Süsivesikute ja valkude ainevahetuse tähtsus. Valkude ainevahetus. Rasvade ainevahetus. Süsivesikute vahetus. Maks, selle roll ainevahetuses

VALGIDE, RASVDE JA SÜSIVESIKUTE AINEVAHETUS ORGANISAS.

1. üldised omadused ainevahetus organismis.

2. Valkude ainevahetus.

3. Rasvade ainevahetus.

4. Süsivesikute ainevahetus.

EESMÄRK: esindada üldine skeem ainevahetus organismis, valkude, rasvade, süsivesikute ainevahetus ja seda tüüpi ainevahetuse patoloogia ilmingud.

1. Organismis olles osalevad toitainete molekulid mitmesugustes mitmesugused reaktsioonid. Neid reaktsioone, nagu ka muid elutähtsa tegevuse keemilisi ilminguid, nimetatakse ainevahetuseks või ainevahetuseks. Toitained kasutatakse toorainena uute rakkude sünteesiks või oksüdeeritakse, andes kehale energiat Osa sellest energiast on vajalik uute koekomponentide pidevaks ehitamiseks, teine kulub rakkude funktsioneerimise protsessis: lihaste kokkutõmbumise ajal. , edasikandumine närviimpulsid, rakuproduktide sekretsioon. Ülejäänud energia vabaneb soojusena.

Ainevahetusprotsessid jagunevad anaboolseteks ja kataboolseteks. Anabolism (assimilatsioon) - keemilised protsessid, mille juures lihtsad ained kombineerida omavahel, et moodustada keerukamaid, mis viib energia akumuleerumiseni, uue protoplasma ehitamiseni ja kasvuni. Katabolism (dissimilatsioon) - komplekssete ainete lõhenemine, mille tulemuseks on energia vabanemine, protoplasma hävimine ja selle ainete kulutamine.

Ainevahetuse olemus: 1) erinevate toitainete saamine kehasse väliskeskkonnast; 2) nende omastamine ja kasutamine eluprotsessis energiaallikana ja kudede ehitusmaterjalina; 3) tekkivate ainevahetusproduktide vabanemine. väliskeskkonda.

Ainevahetuse spetsiifilised funktsioonid: 1) energia ammutamine keskkond orgaaniliste ainete keemilise energia kujul; 2) eksogeensete ainete muundamine ehitusplokkideks, s.o raku makromolekulaarsete komponentide eelkäijateks; 3) valkude, nukleiinhapete ja muude rakuliste komponentide kokkupanek nendest plokkidest; 4) selle raku erinevate spetsiifiliste funktsioonide täitmiseks vajalike biomolekulide süntees ja hävitamine.

2. Valkude ainevahetus – komplekt plastikust ja energiaprotsessid valkude muundumine organismis, sealhulgas aminohapete ja nende lagunemissaaduste vahetus. Valgud - kõigi rakustruktuuride alus, on elu materiaalsed kandjad. Valkude biosüntees määrab kõigi kasvu, arengu ja eneseuuendamise konstruktsioonielemendid organismis ja seeläbi nende funktsionaalne töökindlus. Täiskasvanu päevane valkude vajadus (valgu optimum) on 100-120 g (energiakuluga 3000 kcal päevas). Kõik aminohapped (20) peavad olema teatud vahekorras ja koguses organismi käsutuses, vastasel juhul ei saa valku sünteesida. Paljusid valgu aminohappeid (valiin, leutsiin, isoleutsiin, lüsiin, metioniin, treoniin, fenüülalaniin, trüptofaan) ei saa keha sünteesida ja neid tuleb varustada toiduga (asendatavad aminohapped). Teisi aminohappeid saab kehas sünteesida ja neid nimetatakse mitteessentsiaalseteks (histidiin, glükokool, glütsiin, alaniin, glutamiinhape, proliin, hüdroksüproliin, seeria, türosiin, tsüsteiin, arginiin.. Valgud jagunevad bioloogiliselt terviklikeks (koos kõigi komplektidega). asendamatud aminohapped) ja defektne (ühe või mitme asendamatu aminohappe puudumisel).

Valkude metabolismi põhietapid:1)toiduvalkude ensümaatiline lagundamine aminohapeteks ja viimaste omastamine;2)aminohapete muundumine;3)valkude biosüntees;4)valkude lõhustamine; 5) aminohapete lagunemise lõpp-produktide teke.

sisse imetud vere kapillaarid peensoole limaskesta villid, aminohapped vastavalt portaalveen jõuavad ajale, kus neid kohe kasutatakse või hoitakse väikese tagavarana. Osa aminohappeid jäävad verre ja sisenevad teistesse keharakkudesse, kus need liidetakse uuteks valkudeks. Kehavalgud lagundatakse ja sünteesitakse uuesti (uuenemisperiood kogu valk kehas - 80 päeva). Kui toit sisaldab rohkem aminohappeid, kui on vajalik rakuliste valkude sünteesiks, lõhustavad maksaensüümid nendest NH2 aminorühmad, s.t. tekitada deaminatsiooni. Teised ensüümid, mis ühendavad CO2-ga eraldatud aminorühmi, moodustavad neist karbamiidi, mis kandub koos verega neerudesse ja eritub uriiniga. Valgud ei ladestu depoos, seega ei ole valgud, mida organism tarbib pärast süsivesikute ja rasvade ammendumist, mitte varu, vaid ensüümid ja rakkude struktuurvalgud.

Valkude ainevahetuse häired organismis võivad olla kvantitatiivsed ja kvalitatiivsed. O kvantitatiivsed muutused valkude ainevahetust hinnatakse lämmastiku tasakaalu järgi, s.t. toiduga kehasse siseneva ja sealt erituva lämmastiku koguse suhte järgi. Tavaliselt täiskasvanul piisav toitumine organismi viidava lämmastiku hulk on võrdne organismist väljutatava kogusega (lämmastiku tasakaal). Kui lämmastiku tarbimine ületab selle eritumist, räägivad nad positiivsest lämmastiku tasakaalust ja lämmastik säilib kehas. Seda täheldatakse keha kasvu perioodil, raseduse ajal, taastumise ajal .. Kui kehast eritunud lämmastiku kogus ületab saadud koguse, räägitakse negatiivsest lämmastiku bilansist.Märgitakse ajal märkimisväärne vähenemine valgusisaldus toidus (valgunälg).

3. Rasvade ainevahetus – protsesside kogum lipiidide (rasvade) muundumiseks organismis. Rasvad on energia ja plastmaterjal, on osa rakkude membraanist ja tsütoplasmast. Osa rasvast koguneb reservide kujul (10-30% kehakaalust). Suurem osa rasvadest on neutraalsed lipiidid (oleiin-, palmitiin-, steariin- ja muud kõrgemad triglütseriidid). rasvhapped). Täiskasvanu päevane rasvavajadus on 70-100 g.Rasvade bioloogilise väärtuse määrab asjaolu, et mõned eluks vajalikud küllastumata rasvhapped (linool-, linoleen-, arahhidoonhape) on asendamatud ( igapäevane vajadus 10-12 g).ja ei saa tekkida inimkehas teistest rasvhapetest, mistõttu tuleb neid varustada toiduga (taimsed ja loomsed rasvad).

Rasvade ainevahetuse põhietapid: 1) toidurasvade ensümaatiline lagundamine seedetrakti glütseroolile ja rasvhapetele ning viimaste imendumisele peensoolde; 2) lipoproteiinide teke soole limaskestas ja maksas ning nende transport verega; 3) nende ühendite hüdrolüüs rakumembraanide pinnal ensüümi lipoproteiinlipaasi toimel, rasvhapete ja glütserooli imendumine rakkudesse, kus neid kasutatakse elundite ja kudede rakkude lipiidide sünteesimiseks. Pärast sünteesi võivad lipiidid oksüdeeruda, vabastades energiat ja lõpuks muutuda süsinikdioksiid ja vesi (100 g rasva annab oksüdeerumisel 118 g vett). Rasva saab muuta glükogeeniks ja seejärel läbida seda tüüpi oksüdatiivseid protsesse süsivesikute ainevahetus. Üleliigse rasva korral ladestub see varude kujul nahaalune kude, suurem omentum, mõne ümber siseorganid.

Toiduga rasvarikas, tuleb teatud kogus lipoide (rasvalaadseid aineid) – fosfatiide ja steroole. Fosfatiide on keha jaoks vaja rakumembraanide sünteesimiseks, need on osa tuumaainest, rakkude tsütoplasmast. rikas fosfatiidide poolest närvikude. Steroolide peamine esindaja on kolesterool. See on ka osa rakumembraanidest, on neerupealiste koore hormoonide, sugunäärmete, D-vitamiini eelkäija, sapphapped. Kolesterool suurendab erütrotsüütide resistentsust hemolüüsi suhtes, toimib isolaatorina närvirakud närviimpulsside juhtivuse tagamine. Tavaline sisu üldkolesterool vereplasmas 3,11-6,47 mmol / l.

4. Süsivesikute ainevahetus – protsesside kogum süsivesikute muundamiseks organismis. Süsivesikud on energiaallikad otseseks kasutamiseks (glükoos) või moodustavad energiadepoo (glükogeen), on kompleksühendite (nukleoproteiinid, glükoproteiinid) komponendid, mida kasutatakse rakustruktuuride ehitamiseks.Päevane vajadus on 400-500 g.

Süsivesikute ainevahetuse põhietapid: 1) toidusüsivesikute lagunemine seedetraktis ja monosahhariidide imendumine peensooles; 2) glükoosi ladestumine glükogeeni kujul maksa ja lihastesse või selle otsene kasutamine energia saamiseks. eesmärkidel; 3) glükogeeni lagunemine maksas ja glükoosi sattumine verre selle vähenemisel (glükogeeni mobilisatsioon); 4) glükoosi süntees vaheproduktidest (püroviinamari- ja piimhape) ja mittesüsivesikutest lähteainetest; 5) muundamine. glükoosist rasvhapeteks; 6) glükoosi oksüdeerumine süsihappegaasi ja vee moodustumisega.

Süsivesikud imenduvad seedekanalis glükoosi, fruktoosi ja galaktoosi kujul. Nad liiguvad portaalveeni kaudu maksa, kus fruktoos ja galaktoos muudetakse glükoosiks, mis talletatakse glükogeenina. Glükoosist glükogeeni sünteesi protsessi maksas nimetatakse glükogeneesiks (maksas on 150-200 g süsivesikuid glükogeeni kujul). Osa glükoosist siseneb üldvereringesse ja jaotub kogu kehas, olles kasutusel peamise energiamaterjalina ja kompleksühendite (glükoproteiinid, nukleoproteiinid) komponendina.

Glükoos on konstantne lahutamatu osa(bioloogiline konstant). Glükoosi sisaldus veres on tavaliselt 4,44–6,67 mmol / l, selle sisalduse suurenemisega (hüperglükeemia) 8,34–10 mmol / l eritub see uriiniga jälgede kujul. Vere glükoosisisalduse (hüpoglükeemia) langusega 3,89 mmol / l-ni ilmneb näljatunne, kuni 3,22 mmol / l - tekivad krambid, deliirium ja teadvusekaotus (kooma). Kui glükoos oksüdeeritakse rakkudes energia saamiseks, muutub see lõpuks süsinikdioksiidiks ja veeks. Glükogeeni lagunemine maksas glükoosiks on glükogenolüüs. Süsivesikute biosüntees nende laguproduktidest või rasvade ja valkude lagunemissaadustest – glükoneogenees. Süsivesikute lagunemine hapniku puudumisel koos energia akumuleerumisega ATP-s ning piima ja piima moodustumisega. püroviinamarihape- glükolüüs.

Kui glükoosi tarbimine ületab nõudluse, muudab maks glükoosi rasvaks, mis talletub rasvaladudes ja mida saab tulevikus kasutada energiaallikana. Rikkumine tavaline vahetus süsivesikud väljendub vere glükoosisisalduse tõusus. Püsiv hüperglükeemia ja glükosuuria, mis on seotud sügav rikkumine süsivesikute ainevahetust täheldatakse suhkurtõve korral. Haiguse aluseks on kõhunäärme endokriinse funktsiooni puudulikkus. Insuliini puudumise või puudumise tõttu organismis on kudede võime glükoosi kasutada ja see eritub uriiniga.

Ainevahetus algab sissevõtmisega toitaineid seedekulglasse ja õhk kopsudesse.

Ainevahetuse esimene etapp on ensümaatilised protsessid valkude, rasvade ja süsivesikute lõhustamiseks vees lahustuvateks aminohapeteks, mono- ja disahhariidideks, glütserooliks, rasvhapeteks ja muudeks organismis esinevateks ühenditeks. erinevad osakonnad seedetrakt, samuti nende ainete imendumine verre ja lümfi.

Vahetuse teine etapp on toitainete ja hapniku transport verega kudedesse ning ainete keerulised keemilised transformatsioonid, mis toimuvad rakkudes. Nad teostavad samaaegselt toitainete lagunemist ainevahetuse lõpptoodeteks, ensüümide, hormoonide ja tsütoplasma komponentide sünteesi. Ainete lagunemisega kaasneb energia vabanemine, mis kulub sünteesiprotsessideks ning iga organi ja organismi kui terviku töö tagamiseks.

Kolmas etapp on lagunemise lõpp-produktide eemaldamine rakkudest, nende transportimine ja eritumine neerude, kopsude, higinäärmed ja soolestikku.

Valkude, rasvade, süsivesikute muundamine, mineraalid ja vesi esineb üksteisega tihedas koostoimes. Kõigi nende ainevahetusel on oma eripärad ja nende füsioloogiline tähtsus on erinev, seetõttu käsitletakse nende ainete vahetamist tavaliselt eraldi.

Valkude ainevahetus

Valke kasutatakse kehas peamiselt plastmaterjalina. Valguvajaduse määrab minimaalne kogus, mis tasakaalustab selle kadu keha poolt. Valgud on pidevas vahetuses ja uuenemises. Terve täiskasvanu kehas on päevas lagunenud valgu kogus võrdne vastsünteesitud valgu kogusega. 20 aminohappest (valiin, leutsiin, isoleutsiin, lüsiin, metioniin, trüptofaan, treoniin, fenüülalaniin, arginiin ja histidiin) kümmet ei saa organismis sünteesida, kui neid toiduga ebapiisavalt varustatakse ja neid nimetatakse asendamatuteks. Ülejäänud kümmet aminohapet (mitteolulisi) saab kehas sünteesida.

Seedimise käigus saadud aminohapetest sünteesitakse konkreetsele liigile, organismile ja igale elundile omased valgud. Osa aminohappeid kasutatakse energiamaterjalina, st. läbima poolitamist. Esiteks need deamineeritakse – nad kaotavad Nh3 rühma, mille tulemusena moodustuvad ammoniaak ja ketohapped. Ammoniaak on mürgine aine ja detoksifitseeritakse maksas, muutudes uureaks. Ketohapped lagunevad pärast mitmeid muundumisi CO2-ks ja H2O-ks.

Kehavalkude lagunemise ja uuenemise kiirus on erinev - mitmest minutist 180 päevani (keskmiselt 80 päeva). Päevas lagunenud valgu kogust hinnatakse inimorganismist eritunud lämmastiku hulga järgi. 100 g valku sisaldab 16 g lämmastikku. Seega vastab 1 g lämmastiku eritumine organismi poolt 6,25 g valgu lagunemisele. Täiskasvanud inimese kehast eraldub ööpäevas umbes 3,7 g lämmastikku, s.o. hävinud valgu mass on 3,7 x 6,25 = 23 g ehk 0,028-0,075 g lämmastikku 1 kg kehakaalu kohta ööpäevas (Rubneri kulumiskoefitsient).

Kui toiduga kehasse siseneva lämmastiku hulk on võrdne organismist väljutatava lämmastiku kogusega, siis on keha lämmastiku tasakaaluseisundis.

Kui lämmastikku siseneb kehasse rohkem kui eritub, siis see näitab positiivset lämmastiku tasakaalu (lämmastiku retentsiooni). See tekib siis, kui mass lihaskoe(intensiivne füüsiline aktiivsus), keha kasvu perioodil, rasedus, taastumise ajal pärast tõsine haigus. Negatiivseks lämmastikubilansiks nimetatakse seisundit, kus organismist väljutatava lämmastiku kogus ületab selle sissevõtu. See tekib defektsete valkude söömisel, kui mõni asendamatutest aminohapetest ei satu kehasse, valgu või täieliku nälgimisega.

Päevas on vaja tarbida vähemalt 0,75 g valku 1 kg kehakaalu kohta, mis täiskasvanul terve inimene 70 kg kaaluv on vähemalt 52,5 g täisväärtuslikku valku. Lämmastiku tasakaalu usaldusväärseks stabiilsuseks on soovitatav võtta koos toiduga 85-90 g valku päevas. Lastel, rasedatel ja imetavatel naistel peaksid need määrad olema kõrgemad. Füsioloogiline tähtsus sisse sel juhul tähendab, et valgud täidavad peamiselt plastilist funktsiooni ja süsivesikud energiat.

Rasvade (lipiidide) metabolism

Lipiidid on glütserooli ja kõrgemate rasvhapete estrid. Rasvhapped on kas küllastunud või küllastumata (sisaldavad ühte või mitut kaksiksidet). Lipiidid mängivad kehas energia- ja plastilist rolli. Tänu rasvade oksüdeerumisele tagatakse umbes 50% täiskasvanud organismi energiavajadusest. Rasvad toimivad keha toitainevaruna, nende varud inimestel moodustavad keskmiselt 10-20% kehakaalust. Neist umbes pooled on nahaaluses rasvkoes, märkimisväärne kogus ladestub suuremasse omentumi, perirenaalsesse koesse ja lihaste vahele.

Näljaseisundis, kui keha puutub kokku külmaga, füüsilise või psühho-emotsionaalne koormus toimub ladestunud rasvade intensiivne lagunemine. Pärast söömist puhketingimustes toimub lipiidide resüntees ja ladestumine depoos. Peamist energiarolli mängivad neutraalsed rasvad - triglütseriidid ja plastikut teostavad fosfolipiidid, kolesterool ja rasvhapped, mis täidavad rakumembraanide struktuursete komponentide funktsioone, on osa lipoproteiinidest, on lähteained. steroidhormoonid, sapphapped ja prostaglandiinid.

Soolest imendunud lipiidimolekulid pakitakse epiteliotsüütidesse transportosakesteks (külomikroniteks), mis sisenevad lümfisoonte kaudu vereringesse. Kapillaaride endoteeli lipoproteiini lipaasi toimel põhikomponent külomikronid – neutraalsed triglütseriidid – lagundatakse glütserooliks ja vabadeks rasvhapeteks. Osa rasvhapetest võib seostuda albumiiniga, glütserool ja vabad rasvhapped aga sisenevad rasvarakud ja muudetakse triglütseriidideks. Vere külomikronite jäänused püüavad kinni hepatotsüüdid, läbivad endotsütoosi ja hävitatakse lüsosoomides.

Maksas moodustuvad lipoproteiinid selles sünteesitud lipiidimolekulide transportimiseks. Need on väga madalad lipoproteiinid ja lipoproteiinid madal tihedus mis transpordivad triglütseriide ja kolesterooli maksast teistesse kudedesse. Madala tihedusega lipoproteiinid püüavad koerakud verest lipoproteiiniretseptorite abil kinni, endotsütoositakse, vabastavad kolesterooli rakkude vajadusteks ja hävivad lüsosoomides. Millal liigne kogunemine madala tihedusega lipoproteiinid veres, need püüavad kinni makrofaagid ja teised leukotsüüdid. Need rakud, mis akumuleerivad metaboolselt madala aktiivsusega kolesterooli estreid, muutuvad üheks aterosklerootiliste veresoonte naastude komponendiks.

Lipoproteiinid kõrge tihedusega transport liigne kolesterool ja selle estrid kudedest maksa, kus need muundatakse sapphapeteks, mis erituvad organismist. Lisaks kasutatakse kõrge tihedusega lipoproteiine steroidhormoonide sünteesiks neerupealistes.

Organismis võivad sünteesida nii lihtsaid kui ka keerukaid lipiidimolekule, välja arvatud küllastumata linool-, linoleen- ja arahhidoonrasvhapped, mida tuleb toiduga varustada. Need asendamatud happed on osa fosfolipiidide molekulidest. Arahhidoonhappest moodustuvad prostaglandiinid, prostatsükliinid, tromboksaanid, leukotrieenid. Asendamatute rasvhapete puudumine või ebapiisav tarbimine organismis põhjustab kasvupeetust, neerufunktsiooni häireid, nahahaigusi ja viljatust. Toidulipiidide bioloogilise nooruse määrab ära asendamatute rasvhapete olemasolu neis ja nende seeduvus. Või ja sealiha rasv seeditakse 93-98%, veiseliha - 80-94%, päevalilleõli - 86-90%, margariini - 94-98%.

Süsivesikute ainevahetus

Süsivesikud on peamine energiaallikas ja täidavad kehas ka plastilisi funktsioone, glükoosi oksüdatsiooni käigus moodustuvad vaheproduktid - pentoosid, mis on osa nukleotiididest ja nukleiinhapetest. Glükoos on vajalik teatud aminohapete sünteesiks, lipiidide, polüsahhariidide sünteesiks ja oksüdatsiooniks. Inimorganism saab süsivesikuid peamiselt taimse polüsahhariidi tärklise kujul ja sisse väike kogus loomse glükogeeni polüsahhariidi kujul. Seedetraktis lagundatakse need monosahhariidide (glükoos, fruktoos, laktoos, galaktoos) tasemeni.

Monosahhariidid, millest peamine on glükoos, imenduvad verre ja portaalveeni kaudu maksa. Siin muundatakse fruktoos ja galaktoos glükoosiks. Glükoosi intratsellulaarne kontsentratsioon hepatotsüütides on lähedane selle kontsentratsioonile veres. Kui liigne glükoos siseneb maksa, fosforüülitakse see ja muundatakse selle säilitamise reservvormiks - glükogeeniks. Täiskasvanu glükogeeni kogus võib olla 150-200 g Toidutarbimise piiramise korral veresuhkru taseme langusega glükogeen laguneb ja glükoos satub verre.

Esimese 12 või enama tunni jooksul pärast sööki tagab vere glükoosikontsentratsiooni säilitamise glükogeeni lagunemine maksas. Pärast glükogeenivarude ammendumist suureneb ensüümide süntees, pakkudes glükoneogeneesi reaktsioone - glükoosi sünteesi laktaadist või aminohapetest. Keskmiselt tarbib inimene päevas 400-500 g süsivesikuid, millest tavaliselt 350-400 g on tärklis ning 50-100 r mono- ja disahhariide. Üleliigsed süsivesikud ladestuvad rasvana.

Vee ja mineraalide ainevahetus

Veesisaldus täiskasvanud inimese kehas on keskmiselt 73,2 ± 3% kehakaalust. Vee tasakaal kehas säilib veekao ja selle kehasse sisenemise mahu võrdsuse tõttu. Päevane veevajadus jääb vahemikku 21-43 ml/kg (keskmiselt 2400 ml) ja kaetakse joogivee (~1200 ml), toiduga (~900 ml) ja organismis ainevahetusprotsesside käigus tekkiva veega ( endogeenne vesi ~300 ml).Sama palju vett eritub uriiniga (~1400 ml), roojaga (~100 ml), aurustumise teel naha pinnalt ja hingamisteed(~900 ml).

Organismi veevajadus sõltub toitumise iseloomust. Süües valdavalt süsivesikuid ja rasvased toidud ja väikese NaCl tarbimisega on veevajadus väiksem. toit, valkude rikas, sama hästi kui suurenenud vastuvõtt soolad põhjustavad suuremat veevajadust, mis on vajalik osmootseks eritumiseks toimeaineid(uurea ja mineraalioonid). Vee ebapiisav tarbimine või selle liigne kadu põhjustab dehüdratsiooni, millega kaasneb vere paksenemine, selle halvenemine. reoloogilised omadused ja hemodünaamilised häired.

Veepuudus kehas 20% kehakaalust põhjustab surmav tulemus. Liigne vee tarbimine organismi või selle organismist väljutatavate koguste vähenemine toob kaasa veemürgistuse. Tulemusena ülitundlikkus närvirakkude ja närvikeskuste osmolaarsuse vähenemiseni, veemürgitusega võivad kaasneda lihaskrambid.

Vee ja mineraalioonide vahetus organismis on hooldusvajaduse tõttu omavahel tihedalt seotud osmootne rõhk suhteliselt konstantsel tasemel rakuvälises keskkonnas ja rakkudes. Numbri rakendamine füsioloogilised protsessid(ergastus, sünoptiline ülekanne, lihaskontraktsioon) on võimatu ilma Na +, K +, Ca2 + ja teiste mineraalioonide teatud kontsentratsiooni säilitamiseta rakus ja rakuvälises keskkonnas. Kõik need tuleb alla neelata koos toiduga.

1. Organismis toimuva ainevahetuse üldised omadused.

2. Valkude ainevahetus.

3. Rasvade ainevahetus.

4. Süsivesikute ainevahetus.

EESMÄRK: Esitada organismi ainevahetuse üldist skeemi, valkude, rasvade, süsivesikute ainevahetust ja seda tüüpi ainevahetuse patoloogia ilminguid.

1. Organismi sattudes osalevad toidumolekulid paljudes erinevates reaktsioonides. Neid reaktsioone, nagu ka muid elutähtsa tegevuse keemilisi ilminguid, nimetatakse ainevahetuseks või ainevahetuseks. Toitaineid kasutatakse toorainena uute rakkude sünteesiks või oksüdeeritakse, viies kehasse energiat Osa sellest energiast on vajalik pidevaks uute koekomponentide ehitamiseks, teine kulub rakkude funktsioneerimise protsessis: lihaste ajal. kokkutõmbumine, närviimpulsside ülekanne, rakuproduktide sekretsioon . Ülejäänud energia vabaneb soojusena.

Ainevahetusprotsessid jagunevad anaboolseteks ja kataboolseteks. Anabolism (assimilatsioon) - keemilised protsessid, mille käigus lihtsad ained ühinevad üksteisega, moodustades keerukamaid, mis viib energia akumuleerumiseni, uue protoplasma ehitamiseni ja kasvuni. Katabolism (dissimilatsioon) - komplekssete ainete lõhenemine, mille tulemuseks on energia vabanemine, protoplasma hävimine ja selle ainete kulutamine.

Ainevahetuse spetsiifilised funktsioonid: 1) energia ammutamine keskkonnast orgaaniliste ainete keemilise energia kujul; 2) eksogeensete ainete muundamine ehitusplokkideks, s.o raku makromolekulaarsete komponentide eelkäijateks; 3) valkude kokkupanek, nukleiin happed ja muud rakukomponendid nendest plokkidest; 4) antud raku erinevate spetsiifiliste funktsioonide täitmiseks vajalike biomolekulide süntees ja hävitamine.

2. Valkude ainevahetus – plastsete ja energeetiliste valkude muundamise protsesside kogum organismis, sealhulgas aminohapete ja nende lagunemissaaduste vahetus. Valgud - kõigi rakustruktuuride alus, on elu materiaalsed kandjad. Valkude biosüntees määrab kõigi organismi struktuurielementide kasvu, arengu ja eneseuuendamise ning seeläbi nende funktsionaalse töökindluse. Täiskasvanu päevane valkude vajadus (valgu optimum) on 100-120 g (energiakuluga 3000 kcal päevas). Kõik aminohapped (20) peavad olema teatud vahekorras ja koguses organismi käsutuses, vastasel juhul ei saa valku sünteesida. Paljusid valgu aminohappeid (valiin, leutsiin, isoleutsiin, lüsiin, metioniin, treoniin, fenüülalaniin, trüptofaan) ei saa keha sünteesida ja neid tuleb varustada toiduga (asendatavad aminohapped). Teisi aminohappeid saab organismis sünteesida ja neid nimetatakse mitteessentsiaalseteks (histidiin, glükokool, glütsiin, alaniin, glutamiinhape, proliin, hüdroksüproliin, seeria, türosiin, tsüsteiin, arginiin,).Valgud jagunevad bioloogiliselt terviklikeks (koos a. kõigi asendamatute aminohapete täielik komplekt) ja mittetäielik (ühe või mitme asendamatu aminohappe puudumisel).

Imendunud peensoole limaskesta villi verekapillaaridesse, sisenevad aminohapped portaalveeni voolu, kus need kohe ära kasutatakse või säilitatakse väikese varuna. Osa aminohappeid jäävad verre ja sisenevad teistesse keharakkudesse, kus need liidetakse uuteks valkudeks. Kehavalgud lagundatakse ja sünteesitakse uuesti (koguvalgu uuenemise periood organismis on 80 päeva). Kui toit sisaldab rohkem aminohappeid, kui on vajalik rakuliste valkude sünteesiks, lõhustavad maksaensüümid nendest NH2 aminorühmad, s.t. tekitada deaminatsiooni. Teised ensüümid, mis ühendavad CO2-ga eraldatud aminorühmi, moodustavad neist karbamiidi, mis kandub koos verega neerudesse ja eritub uriiniga. Valgud ei ladestu depoos, seega ei ole valgud, mida organism tarbib pärast süsivesikute ja rasvade ammendumist, mitte varu, vaid ensüümid ja rakkude struktuurvalgud.

Valkude ainevahetuse häired organismis võivad olla kvantitatiivsed ja kvalitatiivsed. Valkude metabolismi kvantitatiivseid muutusi hinnatakse lämmastiku tasakaalu järgi, s.o. toiduga kehasse siseneva ja sealt erituva lämmastiku koguse suhte järgi. Tavaliselt on piisava toitumisega täiskasvanul organismi sattunud lämmastiku hulk võrdne organismist väljutatava kogusega (lämmastiku tasakaal). Kui lämmastiku tarbimine ületab selle eritumist, räägivad nad positiivsest lämmastiku tasakaalust ja lämmastik säilib kehas. Seda täheldatakse keha kasvuperioodil, raseduse ajal, taastumise ajal.Kui organismist väljutatava lämmastiku kogus ületab saadud koguse, räägitakse negatiivsest lämmastiku bilansist.Märgitakse valgusisalduse olulise langusega aastal toit (valgu nälg).

3. Rasvade ainevahetus – protsesside kogum lipiidide (rasvade) muundumiseks organismis. Rasvad on energia- ja plastiline materjal, need on osa rakkude kestast ja tsütoplasmast. Osa rasvast koguneb reservide kujul (10-30% kehakaalust). Suurem osa rasvadest on neutraalsed lipiidid (oleiin-, palmitiin-, steariin- ja teiste kõrgemate rasvhapete triglütseriidid). Täiskasvanu päevane rasvavajadus on 70-100g.Rasvade bioloogilise väärtuse määrab see, et mõned eluks vajalikud küllastumata rasvhapped (linool-, linoleen-, arahhidoonhape) on asendamatud (päevane vajadus 10-12g ) ja ei saa tekkida inimorganismis teistest rasvhapetest, mistõttu tuleb neid varustada toiduga (taimsed ja loomsed rasvad).

Rasvade ainevahetuse põhietapid: 1) toidurasvade ensümaatiline lagunemine seedetraktis glütserooliks ja rasvhapeteks ning viimaste imendumine peensooles; 2) lipoproteiinide teke soole limaskestas ja maksas ning nende transport verega; 3) nende ühendite hüdrolüüs rakumembraanide pinnal ensüümi lipoproteiinlipaasi toimel, rasvhapete ja glütserooli imendumine rakkudesse, kus neid kasutatakse elundite ja kudede rakkude lipiidide sünteesimiseks. Pärast sünteesi võivad lipiidid oksüdeeruda, vabastades energiat ja lõpuks muutuda süsinikdioksiidiks ja veeks (100 g rasva annab oksüdeerumisel 118 g vett). Rasva saab muuta glükogeeniks ja seejärel läbida süsivesikute ainevahetusega sarnased oksüdatiivsed protsessid. Ülejäägi korral ladestub rasv reservide kujul mõne siseorgani ümber nahaalusesse koesse, suuremasse omentumi.

Rasvarikka toiduga tuleb teatud kogus lipoide (rasvalaadseid aineid) – fosfatiide ja steroole. Fosfatiide on keha jaoks vaja rakumembraanide sünteesimiseks, need on osa tuumaainest, rakkude tsütoplasmast. Fosfatiide on eriti palju närvikoes. Steroolide peamine esindaja on kolesterool. See on ka osa rakumembraanidest, on neerupealiste koore, sugunäärmete, D-vitamiini, sapphapete hormoonide eelkäija. Kolesterool suurendab punaste vereliblede vastupanuvõimet hemolüüsile, toimib närvirakkude isolaatorina, tagades närviimpulsside juhtivuse. Üldkolesterooli normaalne sisaldus vereplasmas on 3,11-6,47 mmol / l.

Glükoos on vere konstantne komponent (bioloogiline konstant). Glükoosi sisaldus veres on tavaliselt 4,44–6,67 mmol / l, selle sisalduse suurenemisega (hüperglükeemia) 8,34–10 mmol / l eritub see uriiniga jälgede kujul. Vere glükoosisisalduse (hüpoglükeemia) langusega 3,89 mmol / l-ni ilmneb näljatunne, kuni 3,22 mmol / l - tekivad krambid, deliirium ja teadvusekaotus (kooma). Kui glükoos oksüdeeritakse rakkudes energia saamiseks, muutub see lõpuks süsinikdioksiidiks ja veeks. Glükogeeni lagunemine maksas glükoosiks on glükogenolüüs. Süsivesikute biosüntees nende laguproduktidest või rasvade ja valkude lagunemissaadustest – glükoneogenees. Süsivesikute lagunemine hapniku puudumisel koos energia akumuleerumisega ATP-s ning piim- ja püroviinamarihapete moodustumisega - glükolüüs.

Kui glükoosi tarbimine ületab nõudluse, muudab maks glükoosi rasvaks, mis talletub rasvaladudes ja mida saab tulevikus kasutada energiaallikana. Süsivesikute normaalse metabolismi rikkumine väljendub vere glükoosisisalduse suurenemises. Diabeedi korral täheldatakse pidevat hüperglükeemiat ja glükosuuriat, mis on seotud süsivesikute metabolismi sügava rikkumisega. Haiguse aluseks on kõhunäärme endokriinse funktsiooni puudulikkus. Insuliini puudumise või puudumise tõttu organismis on kudede võime glükoosi kasutada ja see eritub uriiniga.

EESMÄRK: esindavad üldist ainevahetuse skeemi kehas, valkude, rasvade, süsivesikute ainevahetust ja seda tüüpi ainevahetuse patoloogia ilminguid.

Glükoos on vere konstantne komponent (bioloogiline konstant). Glükoosi sisaldus inimese veres on tavaliselt 4,44–6,67 mmol / l, selle sisalduse suurenemisega (hüperglükeemia) 8,34–10 mmol / l eritub see uriiniga jälgede kujul. Vere glükoosisisalduse (hüpoglükeemia) langusega 3,89 mmol / l-ni ilmneb näljatunne, kuni 3,22 mmol / l - tekivad krambid, deliirium ja teadvusekaotus (kooma).

Kui glükoos oksüdeeritakse rakkudes energia saamiseks, muutub see lõpuks süsinikdioksiidiks ja veeks. Glükogeeni lagunemine maksas glükoosiks on glükogenolüüs. Süsivesikute biosüntees nende laguproduktidest või rasvade ja valkude lagunemissaadustest – glükoneogenees. Süsivesikute lagunemine hapniku puudumisel koos energia akumuleerumisega ATP-s ning piim- ja püroviinamarihapete moodustumisega - glükolüüs.

Kui glükoosi tarbimine ületab nõudluse, muudab maks glükoosi rasvaks, mis talletub rasvaladudes ja mida saab tulevikus kasutada energiaallikana.

Süsivesikute normaalse metabolismi rikkumine väljendub vere glükoosisisalduse suurenemises. Diabeedi korral täheldatakse pidevat hüperglükeemiat ja glükosuuriat, mis on seotud süsivesikute metabolismi sügava rikkumisega. Haiguse aluseks on kõhunäärme endokriinse funktsiooni puudulikkus. Insuliini puudumise või puudumise tõttu organismis on kudede võime glükoosi kasutada ja see eritub uriiniga.

Elu jooksul sööb inimene umbes 10 tonni süsivesikuid. Süsivesikud sisenevad kehasse peamiselt tärklise kujul. Jagunemine seedetrakt glükoosiks, süsivesikud imenduvad verre ja imenduvad rakkudesse. Eriti süsivesikuterikkad on taimsed toidud: leib, teraviljad, köögiviljad, puuviljad. Loomsed tooted (välja arvatud piim) sisaldavad vähe süsivesikuid.

Süsivesikud on peamine energiaallikas, eriti suurenenud lihastöö korral. Üle poole energiast, mille täiskasvanud organism saab süsivesikutest. Süsivesikute ainevahetuse lõpp-produktideks on süsihappegaas ja vesi.

Veres hoitakse glükoosisisaldust suhteliselt ühtlasel tasemel (umbes 0,11%). Glükoosisisalduse vähenemine põhjustab kehatemperatuuri langust, aktiivsuse häiret närvisüsteem, väsimus. Maksal on oluline roll püsiva veresuhkru taseme hoidmisel. Glükoosi koguse suurenemine põhjustab selle ladestumist maksas loomse varutärklise kujul - glükogeen. Glükogeen mobiliseerub maksas, kui veresuhkur langeb. Glükogeen moodustub mitte ainult maksas, vaid ka lihastes, kus see võib koguneda kuni 1-2%. Maksa glükogeenivarud ulatuvad 150 g-ni.Nälgimise ja lihastöö ajal need varud vähenevad.

Tavaliselt kasutamisel suur hulk süsivesikud uriinis ilmuvad suhkrut ja seeläbi tasandavad suhkrusisaldust veres.

Samas võib esineda püsiv veresuhkru tõus, mis ei ühtlustu. See tekib näärmete talitlushäirete korral. sisemine sekretsioon(näiteks kõhunääre), mis põhjustab haiguse arengut diabeet . Selle haigusega kaob võime siduda suhkrut glükogeeniga ja algab suhkru suurenenud eritumine uriiniga.

Glükoosi väärtus kehale ei piirdu ainult selle rolliga energiaallikana. Glükoos on osa tsütoplasmast ja seetõttu on see vajalik uute rakkude moodustamiseks, eriti kasvuperioodil.

Süsivesikutel on tähtsust ja kesknärvisüsteemi ainevahetuses. Kell järsk langus suhkru hulk veres, esineb närvisüsteemi häireid. Esinevad krambid, deliirium, teadvusekaotus, muutused südametegevuses. Kui sellisele inimesele süstitakse verre glükoosi või antakse süüa tavalist suhkrut, siis mõne aja pärast need rasked sümptomid kaduma.

Täielikult veresuhkur ei kao isegi selle puudumisel toidus, kuna kehas võivad süsivesikud moodustuda valkudest ja rasvadest.

Glükoosi vajadus erinevates organites ei ole sama. Aju säilitab kuni 12% sissetoodud glükoosist, sooled - 9%, lihased - 7%, neerud - 5%. Põrn ja kopsud ei tarbi peaaegu üldse glükoosi.

Rasvade ainevahetus

Rasva koguhulk inimkehas on väga erinev ja moodustab keskmiselt 10-12% kehakaalust ning rasvumise korral võib ulatuda 50% kehakaalust. Ladustatud rasva hulk oleneb toitumise iseloomust, tarbitavast toidukogusest, soost, vanusest jne.

Toidurasv laguneb seedetraktis glütserooliks ja rasvhapeteks, mis imenduvad peamiselt lümfi ja ainult osaliselt verre.

Rasvhapped seebistuvad imendumise käigus, st moodustavad koos leeliste ja sapphapetega lahustuvaid komplekse, mis läbivad soole limaskesta. Juba puurides soole epiteel sünteesitakse keha enda rasvu.

Lümfiteede kaudu vereringe rasvu leidub peamiselt rasvkude, mis on oluline keha rasvadepoo jaoks. Nahaaluses koes, mõne siseorgani (näiteks neerude) ümbruses, samuti maksas ja lihastes on palju rasva.

Rasva kasutab keha rikkaliku energiaallikana. 1 g rasva lagunemisel kehas vabaneb üle kahe korra rohkem energiat kui sama koguse valkude või süsivesikute lagunemisel. Rasvad on samuti osa rakkudest (tsütoplasma, tuum, rakumembraanid), kus nende arv on stabiilne ja konstantne. Rasva kogunemine võib täita muid funktsioone. Näiteks, nahaalune rasv takistab suurenenud soojusülekannet, perirenaalne rasv kaitseb neere verevalumite eest jne.

Rasvapuudus toidus häirib kesknärvisüsteemi ja suguelundite tegevust, vähendab vastupidavust erinevatele haigustele.

Rasvad sünteesitakse kehas mitte ainult glütseroolist ja rasvhapetest, vaid ka valkude ja süsivesikute ainevahetusproduktidest.

See on aluseks põllumajandusloomade peki saamiseks nuumamisele.

Rasvade liigispetsiifilisus on vähem väljendunud kui valkude liigispetsiifilisus. Seda tõendavad koertega tehtud katsed. Koerad olid sunnitud kaua aega nälgida ja kui nad kaotasid peaaegu kogu varurasva, anti üks neist koos toiduga linaseemneõli ja teine on lambarasv. Mõne aja pärast selgus, et esimese koera enda rasv muutus vedelaks ja meenutas mõne omaduse poolest linaseemneõli ning teise koera rasv sarnanes konsistentsilt lambarasvaga.

Mõned küllastumata rasvhapped organismile vajalik(linool-, linoleen- ja arahhidoonhape), peavad kehasse sisenema valmis kujul, kuna nad ei suuda neid sünteesida. Küllastumata rasvhappeid leidub taimeõlid(enamik neist on linaseemne- ja kanepiõlis). Palju linoolhapet ja päevalilleõli. See seletab kõrget toiteväärtus margariin, mis sisaldab märkimisväärses koguses taimseid rasvu.

Nendes lahustuvad vitamiinid (A-, D-, E-vitamiinid jne), mis on inimesele elulise tähtsusega, satuvad organismi koos rasvadega.

1 kg täiskasvanu kehakaalu kohta päevas tuleks toiduga varustada 1,25 g rasva (60-80 g päevas).

Keharakkudes lagunevad rasvad rakuliste ensüümide (lipaaside) toimel glütserooliks ja rasvhapeteks. Glütserooli muundamine (ATP osalusel) lõpeb süsinikdioksiidi ja vee moodustumisega. Paljude ensüümide toimel toimuvad rasvhapped läbivad keerukaid muundumisi, mille tulemusena moodustub vaheprodukt äädikhape, mis seejärel muundatakse atsetoäädikhappeks. Rasvhapete ainevahetuse lõpp-produktideks on süsihappegaas ja vesi. Küllastumata rasvhapete muundumisi organismis ei ole veel piisavalt uuritud.