A szénhidrát- és fehérjeanyagcsere jelentősége. Fehérje anyagcsere. Zsír anyagcsere. A szénhidrátok cseréje. A máj, szerepe az anyagcserében

FEHÉRJÉK-, ZSÍR- ÉS SZÉNHIDRÁT-ANYAGCSERE A TESTBEN.

1. Általános tulajdonságok anyagcsere a szervezetben.

2. Fehérje anyagcsere.

3. Zsíranyagcsere.

4. A szénhidrátok anyagcseréje.

CÉL: képviselni általános séma anyagcsere a szervezetben, a fehérjék, zsírok, szénhidrátok anyagcseréje és az ilyen típusú anyagcsere patológiájának megnyilvánulásai.

1. A szervezetbe kerülve a tápanyagmolekulák különféle különféle reakciók. Ezeket a reakciókat, valamint a létfontosságú tevékenység egyéb kémiai megnyilvánulásait metabolizmusnak vagy anyagcserének nevezik. Tápanyagok nyersanyagként hasznosulnak új sejtek szintéziséhez vagy oxidálódnak, energiát juttatva a szervezetbe Ennek az energiának egy része az új szöveti komponensek folyamatos felépítéséhez szükséges, másik része a sejtműködés folyamatában fogyasztódik el: izomösszehúzódás során , terjedés ideg impulzusok, sejttermékek szekréciója. A többi energia hőként szabadul fel.

Az anyagcsere folyamatokat anabolikusra és katabolikusra osztják. Anabolizmus (asszimiláció) - kémiai folyamatok, ahol egyszerű anyagok egymással kombinálva összetettebbeket alkotnak, ami energia felhalmozódásához, új protoplazma felépítéséhez és növekedéséhez vezet. Katabolizmus (disszimiláció) - összetett anyagok felosztása, ami energia felszabadulásához vezet, miközben a protoplazma megsemmisül és anyagai elhasználódnak.

Az anyagcsere lényege: 1) különféle tápanyagok bevitele a szervezetbe a külső környezetből; 2) asszimilációjuk és felhasználásuk az életfolyamatokban energiaforrásként és a szövetek felépítéséhez szükséges anyagként; 3) a keletkező anyagcseretermékek felszabadulása. a külső környezetbe.

Az anyagcsere sajátos funkciói: 1) energia kinyerése a környezet szerves anyagok kémiai energiája formájában; 2) exogén anyagok építőelemekké, azaz a sejt makromolekuláris komponenseinek prekurzoraivá alakítása; 3) fehérjék, nukleinsavak és egyéb sejtkomponensek összeállítása ezekből a blokkokból; 4) a sejt különböző specifikus funkcióinak ellátásához szükséges biomolekulák szintézise és elpusztítása.

2. Fehérje anyagcsere - egy sor műanyag és energiafolyamatok a fehérjék átalakulása a szervezetben, beleértve az aminosavak és bomlástermékeik cseréjét. A fehérjék - minden sejtszerkezet alapja, az élet anyagi hordozói. A fehérje bioszintézis meghatározza mindenki növekedését, fejlődését és önmegújulását szerkezeti elemek a szervezetben és ezáltal funkcionális megbízhatóságukat. A napi fehérjeszükséglet (fehérjeoptimum) egy felnőtt számára 100-120 g (3000 kcal/nap energiafelhasználással). Minden aminosavnak (20) meghatározott arányban és mennyiségben a szervezet rendelkezésére kell állnia, különben a fehérje nem tud szintetizálódni. Számos fehérje-aminosav (valin, leucin, izoleucin, lizin, metionin, treonin, fenilalanin, triptofán) nem tud szintetizálódni a szervezetben, ezért táplálékkal kell ellátni őket (esszenciális aminosavak). Más aminosavak is szintetizálódhatnak a szervezetben, és ezeket nem esszenciálisnak nevezik (hisztidin, glikokol, glicin, alanin, glutaminsav, prolin, hidroxiprolin, sorozat, tirozin, cisztein, arginin.) A fehérjék biológiailag teljes készlettel vannak felosztva. esszenciális aminosavak) és hibás (egy vagy több esszenciális aminosav hiányában).

A fehérjeanyagcsere fő szakaszai: 1) élelmiszerfehérjék enzimatikus lebontása aminosavakra és ez utóbbiak felszívódása; 2) aminosavak átalakulása; 3) fehérje bioszintézis; 4) fehérje lebontása; 5) az aminosavak lebomlásának végtermékeinek képződése.

beszívott hajszálerek a vékonybél nyálkahártyájának bolyhjai, aminosavak szerint gyűjtőér olyan időpontban érkezzenek, ahol azonnal felhasználják, vagy kis tartalékként tartják őket. Az aminosavak egy része a vérben marad, és bejut a szervezet más sejtjeibe, ahol beépülnek új fehérjékbe. A testfehérjék folyamatosan lebomlanak és újra szintetizálódnak (megújulási időszak teljes fehérje a szervezetben - 80 nap). Ha az élelmiszer több aminosavat tartalmaz, mint amennyi a sejtfehérjék szintéziséhez szükséges, a májenzimek leválasztják belőlük az NH2 aminocsoportokat, pl. dezaminációt termelnek. Más enzimek a CO2-val leszakított aminocsoportokat összekötve karbamidot képeznek belőlük, amely a vérrel a vesékbe kerül, és a vizelettel ürül ki. A fehérjék nem rakódnak le a raktárban, így a szénhidrátok és zsírok kimerülése után a szervezet által elfogyasztott fehérjék nem tartalékok, hanem a sejtek enzimei és szerkezeti fehérjéi.

A szervezetben a fehérjeanyagcsere-zavarok mennyiségi és minőségi jellegűek lehetnek. O mennyiségi változások a fehérje anyagcserét a nitrogén egyensúly alapján ítéljük meg, azaz. a táplálékkal a szervezetbe jutó és onnan kiürült nitrogén mennyiségének aránya szerint. Általában felnőttnél megfelelő táplálkozás a szervezetbe juttatott nitrogén mennyisége megegyezik a szervezetből kiválasztott mennyiséggel (nitrogén egyensúly). Amikor a nitrogénbevitel meghaladja a kiválasztódást, pozitív nitrogénegyensúlyról beszélnek, és a nitrogén megmarad a szervezetben. Testnövekedés időszakában, terhesség alatt, gyógyulás alatt figyelhető meg.. Amikor a szervezetből kiürült nitrogén mennyisége meghaladja a bevitt mennyiséget, negatív nitrogénmérlegről beszélnek. jelentős csökkenés fehérjetartalom az élelmiszerekben (fehérjeéhezés).

3. Zsír anyagcsere - folyamatok összessége a lipidek (zsírok) átalakulására a szervezetben. A zsírok energia és műanyag anyag A sejtek membránjának és citoplazmájának részei. A zsír egy része tartalékok formájában halmozódik fel (a testtömeg 10-30%-a). A zsírok nagy része semleges lipidek (olajsav, palmitinsav, sztearinsav és más magasabb zsírsavak trigliceridjei) zsírsavak). Egy felnőtt napi zsírszükséglete 70-100 g A zsírok biológiai értékét az határozza meg, hogy egyes, az élethez szükséges telítetlen zsírsavak (linolénsav, linolénsav, arachidonsav) nélkülözhetetlenek ( napi szükséglet 10-12 g).és más zsírsavakból az emberi szervezetben nem képződhetnek, ezért táplálékkal (növényi és állati zsírok) kell őket ellátni.

A zsíranyagcsere főbb szakaszai: 1) az élelmiszer-zsírok enzimatikus lebontása a gyomor-bél traktus a glicerinhez és a zsírsavakhoz és az utóbbiak felszívódásához vékonybél; 2) lipoproteinek képződése a bélnyálkahártyában és a májban, valamint vérrel történő szállítása; 3) ezeknek a vegyületeknek a hidrolízise a sejtmembrán felszínén a lipoprotein lipáz enzim által, a zsírsavak és a glicerin felszívódása a sejtekbe, ahol saját lipidjeik szintetizálására szolgálnak a szervek és szövetek sejtjeiből. A szintézis után a lipidek oxidáción mennek keresztül, energiát szabadítanak fel, és végül átalakulhatnak szén-dioxidés víz (100 g zsír oxidálva 118 g vizet ad). A zsír átalakulhat glikogénné, majd ilyen típusú oxidatív folyamatokon megy keresztül szénhidrát anyagcsere. A többlet zsírral tartalékok formájában rakódik le bőr alatti szövet, nagyobb omentum, néhány körül belső szervek.

Étellel zsírban gazdag, jön egy bizonyos mennyiségű lipoid (zsírszerű anyagok) - foszfatidok és szterolok. A foszfatidok szükségesek a szervezet számára a sejtmembránok szintéziséhez, a nukleáris anyag, a sejtek citoplazmájának részét képezik. foszfatidokban gazdag idegszövet. A szterinek fő képviselője a koleszterin. A sejtmembránok része is, a mellékvesekéreg hormonjainak, az ivarmirigyeknek, a D-vitaminnak az előfutára, epesavak. A koleszterin növeli az eritrociták hemolízissel szembeni ellenállását, szigetelőként szolgál idegsejtek biztosítja az idegimpulzusok vezetését. Normál tartalom összkoleszterin vérplazmában 3,11-6,47 mmol / l.

4. Szénhidrát anyagcsere - folyamatok sorozata a szénhidrátok átalakulásához a szervezetben. A szénhidrátok közvetlen felhasználású energiaforrások (glükóz) vagy energiaraktárt (glikogén) képeznek, komplex vegyületek (nukleoproteinek, glikoproteinek) alkotórészei a sejtszerkezetek felépítéséhez Napi szükséglet 400-500 g.

A szénhidrát-anyagcsere fő szakaszai: 1) a táplálék szénhidrátjainak lebontása a gyomor-bélrendszerben és a monoszacharidok felszívódása a vékonybélben; 2) a glükóz lerakódása glikogén formájában a májban és az izmokban, vagy közvetlen energiafelhasználása. célokra; 3) a glikogén lebontása a májban és a glükóz bejutása a vérbe, amint az csökken (glikogén mobilizáció); 4) a glükóz szintézise a köztes termékekből (piroszőlősav és tejsav) és a nem szénhidrát prekurzorokból; 5) az átalakulás a glükózt zsírsavakra; 6) a glükóz oxidációja szén-dioxid és víz képződésével.

A szénhidrátok a tápcsatornában szívódnak fel glükóz, fruktóz és galaktóz formájában. A portális vénán keresztül a májba jutnak, ahol a fruktóz és a galaktóz glükózzá alakul, amely glikogénként raktározódik. A glükózból a májban a glikogén szintézis folyamatát glikogénnek nevezik (a máj 150-200 g szénhidrátot tartalmaz glikogén formájában). A glükóz egy része bekerül az általános keringésbe, és eloszlik a szervezetben, fő energiaanyagként és komplex vegyületek (glikoproteinek, nukleoproteinek) összetevőjeként.

A glükóz állandó szerves része(biológiai állandó) a vér. A vér glükóztartalma általában 4,44-6,67 mmol / l, tartalmának növekedésével (hiperglikémia) 8,34-10 mmol / l-re, nyomok formájában a vizelettel ürül. A vércukorszint (hipoglikémia) 3,89 mmol / l-re történő csökkenésével éhségérzet jelentkezik, 3,22 mmol / l-re - görcsök, delírium és eszméletvesztés (kóma) jelentkezik. Amikor a glükózt a sejtekben energiává oxidálják, végül szén-dioxiddá és vízzé alakul. A glikogén lebontása a májban glükózzá glikogenolízis. Szénhidrátok bioszintézise bomlástermékeikből vagy zsírok és fehérjék bomlástermékeiből - glükoneogenezis. A szénhidrátok lebomlása oxigén hiányában az energia ATP-ben való felhalmozódásával és tej- és piroszőlősav- glikolízis.

Amikor a glükózbevitel meghaladja az igényt, a máj a glükózt zsírrá alakítja, amely zsírraktárban raktározódik, és a jövőben energiaforrásként használható fel. Szabálysértés normál csere szénhidrát a vércukorszint emelkedésével nyilvánul meg. Tartós hiperglikémia és glucosuria társul mély megsértése cukorbetegségben a szénhidrát-anyagcsere figyelhető meg. A betegség alapja a hasnyálmirigy endokrin funkciójának elégtelensége. Az inzulin hiánya vagy hiánya miatt a szervezetben a szövetek glükózfelhasználó képessége károsodik, és a vizelettel ürül ki.

Az anyagcsere a bevitellel kezdődik tápanyagok a gyomor-bél traktusba és a levegő a tüdőbe.

Az anyagcsere első szakasza a fehérjék, zsírok és szénhidrátok vízoldható aminosavakra, mono- és diszacharidokra, glicerinekre, zsírsavakra és más, a szervezetben előforduló vegyületekre történő felhasadásának enzimatikus folyamata. különböző osztályok gyomor-bél traktus, valamint ezeknek az anyagoknak a vérbe és nyirokba való felszívódása.

A csere második szakasza a tápanyagok és oxigén szállítása a vér által a szövetekbe, valamint az anyagoknak a sejtekben előforduló összetett kémiai átalakulásai. Egyidejűleg végzik a tápanyagok lebontását az anyagcsere végtermékeivé, az enzimek, hormonok és a citoplazma összetevőinek szintézisét. Az anyagok lebomlásával együtt jár az energia felszabadulása is, amelyet a szintézis folyamataihoz, az egyes szervek és a szervezet egészének működésének biztosításához használnak fel.

A harmadik szakasz a bomlási végtermékek eltávolítása a sejtekből, szállításuk és kiválasztódásuk a vesén, tüdőn, verejtékmirigyekés a belek.

A fehérjék, zsírok, szénhidrátok átalakulása, ásványokés a víz egymással szoros kölcsönhatásban fordul elő. Mindegyikük anyagcseréjének megvannak a maga sajátosságai, fiziológiai jelentőségük is eltérő, ezért ezeknek az anyagoknak a cseréjét általában külön-külön vizsgálják.

Fehérje anyagcsere

A fehérjéket a szervezet elsősorban műanyagként hasznosítja. A fehérjeszükségletet az a minimális mennyiség határozza meg, amely kiegyenlíti a szervezet elvesztését. A fehérjék folyamatos csere és megújulás állapotában vannak. Egy egészséges felnőtt szervezetében a naponta lebomlott fehérje mennyisége megegyezik az újonnan szintetizált fehérje mennyiségével. A 20 aminosavból tíz (valin, leucin, izoleucin, lizin, metionin, triptofán, treonin, fenilalanin, arginin és hisztidin) nem tud szintetizálódni a szervezetben, ha táplálékkal elégtelen, és esszenciálisnak nevezik. A másik tíz (nem esszenciális) aminosav szintetizálható a szervezetben.

Az emésztés során nyert aminosavakból az adott fajra, szervezetre és minden szervre jellemző fehérjék szintetizálódnak. Az aminosavak egy része energiaanyagként szolgál, pl. hasításon mennek keresztül. Először is dezaminálódnak - elveszítik az Nh3 csoportot, ami ammónia és ketosavak képződését eredményezi. Az ammónia az mérgező anyagés a májban karbamiddá alakulással méregtelenítik. A ketosavak egy sor átalakulás után CO2-ra és H2O-ra bomlanak.

A testfehérjék bomlásának és megújulásának sebessége eltérő - néhány perctől 180 napig (átlagosan 80 napig). A naponta lebomló fehérje mennyiségét az emberi szervezetből kiürült nitrogén mennyisége alapján ítélik meg. 100 g fehérje 16 g nitrogént tartalmaz. Így 1 g nitrogén szervezet általi kiválasztása 6,25 g fehérje lebontásának felel meg. Egy felnőtt ember szervezetéből naponta körülbelül 3,7 g nitrogén szabadul fel, azaz. az elpusztított fehérje tömege 3,7 x 6,25 = 23 g, vagyis 0,028-0,075 g nitrogén 1 testtömegkilogrammonként naponta (Rubner kopási együttható).

Ha a táplálékkal a szervezetbe jutó nitrogén mennyisége megegyezik a szervezetből kiürült nitrogén mennyiségével, akkor a szervezet nitrogénegyensúlyi állapotban van.

Ha több nitrogén kerül a szervezetbe, mint amennyi kiürül, akkor ez pozitív nitrogénegyensúlyt (nitrogén-visszatartást) jelez. Akkor fordul elő, amikor a tömeg izomszövet(intenzív fizikai aktivitás), a testnövekedés időszakában, terhesség alatt, utáni felépülés során komoly betegség. Azt az állapotot, amikor a szervezetből kiürült nitrogén mennyisége meghaladja a szervezetbe bevitt mennyiséget, negatív nitrogénmérlegnek nevezzük. Hibás fehérjék fogyasztásakor fordul elő, amikor az esszenciális aminosavak egyike sem kerül be a szervezetbe, fehérje mellett vagy teljes éhezés esetén.

Napi 1 testtömegkilogrammonként legalább 0,75 g fehérje fogyasztása szükséges, ami egy felnőtt számára egészséges ember 70 kg súlyú legalább 52,5 g teljes értékű fehérjét tartalmaz. A nitrogén egyensúly megbízható stabilitása érdekében napi 85-90 g fehérje bevitele javasolt étkezés közben. Gyermekeknél, terhes és szoptató nőknél ezeknek az arányoknak magasabbnak kell lenniük. Fiziológiai jelentősége ban ben ez az eset azt jelenti, hogy a fehérjék főleg képlékeny funkciót látnak el, a szénhidrátok pedig energiát.

A zsírok (lipidek) anyagcseréje

A lipidek a glicerin és a magasabb zsírsavak észterei. A zsírsavak telítettek vagy telítetlenek (egy vagy több kettős kötést tartalmaznak). A lipidek energia- és képlékeny szerepet töltenek be a szervezetben. A zsírok oxidációja révén a felnőtt szervezet energiaszükségletének mintegy 50%-a biztosított. A zsírok a szervezet tápanyag-tartalékaként szolgálnak, tartalékaik az emberben átlagosan a testtömeg 10-20%-át teszik ki. Ennek körülbelül a fele a bőr alatti zsírszövetben található, jelentős mennyiség a nagyobb omentumban, a perirenális szövetben és az izmok között rakódik le.

Éhség állapotában, amikor a test hidegnek van kitéve, fizikai, ill pszicho-érzelmi terhelés intenzíven lebomlanak a raktározott zsírok. Étkezés utáni pihenő körülmények között a lipidek újraszintézise és lerakódása történik a raktárban. A fő energia szerepet a semleges zsírok - trigliceridek - játsszák, a műanyagot pedig foszfolipidek, koleszterin és zsírsavak végzik, amelyek a sejtmembránok szerkezeti összetevőinek funkcióit látják el, a lipoproteinek részét képezik, prekurzorok. szteroid hormonok, epesavak és prosztaglandinok.

A bélből felszívódó lipidmolekulák a hámsejtekbe csomagolódnak transzportrészecskékké (kilomikronok), amelyek a nyirokereken keresztül jutnak be a véráramba. A kapilláris endotélium lipoprotein lipázának hatása alatt fő komponens a kilomikronok – semleges trigliceridek – glicerinné és szabad zsírsavakra bomlanak le. A zsírsavak egy része az albuminhoz tud kötődni, míg a glicerin és a szabad zsírsavak bejutnak zsírsejtekés trigliceridekké alakulnak. A vér kilomikronjainak maradványait a hepatociták megfogják, endocitózison mennek keresztül, és a lizoszómákban elpusztulnak.

A májban lipoproteinek képződnek a benne szintetizált lipidmolekulák szállítására. Ezek nagyon alacsony lipoproteinek és lipoproteinek kis sűrűségű amelyek a triglicerideket és a koleszterint a májból más szövetekbe szállítják. Az alacsony sűrűségű lipoproteineket a szöveti sejtek lipoprotein receptorok segítségével befogják a vérből, endocitizálják, koleszterint szabadítanak fel a sejtek szükségleteihez, és a lizoszómákban elpusztulnak. Mikor felesleges felhalmozódás alacsony sűrűségű lipoproteinek a vérben, ezeket a makrofágok és más leukociták megfogják. Ezek a metabolikusan alacsony aktivitású koleszterin-észtereket felhalmozó sejtek az atheroscleroticus vaszkuláris plakkok egyik összetevőjévé válnak.

Lipoproteinek nagy sűrűségű szállítás felesleges koleszterinészterei pedig a szövetekből a májba kerülnek, ahol epesavakká alakulnak, amelyek kiürülnek a szervezetből. Ezenkívül a nagy sűrűségű lipoproteineket a szteroid hormonok szintézisére használják a mellékvesékben.

A szervezetben egyszerű és összetett lipidmolekulák is szintetizálódhatnak, kivéve a telítetlen linol-, linolén- és arachidon-zsírsavakat, amelyeket táplálékkal kell ellátni. Ezek esszenciális savak a foszfolipidek molekuláinak részei. Az arachidonsavból prosztaglandinok, prosztaciklinek, tromboxánok, leukotriének képződnek. Az esszenciális zsírsavak hiánya vagy elégtelen bevitele a szervezetben növekedési retardációhoz, károsodott veseműködéshez, bőrbetegségekhez és terméketlenséghez vezet. Az étkezési lipidek biológiai fiatalságát az esszenciális zsírsavak jelenléte és emészthetőségük határozza meg. Vajés disznó zsír 93-98%-ban emésztődik, marhahús 80-94%-ban, napraforgóolaj 86-90%-ban, margarin 94-98%-ban.

Szénhidrát anyagcsere

A szénhidrátok a fő energiaforrások, és plasztikus funkciókat is ellátnak a szervezetben; a glükóz oxidációja során közbenső termékek képződnek - pentózok, amelyek a nukleotidok és nukleinsavak részét képezik. A glükóz bizonyos aminosavak szintéziséhez, lipidek, poliszacharidok szintéziséhez és oxidációjához szükséges. Az emberi szervezet a szénhidrátokat főként növényi poliszacharid keményítő formájában és in egy kis mennyiségetállati glikogén poliszacharid formájában. A gyomor-bél traktusban a monoszacharidok (glükóz, fruktóz, laktóz, galaktóz) szintjére bomlanak le.

A monoszacharidok, amelyek közül a fő a glükóz, felszívódnak a vérben, és a portális vénán keresztül a májba jutnak. Itt a fruktóz és a galaktóz glükózzá alakul. A glükóz intracelluláris koncentrációja a hepatocitákban közel van a vérben lévő koncentrációjához. Amikor a felesleges glükóz belép a májba, foszforilálódik, és raktározásának tartalék formájává - glikogénné - alakul. Felnőttben a glikogén mennyisége 150-200 g lehet A táplálékfelvétel korlátozása esetén a vércukorszint csökkenésével a glikogén lebomlik és a glükóz a vérbe kerül.

Az étkezést követő első 12 órában vagy még tovább a vércukorszint fenntartását a glikogén májban történő lebontása biztosítja. A glikogénraktárak kimerülése után az enzimek szintézise fokozódik, biztosítva a glükoneogenezis reakcióit - a glükóz szintézisét laktátból vagy aminosavakból. Egy ember átlagosan 400-500 g szénhidrátot fogyaszt naponta, amiből általában 350-400 g keményítő, 50-100 r mono- és diszacharid. A felesleges szénhidrátok zsírként raktározódnak.

Víz és ásványi anyag anyagcsere

A felnőttek testének víztartalma átlagosan a testtömeg 73,2 ± 3%-a. Víz egyensúly a szervezetben a vízveszteség és a szervezetbe való felvétel mennyiségének egyenlősége miatt megmarad. A napi vízszükséglet 21-43 ml/kg (átlagosan 2400 ml) és ivóvízzel (~1200 ml), táplálékkal (~900 ml) és az anyagcsere folyamatok során a szervezetben képződő vízzel elégíthető ki ( endogén víz ~300 ml). Ugyanannyi víz ürül a vizelettel (~1400 ml), széklettel (~100 ml), párologtatással a bőr felszínéről és légutak(~900 ml).

A szervezet vízszükséglete az étrend jellegétől függ. Túlnyomóan szénhidrát- és zsíros ételek kis NaCl bevitel mellett pedig kisebb a vízigény. Étel, fehérjében gazdag, szintén fokozott vétel a sók nagyobb vízigényt okoznak, ami az ozmotikus kiválasztáshoz szükséges hatóanyagok(karbamid és ásványi ionok). A víz elégtelen bevitele vagy annak túlzott elvesztése kiszáradáshoz vezet, ami a vér megvastagodásával, annak romlásával jár. reológiai tulajdonságaiés hemodinamikai zavarok.

A testtömeg 20% -ának megfelelő vízhiány a szervezetben ahhoz vezet, hogy halálos kimenetelű. A szervezetbe történő túlzott vízbevitel vagy a szervezet által kiválasztott mennyiség csökkenése vízmérgezéshez vezet. Ennek eredményeként túlérzékenység idegsejtek és idegközpontok az ozmolaritás csökkenéséhez, a vízmérgezést izomgörcsök kísérhetik.

A víz és az ásványi ionok cseréje a szervezetben szorosan összefügg egymással, a karbantartás szükségessége miatt ozmotikus nyomás viszonylag állandó szinten az extracelluláris környezetben és a sejtekben. Egy szám megvalósítása élettani folyamatok(gerjesztés, szinoptikus átvitel, izomösszehúzódás) lehetetlen a Na +, K +, Ca2 + és más ásványi ionok bizonyos koncentrációjának fenntartása nélkül a sejtben és az extracelluláris környezetben. Mindegyiket étellel kell bevenni.

1. A szervezet anyagcseréjének általános jellemzői.

2. Fehérje anyagcsere.

3. Zsíranyagcsere.

4. A szénhidrátok anyagcseréje.

CÉL: Bemutassa a szervezet anyagcseréjének általános sémáját, a fehérje-, zsír-, szénhidrát-anyagcserét, valamint ezen anyagcsere-típusok patológiájának megnyilvánulásait.

1. A szervezetbe kerülve az élelmiszermolekulák számos különböző reakcióban vesznek részt. Ezeket a reakciókat, valamint a létfontosságú tevékenység egyéb kémiai megnyilvánulásait metabolizmusnak vagy anyagcserének nevezik. A tápanyagok nyersanyagként új sejtek szintéziséhez kerülnek felhasználásra, vagy oxidálódnak, energiát juttatva a szervezetbe, melynek egy része az új szöveti komponensek folyamatos felépítéséhez szükséges, a másik a sejtműködés folyamatában fogyasztódik el: izomzat közben. összehúzódás, idegimpulzusok átvitele, sejttermékek szekréciója . A többi energia hőként szabadul fel.

Az anyagcsere folyamatokat anabolikusra és katabolikusra osztják. Anabolizmus (asszimiláció) - kémiai folyamatok, amelyek során az egyszerű anyagok egymással kombinálva összetettebbeket képeznek, ami energia felhalmozódásához, új protoplazma felépítéséhez és növekedéséhez vezet. Katabolizmus (disszimiláció) - összetett anyagok felosztása, ami energia felszabadulásához vezet, miközben a protoplazma megsemmisül és anyagai elhasználódnak.

Az anyagcsere sajátos funkciói: 1) energia kinyerése a környezetből szerves anyagok kémiai energiája formájában; 2) exogén anyagok átalakítása építőelemekké, azaz a sejt makromolekuláris komponenseinek prekurzoraivá; 3) fehérjék, nukleinsavak összeállítása savak és egyéb sejtkomponensek ezekből a blokkokból; 4) biomolekulák szintézise és elpusztítása, amelyek egy adott sejt különféle specifikus funkcióinak ellátásához szükségesek.

2. Fehérje anyagcsere - a fehérje átalakulás plasztikus és energetikai folyamatainak összessége a szervezetben, beleértve az aminosavak és bomlástermékeik cseréjét. A fehérjék - minden sejtszerkezet alapja, az élet anyagi hordozói. A fehérje bioszintézis meghatározza a szervezet összes szerkezeti elemének növekedését, fejlődését és önmegújulását, és ezáltal funkcionális megbízhatóságát. A napi fehérjeszükséglet (fehérjeoptimum) egy felnőtt számára 100-120 g (3000 kcal/nap energiafelhasználással). Minden aminosavnak (20) meghatározott arányban és mennyiségben a szervezet rendelkezésére kell állnia, különben a fehérje nem tud szintetizálódni. Számos fehérje-aminosav (valin, leucin, izoleucin, lizin, metionin, treonin, fenilalanin, triptofán) nem tud szintetizálódni a szervezetben, ezért táplálékkal kell ellátni őket (esszenciális aminosavak). Más aminosavak is szintetizálódhatnak a szervezetben, és ezeket nem esszenciálisnak nevezzük (hisztidin, glikokol, glicin, alanin, glutaminsav, prolin, hidroxiprolin, sorozat, tirozin, cisztein, arginin,) A fehérjéket biológiailag komplett (egy az összes esszenciális aminosav teljes készlete) és nem teljes (egy vagy több esszenciális aminosav hiányában).

A vékonybél nyálkahártyájának bolyhjainak vérkapillárisaiba felszívódó aminosavak a portális vénán keresztül a patakba jutnak, ahol azonnal felhasználják, vagy kis tartalékként megtartják. Az aminosavak egy része a vérben marad, és bejut a szervezet más sejtjeibe, ahol beépülnek új fehérjékbe. A testfehérjék folyamatosan lebomlanak és újra szintetizálódnak (a teljes fehérje megújulási periódusa a szervezetben 80 nap). Ha az élelmiszer több aminosavat tartalmaz, mint amennyi a sejtfehérjék szintéziséhez szükséges, a májenzimek leválasztják belőlük az NH2 aminocsoportokat, pl. dezaminációt termelnek. Más enzimek a CO2-val leszakított aminocsoportokat összekötve karbamidot képeznek belőlük, amely a vérrel a vesékbe kerül, és a vizelettel ürül ki. A fehérjék nem rakódnak le a raktárban, így a szénhidrátok és zsírok kimerülése után a szervezet által elfogyasztott fehérjék nem tartalékok, hanem a sejtek enzimei és szerkezeti fehérjéi.

A szervezetben a fehérjeanyagcsere-zavarok mennyiségi és minőségi jellegűek lehetnek. A fehérjeanyagcsere mennyiségi változásait a nitrogénegyensúly alapján ítéljük meg, pl. a táplálékkal a szervezetbe jutó és onnan kiürült nitrogén mennyiségének aránya szerint. Normális esetben megfelelő táplálkozással rendelkező felnőttnél a szervezetbe juttatott nitrogén mennyisége megegyezik a szervezetből kiürült mennyiséggel (nitrogén egyensúly). Amikor a nitrogénbevitel meghaladja a kiválasztódást, pozitív nitrogénegyensúlyról beszélnek, és a nitrogén megmarad a szervezetben. A testnövekedés időszakában, terhesség alatt, felépülés alatt figyelhető meg.Amikor a szervezetből kiürült nitrogén mennyisége meghaladja a bevitt mennyiséget, negatív nitrogénegyensúlyról beszélnek.. Jelentős fehérjetartalom-csökkenéssel jegyezzük meg a élelmiszer (fehérje éhezés).

3. Zsír anyagcsere - folyamatok összessége a lipidek (zsírok) átalakulására a szervezetben. A zsírok energia- és képlékeny anyagok, a sejtek héjának és citoplazmájának részét képezik. A zsír egy része tartalékok formájában halmozódik fel (a testtömeg 10-30%-a). A zsírok nagy része semleges lipid (olajsav, palmitin, sztearin és más magasabb zsírsavak trigliceridjei). Felnőtt ember napi zsírszükséglete 70-100 g A zsírok biológiai értékét az határozza meg, hogy egyes, az élethez szükséges telítetlen zsírsavak (linolénsav, linolénsav, arachidonsav) nélkülözhetetlenek (napi szükséglet 10-12 g). ).

A zsíranyagcsere főbb szakaszai: 1) az élelmiszer-zsírok enzimatikus lebontása a gyomor-bél traktusban glicerinné és zsírsavakra, és ez utóbbiak felszívódása a vékonybélben; 2) lipoproteinek képződése a bélnyálkahártyában és a májban, valamint vérrel történő szállítása; 3) ezeknek a vegyületeknek a hidrolízise a sejtmembrán felszínén a lipoprotein lipáz enzim által, a zsírsavak és a glicerin felszívódása a sejtekbe, ahol saját lipidjeik szintetizálására szolgálnak a szervek és szövetek sejtjeiből. A szintézis után a lipidek oxidálódhatnak, energiát szabadítanak fel, és végül szén-dioxiddá és vízzé alakulhatnak (100 g zsír 118 g vizet ad oxidálva). A zsír glikogénné alakulhat, majd a szénhidrát-anyagcseréhez hasonló oxidatív folyamatokon megy keresztül. Feleslegben a zsír tartalékok formájában rakódik le a bőr alatti szövetben, a nagyobb omentumban, egyes belső szervek körül.

A zsírokban gazdag ételekkel bizonyos mennyiségű lipoidok (zsírszerű anyagok) - foszfatidok és szterolok - jönnek létre. A foszfatidok szükségesek a szervezet számára a sejtmembránok szintéziséhez, a nukleáris anyag, a sejtek citoplazmájának részét képezik. A foszfatidok különösen gazdagok az idegszövetekben. A szterinek fő képviselője a koleszterin. A sejtmembránok része is, a mellékvesekéreg, az ivarmirigyek, a D-vitamin, az epesavak hormonjainak előfutára. A koleszterin növeli a vörösvértestek hemolízissel szembeni ellenállását, szigetelőként szolgál az idegsejtek számára, biztosítva az idegimpulzusok vezetését. Az összkoleszterin normál tartalma a vérplazmában 3,11-6,47 mmol / l.

A glükóz a vér állandó összetevője (biológiai állandója). A vér glükóztartalma általában 4,44-6,67 mmol / l, tartalmának növekedésével (hiperglikémia) 8,34-10 mmol / l-re, nyomok formájában a vizelettel ürül. A vércukorszint (hipoglikémia) 3,89 mmol / l-re történő csökkenésével éhségérzet jelentkezik, 3,22 mmol / l-re - görcsök, delírium és eszméletvesztés (kóma) jelentkezik. Amikor a glükózt a sejtekben energiává oxidálják, végül szén-dioxiddá és vízzé alakul. A glikogén lebontása a májban glükózzá glikogenolízis. Szénhidrátok bioszintézise bomlástermékeikből vagy zsírok és fehérjék bomlástermékeiből - glükoneogenezis. A szénhidrátok lebomlása oxigén hiányában az ATP-ben lévő energia felhalmozódásával, valamint tej- és piroszőlősav képződésével - glikolízis.

Amikor a glükózbevitel meghaladja az igényt, a máj a glükózt zsírrá alakítja, amely zsírraktárban raktározódik, és a jövőben energiaforrásként használható fel. A szénhidrátok normál anyagcseréjének megsértése a vér glükóztartalmának növekedésében nyilvánul meg. A cukorbetegségben a szénhidrát-anyagcsere súlyos megsértésével járó állandó hiperglikémia és glucosuria figyelhető meg. A betegség alapja a hasnyálmirigy endokrin funkciójának elégtelensége. Az inzulin hiánya vagy hiánya miatt a szervezetben a szövetek glükózfelhasználó képessége károsodik, és a vizelettel ürül ki.

CÉL: Képviseli a szervezet anyagcseréjének általános sémáját, a fehérjék, zsírok, szénhidrátok anyagcseréjét és az ilyen típusú metabolizmusok patológiájának megnyilvánulásait.

A glükóz a vér állandó összetevője (biológiai állandója). A glükóz tartalma az emberi vérben általában 4,44-6,67 mmol / l, tartalmának növekedésével (hiperglikémia) 8,34-10 mmol / l-re, nyomok formájában a vizelettel ürül. A vércukorszint (hipoglikémia) 3,89 mmol / l-re történő csökkenésével éhségérzet jelentkezik, 3,22 mmol / l-re - görcsök, delírium és eszméletvesztés (kóma) jelentkezik.

Amikor a glükózt a sejtekben energiává oxidálják, végül szén-dioxiddá és vízzé alakul. A glikogén lebontása a májban glükózzá glikogenolízis. Szénhidrátok bioszintézise bomlástermékeikből vagy zsírok és fehérjék bomlástermékeiből - glükoneogenezis. A szénhidrátok lebomlása oxigén hiányában az ATP-ben lévő energia felhalmozódásával, valamint tej- és piroszőlősav képződésével - glikolízis.

Amikor a glükózbevitel meghaladja az igényt, a máj a glükózt zsírrá alakítja, amely zsírraktárban raktározódik, és a jövőben energiaforrásként használható fel.

A szénhidrátok normál anyagcseréjének megsértése a vér glükóztartalmának növekedésében nyilvánul meg. A cukorbetegségben a szénhidrát-anyagcsere súlyos megsértésével járó állandó hiperglikémia és glucosuria figyelhető meg. A betegség alapja a hasnyálmirigy endokrin funkciójának elégtelensége. Az inzulin hiánya vagy hiánya miatt a szervezetben a szövetek glükózfelhasználó képessége károsodik, és a vizelettel ürül ki.

Egy ember élete során körülbelül 10 tonna szénhidrátot eszik meg. A szénhidrátok főként keményítő formájában kerülnek a szervezetbe. Felosztás emésztőrendszer a glükózhoz a szénhidrátok felszívódnak a vérben, és a sejtek felszívják. A növényi élelmiszerek különösen gazdagok szénhidrátban: kenyér, gabonafélék, zöldségek, gyümölcsök. Az állati eredetű termékek (a tej kivételével) alacsony szénhidráttartalmúak.

A szénhidrátok jelentik a fő energiaforrást, különösen fokozott izommunka esetén. A felnőttek szervezete energiájának több mint fele szénhidrátokból származik. A szénhidrát-anyagcsere végtermékei a szén-dioxid és a víz.

A vérben a glükóz mennyisége viszonylag állandó szinten van (körülbelül 0,11%). A glükóztartalom csökkenése a testhőmérséklet csökkenését, aktivitási zavart okoz idegrendszer, fáradtság. A máj fontos szerepet játszik az állandó vércukorszint fenntartásában. A glükóz mennyiségének növekedése a májban lerakódását okozza tartalék állati keményítő formájában - glikogén. A glikogént a máj mobilizálja, amikor a vércukorszint csökken. A glikogén nemcsak a májban, hanem az izmokban is képződik, ahol akár 1-2%-ban is felhalmozódhat. A máj glikogéntartaléka eléri a 150 g-ot, éhezés és izommunka során ezek a tartalékok csökkennek.

Általában használat közben egy nagy szám szénhidrát a vizeletben megjelenik a cukor, és ezáltal kiegyenlíti a vér cukortartalmát.

A vérben azonban tartósan megemelkedhet a vércukorszint, ami nem egyenletes. Akkor fordul elő, ha a mirigyek működési zavarai vannak. belső szekréció(például a hasnyálmirigy), ami a betegség kialakulásához vezet cukorbetegség . Ezzel a betegséggel megszűnik a cukor glikogénhez való kötésének képessége, és megindul a cukor fokozott kiválasztódása a vizelettel.

A glükóz értéke a szervezet számára nem korlátozódik energiaforrásként betöltött szerepére. A glükóz a citoplazma része, ezért szükséges az új sejtek képződéséhez, különösen a növekedési időszakban.

A szénhidrátok rendelkeznek fontosságát valamint a központi idegrendszer anyagcseréjében. Nál nél éles hanyatlás a cukor mennyisége a vérben, idegrendszeri rendellenességek vannak. Vannak görcsök, delírium, eszméletvesztés, változások a szív tevékenységében. Ha egy ilyen személynek glükózt fecskendeznek a vérbe, vagy közönséges cukrot adnak neki enni, akkor egy idő után ezek súlyos tünetek eltűnik.

A vérből a cukor még akkor sem tűnik el teljesen, ha az ételből hiányzik, hiszen a szervezetben fehérjékből és zsírokból szénhidrátok képződhetnek.

A különböző szervek glükózszükséglete nem azonos. Az agy a bevitt glükóz 12%-át megtartja, a belek 9%-át, az izmok 7%-át, a vesék 5%-át. A lép és a tüdő szinte egyáltalán nem fogyaszt glükózt.

Zsír anyagcsere

Az emberi szervezetben található zsírok összmennyisége igen változó, átlagosan a testtömeg 10-12%-át teszi ki, elhízás esetén pedig elérheti a testtömeg 50%-át is. A tárolt zsír mennyisége függ az étrend jellegétől, az elfogyasztott élelmiszer mennyiségétől, nemétől, életkorától stb.

Az emésztőrendszerben az étkezési zsír glicerinre és zsírsavakra bomlik, amelyek főként a nyirokba, és csak részben szívódnak fel a vérbe.

A zsírsavak a felszívódás során elszappanosodnak, azaz lúgokkal és epesavakkal együtt oldható komplexeket képeznek, amelyek áthaladnak a bélnyálkahártyán. Már ketrecben bélhám a szervezet saját zsírja szintetizálódik.

A nyirokrendszeren keresztül keringési rendszer zsírok főleg a zsírszövet, ami fontos a testzsírraktár számára. Sok zsír található a bőr alatti szövetben, egyes belső szervek (például a vesék) körül, valamint a májban és az izmokban.

A zsírt a szervezet gazdag energiaforrásként használja fel. 1 g zsír lebontásával a szervezetben több mint kétszer annyi energia szabadul fel, mint ugyanannyi fehérje vagy szénhidrát lebontása esetén. A zsírok is a sejtek (citoplazma, sejtmag, sejtmembránok), ahol számuk stabil és állandó. A zsírfelhalmozódás más funkciókat is elláthat. Például, szubkután zsír megakadályozza a fokozott hőátadást, a perirenális zsír védi a vesét a zúzódásoktól stb.

A zsírhiány az élelmiszerekben megzavarja a központi idegrendszer és a reproduktív szervek tevékenységét, csökkenti a különféle betegségekkel szembeni állóképességet.

A zsírok a szervezetben nemcsak glicerinből és zsírsavakból, hanem fehérjék és szénhidrátok anyagcseretermékeiből is szintetizálódnak.

Ez az alapja a haszonállatok disznózsír céljából történő hizlalásának gyakorlatának.

A zsírok fajspecifikussága kevésbé kifejezett, mint a fehérjék fajspecifikussága. Ezt bizonyítják a kutyákon végzett kísérletek. A kutyákat kényszerítették hosszú időéheznek, és amikor szinte minden tartalék zsírjukat elvesztették, egyiküknek ételt adtak lenmagolaj a másik pedig a birkassír. Egy idő után kiderült, hogy az első kutya saját zsírja folyékony lett, és bizonyos tulajdonságaiban hasonlított a lenolajhoz, a második kutya zsírja pedig konzisztenciáját tekintve a bárányzsírhoz hasonlított.

Néhány telítetlen zsírsav szükséges a szervezet számára(linolsav, linolén és arachidonsav), kész formában kell bejutniuk a szervezetbe, mivel nem képesek őket szintetizálni. Telítetlen zsírsavak találhatók a növényi olajok(legtöbbjük lenmag- és kenderolajban van). Sok linolsav és napraforgóolaj. Ez magyarázza a magas tápérték margarin, amely jelentős mennyiségű növényi zsírt tartalmaz.

A bennük oldódó vitaminok (A, D, E stb.), amelyek az ember számára létfontosságúak, zsírokkal kerülnek a szervezetbe.

Napi 1 kg felnőtt testsúlyhoz 1,25 g zsírt kell táplálékkal ellátni (60-80 g naponta).

A test sejtjeiben a zsírok a sejtenzimek (lipázok) hatására glicerinre és zsírsavakra bomlanak. A glicerin átalakulása (ATP részvételével) szén-dioxid és víz képződésével végződik. A zsírsavak számos enzim hatására komplex átalakuláson mennek keresztül, közbenső termékként képződnek ecetsav, amely ezután acetoecetsavvá alakul. A zsírsav-anyagcsere végtermékei a szén-dioxid és a víz. A telítetlen zsírsavak átalakulását a szervezetben még nem vizsgálták eléggé.