Значение на метаболизма на въглехидратите и протеините. Метаболизъм на протеини. Метаболизъм на мазнините. Обмяната на въглехидрати. Черният дроб, неговата роля в метаболизма

МЕТАБОЛИЗЪМ НА БЕЛТЪЦИ, МАЗНИНИ И ВЪГЛЕХИДРАТИ В ОРГАНИЗМА.

1. основни характеристикиметаболизъм в организма.

2. Протеинов метаболизъм.

3. Метаболизъм на мазнините.

4. Метаболизъм на въглехидратите.

ПРЕДНАЗНАЧЕНИЕ: представлява обща схемаметаболизъм в организма, метаболизъм на протеини, мазнини, въглехидрати и прояви на патологията на тези видове метаболизъм.

1. Веднъж попаднали в тялото, хранителните молекули участват в различни различни реакции. Тези реакции, както и други химически прояви на жизнената дейност, се наричат метаболизъм или метаболизъм. хранителни веществасе използват като суровини за синтеза на нови клетки или се окисляват, доставяйки енергия на тялото.Част от тази енергия е необходима за непрекъснатото изграждане на нови тъканни компоненти, другата се изразходва в процеса на функциониране на клетките: по време на мускулна контракция , предаване нервни импулси, секреция на клетъчни продукти. Останалата част от енергията се отделя като топлина.

Метаболитните процеси се делят на анаболни и катаболни. Анаболизъм (асимилация) - химически процеси, при което прости веществасе комбинират помежду си, за да образуват по-сложни, което води до натрупване на енергия, изграждане на нова протоплазма и растеж. Катаболизъм (дисимилация) - разделянето на сложни вещества, което води до освобождаване на енергия, докато разрушаването на протоплазмата и изразходването на нейните вещества.

Същността на метаболизма: 1) приемането на различни хранителни вещества в тялото от външната среда; 2) тяхното асимилиране и използване в процеса на живот като източници на енергия и материал за изграждане на тъкани; 3) освобождаването на получените метаболитни продукти във външната среда.

Специфични функции на метаболизма: 1) извличане на енергия от околен святпод формата на химическа енергия на органични вещества; 2) превръщането на екзогенни вещества в градивни елементи, т.е. предшественици на макромолекулните компоненти на клетката; 3) сглобяването на протеини, нуклеинови киселини и други клетъчни компоненти от тези блокове; 4) синтеза и разрушаването на биомолекули, необходими за изпълнение на различни специфични функции на тази клетка.

2. Белтъчен метаболизъм - набор от пластични и енергийни процеситрансформация на протеини в тялото, включително обмен на аминокиселини и техните разпадни продукти. Протеините - основата на всички клетъчни структури, са материалните носители на живота. Биосинтезата на протеините определя растежа, развитието и самообновяването на всички структурни елементив тялото и по този начин тяхната функционална надеждност. Дневната нужда от протеини (протеинов оптимум) за възрастен е 100-120 g (с енергиен разход от 3000 kcal / ден). Всички аминокиселини (20) трябва да бъдат на разположение на тялото в определено съотношение и количество, в противен случай протеинът не може да се синтезира. Много протеинови аминокиселини (валин, левцин, изолевцин, лизин, метионин, треонин, фенилаланин, триптофан) не могат да се синтезират в организма и трябва да бъдат набавяни с храната (есенциални аминокиселини). Други аминокиселини могат да се синтезират в тялото и се наричат неесенциални (хистидин, гликокол, глицин, аланин, глутаминова киселина, пролин, хидроксипролин, серия, тирозин, цистеин, аргинин,) Протеините се разделят на биологично пълноценни (с пълен набор от всички незаменими аминокиселини) и дефектен (при липса на една или повече незаменими аминокиселини).

Основните етапи на протеиновия метаболизъм: 1) ензимно разграждане на хранителните протеини до аминокиселини и усвояването на последните; 2) трансформация на аминокиселини; 3) биосинтеза на протеини; 4) разграждане на протеини; 5) образуването на крайни продукти от разграждането на аминокиселините.

засмукан кръвоносни капиляривили на лигавицата на тънките черва, аминокиселини според портална венапристигат в момент, когато се използват незабавно или се съхраняват като малък резерв. Част от аминокиселините остават в кръвта и навлизат в други клетки на тялото, където се включват в нови протеини. Телесните протеини непрекъснато се разграждат и повторно синтезират (период на обновяване общ протеинв тялото - 80 дни). Ако храната съдържа повече аминокиселини, отколкото е необходимо за синтеза на клетъчни протеини, чернодробните ензими отцепват от тях аминогрупите NH2, т.е. произвеждат дезаминиране. Други ензими, свързващи аминогрупите, които са били отцепени с CO2, образуват от тях урея, която се прехвърля с кръвта в бъбреците и се екскретира с урината. Протеините не се отлагат в депото, така че протеините, които тялото консумира след изчерпването на въглехидратите и мазнините, не са резерв, а ензими и структурни протеини на клетките.

Нарушенията на протеиновия метаболизъм в организма могат да бъдат количествени и качествени. О количествени промениза протеиновия метаболизъм се съди по азотния баланс, т.е. според съотношението на количеството азот, постъпил в организма с храната и отделен от него. Обикновено при възрастен адекватно храненеколичеството въведен азот в тялото е равно на количеството, отделено от тялото (азотно равновесие). Когато приемът на азот надвишава отделянето му, се говори за положителен азотен баланс и азотът се задържа в организма. Наблюдава се в периода на растеж на тялото, по време на бременност, по време на възстановяване .. Когато количеството азот, отделено от тялото, надвишава полученото количество, те говорят за отрицателен азотен баланс. значително намалениесъдържание на протеин в храната (протеинов глад).

3. Метаболизъм на мазнините – съвкупност от процеси за преобразуване на липидите (мазнините) в организма. Мазнините са енергия и пластмасов материал, са част от мембраната и цитоплазмата на клетките. Част от мазнините се натрупват под формата на резерви (10-30% от телесното тегло). По-голямата част от мазнините са неутрални липиди (триглицериди на олеинова, палмитинова, стеаринова и други висши триглицериди). мастни киселини). Дневната нужда от мазнини за възрастен е 70-100 г. Биологичната стойност на мазнините се определя от факта, че някои ненаситени мастни киселини (линолова, линоленова, арахидонова), необходими за живота, са незаменими ( дневна нужда 10-12 g) и не могат да се образуват в човешкия организъм от други мастни киселини, затова трябва да се набавят с храната (растителни и животински мазнини).

Основните етапи на метаболизма на мазнините: 1) ензимно разграждане на хранителните мазнини в стомашно-чревния тракткъм глицерол и мастни киселини и усвояването на последните в тънко черво; 2) образуването на липопротеини в чревната лигавица и в черния дроб и транспортирането им по кръвен път; 3) хидролизата на тези съединения на повърхността на клетъчните мембрани от ензима липопротеинова липаза, абсорбцията на мастни киселини и глицерол в клетките, където те се използват за синтезиране на собствени липиди от клетки на органи и тъкани. След синтеза липидите могат да претърпят окисление, освобождавайки енергия и в крайна сметка да се превърнат в въглероден двуокиси вода (100 g мазнина дава 118 g вода при окисляване). Мазнините могат да се трансформират в гликоген и след това да преминат през окислителни процеси от типа въглехидратния метаболизъм. При излишък мазнините се отлагат под формата на резерви в подкожна тъкан, по-голям оментум, около някои вътрешни органи.

С храна богати на мазнини, идва известно количество липоиди (мастноподобни вещества) - фосфатиди и стероли. Фосфатидите са необходими на тялото, за да синтезира клетъчните мембрани, те са част от ядреното вещество, цитоплазмата на клетките. богати на фосфатиди нервна тъкан. Основният представител на стеролите е холестеролът. Също така е част от клетъчните мембрани, предшественик е на хормоните на надбъбречната кора, половите жлези, витамин D, жлъчни киселини. Холестеролът повишава устойчивостта на еритроцитите към хемолиза, служи като изолатор за нервни клеткиосигуряване на провеждането на нервните импулси. Нормално съдържание общ холестеролв кръвната плазма 3.11-6.47 mmol / l.

4. Въглехидратна обмяна – съвкупност от процеси за преобразуване на въглехидратите в организма. Въглехидратите са енергийни източници за директно използване (глюкоза) или образуват енергийно депо (гликоген), са компоненти на сложни съединения (нуклеопротеини, гликопротеини), използвани за изграждане на клетъчните структури.Дневната потребност е 400-500 g.

Основните етапи на въглехидратния метаболизъм: 1) разграждането на хранителните въглехидрати в стомашно-чревния тракт и абсорбцията на монозахаридите в тънките черва; 2) отлагането на глюкоза под формата на гликоген в черния дроб и мускулите или директното му използване за енергия цели; 3) разграждането на гликогена в черния дроб и навлизането на глюкоза в кръвта, когато намалява (мобилизация на гликоген); 4) синтеза на глюкоза от междинни продукти (пирогроздена и млечна киселина) и невъглехидратни прекурсори; 5) превръщането на глюкозата в мастни киселини; 6) окисление на глюкоза с образуване на въглероден диоксид и вода.

Въглехидратите се абсорбират в храносмилателния канал под формата на глюкоза, фруктоза и галактоза. Те пътуват през порталната вена до черния дроб, където фруктозата и галактозата се превръщат в глюкоза, която се съхранява като гликоген. Процесът на синтез на гликоген в черния дроб от глюкоза се нарича гликогенеза (черният дроб съдържа 150-200 g въглехидрати под формата на гликоген). Част от глюкозата влиза в общото кръвообращение и се разпределя в тялото, като се използва като основен енергиен материал и като компонент на сложни съединения (гликопротеини, нуклеопротеини).

Глюкозата е постоянна интегрална част(биологична константа) на кръвта. Съдържанието на глюкоза в кръвта обикновено е 4,44-6,67 mmol / l, с повишаване на съдържанието му (хипергликемия) до 8,34-10 mmol / l, се екскретира в урината под формата на следи. При понижаване на кръвната захар (хипогликемия) до 3,89 mmol / l се появява чувство на глад, до 3,22 mmol / l - възникват конвулсии, делириум и загуба на съзнание (кома). Когато глюкозата се окислява в клетките за енергия, тя в крайна сметка се превръща във въглероден диоксид и вода. Разграждането на гликогена в черния дроб до глюкоза е гликогенолиза. Биосинтеза на въглехидрати от техните разпадни продукти или разпадни продукти на мазнини и протеини - глюконеогенеза. Разграждането на въглехидратите при липса на кислород с натрупването на енергия в АТФ и образуването на мляко и пирогроздена киселина- гликолиза.

Когато приемът на глюкоза надхвърли търсенето, черният дроб превръща глюкозата в мазнини, които се съхраняват в мастни депа и могат да се използват като източник на енергия в бъдеще. Нарушение нормален обменвъглехидрати се проявява чрез повишаване на кръвната глюкоза. Персистираща хипергликемия и глюкозурия, свързани с дълбоко нарушениевъглехидратната обмяна се наблюдава при захарен диабет. Основата на заболяването е недостатъчност на ендокринната функция на панкреаса. Поради липсата или липсата на инсулин в организма, способността на тъканите да използват глюкозата е нарушена и тя се екскретира с урината.

Метаболизмът започва с приема хранителни веществав стомашно-чревния тракт и въздух в белите дробове.

Първият етап от метаболизма е ензимните процеси на разделяне на протеини, мазнини и въглехидрати във водоразтворими аминокиселини, моно- и дизахариди, глицерол, мастни киселини и други съединения, които се срещат в различни отделистомашно-чревния тракт, както и абсорбцията на тези вещества в кръвта и лимфата.

Вторият етап от обмена е транспортирането на хранителни вещества и кислород чрез кръвта до тъканите и онези сложни химични трансформации на веществата, които се случват в клетките. Те едновременно извършват разграждането на хранителните вещества до крайните продукти на метаболизма, синтеза на ензими, хормони и компоненти на цитоплазмата. Разграждането на веществата е съпроводено с освобождаване на енергия, която се използва за процесите на синтез и осигуряване на работата на всеки орган и на организма като цяло.

Третият етап е отстраняването на крайните продукти на разпадане от клетките, тяхното транспортиране и екскреция от бъбреците, белите дробове, потни жлезии червата.

Трансформацията на протеини, мазнини, въглехидрати, минералии водата се среща в тясно взаимодействие помежду си. Метаболизмът на всяко от тях има свои собствени характеристики и физиологичното им значение е различно, така че обменът на всяко от тези вещества обикновено се разглежда отделно.

Метаболизъм на протеини

Протеините се използват в тялото предимно като пластмасови материали. Нуждата от протеин се определя от минималното количество, което ще компенсира загубата му от организма. Протеините са в състояние на непрекъснат обмен и обновяване. В тялото на здрав възрастен човек количеството разграден протеин за ден е равно на количеството новосинтезиран. Десет от 20-те аминокиселини (валин, левцин, изолевцин, лизин, метионин, триптофан, треонин, фенилаланин, аргинин и хистидин) не могат да се синтезират в организма, ако не се доставят достатъчно с храната и се наричат незаменими. Останалите десет аминокиселини (неесенциални) могат да се синтезират в тялото.

От аминокиселините, получени в процеса на храносмилането, се синтезират протеини, специфични за даден вид, организъм и за всеки орган. Някои от аминокиселините се използват като енергиен материал, т.е. претърпяват разцепване. Първо се дезаминират - губят Nh3 групата, в резултат на което се образуват амоняк и кетокиселини. Амонякът е токсично веществои се детоксикира в черния дроб чрез превръщане в урея. Кетокиселините след серия от трансформации се разлагат на CO2 и H2O.

Скоростта на разпадане и обновяване на телесните протеини е различна - от няколко минути до 180 дни (средно 80 дни). Количеството протеин, което е претърпяло гниене на ден, се съди по количеството азот, отделено от човешкото тяло. В 100 g протеин се съдържат 16 g азот. По този начин отделянето на 1 g азот от тялото съответства на разграждането на 6,25 g протеин. На ден от тялото на възрастен се отделя около 3,7 g азот, т.е. масата на разрушения протеин е 3,7 х 6,25 = 23 g, или 0,028-0,075 g азот на 1 kg телесно тегло на ден (коефициент на износване на Rubner).

Ако количеството азот, постъпил в тялото с храната, е равно на количеството азот, отделен от тялото, тогава тялото е в състояние на азотен баланс.

Ако в тялото постъпва повече азот, отколкото се отделя, това показва положителен азотен баланс (задържане на азот). Възниква, когато масата мускулна тъкан(интензивна физическа активност), в периода на растеж на тялото, бременност, по време на възстановяване след сериозно заболяване. Състоянието, при което количеството азот, отделен от тялото, надвишава приема му в тялото, се нарича отрицателен азотен баланс. Получава се при хранене с дефектни протеини, когато някоя от незаменимите аминокиселини не постъпва в тялото, с протеин или пълно гладуване.

Необходимо е да се консумират най-малко 0,75 g протеин на 1 kg телесно тегло на ден, което за възрастен здрав човекс тегло 70 kg е най-малко 52,5 g пълноценен протеин. За надеждна стабилност на азотния баланс се препоръчва приема на 85-90 g протеин на ден с храната. При деца, бременни и кърмещи жени тези показатели трябва да са по-високи. Физиологично значениев този случайозначава, че протеините изпълняват основно пластична функция, а въглехидратите - енергийна.

Метаболизъм на мазнини (липиди)

Липидите са естери на глицерол и висши мастни киселини. Мастните киселини са наситени или ненаситени (съдържащи една или повече двойни връзки). Липидите играят енергийна и пластична роля в тялото. Благодарение на окисляването на мазнините се осигуряват около 50% от енергийните нужди на възрастен организъм. Мазнините служат като резерв за хранене на тялото, техните резерви при хората са средно 10-20% от телесното тегло. От тях около половината са в подкожната мастна тъкан, значително количество се отлага в големия оментум, периреналната тъкан и между мускулите.

В състояние на глад, когато тялото е изложено на студ, по време на физическо или психоемоционално натоварванеима интензивно разграждане на складираните мазнини. В условията на почивка след хранене настъпва ресинтеза и отлагане на липиди в депото. Основната енергийна роля играят неутралните мазнини - триглицериди, а пластмасата се осъществява от фосфолипиди, холестерол и мастни киселини, които изпълняват функциите на структурни компоненти на клетъчните мембрани, влизат в състава на липопротеините, са прекурсори стероидни хормони, жлъчни киселини и простагландини.

Липидните молекули, абсорбирани от червата, се опаковат в епителиоцити в транспортни частици (хиломикрони), които навлизат в кръвния поток през лимфните съдове. Под действието на липопротеин липаза на капилярния ендотел основен компонентхиломикрони - неутрални триглицериди - се разграждат до глицерол и свободни мастни киселини. Част от мастните киселини могат да се свържат с албумина, докато глицеролът и свободните мастни киселини влизат мастни клеткии се превръщат в триглицериди. Остатъците от кръвни хиломикрони се улавят от хепатоцитите, претърпяват ендоцитоза и се разрушават в лизозомите.

Липопротеините се образуват в черния дроб за транспортиране на синтезираните в него липидни молекули. Това са много ниски липопротеини и липопротеини ниска плътносткоито транспортират триглицеридите и холестерола от черния дроб до други тъкани. Липопротеините с ниска плътност се улавят от кръвта от тъканните клетки с помощта на липопротеинови рецептори, ендоцитират се, освобождават холестерол за нуждите на клетките и се разрушават в лизозомите. Кога излишно натрупванелипопротеини с ниска плътност в кръвта, те се улавят от макрофаги и други левкоцити. Тези клетки, натрупвайки метаболитно нискоактивни холестеролни естери, стават един от компонентите на атеросклеротичните съдови плаки.

Липопротеини висока плътносттранспорт излишен холестероли неговите естери от тъканите до черния дроб, където се превръщат в жлъчни киселини, които се изхвърлят от тялото. В допълнение, липопротеините с висока плътност се използват за синтеза на стероидни хормони в надбъбречните жлези.

В организма могат да се синтезират както прости, така и сложни липидни молекули, с изключение на ненаситените линолова, линоленова и арахидонова мастни киселини, които трябва да се доставят с храната. Тези есенциални киселиниса част от молекулите на фосфолипидите. От арахидоновата киселина се образуват простагландини, простациклини, тромбоксани, левкотриени. Липсата или недостатъчният прием на незаменими мастни киселини в организма води до забавяне на растежа, нарушена бъбречна функция, кожни заболявания и безплодие. Биологичната младост на диетичните липиди се определя от наличието на незаменими мастни киселини в тях и тяхната усвояемост. Маслои свинска массе усвояват с 93 - 98%, говеждо месо - с 80 - 94%, слънчогледово масло - с 86 - 90%, маргарин - с 94-98%.

Въглехидратен метаболизъм

Въглехидратите са основният източник на енергия, а също така изпълняват пластични функции в тялото; по време на окисляването на глюкозата се образуват междинни продукти - пентози, които са част от нуклеотидите и нуклеиновите киселини. Глюкозата е необходима за синтеза на някои аминокиселини, синтеза и окислението на липиди, полизахариди. Човешкото тяло получава въглехидрати главно под формата на растителния полизахарид нишесте и в малка сумапод формата на животински гликоген полизахарид. В стомашно-чревния тракт те се разграждат до ниво на монозахариди (глюкоза, фруктоза, лактоза, галактоза).

Монозахаридите, основният от които е глюкозата, се абсорбират в кръвта и през порталната вена навлизат в черния дроб. Тук фруктозата и галактозата се превръщат в глюкоза. Вътреклетъчната концентрация на глюкоза в хепатоцитите е близка до концентрацията й в кръвта. Когато излишната глюкоза навлезе в черния дроб, тя се фосфорилира и се превръща в резервна форма за нейното съхранение - гликоген. Количеството гликоген при възрастен може да бъде 150-200 г. В случай на ограничаване на приема на храна, с намаляване на нивата на кръвната захар, гликогенът се разгражда и глюкозата навлиза в кръвта.

През първите 12 часа или повече след хранене поддържането на концентрацията на кръвната захар се осигурява от разграждането на гликогена в черния дроб. След изчерпване на запасите от гликоген, синтезът на ензими се увеличава, осигурявайки реакциите на глюконеогенезата - синтеза на глюкоза от лактат или аминокиселини. Средно на ден човек приема 400-500 g въглехидрати, от които обикновено 350-400 g са нишесте, а 50-100 r са моно- и дизахариди. Излишните въглехидрати се съхраняват като мазнини.

Воден и минерален метаболизъм

Съдържанието на вода в тялото на възрастен е средно 73,2 ± 3% от телесното тегло. Воден балансв тялото се поддържа поради равенството на обема на загубата на вода и нейния прием в тялото. Дневната нужда от вода варира от 21 до 43 ml/kg (средно 2400 ml) и се задоволява от питейна вода (~1200 ml), храна (~900 ml) и вода, образувана в организма по време на метаболитни процеси ( ендогенна вода (~ 300 ml). Същото количество вода се отделя с урината (~1400 ml), изпражненията (~100 ml), чрез изпаряване от повърхността на кожата и респираторен тракт(~900 ml).

Нуждата на организма от вода зависи от естеството на диетата. При хранене предимно с въглехидрати и Вредни храниа при малък прием на NaCl нуждата от вода е по-малка. Храна, богати на протеини, както и повишен приемсолите предизвикват по-голяма нужда от вода, която е необходима за отделяне осмотично активни вещества(урея и минерални йони). Недостатъчният прием на вода или прекомерната й загуба води до дехидратация, която е придружена от сгъстяване на кръвта, влошаване на нейната реологични свойстваи хемодинамични нарушения.

Липсата на вода в организма в размер на 20% от телесното тегло води до летален изход. Прекомерният прием на вода в организма или намаляването на нейните отделени от тялото обеми води до водна интоксикация. Като резултат свръхчувствителностнервните клетки и нервните центрове до намаляване на осмоларитета, водната интоксикация може да бъде придружена от мускулни крампи.

Обменът на водата и минералните йони в организма са тясно свързани помежду си, поради необходимостта от поддържане осмотичното наляганена относително постоянно ниво в извънклетъчната среда и в клетките. Изпълнение на номер физиологични процеси(възбуждане, синоптично предаване, мускулна контракция) е невъзможно без поддържане на определена концентрация на Na +, K +, Ca2 + и други минерални йони в клетката и в извънклетъчната среда. Всички те трябва да се приемат с храната.

1. Обща характеристика на обмяната на веществата в организма.

2. Протеинов метаболизъм.

3. Метаболизъм на мазнините.

4. Метаболизъм на въглехидратите.

ЦЕЛ: Да се представи общата схема на метаболизма в организма, метаболизма на протеини, мазнини, въглехидрати и проявите на патологията на тези видове метаболизъм.

1. Веднъж попаднали в тялото, хранителните молекули участват в много различни реакции. Тези реакции, както и други химични прояви на жизнената дейност, се наричат метаболизъм или метаболизъм. Хранителните вещества се използват като суровини за синтеза на нови клетки или се окисляват, доставяйки енергия на тялото.Част от тази енергия е необходима за непрекъснатото изграждане на нови тъканни компоненти, другата се изразходва в процеса на функциониране на клетките: по време на мускулите свиване, предаване на нервни импулси, секреция на клетъчни продукти. Останалата част от енергията се отделя като топлина.

Метаболитните процеси се делят на анаболни и катаболни. Анаболизъм (асимилация) - химични процеси, при които прости вещества се свързват помежду си, за да образуват по-сложни, което води до натрупване на енергия, изграждане на нова протоплазма и растеж. Катаболизъм (дисимилация) - разделянето на сложни вещества, което води до освобождаване на енергия, докато разрушаването на протоплазмата и изразходването на нейните вещества.

Специфични функции на метаболизма: 1) извличане на енергия от околната среда под формата на химическа енергия на органични вещества; 2) превръщане на екзогенни вещества в градивни елементи, т.е. прекурсори на макромолекулните компоненти на клетката; 3) сглобяване на протеини, нуклеинови киселини и други клетъчни компоненти от тези блокове 4) синтез и разрушаване на биомолекули, необходими за изпълнение на различни специфични функции на дадена клетка.

2. Протеинов метаболизъм - съвкупност от пластични и енергийни процеси на протеинова трансформация в организма, включително обмяната на аминокиселини и техните разпадни продукти. Протеините - основата на всички клетъчни структури, са материалните носители на живота. Биосинтезата на протеините определя растежа, развитието и самообновяването на всички структурни елементи в тялото и по този начин тяхната функционална надеждност. Дневната нужда от протеини (протеинов оптимум) за възрастен е 100-120 g (с енергиен разход от 3000 kcal / ден). Всички аминокиселини (20) трябва да бъдат на разположение на тялото в определено съотношение и количество, в противен случай протеинът не може да се синтезира. Много протеинови аминокиселини (валин, левцин, изолевцин, лизин, метионин, треонин, фенилаланин, триптофан) не могат да се синтезират в организма и трябва да бъдат набавяни с храната (есенциални аминокиселини). Други аминокиселини могат да се синтезират в тялото и се наричат несъществени (хистидин, гликокол, глицин, аланин, глутаминова киселина, пролин, хидроксипролин, серия, тирозин, цистеин, аргинин,).Протеините се разделят на биологично пълноценни (с пълен набор от всички незаменими аминокиселини) и непълен (при липса на една или повече незаменими аминокиселини).

След като се абсорбират в кръвоносните капиляри на вилите на лигавицата на тънките черва, аминокиселините навлизат в порталната вена в потока, където веднага се използват или се задържат като малък резерв. Част от аминокиселините остават в кръвта и навлизат в други клетки на тялото, където се включват в нови протеини. Телесните протеини непрекъснато се разграждат и синтезират отново (периодът на обновяване на общия протеин в тялото е 80 дни). Ако храната съдържа повече аминокиселини, отколкото е необходимо за синтеза на клетъчни протеини, чернодробните ензими отцепват от тях аминогрупите NH2, т.е. произвеждат дезаминиране. Други ензими, свързващи аминогрупите, които са били отцепени с CO2, образуват от тях урея, която се прехвърля с кръвта в бъбреците и се екскретира с урината. Протеините не се отлагат в депото, така че протеините, които тялото консумира след изчерпването на въглехидратите и мазнините, не са резерв, а ензими и структурни протеини на клетките.

Нарушенията на протеиновия метаболизъм в организма могат да бъдат количествени и качествени. Количествените промени в протеиновия метаболизъм се съдят по азотния баланс, т.е. според съотношението на количеството азот, постъпил в организма с храната и отделен от него. Обикновено при възрастен човек с адекватно хранене количеството въведен азот в тялото е равно на количеството, отделено от тялото (азотен баланс). Когато приемът на азот надвишава отделянето му, се говори за положителен азотен баланс и азотът се задържа в организма. Наблюдава се в периода на растеж на тялото, по време на бременност, по време на възстановяване.Когато количеството на отделения от тялото азот надвишава полученото, се говори за отрицателен азотен баланс.Отбелязва се със значително намаляване на съдържанието на протеин в храна (протеинов глад).

3. Метаболизъм на мазнините – съвкупност от процеси за преобразуване на липидите (мазнините) в организма. Мазнините са енергиен и пластичен материал, те са част от обвивката и цитоплазмата на клетките. Част от мазнините се натрупват под формата на резерви (10-30% от телесното тегло). По-голямата част от мазнините са неутрални липиди (триглицериди на олеинова, палмитинова, стеаринова и други висши мастни киселини). Дневната нужда от мазнини за възрастен е 70-100 г. Биологичната стойност на мазнините се определя от факта, че някои ненаситени мастни киселини (линолова, линоленова, арахидонова), необходими за живота, са незаменими (дневна нужда 10-12 g ) и не могат да се образуват в човешкия организъм от други мастни киселини, затова трябва да се набавят с храната (растителни и животински мазнини).

Основните етапи на метаболизма на мазнините: 1) ензимно разграждане на хранителните мазнини в стомашно-чревния тракт до глицерол и мастни киселини и абсорбцията на последните в тънките черва; 2) образуването на липопротеини в чревната лигавица и в черния дроб и транспортирането им по кръвен път; 3) хидролизата на тези съединения на повърхността на клетъчните мембрани от ензима липопротеинова липаза, абсорбцията на мастни киселини и глицерол в клетките, където те се използват за синтезиране на собствени липиди от клетки на органи и тъкани. След синтез липидите могат да претърпят окисление, освобождавайки енергия и в крайна сметка да се превърнат във въглероден диоксид и вода (100 g мазнини дават 118 g вода, когато се окисляват). Мазнините могат да се превърнат в гликоген и след това да претърпят окислителни процеси, подобни на въглехидратния метаболизъм. При излишък мазнините се отлагат под формата на резерви в подкожната тъкан, големия оментум, около някои вътрешни органи.

С храна, богата на мазнини, идва известно количество липоиди (мастноподобни вещества) - фосфатиди и стероли. Фосфатидите са необходими на тялото, за да синтезира клетъчните мембрани, те са част от ядреното вещество, цитоплазмата на клетките. Фосфатидите са особено богати в нервната тъкан. Основният представител на стеролите е холестеролът. Също така е част от клетъчните мембрани, предшественик е на хормоните на надбъбречната кора, половите жлези, витамин D, жлъчни киселини. Холестеролът повишава устойчивостта на червените кръвни клетки към хемолиза, служи като изолатор на нервните клетки, осигурявайки провеждането на нервните импулси. Нормалното съдържание на общ холестерол в кръвната плазма е 3,11-6,47 mmol / l.

Глюкозата е постоянен компонент (биологична константа) на кръвта. Съдържанието на глюкоза в кръвта обикновено е 4,44-6,67 mmol / l, с повишаване на съдържанието му (хипергликемия) до 8,34-10 mmol / l, се екскретира в урината под формата на следи. При понижаване на кръвната захар (хипогликемия) до 3,89 mmol / l се появява чувство на глад, до 3,22 mmol / l - възникват конвулсии, делириум и загуба на съзнание (кома). Когато глюкозата се окислява в клетките за енергия, тя в крайна сметка се превръща във въглероден диоксид и вода. Разграждането на гликогена в черния дроб до глюкоза е гликогенолиза. Биосинтеза на въглехидрати от техните разпадни продукти или разпадни продукти на мазнини и протеини - глюконеогенеза. Разграждането на въглехидратите при липса на кислород с натрупване на енергия в АТФ и образуване на млечна и пирогроздена киселина - гликолиза.

Когато приемът на глюкоза надхвърли търсенето, черният дроб превръща глюкозата в мазнини, които се съхраняват в мастни депа и могат да се използват като източник на енергия в бъдеще. Нарушаването на нормалния метаболизъм на въглехидратите се проявява чрез повишаване на съдържанието на глюкоза в кръвта. При захарен диабет се наблюдава постоянна хипергликемия и глюкозурия, свързани с дълбоко нарушение на въглехидратния метаболизъм. Основата на заболяването е недостатъчност на ендокринната функция на панкреаса. Поради липсата или липсата на инсулин в организма, способността на тъканите да използват глюкозата е нарушена и тя се екскретира с урината.

ЦЕЛ: Представлява общата схема на обмяната на веществата в организма, обмяната на протеини, мазнини, въглехидрати и проявите на патологията на тези видове обмяна.

Глюкозата е постоянен компонент (биологична константа) на кръвта. Съдържанието на глюкоза в човешката кръв обикновено е 4,44-6,67 mmol / l, с повишаване на съдържанието му (хипергликемия) до 8,34-10 mmol / l, се екскретира в урината под формата на следи. При понижаване на кръвната захар (хипогликемия) до 3,89 mmol / l се появява чувство на глад, до 3,22 mmol / l - възникват конвулсии, делириум и загуба на съзнание (кома).

Когато глюкозата се окислява в клетките за енергия, тя в крайна сметка се превръща във въглероден диоксид и вода. Разграждането на гликогена в черния дроб до глюкоза е гликогенолиза. Биосинтеза на въглехидрати от техните разпадни продукти или разпадни продукти на мазнини и протеини - глюконеогенеза. Разграждането на въглехидратите при липса на кислород с натрупване на енергия в АТФ и образуване на млечна и пирогроздена киселина - гликолиза.

Нарушаването на нормалния метаболизъм на въглехидратите се проявява чрез повишаване на съдържанието на глюкоза в кръвта. При захарен диабет се наблюдава постоянна хипергликемия и глюкозурия, свързани с дълбоко нарушение на въглехидратния метаболизъм. Основата на заболяването е недостатъчност на ендокринната функция на панкреаса. Поради липсата или липсата на инсулин в организма, способността на тъканите да използват глюкозата е нарушена и тя се екскретира с урината.

През живота си човек изяжда около 10 тона въглехидрати. Въглехидратите влизат в тялото главно под формата на нишесте. Разделяне на храносмилателен тракткъм глюкозата, въглехидратите се абсорбират в кръвта и се абсорбират от клетките. Растителните храни са особено богати на въглехидрати: хляб, зърнени храни, зеленчуци, плодове. Животинските продукти (с изключение на млякото) са с ниско съдържание на въглехидрати.

Въглехидратите са основният източник на енергия, особено при повишена мускулна работа. Повече от половината енергия тялото на възрастните получава от въглехидрати. Крайните продукти на въглехидратния метаболизъм са въглероден диоксид и вода.

В кръвта количеството глюкоза се поддържа на относително постоянно ниво (около 0,11%). Намаляването на съдържанието на глюкоза причинява понижаване на телесната температура, разстройство на активността нервна система, умора. Черният дроб играе важна роля за поддържането на постоянно ниво на кръвната захар. Увеличаването на количеството глюкоза причинява нейното отлагане в черния дроб под формата на резервно животинско нишесте - гликоген. Гликогенът се мобилизира от черния дроб, когато кръвната захар спадне. Гликогенът се образува не само в черния дроб, но и в мускулите, където може да се натрупа до 1-2%. Запасите от гликоген в черния дроб достигат 150 г. При гладуване и мускулна работа тези запаси намаляват.

Обикновено, когато се използва Голям бройвъглехидрати в урината се появява захар, и по този начин изравнява съдържанието на захар в кръвта.

Възможно е обаче да има постоянно повишаване на кръвната захар в кръвта, което не се изравнява. Появява се при неправилно функциониране на жлезите. вътрешна секреция(например панкреаса), което води до развитие на заболяването диабет . При това заболяване се губи способността за свързване на захарта с гликоген и започва повишено отделяне на захар в урината.

Стойността на глюкозата за тялото не се ограничава до ролята й на източник на енергия. Глюкозата е част от цитоплазмата и следователно е необходима за образуването на нови клетки, особено по време на периода на растеж.

Въглехидратите имат важности в метаболизма на централната нервна система. При рязък спадколичеството захар в кръвта, има нарушения на нервната система. Има конвулсии, делириум, загуба на съзнание, промени в дейността на сърцето. Ако на такъв човек се инжектира глюкоза в кръвта или му се даде да яде обикновена захар, след известно време тези тежки симптомиизчезва.

Захарта от кръвта не изчезва напълно дори при липсата й в храната, тъй като в тялото въглехидратите могат да се образуват от протеини и мазнини.

Нуждата от глюкоза в различните органи не е еднаква. Мозъкът задържа до 12% от внесената глюкоза, червата - 9%, мускулите - 7%, бъбреците - 5%. Далакът и белите дробове почти не консумират глюкоза.

Метаболизъм на мазнините

Общото количество мазнини в човешкото тяло варира в широки граници и е средно 10-12% от телесното тегло, а при затлъстяване може да достигне 50% от телесното тегло. Количеството складирани мазнини зависи от естеството на диетата, количеството консумирана храна, пол, възраст и т.н.

Хранителната мазнина в храносмилателния тракт се разгражда до глицерол и мастни киселини, които се абсорбират главно в лимфата и само частично в кръвта.

Мастните киселини се осапуняват по време на абсорбцията, т.е. заедно с алкали и жлъчни киселини образуват разтворими комплекси, които преминават през чревната лигавица. Вече в клетки чревен епителсе синтезират собствените мазнини в тялото.

Чрез лимфните кръвоносна системамазнините се намират главно в мастна тъкан, което е важно за депото на телесните мазнини. Има много мазнини в подкожната тъкан, около някои вътрешни органи (например бъбреците), както и в черния дроб и мускулите.

Мазнините се използват от тялото като богат източник на енергия. При разграждането на 1 g мазнини в тялото се отделя повече от два пъти повече енергия, отколкото при разграждането на същото количество протеини или въглехидрати. Мазнините също са част от клетките (цитоплазма, ядро, клетъчни мембрани), където техният брой е стабилен и постоянен. Натрупванията на мазнини могат да изпълняват и други функции. Например, подкожна мазнинапредотвратява увеличеното пренасяне на топлина, околобъбречните мазнини предпазват бъбреците от натъртвания и др.

Липсата на мазнини в храната нарушава дейността на централната нервна система и репродуктивните органи, намалява издръжливостта на различни заболявания.

Мазнините се синтезират в тялото не само от глицерол и мастни киселини, но и от метаболитни продукти на протеини и въглехидрати.

Това е основата на практиката за угояване на селскостопански животни за сланина.

Видовата специфичност на мазнините е по-слабо изразена от видовата специфичност на протеините. Това се доказва от експерименти, проведени върху кучета. Кучетата бяха принудени дълго времегладуваха и когато загубиха почти цялата си резервна мазнина, едно от тях беше дадено с храна ленено маслоа другото е овча мас. След известно време се установи, че собствената мазнина на първото куче става течна и прилича на ленено масло по някои свойства, а мазнината на второто куче е подобна по консистенция на агнешката мазнина.

Някои ненаситени мастни киселини необходими за тялото(линолова, линоленова и арахидонова), трябва да постъпват в организма в готов вид, тъй като не могат да се синтезират от тях. Ненаситените мастни киселини се намират в растителни масла(най-много са в лененото и конопеното масло). Много линолова киселина и Слънчогледово олио. Това обяснява високото хранителна стойностмаргарин, който съдържа значително количество растителни мазнини.

Разтворимите в тях витамини (витамини А, D, Е и др.), които са жизненоважни за човека, постъпват в организма с мазнините.

За 1 kg тегло на възрастен на ден трябва да се доставят 1,25 g мазнини с храната (60-80 g на ден).

В клетките на тялото мазнините под действието на клетъчни ензими (липази) се разграждат до глицерол и мастни киселини. Трансформацията на глицерол (с участието на АТФ) завършва с образуването на въглероден диоксид и вода. Мастните киселини под действието на много ензими претърпяват сложни трансформации с образуването на междинен продукт оцетна киселина, който след това се превръща в ацетооцетна киселина. Крайните продукти на метаболизма на мастните киселини са въглероден диоксид и вода. Трансформациите на ненаситените мастни киселини в организма все още не са достатъчно проучени.