste proteine ​​conțin aminoacizi esențiali, cei care nu se formează în corpul uman și sunt absenți în proteine. produse vegetale nutriție. Oamenii de știință sovietici consideră că din 25 de aminoacizi cunoscuți, 12 sunt esențiali și toți trebuie introduși cu alimente. Dacă oricare dintre aminoacizii esențiali lipsește din alimente, atunci formarea proteinelor corpului - sinteza lor - este perturbată. Acest lucru duce la pierderea în greutate și corp tânăr- la întârzierea creșterii. Aminoacizii esentiali includ treonina, valina, leucina, izoleucina, lizina, fenilalanina, triptofanul, metionina, arginina, histidina, tirozina si cistina. Ultimii patru aminoacizi, deși pot fi formați din alți aminoacizi, sunt, totuși, în cantități mici și trebuie administrați și cu alimente.

Veverițe origine vegetală(pâine, mazăre, fasole etc.) au o valoare biologică mai mică. Proteinele de origine vegetală le lipsesc unul sau alții aminoacizi, dar cu o anumită combinație de produse vegetale organismul poate obține proteine ​​care sunt valoroase pentru el.

Cum are loc metabolismul proteinelor în organism? Pentru a răspunde la această întrebare, este mai întâi necesar să se monitorizeze soarta aminoacizilor absorbiți din intestin în sânge. Aminoacizi prin vena portă intra in ficat. În acest organ, din unele dintre ele sunt sintetizate substanțe mai complexe - polipeptide. Din ficat, aminoacizii și polipeptidele sunt transportați împreună cu sângele în tot organismul și se combină cu proteinele diferitelor celule, luând locul aminoacizilor utilizați. Cele mai importante produse finale ale descompunerii proteinelor în organism sunt amoniacul, ureea și acidul uric. Amoniacul se formează în timpul așa-numitei dezaminări a aminoacizilor, adică atunci când gruparea amină discutată mai sus este îndepărtată din aceștia. În ficat, amoniacul este parțial transformat în uree. Acid uric Se crede că sângele provine direct din țesuturi, fiind un produs al defalcării proteinelor complexe - nucleoproteine. Toate produsele de descompunere a proteinelor sunt excretate din organism prin urină și transpirație.

Metabolismul proteic în organism are loc constant, iar intensitatea acestuia poate fi apreciată la o anumită aproximare prin schimbul de azot, care este componenta principală a moleculei proteice.

Prin determinarea cantității de azot introdusă cu alimente și a cantității de azot excretat din organism în urină și fecale pe zi, se poate stabili așa-numitul bilanț de azot.

Dacă cantitatea de azot introdusă și eliberată este aceeași, atunci echilibrul de azot este evident. Când cantitatea de azot introdusă prin alimente este mai mare decât cea excretată, are loc un bilanţ pozitiv de azot. Indică predominarea în organism a proceselor de asimilare (formare) a proteinelor asupra proceselor de distrugere (disimilare) a acesteia.

Acest lucru apare mai des la copii și indică o dezvoltare normală. Un bilanţ pozitiv de azot este, de asemenea, caracteristic perioadei de recuperare a adulţilor după boală infecțioasă. Predominanța azotului excretat asupra aportului determină un bilanț negativ de azot. În acest caz, procesele de distrugere a proteinelor prevalează asupra proceselor de formare a acesteia. Toate acestea se observă în timpul postului sau în timpul bolilor infecțioase.

Metabolismul proteinelor în organism este supus unei reglementări complexe, la care participă sistemul nervos central și glandele secretie interna. Dintre substanțele hormonale, hormonul glanda tiroida(tiroxina) și hormonii cortexului suprarenal (glucocorticoizi) ajută la îmbunătățirea proceselor de disimilare, de descompunere a proteinelor și a hormonului pancreatic (insulina) și hormon de creștere lobul anterior al glandei pituitare (hormonul de creștere) intensifică procesele de formare (asimilare) a corpurilor proteice din organism.

Dacă o persoană mănâncă alimente care conțin puține proteine ​​pentru o perioadă lungă de timp, se dezvoltă boala grava, așa-numita distrofie nutrițională sau foamete. Pacienții bolnavi dezvoltă umflături la nivelul picioarelor, brațelor și feței, se acumulează lichid în cavitatea abdominală, apare diaree și probleme mentale. Pe lângă fenomenele generale de deficit de proteine, pot apărea tulburări specifice din cauza lipsei unui anumit aminoacid din alimente.

De exemplu, în absența triptofanului, se dezvoltă opacizarea cristalinului ochiului (cataracta). Dacă există o lipsă de cistina, atunci creșterea părului este întârziată; absența histidinei duce la anemie, iar arginina la întârzierea creșterii etc.

Pentru a oferi unei persoane toți aminoacizii necesari, este necesar să includeți cât mai multe alimente diferite în dieta zilnică. Ar trebui să vă diversificați meniul zilnic pentru a compensa lipsa anumitor aminoacizi. Carbohidrații sunt substanțe care se găsesc în principal în floră. Sunt compuse din carbon, hidrogen și oxigen. În carbohidrați, un atom de carbon este conectat la o moleculă de apă. Există simple și carbohidrați complecși; carbohidrați simpli numite altfel monozaharide (monos - în greacă), și carbohidrați complecși - polizaharide (poli - multe). ÎN tractului digestiv sub influența enzimelor adecvate, polizaharidele se descompun în monozaharide.

Principalul rol al carbohidraților în organism este proprietățile lor energetice. Ele sunt sursa principală din care organele și țesuturile umane primesc energie pentru producerea mișcărilor, formarea căldurii, activitatea organelor circulatorii și respiratorii, diferite procese oxidative, adică tot ceea ce poate fi definit într-un singur cuvânt „activitate vitală”. ”. 75% din energia de care are nevoie o persoană provine din carbohidrați. În organism, carbohidrații pot fi formați din grăsimi și proteine.

Funcționarea normală a organismului se realizează sub condiția unui nivel de zahăr din sânge mai mult sau mai puțin constant, fluctuant între 80-120 mg la 100 g de sânge. Tot zahărul absorbit în intestine intră în vase de sângeîn primul rând în ficat, care are capacitatea de a reține excesul de zahăr, de a-l transforma în amidon animal sau glicogen și de a-l păstra în rezervă. S-a stabilit că ficatul uman conține aproximativ 150 de grame de glicogen de rezervă, care este consumat de organism, transformându-se înapoi în zahăr dacă cantitatea acestuia în sânge devine sub normal.

Zahărul din sânge este consumat intens de organism când munca fizica, stres psihic etc. In aceste cazuri este necesar sa se consume o cantitate crescuta de zahar in forma dizolvata. Este rapid absorbit în sânge și completează deficiența rezultată în organism. Amidonul conținut în pâine și cereale nu completează atât de repede lipsa de zahăr din sânge, deoarece este digerat încet și se formează din acesta.

zahărul intră în sânge din intestine în porții mici. O scădere a zahărului din sânge sub 40 mg la 100 g de sânge cauzează stare dureroasă organism, exprimată prin slăbiciune, amețeli, senzație de foame etc. Această afecțiune se numește hipoglicemie. Poate fi eliminat cu ușurință prin brodarea unui pahar de ceai dulce.

Când se administrează cu alimente cantitati mari carbohidrați și în special zahăr, nivelul zahărului din sânge poate crește rapid. Acest lucru se explică prin faptul că ficatul în acest caz nu are timp să proceseze tot zahărul în glicogen și o cantitate crescută de zahăr intră în circulația generală. Așa-numita hiperglicemie alimentară apare cu o creștere a zahărului din sânge la 150 - 180 mg la 100 g de sânge. În același timp, zahărul începe să fie excretat din organism prin rinichi. Eliberarea zahărului în urină se numește glucozurie și este un fel de reacție rapidă a organismului. Oamenii sănătoși ar trebui să-și amintească că nu ar trebui să consume mai mult de 100 de grame de zahăr la un moment dat. O parte din zahăr poate fi stocată sub formă de glicogen în mușchi și celule nervoase, dar acest glicogen este folosit, dacă este necesar, doar de țesutul în care este depus.

Zahărul este consumat de mușchi în timpul muncii, iar în acest moment țesutul muscular nu folosește doar zahărul din sânge, ci și glicogenul aflat în mușchii înșiși. fibre musculare. Glicogenul muscular se descompune și produce zahăr, care este folosit pentru a produce munca musculară. Oxidarea zahărului ajunge la stadiul de acid lactic. În condiții de circulație normală a sângelui, acidul lactic format în timpul lucrului muscular este parțial oxidat și parțial convertit înapoi în glicogen.

Cu exces nutriție cu carbohidrați Zahărul se transformă în grăsime în organism. Cu o nutriție insuficientă cu carbohidrați, carbohidrații, dimpotrivă, pot fi formați din grăsimi. Reglează metabolismul carbohidraților sistem nervosîn principal prin glandele endocrine, în principal prin pancreas și glandele suprarenale. Medula suprarenală secretă adrenalină în sânge. Adrenalina, care circulă în sânge, determină o conversie crescută a glicogenului hepatic în zahăr, ceea ce duce la creșterea nivelului de zahăr din sânge. Și hiperglicemia, așa cum au stabilit în mod clar oamenii de știință, crește producția de insulină de către pancreas.

Insulina ajută la transformarea zahărului în glicogen și ajută țesuturile corpului să-l folosească, ceea ce scade nivelul zahărului din sânge. Totuși, în reglementare metabolismul carbohidraților De asemenea, participă și alte glande endocrine care sunt strâns legate de activitatea sistemului nervos central.

Sub influența stimulării creierului, glanda pituitară secretă așa-numitul hormon de creștere, care împiedică ficatul să folosească zahărul din sânge, rezultând hiperglicemie. Dacă subliniem că și hormonii cortexului suprarenal participă la reglarea metabolismului carbohidraților, va deveni clar cât de complex este reglat metabolismul carbohidraților de către sistemul nervos central prin glandele endocrine.

Grăsimile, precum carbohidrații, sunt „combustibile” sau energie, materiale necesare pentru a asigura funcțiile vitale ale organismului. Un gram de grăsime conține de două ori mai multă energie potențială (ascunsă) decât un gram de carbohidrați. Grăsimile care s-au descompus în intestinul subtire la glicerol și acizi grași, trec prin celule epiteliale intestinele subțiri, dizolvat doar în acizii biliari conținuți în bilă. În peretele intestinului subțire, acizii biliari sunt eliberați din compuși complecși cu acizi grași, iar apoi acizii grași, combinați cu glicerolul absorbit, sunt transformați înapoi în grăsime.

De vase limfatice mezenterul, colectându-se în ductul limfatic toracic comun, grăsimea intră în vena subclavie stângă. În plămâni, grăsimea este parțial oxidată, apoi intră cerc mare circulatia sangelui si se depune in depozite de grasime. În organism sunt considerate: țesut adipos subcutanat, epiploon, țesut perirenal, zona pelviană, mediastin etc. Fibre grase acționează ca material de rezervă, ajută la întărire organe interneși izolarea termică a corpului. La alimentatie normala țesut adipos reprezintă aproximativ 16% din greutatea corporală.

Grăsimile și substanțele asemănătoare grăsimilor, sau lipoidele, sunt, de asemenea, o componentă esențială a celulelor; ele intră în protoplasmă și participă la formarea membranelor celulare. Lipoizii fac, de asemenea, parte din țesutul nervos.

Lipsa de grăsime în alimente duce la perturbarea sistemului nervos central, a funcțiilor gonadelor și reduce rezistența organismului la condiții de viață nefavorabile și infecții. Animalele a căror hrană este lipsită de grăsimi își pierd capacitatea de reproducere.

Compoziția grăsimilor alimentare nu este aceeași, și lor semnificație biologică pentru corp.

Este necesar să evidențiem așa-numiții acizi grași nesaturați, care fac parte din grăsimile predominant vegetale. Acizii grași nesaturați se întăresc cele mai subțiri scoici celule. Cel mai mare Proprietăți de vindecare posedă linoleic, linolenic și arahidonic acizi nesaturați. Primele două se găsesc în uleiul de semințe de in și cânepă, există, de asemenea, mult acid linolenic în uleiul de floarea soarelui și acid arahidonic în untură de porc si in gălbenuș de ou. Lipsa sistematică a acestor acizi în alimentația oamenilor reduce rezistența organismului la diferite tipuri de efecte nocive, duce la dezvoltare boli cardiovasculare, în special ateroscleroza. Grăsimile din corpul uman sunt într-o stare de echilibru fluid, cantitatea lor fie scade, fie crește. Deci, de exemplu, cu o activitate musculară crescută, o parte din grăsimea din țesutul adipos trece în alte țesuturi și prin complex reacții chimice oxidează sau, după cum se spune, „ard”.

Oxidarea grăsimilor direct în țesutul adipos însuși este facilitată de prezența enzimelor speciale - lipază și dehidrogenază. Sub influența lipazei tisulare, grăsimea din țesuturi este descompusă în glicerol și acizi grași superiori.

Ulterior, are loc procesul de oxidare a acizilor grași dioxid de carbon si apa, in urma carora se elibereaza energia necesara functionarii organismului.

Metabolismul grăsimilor, ca și alte tipuri de metabolism, este reglat de sistemul nervos central direct și prin glandele endocrine - glanda pituitară, aparatul insular al pancreasului, glandele suprarenale, tiroida și gonade.

Se știe, de exemplu, că majoritatea oamenilor pierd în greutate în perioadele de suferință emoțională și, dimpotrivă, se îngrașă în perioadele unei vieți prospere și calme. Acest lucru, în special, este confirmat de remarcabilul psihiatru sovietic Yu. V. Kannabikh: el a observat că cu

o boală - ciclotimia, care se caracterizează prin modificări ale stărilor; în perioadele de melancolie, dispoziție depresivă, pacienții pierd în greutate; atunci când starea de depresie este înlocuită cu o dispoziție ridicată, veselă, o percepție roz a tot ceea ce îi înconjoară, ei se îngrașă.

Hormonul aparatului insular al pancreasului - insulina favorizează depunerea de grăsime în țesutul adipos subcutanat și în alte depozite de grăsime. Cu un exces de insulină, utilizarea grăsimilor este inhibată, iar carbohidrații sunt transformați intens în grăsimi.

Hormonii cortexului suprarenal acționează aproape similar cu insulina: ei favorizează conversia carbohidraților în grăsimi și depunerea acestora în țesutul adipos.

Dimpotrivă, producția crescută de hormoni din glanda pituitară a glandei tiroide și gonade îmbunătățește arderea grăsimilor și previne conversia carbohidraților în grăsimi.

Pe lângă proteine, carbohidrați și grăsimi, substante necesare căci viaţa trupului sunt saruri minerale, apa si vitamine.

Ficatul, fiind organul central al metabolismului, participă la menținerea homeostaziei metabolice și este capabil să interacționeze cu reacțiile metabolice ale proteinelor, grăsimilor și carbohidraților.

Locurile de „conexiune” pentru metabolismul carbohidraților și proteinelor sunt acidul piruvic, acizii oxaloacetic și α-cetoglutaric din ciclul TCA, care sunt capabili să fie transformați în reacții de transaminare, respectiv, în alanină, aspartat și glutamat. Procesul de conversie a aminoacizilor în cetoacizi se desfășoară în mod similar.

Carbohidrații sunt și mai strâns legați de metabolismul lipidelor:

• Moleculele NADPH formate în calea pentozei fosfat sunt utilizate pentru sinteza acizilor grași și a colesterolului,
• fosfat de gliceraldehidă, format și în calea pentozei fosfat, este inclus în glicoliză și transformat în dihidroxiacetonă fosfat,
• glicerol-3-fosfat, format din glicoliză cu dioxiaceton fosfat, este trimis pentru sinteza triacilglicerolilor. Tot în acest scop se poate folosi gliceraldehida-3-fosfat, sintetizat în stadiul de rearanjare structurală a căii pentoze-fosfatului.
• „glucoză” și „aminoacid” acetil-SCoA este capabil să participe la sinteza acizilor grași și a colesterolului.

Metabolismul carbohidraților

Procesele de metabolism al carbohidraților au loc activ în hepatocite. Prin sinteza și descompunerea glicogenului, ficatul menține concentrația de glucoză în sânge. Activ sinteza glicogenului apare după masă, când concentrația de glucoză din sângele venei porte ajunge la 20 mmol/l. Rezervele de glicogen din ficat variază de la 30 la 100 g. Cu postul de scurtă durată, glicogenoliza, în caz de post prelungit, principala sursă de glucoză din sânge este gluconeogeneza din aminoacizi și glicerol.

Ficatul efectuează interconversia zahărului, adică conversia hexozelor (fructoză, galactoză) în glucoză.

Reacțiile active ale căii pentozei fosfat asigură producția NADPH, necesar pentru oxidarea microzomală și sinteza acizilor grași și a colesterolului din glucoză.

Metabolismul lipidelor

Dacă, în timpul mesei, excesul de glucoză intră în ficat, care nu este utilizat pentru sinteza glicogenului și a altor sinteze, atunci este transformat în lipide - colesterol și triacilgliceroli. Deoarece ficatul nu poate stoca TAG, acestea sunt îndepărtate folosind lipoproteine ​​cu densitate foarte mică ( VLDL). Colesterolul este folosit în primul rând pentru sinteza acizi biliari, este inclus și în lipoproteinele cu densitate scăzută ( LDL) Și VLDL.

În anumite condiții - post, exerciții musculare prelungite, Diabet Tip I, dieta bogata in grasimi – sinteza este activata in ficat corpi cetonici, folosit de majoritatea țesăturilor ca sursă alternativă de energie.

Metabolismul proteinelor

Mai mult de jumătate din proteinele sintetizate în organism pe zi apar în ficat. Rata de reînnoire a tuturor proteinelor hepatice este de 7 zile, în timp ce în alte organe această valoare corespunde cu 17 zile sau mai mult. Acestea includ nu numai proteinele hepatocitelor în sine, ci și cele care merg la „export” - albumine, mulți globuline, enzime sanguine, și fibrinogenȘi factori de coagulare sânge.

Aminoacizi suferă reacții catabolice cu transaminare și dezaminare, decarboxilare cu formarea de amine biogene. Apar reacții de sinteză colinaȘi creatina datorită transferului unei grupări metil din adenozilmetionină. Ficatul folosește excesul de azot și îl încorporează în uree.

Reacțiile de sinteză a ureei sunt strâns legate de ciclul acidului tricarboxilic.

Interacțiune strânsă între sinteza ureei și ciclul TCA

Schimb de pigment

Participarea ficatului la metabolismul pigmentului este conversia bilirubinei hidrofobe într-o formă hidrofilă și secreția acesteia în bilă.

Metabolismul pigmentului, la rândul său, joacă un rol important în metabolismul fierului în organism - feritina proteică care conține fier este localizată în hepatocite.

Evaluarea funcției metabolice

ÎN practica clinica Există metode de evaluare a unei anumite funcții:

Participarea la metabolismul carbohidraților este evaluată:

• De concentrația de glucoză sânge,
• în funcţie de panta curbei de testare a toleranţei glucoză,
• conform curbei „zahărului” după efort galactoza,
• prin amploarea hiperglicemiei după administrare hormoni(de exemplu, adrenalină).

Rolul în metabolismul lipidelor este considerat:

• după nivelul sângelui triacilgliceroli, colesterolul, VLDL, LDL, HDL,
• prin coeficient aterogenitate.

Se evaluează metabolismul proteinelor:

• prin concentrare proteine ​​totale și fracțiile sale în serul sanguin,
• prin indicatori coagulograme,
• după nivel ureeîn sânge și urină,
• după activitate enzime AST și ALT, LDH-4,5, fosfatază alcalină, glutamat dehidrogenază.

Se evaluează metabolismul pigmentului:

• prin concentrarea totală şi directă bilirubinaîn serul sanguin.

Proteina ocupă unul dintre cele mai importante locuri dintre toate elementele organice ale unei celule vii. Reprezintă aproape jumătate din masa celulară. În corpul uman există un schimb constant de proteine ​​care vin cu alimente. În tractul digestiv se efectuează la aminoacizi. Acestea din urmă pătrund în sânge și, trecând prin celulele și vasele ficatului, pătrund în țesuturile organelor interne, unde sunt din nou sintetizate în substanțe specifice. a acestui corp proteine.

Metabolismul proteinelor

Corpul uman folosește proteinele ca material plastic. Nevoia acestuia este determinată de volumul minim care echilibrează pierderile de proteine. În corpul unui adult sănătos, metabolismul proteic are loc continuu. În cazul unui aport insuficient al acestor substanțe din alimente, zece din cei douăzeci de aminoacizi pot fi sintetizați de organism, în timp ce ceilalți zece rămân esențiali și trebuie completați. În caz contrar, sinteza proteinelor este perturbată, ceea ce duce la inhibarea creșterii și la pierderea greutății corporale. Trebuie remarcat faptul că, dacă cel puțin unul lipsește, organismul nu poate trăi și funcționa normal.

Etape ale metabolismului proteinelor

Metabolismul proteinelor în organism are loc ca urmare a aportului de nutrienți și oxigen. Există anumite etape, dintre care prima se caracterizează prin carbohidrați și grăsimi la aminoacizi solubili, monozaharide, dizaharide, acizi grași, glicerol și alți compuși, după care sunt absorbiți în limfă și sânge. În a doua etapă, oxigenul este transportat de sânge către țesuturi. În acest caz, ele sunt defalcate în produse finite, precum și sinteza hormonilor, enzimelor și componentelor constitutive ale citoplasmei. Când substanțele sunt descompuse, se eliberează energie, care este necesară pentru procese naturale sinteza si normalizarea functionarii intregului organism. Etapele de mai sus ale metabolismului proteinelor se termină cu îndepărtarea produselor finite din celule, precum și cu transportul și excreția lor de către plămâni, rinichi, intestine și glandele sudoripare.

Beneficiile proteinelor pentru oameni

Aprovizionarea cu proteine ​​complete este foarte importantă pentru organismul uman, deoarece numai din acestea pot fi sintetizate substanțe specifice. Metabolismul proteinelor joacă un rol special în corpul copiilor. La urma urmei, are nevoie un numar mare de celule noi să crească. Cu un aport insuficient de proteine corpul umanîncetează să crească, iar celulele sale se reînnoiesc mult mai lent. Proteinele animale sunt considerate proteine ​​complete. Dintre acestea, proteinele din pește, carne, lapte, ouă și altele sunt de o valoare deosebită. produse similare nutriție. Cele inferioare se găsesc în principal în plante, așa că dieta trebuie concepută astfel încât să satisfacă toate nevoile organismului tău. Când există un exces de proteine, excesul se descompune. Acest lucru permite organismului să mențină necesarul de proteine ​​metabolismul este foarte important pentru viața umană. Când este încălcat, organismul începe să consume proteine ​​din propriile țesuturi, ceea ce duce la probleme serioase cu sănătatea. Prin urmare, ar trebui să ai grijă de tine și să iei în serios alegerile alimentare.

Odată ingerate de organism, moleculele alimentare participă la multe reacții. Aceste reacții și alte manifestări ale activității vitale sunt metabolismul (metabolismul). Nutrienți folosite ca materii prime pentru sinteza celulelor noi, acestea sunt oxidate, furnizând energie. O parte din el este folosită pentru sinteza de noi celule, cealaltă parte este folosită pentru funcționarea acestor celule. energia rămasă este eliberată sub formă de căldură. Procese de schimb:

Anabolismul (asimilarea) este un proces chimic în care substanțele simple se combină între ele în unele complexe. Acest lucru duce la acumularea și creșterea energiei. Catabolism - disimilare - descompunerea substanțelor complexe în unele simple cu eliberare de energie. Esența metabolismului este intrarea substanțelor în organism, absorbția acestora, utilizarea și eliberarea de produse metabolice. Functii metabolice:

· extragerea energiei din mediul extern sub formă de energie chimică a substanţelor organice

Transformarea acestor substanțe în blocuri de construcție

asamblarea componentelor celulare din aceste blocuri

· sinteza și distrugerea biomoleculelor care sunt necesare pentru îndeplinirea funcțiilor

Metabolismul proteic este un set de procese de transformare a proteinelor din organism, inclusiv metabolismul aminoacizilor. Proteinele sunt baza tuturor structurilor celulare, purtătorii materiale ai vieții, principalul material de construcție. Necesarul zilnic – 100 – 120 g. Proteinele sunt formate din aminoacizi (23):

înlocuibil – poate fi format din alții din organism

Esențial – nu poate fi sintetizat în organism și trebuie să fie

vin cu alimente - valină, leucină, izoleucină, lizină, arginină, triptofan, histidină Etape ale metabolismului proteic:

1. descompunerea enzimatică a proteinelor alimentare în aminoacizi

2. absorbția aminoacizilor în sânge

3. conversia aminoacizilor în caracteristici la un organism dat

4. biosinteza proteinelor din aceşti acizi

5. descompunerea și utilizarea proteinelor

6. formarea produselor de descompunere a aminoacizilor Absorbiți în capilarele sanguine ale intestinului subțire, aminoacizii curg prin portal

venele intră în ficat, unde sunt folosite sau reținute. Unii aminoacizi rămân în sânge și pătrund în celule, unde din ele sunt construite noi proteine.

Perioada de reînnoire a proteinelor la om este de 80 de zile. Dacă o cantitate mare de proteine ​​provine din alimente, atunci enzimele hepatice despart grupările amino (NH2) din ele - dezaminare. Alte enzime combină grupele amino cu CO2 și se formează ureea, care intră în rinichi cu sângele și este în mod normal excretată prin urină. Proteinele aproape că nu sunt depozitate în depozit, prin urmare, după epuizarea carbohidraților și a grăsimilor, nu se folosesc proteinele de rezervă, ci proteinele celulare. Această afecțiune este foarte periculoasă - foamete de proteine ​​- creierul și alte organe suferă (diete fără proteine). Există proteine ​​de origine animală și vegetală. Proteine ​​animale - carne, pește și fructe de mare, proteine ​​vegetale - soia, fasole, mazăre, linte, ciuperci, care sunt necesare pentru metabolismul proteic normal.

Metabolismul grăsimilor este un set de procese de transformare a grăsimilor din organism. Grăsimile sunt un material energetic și plastic; fac parte din membranele și citoplasma celulelor. O parte din grăsime se acumulează sub formă de rezerve în țesutul adipos subcutanat, epiploonul mai mare și mai mic și în jurul unor organe interne (rinichi) - 30% din greutatea corporală totală. Cea mai mare parte a grăsimilor este grăsime neutră, care este implicată în metabolismul grăsimilor. Necesarul zilnic de grăsimi este de 100 g.

Unii acizi grași sunt esențiali pentru organism și trebuie aprovizionați cu alimente - aceștia sunt acizi grași polinesaturați: linolenic, linoleic, arahidonic, gamma-aminobutiric (fructe de mare, produse lactate). Acidul gamma-aminobutiric este principala substanță inhibitoare din sistemul nervos central. Datorită acesteia, există o schimbare regulată a fazelor de somn și de veghe, lucru corect neuronii. Grăsimile sunt împărțite în uleiuri animale și vegetale, care sunt foarte importante pentru normal metabolismul grăsimilor.

Etape ale metabolismului grăsimilor:

1. descompunerea enzimatică a grăsimilor din tractul gastrointestinal în glicerol și acizi grași

2. formarea de lipoproteine ​​în mucoasa intestinală

3. transportul lipoproteinelor în sânge

4. hidroliza acestor compuși pe suprafața membranelor celulare

5. absorbția glicerolului și a acizilor grași în celule

6. sinteza lipidelor proprii din produse de descompunere a grăsimilor

7. oxidarea grăsimilor cu eliberare de energie, CO2 și apă

Când există un aport excesiv de grăsime din alimente, aceasta se transformă în glicogen în ficat sau este stocată în rezervă. Cu mancare bogat in grasimi, o persoană primește substanțe asemănătoare grăsimilor - fosfatide și stearine. Fosfatidele sunt necesare pentru construirea membranelor celulare, a nucleelor ​​și

citoplasmă. Bogat în ele țesut nervos. Principalul reprezentant al stearinelor este colesterolul. Nivelul său normal în plasmă este de 3,11 – 6,47 mmol/l. Gălbenușul este bogat în colesterol ou de gaina, unt, ficat. Este necesar pentru funcționarea normală a sistemului nervos, sistemul reproducător, membranele celulare și hormonii sexuali sunt fabricați din acesta. Când este patologic, duce la ateroscleroză.

Metabolismul carbohidraților este totalitatea transformării carbohidraților în organism. Carbohidrații sunt o sursă de energie în organism pentru utilizare directă (glucoză) sau formarea unui depozit (glicogen). Necesarul zilnic – 500 gr.

Etape ale metabolismului carbohidraților:

1. descompunerea enzimatică a carbohidraților alimentari în monozaharide

2. absorbția monozaharidelor în intestinul subțire

3. depunerea de glucoză în ficat sub formă de glicogen sau utilizarea directă a acesteia

4. descompunerea glicogenului în ficat și intrarea glucozei în sânge

5. oxidarea glucozei cu eliberarea de CO2 si apa

Carbohidrații sunt absorbiți în tractul gastrointestinal sub formă de glucoză, fructoză și galactoză și intră în sânge.

– în vena rotativă a ficatului – glucoza trece în glicogen. Procesul de conversie a glucozei în glicogen în ficat este glicogeneza. Glucoza este o componentă constantă a sângelui (80 – 120 mg/%). O creștere a nivelului de glucoză din sânge este hiperglicemia, o scădere este hipoglicemia. O scădere a nivelului de glucoză la 70 mg/% provoacă o senzație de foame, iar la 40 mg/% - comă.

Procesul de descompunere a glicogenului în ficat în glucoză este glicogenoliza. Procesul de biosinteză a carbohidraților din produsele de descompunere a grăsimilor și proteinelor este gliconeogeneza. Procesul de descompunere a carbohidraților fără oxigen cu acumularea de energie și formarea acizilor lactic și piruvic este glicoliza. Când glucoza din alimente crește, ficatul o transformă în grăsime, care este apoi folosită.