Energiaforrások az emberi szervezetben. Élő szervezetek energiaforrásai

A szénhidrátok és zsírok az emberi szervezet egyik energiaforrása. Különleges szerepet töltenek be az idősek táplálkozásában. Ugyanakkor az idősek táplálékában mérsékeltnek kell lennie ezen természetes szerves vegyületek mennyiségének. A szénhidrátokat elsősorban az egyszerű cukor és az édességek miatt célszerű korlátozni, míg a zöldségek, gyümölcsök és gabonafélék kellő mennyiségben szerepeljenek az étrendben. Ugyanakkor törekedni kell arra, hogy az étrendben a növényi olajok aránya a teljes zsírmennyiség felére emelkedjen. De ezeket az ajánlásokat szigorúan ellenőrizni kell. Gyakran előfordulnak olyan esetek, amikor a magas terápiás hatékonyság elérésének vágyát, például növényi olajok használatával, az étrend kontrollálatlan olyan mennyiségre történő növelése biztosítja, amely csak heves hashajtó hatást okoz, hátrányosan befolyásolva a beteg egészségét. Éppen ezért fontos, hogy a klinikus kiemelt figyelmet fordítson a szénhidrát- és zsíranyagcsere számos alapvetően fontos anyagcsere vonatkozására. Ez a tudás segít abban, hogy megfelelően megszervezze a jól összehangolt munkát egy idős ember testének "laboratóriumában".

A szénhidrátok fajtái

A szénhidrátok többatomos aldehid vagy ketoalkoholok, amelyek a monomerek mennyiségétől függően mono-, oligo- és poliszacharidokra oszthatók. A szénhidrátok fő képviselőit az 1. táblázat mutatja be.

Asztal 1. A szénhidrátok fő képviselői

A monoszacharidok (glükóz, fruktóz, galaktóz stb.), az oligoszacharidok (szacharóz, maltóz, laktóz) és az emészthető poliszacharidok (keményítő, glikogén) a fő energiaforrások, és plasztikus funkciót is ellátnak.

Az emészthetetlen poliszacharidok (cellulóz, hemicellulóz stb.), vagy élelmi rostok fontos szerepet játszanak a táplálkozásban, részt vesznek a székletképzésben, szabályozzák a bél motoros működését, szorbensként működnek (lásd 2. táblázat). A pektinek (kolloid poliszacharidok) és a propektinek (pektinek cellulózzal alkotott komplexei), gumik, nyák méregtelenítő hatásuk miatt a diétás terápiában használatosak. Az élelmi rostok közé tartozik a nem szénhidrát lignin is.

Az emészthető szénhidrátok a vékonybélben diszacharidokká, majd parietális emésztéssel monoszacharidokká bomlanak le.

2. táblázat. Az emészthetetlen poliszacharidok (élelmi rostok) szerepe a táplálkozásban

Glükóz anyagcsere

A monoszacharidok felszívódása elősegített diffúzióval és aktív transzporttal történik, ami biztosítja azok magas felszívódását alacsony koncentrációk esetén is a bélben. A fő szénhidrát-monomer a glükóz, amely kezdetben a portális vénarendszeren keresztül kerül a májba, majd vagy abban metabolizálódik, vagy az általános keringésbe kerül, és eljut a szervekbe, szövetekbe.

A szövetekben a glükóz metabolizmusa a glükóz-6-foszfát képződésével kezdődik, amely a szabad glükóztól eltérően nem képes elhagyni a sejtet. Ennek a vegyületnek a további átalakításai a következő irányokba mennek:

• a májban, a vesékben és a bélhámban ismét glükózra hasad, ami lehetővé teszi a vér állandó cukorszintjének fenntartását;
• betéti forma szintéziseglükóz - glikogén - a májban, az izmokban és a vesékben;
• oxidáció a katabolizmus fő (aerob) útvonala mentén;
• oxidáció a glikolízis útján (anaerob katabolizmus), amely energiát biztosít az intenzíven dolgozó (izomszövet) vagy mitokondriális deprivált (eritrociták) szövetek és sejtek számára;
• a B-vitamin koenzim formájának hatására bekövetkező átalakulások pentóz-foszfát útján1 , melynek során a biológiailag jelentős molekulák szintézisében használt termékek (NADP∙H2, nukleinsavak) keletkeznek.

Így a glükóz metabolizmusa többféle módon történhet, felhasználva energiapotenciálját, plaszticitását vagy lerakódási képességét.

Energia a test számára

A szövetek glükózzal, mint energiaanyaggal való ellátása az exogén cukrok, a glikogéntartalékok felhasználása és a glükóz nem szénhidrát prekurzorokból történő szintézise miatt következik be.

Bázis (előfelszívódási) állapotban a máj a glükózt olyan sebességgel termeli, ami megegyezik annak felhasználásával az egész szervezetben. A máj glükóztermelésének körülbelül 30% -a a glikogenolízis, 70% -a pedig a glükoneogenezis eredménye. A glikogén teljes mennyisége a szervezetben körülbelül 500 g.

Ha nincs exogén glükózellátás, akkor annak tartalékai 12-18 óra múlva kimerülnek. Tartalék glikogén hiányában az éhezés következtében egy másik energiaszubsztrát, a zsírsavak oxidációs folyamatai meredeken megnövekednek. Ugyanakkor növekszik a glükoneogenezis sebessége, amelynek célja elsősorban az agy glükózzal való ellátása, amely számára ez a fő energiaforrás.

A glükóz szintézise

Aminosavakból, laktátból, piruvátból, glicerinből és páratlan szénláncú zsírsavakból glükóz szintetizálódik. A legtöbb aminosav képes glükóz prekurzorként lenni, de mint fentebb említettük, ebben az alanin játssza a főszerepet. Az endogén glükóz körülbelül 6%-a aminosavforrásokból, glicerinből, piruvátból és laktátból szintetizálódik, 2, 1 és 16%. A zsírsavak hozzájárulása a glükoneogenezishez elhanyagolható, mivel csak kis százalékuk páratlan szénatomszámú.

A felszívódás utáni állapotban a máj glükózt termelő szervből raktározó szervvé alakul. A glükóz koncentrációjának növekedésével a perifériás szövetek felhasználásának sebessége szinte nem változik, ezért a véráramból való eltávolításának fő mechanizmusa pontosan a lerakódás. A glükózfeleslegnek csak egy kis része vesz részt közvetlenül a lipogenezisben, amely a májban és a zsírszövetben fordul elő. A szénhidrát-anyagcsere ezen jellemzői akkor válnak jelentőssé, ha nagy koncentrációjú glükózoldatokat parenterálisan adnak be.

Önkiszolgálási elv

A glükóz metabolizmusa az izmokban a májhoz képest csökken. Hiszen a máj minden szervet és szövetet szénhidráttal lát el, az izmok pedig az önkiszolgálás elvének megfelelően működnek. Itt megtörténik a nyugalmi glikogén készlet létrehozása és ennek és az újonnan bejövő glükóznak a munka során történő felhasználása. Az izmokban lévő glikogénraktárak nem haladják meg tömegük 1%-át.

Az intenzíven dolgozó izmok fő energiaszükségletét a zsíranyagcsere-termékek oxidációja elégíti ki, a glükóz itt jóval kisebb mértékben kerül felhasználásra. A glikolízis során piruvát képződik belőle, amelyet a vázizmok hasznosítanak. A munka szintjének növekedésével az izomszövet anaerob körülmények közé kerül, és a piruvátot laktáttá alakítja. Diffundál a májba, ahol a glükóz újraszintézisére használják, és a szívizomban is oxidálható, ami szinte mindig aerob körülmények között működik.

Esszenciális hormonok

Az inzulin kulcsszerepet játszik a szénhidrát-anyagcsere szabályozásában, biztosítja a glükóz bejutását a sejtbe, aktiválja a sejtmembránokon keresztüli transzportját, valamint felgyorsítja az oxidációt. Emellett serkenti a glikogén képződést, a lipo- és proteinogenezist. A glikogenolízis, lipolízis és glükoneogenezis egyidejűleg gátolt.

A glukagon éppen ellenkezőleg, aktiválja azokat a folyamatokat, amelyek a vér glükózkoncentrációjának növekedéséhez vezetnek. A glükokortikoszteroidok a hiperglikémia irányába hatnak azáltal, hogy serkentik a máj glükóztermelését. Az adrenalin fokozza a glikogén mobilizációt. A növekedési hormon fokozza mind a glukagon, mind az inzulin szekrécióját, ami a glükóz lerakódás növekedéséhez és a felhasználás növekedéséhez is vezet. A szomatosztatin gátolja a növekedési hormon termelését, és közvetve gátolja az inzulin és a glukagon termelődését.

Fruktóz Pathway

Más emészthető szénhidrátok fajlagos átalakulása kisebb jelentőséggel bír a glükózhoz képest, mivel anyagcseréjük főként glükóz képződésén keresztül megy végbe. Különös jelentőséget tulajdonítanak a fruktóznak, amely szintén gyorsan hasznosuló energiaforrás, és még a glükóznál is könnyebben vesz részt a lipogenezisben. Ugyanakkor a glükóz-foszfáttá nem alakult fruktóz hasznosítása nem igényel inzulinstimulációt, ennek megfelelően csökkent glükóztolerancia esetén könnyebben tolerálható.

A szénhidrátok plasztikus funkciója a glikoproteinek és glikolipidek szintézisében való részvételük, valamint az a képességük, hogy trigliceridek, nem esszenciális aminosavak prekurzoraiként működjenek, és számos más biológiailag jelentős vegyület felépítésében is felhasználhatók.

A szénhidrátok normája

Ismeretes, hogy bármely életkorú ember számára a szénhidrátoknak a napi étrend kalóriatartalmának 55-60% -át kell biztosítaniuk. A fizikai aktivitás csökkenésével (ami az idősekre jellemző) csökken a szervezet táplálék-energia-ellátási igénye. Ahogy fentebb megjegyeztük, a napi kalóriaszükséglet 10%-kal csökken minden következő 10 évben az 50. életév betöltését követően. E tekintetben az idősek és idősek szervezetének szénhidráttal való ellátásának átlagos napi normája 300, illetve 250 g. Az idősek fizikailag aktív életmódja, szakmai tevékenységük megőrzése azonban növelést igényel. a feltüntetett szénhidrátmennyiségben 10-15, sőt 20%-kal (Levin S. R., 1990; Toshev A. D., 2008).

Óvakodj az elhízástól!

A szervezetben található szénhidrátok elsősorban energiaforrásként szolgálnak az izommunkához. Fizikai aktivitás hiányában idős korban a felesleges szénhidrátok könnyen zsírrá alakulnak. E tekintetben különösen kedvezőtlen hatást fejt ki a könnyen emészthető szénhidrátok, például a di- és monoszacharidok étrendi feleslege, amelyek kivétel nélkül serkentik az összes élelmiszer-tápanyag zsírszövetté történő átalakulását, és hozzájárulnak az elhízás kialakulásához.

Az idős emberek étrendjében előforduló szénhidráttöbblet – elsősorban egyszerű – megfigyelt anyagcsere-jellemzői határozzák meg racionális és megelőző táplálkozásuk egyik legfontosabb feltételét - a megfelelő táplálkozás megszervezésének különösen körültekintő megközelítését: az étrend energiaegyensúlyát. az öregedési folyamat tényleges energiafogyasztása.

Öregedési ráta

Fontos felhívni a klinikusok figyelmét az idősek szervezetében előforduló túlzott egyszerű szénhidrátok egy másik alapvetően jelentős anyagcsere-vonzatára. Megállapítást nyert, hogy a nagy mennyiségű egyszerű szénhidrát bevitele a szénhidrát-anyagcsere zavarain és a természetes és nem természetes zsírraktárban felhalmozódó energiafeleslegen túlmenően hozzájárul a zsíranyagcsere jelentős torzulásához. Az alacsony molekulatömegű szénhidrátok túlzott mennyiségének hiperkoleszterinémiás hatásáról beszélünk, amely kórélettani hatásában a telített zsírok szerepére emlékeztet, elsősorban az érelmeszesedés és a kapcsolódó betegségek kialakulásában. A megfigyelt jelenségek előrehaladása érezhetően fokozza a szervezet öregedésének ütemét (Miles J., 2004).

A könnyen emészthető szénhidrátok feleslege a legrosszabbban befolyásolja a normál bélmikrobiocenózist. Túlzott szénhidráttartalmú táplálkozás esetén az idős ember szervezetében aktiválódik az aerob bél mikroorganizmusok kóros reprodukciója, különösen a fakultatív, opportunista kórokozók - staphylococcusok, Proteus, Clostridia, Klebsiel, citrobaktériumok stb. a fermentatív bélrendszeri diszpepszia szindrómája és az ezzel járó tünetegyüttes enterális zavarok, anyagcserezavarok, a szervezet számos szervének és rendszerének szabályozási zavarai, azaz sok-sok kóros jelenség kialakulása a szervezetben a veseelégtelenség miatt. a normál bélendoökológia szervezet legfontosabb funkcióira gyakorolt ​​hatásának szabályozása és szabályozása. A bélrendszeri diszbiózis az öregedés fejlődési ütemének, a korai és kóros öregedés kialakulásának egyik észrevehető stimulátora.

Rost megtakarítás

Ellentétes hatást fejtenek ki a szénhidrátok, amelyek poliszacharidok és élelmi rostok - pektin, hemicellulóz, lignin és más poliszacharidok, amelyek rosszul emészthetők a bélben. Különösen értékesek a zöldségek és gyümölcsök rostjai, az összetett szénhidrátok, amelyek a leginkább elősegítik a bél mikroflóra normalizálását. Idős korban az élelmi rostok fontos eszközei a belek működésének normalizálására, a benne lévő rothadási folyamatok csökkentésére.

Zsír anyagcsere

A zsírok (lipidek), amelyeket a szervezetben főleg trigliceridek (glicerin és zsírsavak) képviselnek, a legfontosabb energiaszubsztrát. Magas kalóriasűrűségük miatt (átlagosan 9 kcal/g, szemben a glükóz 4 kcal/g-mal) a zsírok a szervezet energiaraktárainak több mint 80%-át teszik ki.

Kevés tranzizomer

A növényi olajok feldolgozása során - margarinok előállítása során - a telítetlen zsírsavak izomerizációja történik, transz-izomerek keletkezésével, amelyek elveszítik elődeik biológiai funkcióinak egy részét.

Az egyes trigliceridek energiaértékét a zsírsavak szénláncának hossza határozza meg, ezért speciális enterális és parenterális készítmények alkalmazásakor kalóriatartalmuk az átlag alatt lehet (például átlagos szénláncú triglicerid-készítményeknél - 8 kcal/g). Normál étrend mellett a zsírok a teljes kalóriabevitel 40%-át biztosítják.

További információra van szüksége a dietetikáról?
Iratkozzon fel 10% kedvezménnyel a "Gyakorlati Dietológia" tájékoztató és gyakorlati folyóiratra!

Zsírsav

A zsírsavakat telített és telítetlen (kettős kémiai kötést tartalmazó) zsírsavra osztják. A telített zsírsavak forrása elsősorban állati eredetű élelmiszer, telítetlen zsírsavak - növényi eredetű termékek.

A zsíros ételek tápértékét a trigliceridspektrumuk és más lipidfaktorok jelenléte határozza meg. A telített és egyszeresen telítetlen zsírsavak szintézise lehetséges az emberi szervezetben.

A dietológiában különös jelentőséget tulajdonítanak a telítetlen zsírsavaknak, amelyek alapvető táplálkozási tényezők. A többszörösen telítetlen zsírsavakat (PUFA), amelyek a legfontosabb funkciókat látják el a szervezetben (ezek számos biológiailag aktív anyag prekurzorai), külsőleg kell ellátni.

Az esszenciális zsírsavak közé tartozik a linolsav és a linolénsav. A linolsav a szervezetben arachidonsavvá, a linolénsav pedig eikozapentaénsavvá metabolizálódik, amely hús- és haltermékekkel kerülhet a szervezetbe, de kis mennyiségben (lásd 3. táblázat), sejtmembránok összetevői, hormonszerű anyagok prekurzorai. . A linolsav és a belőle képződő arachidonsav az ω -6 zsírsavak közé, a linolénsav és anyagcseretermékei az eikozapentaénsav és a deoxohexaénsav az ω -3 zsírsavak közé tartozik.

Az esszenciális zsírsavak hiánya az étrendben elsősorban az arachidonsav bioszintézisének megsértését okozza, amely a strukturális foszfolipidek és prosztaglandinok nagy része. A linolsav és linolénsav tartalma nagymértékben meghatározza az élelmiszerek biológiai értékét. Az esszenciális zsírsavak elégtelensége elsősorban azoknál a betegeknél alakul ki, akik teljes parenterális táplálásban részesülnek zsíremulziók alkalmazása nélkül.

3. táblázat A különféle zsírsavak fő táplálékforrásai

Szénlánc hossza

A közepes láncú trigliceridek (MCT-k, MCT-k) jobban emészthetők, mint a többi típusú triglicerid. A bélben az epe részvétele nélkül hidrolizálódnak, jobban megtámadják a lipázok. Ezenkívül a közepes láncú trigliceridek bevezetése hipokoleszterinémiás hatással bír, mivel nem vesznek részt a koleszterin felszívódásához szükséges micellizációban.

A közepes láncú triglicerideket tartalmazó készítmények alkalmazásának hátránya, hogy kizárólag energiahordozó (de nem műanyag) szubsztrátként használják őket. Ezenkívül az ilyen zsírsavak oxidációja a ketontestek intenzív felhalmozódásához vezet, és súlyosbíthatja az acidózist.

Szterolok és foszfolipidek

A szterolok és a foszfolipidek nem alapvető táplálkozási tényezők, de fontos szerepet játszanak az anyagcserében.

A foszfolipidek a szervezet alapvető összetevői. Fő szerepük a membrán alapvető szerkezetének biztosítása, mint permeabilitási gát. A strukturális foszfolipidek májban történő bioszintézise arra irányul, hogy ezeket magába a májba és más szervekbe juttassák. A foszfolipidek lipotróp hatásúak, elősegítik a zsírok micella képződését az emésztőrendszerben, szállításukat a májból, és stabilizálják a lipoproteineket.

Az állati termékekben a szterolokat a koleszterin képviseli, a növényi termékekben pedig a fitoszterolok keveréke.

A koleszterin szerepe

A koleszterin a membránok szerkezeti összetevője és a szteroidok (hormonok, D-vitamin, epesavak) prekurzora. A koleszterin pótlása a bélből történő felszívódás és a bioszintézis következtében történik (1 g / nap). A bélben felszívódó koleszterin mennyisége korlátozott (0,3-0,5 g / nap), és ha túl sok a táplálékban, akkor a széklettel ürül ki.

A koleszterin felszívódását növényi szerkezeti analógjai, a fitoszterinek gátolják. Maguk a fitoszterolok is szerepelhetnek az endogén lipidképződményekben, de részvételük minimális. A koleszterin élelmiszerekkel történő túlzott bevitelével gyakorlatilag leáll a szintézise a májban, a belekben és a bőrben.

A bélből a kilomikronok részeként érkező koleszterin nagyrészt a májban marad vissza, ahol hepatocita membránok építésére és az epesavak szintézisére használják fel. A reabszorpció eredményeként a zsírok mintegy 40%-a visszakerül a szervezetbe az epe összetételében. A bélben vissza nem szívódó koleszterin és epesavak jelentik a szervezetből a koleszterin kiválasztásának fő útját.

Lipid transzport

A véráramban a lipidek transzport formákban léteznek: chilomikronok, nagyon alacsony sűrűségű lipoproteinek (VLDL), alacsony sűrűségű lipoproteinek (LDL) és nagy sűrűségű lipoproteinek (HDL). Az enterocitákban chilomikronok és VLDL képződnek, a hepatocitákban - VLDL és HDL, a vérplazmában - HDL és LDL.

A kilomikronok és a VLDL elsősorban a triglicerideket, míg az LDL és a HDL a koleszterint szállítják. A koleszterin tartalmú lipoproteinek szabályozzák a koleszterin egyensúlyát a sejtekben: az LDL biztosítja a szükségletet, a HDL pedig megakadályozza a túlzott felhalmozódást.

A dyslipoproteinémiáknak öt típusa van. Az I-es típus a kilomikron lízis megsértésével jár, a IIa típus az LDL lebomlásának és a koleszterin sejtbe való bejutásának csökkenése, a II-es típust a VLDL lebomlásának lassulása jellemzi, a IV-es típust a a májban a triglicerid szintézis fokozódása a hiperinzulinizmus következtében, a IIb és V típus fejlődési mechanizmusai nem pontosan ismertek.

A trigliceridek és lipoproteinek összetételét erősen befolyásolja a táplálék összetétele. Az állati eredetű termékek, beleértve a túlnyomórészt többszörösen telítetlen zsírsavakat és a koleszterint, aterogén hatást fejtenek ki, a vér HDL- és trigliceridszintjét. Ezzel szemben a telítetlen zsírsavak (növényi olajokból származnak), és különösen az ω-3 zsírsavak (a halolajban találhatók) megelőző hatásúak (lásd a 4. táblázatot).

4. táblázat A zsírsavak hatása a lipoprotein spektrumra

Megjegyzés: - növelése, ↓ - csökkentése.

A máj kulcsszerepe

A szénhidrát-anyagcseréhez hasonlóan a máj a lipidanyagcserében is vezető szerepet játszik. Az olyan folyamatok, mint a koleszterin, az epesavak és a foszfolipidek bioszintézise, ​​kizárólag a májban lokalizálódnak. Más lipidek anyagcseréjében módosító és szabályozó funkciókat lát el.

A gazdag glikogéntartalékokkal ellentétben a máj gyakorlatilag nem tartalmaz saját trigliceridtartalékot (kevesebb, mint 1%), de kulcsfontosságú szerepet tölt be a zsírok mobilizálási, fogyasztási és szintézisében más szövetekben. Ez a szerep azon a tényen alapul, hogy szinte az összes zsíranyagcsere a májon keresztül folyik: az élelmiszer-lipidek kilomikronok formájában az általános véráramon keresztül, a májartérián keresztül jutnak be; a zsírraktárakból mobilizált szabad zsírsavakat albuminnal alkotott komplexek formájában szállítják; a bélben újra felszívódó epesók ismét a portális vénán keresztül jönnek.

A lipidek energiapotenciálja a legtöbb szövet alapvető energiaszükségletének több mint felét biztosítja, ami különösen éhezési körülmények között jelentkezik. Az éhezés vagy a csökkent glükózfelhasználás során a zsírszövet trigliceridjei zsírsavakká hidrolizálódnak, amelyek olyan szervekben, mint a szív, az izmok és a máj intenzív β-oxidáción mennek keresztül, és ATP-t képeznek.

A ketontestek iránti kereslet

A zsírok máj általi nem teljes hasznosításának termékei a ketontestek. Ezek közé tartozik az acetoecetsav, a β-hidroxi-butirát és az aceton.

Normális esetben a ketonok kis mennyiségben képződnek, és energiaforrásként teljes mértékben hasznosulnak az idegszövetek, a váz- és a zsigeri izmok. A zsírsavak felgyorsult katabolizmusa és/vagy a szénhidrátok csökkent hasznosítása esetén a ketonok szintézise meghaladhatja az extrahepatikus szervek általi oxidációjuk lehetőségét, és metabolikus acidózis kialakulásához vezethet. A diétás szénhidrátok gátolják a ketogenezist.

Az agy és az idegszövet gyakorlatilag nem használ zsírokat energiaforrásként, mivel itt nem történik β-oxidáció. Ezek a szövetek azonban használhatnak ketontesteket. Normális esetben a keton test oxidációs folyamatainak aránya elenyésző a glükóz katabolizmushoz képest. Éhgyomri körülmények között azonban a ketontestek fontos alternatív energiaforrássá válnak.

A ketonokat az izmok is használják, az itt előforduló glükóz és β-oxidáció hasznosításával együtt. Enyhe fizikai terhelés mellett az izmok elsősorban a szénhidrátokat oxidálják, a munka intenzitásának és időtartamának növekedéséhez a zsírlebontás túlsúlya szükséges, a β-oxidációt a legtöbb szövetben a lipidhordozó karnitin serkenti, de különösen fontos az izomszövetek számára. .

PUFA oxidáció

Az oxigén szabad gyökös formái peroxidációs folyamatokat idéznek elő, amelyek elsősorban többszörösen telítetlen zsírsavaknak vannak kitéve. Ez egy fiziológiai folyamat, amely szabályozza a sejtaktivitást. A szabad gyökök túlzott képződése esetén azonban oxidatív aktivitásuk a sejt szerkezetének megzavarásához és halálához vezet. A peroxidáció korlátozására van egy antioxidáns védelmi rendszer, amely gátolja a szabad gyökök képződését és lebontja oxidációjuk mérgező termékeit. Ennek a rendszernek a működése nagymértékben függ a táplálkozási antioxidánsoktól: tokoferolok, szelén, kéntartalmú aminosavak, aszkorbinsav, rutin.

A szénhidrátok és zsírok anyagcseréje

A zsírsavak szintézise (az esszenciálisak kivételével) minden olyan anyagból történhet, amelyeknél az anyagcsere végterméke az acetil-Co-A, de a szénhidrátok a lipogenezis fő forrásai. Túlzott mennyiségű glükóz a májban (evés után) és elegendő glikogénraktárral a glükóz elkezd zsírsavprekurzorokká bomlani. Vagyis ha a szénhidrátok fogyasztása meghaladja a szervezet energiaszükségletét, akkor feleslegük tovább alakul zsírokká.

A zsírsav- és a glükóz-anyagcsere szabályozása szorosan összefügg: a fokozott zsírsav-oxidáció gátolja a glükóz hasznosulását. Ezért a zsíremulziók infúziója a vérben a szabad zsírsavak szintjének megfelelő növekedésével gyengíti az inzulin glükózfelhasználásra gyakorolt ​​hatását, és serkenti a máj glükoneogenezisét. Ez a pont fontos a kezdetben károsodott glükóztoleranciában szenvedő betegek parenterális táplálása során.

A kapcsolat titka

Az alapvető tápanyagok cseréje közötti kapcsolat a közös prekurzorok és az anyagcsere közbenső termékek megléte miatt valósul meg.

Az összes anyagcsere-folyamatban részt vevő legfontosabb általános anyagcseretermék az acetil-Co-A. A szénhidrát- és fehérjeforrásokból az acetil-Co-A-n keresztül egyirányú az anyagok áramlása a lipogenezis felé, mivel a szervezetben nincs olyan mechanizmus, amely biztosítaná ennek a két szénatomos anyagnak a glükoneogenezishez vagy az nem esszenciális aminosavak. Noha a lipidkatabolizmus során kis mennyiségű köztes három szénatomos termék képződik, ez jelentéktelen.

Az összes metabolikus rendszer közös végső útja a Krebs-ciklus és a légzési láncreakciók. A citromsavciklus szén-dioxid szállítója a zsírsavszintézis és a glükoneogenezis reakcióinak, a karbamid, valamint a purinok és pirimidinek képződésének. A szénhidrát és nitrogén anyagcsere folyamatai közötti kapcsolat a Krebs-ciklus köztes termékein keresztül valósul meg. A ciklus további láncszemei ​​a liponeogenezis előfutárai.

Amint fentebb megjegyeztük, a tápanyag-anyagcserében a fő szerepet a máj játssza (lásd az 5. táblázatot).

5. táblázat A máj szerepe a fehérjék, zsírok és szénhidrátok anyagcseréjében

A zsírfogyasztás mértéke

Az idős ember étkezési zsírokkal való mennyiségi ellátásának élettani felső határa 60-75 éves kor között 1 g/kg, 75 év felett pedig 0,8 g/kg. Ha fiatal és középkorban az elfogyasztott zsírok teljes mennyiségének 30%-át növényi eredetű zsíroknak, 70%-át állati eredetű zsíroknak kell képviselniük, akkor idős és szenilis embereknél a növényi és állati zsírok mennyiségi aránya bizonyos mértékig a növényi zsírok arányának növekedése irányába mutat az időseknél akár 40%-ra, a 75 év felettieknél pedig akár 50%-ra (Goigot J. et al., 1995 és mások).

A koleszterinben gazdag élelmiszerek fogyasztásával és a magas zsírbevitellel összefüggő érelmeszesedés kialakulásának kockázata nem tűnik olyan kritikusnak az idősek számára, mint a középkorúak számára. A telítetlen (hidrogénnel) kémiai szerkezetű zsírok kvótájának növelése az időseknél, de még inkább az időseknél elsősorban antioxidáns fókuszú, jelentősen aktiválja a szervezet fertőtlenítő funkcióit, növeli a lipidperoxidációs folyamatok intenzitását. , különféle módokon fokozva a sejtes struktúrák védelmét a szabad gyökök károsodásával szemben.

Gerontoprotektív táplálkozási tényezők

A növényi zsírok egyik fontos közvetlen és közvetett metabolikus vonatkozása egy idős ember szervezetében a növényi olajok stimuláló képességeinek felhasználása a gyomor-bél traktus és más rendszerek különböző élettani folyamataiban, kezdve a bélmozgás aktiválásával, az epe dinamikájával ( cholekinetikus és cholereticus komponensek), fokozva az enterociták szorpciós tulajdonságait stb., és befejezve sokrétű hatást, pozitív hatást gyakorolva a sejtregenerációs folyamatokra, a membránműködésre, a sejtdifferenciálódásra és számos prosztaglandin szintézisére.

A növényi zsírok többszörösen telítetlen zsírsavai, ellentétben az állati zsírok telített zsírsavainak túlnyomóan energetikai esszenciájával, az idősödő szervezetben életének minden évében egyre fontosabb szerepet töltenek be az öregedés ellensúlyozásában: biztosítják az egyre növekvő vitamin-, ill. Az antioxidáns orientációjú biológiailag aktív anyagok helyreállítják a sejtszerkezetek, különösen a létfontosságú szervek citoprotektív tulajdonságainak fokozatos hanyatlását, a sejtmembránok involúciós zavarait és még sok mást.

Élettani lényegükben a többszörösen telítetlen zsírsavak az úgynevezett természetes peptid bioregulátorokkal együtt gerontoprotektív táplálkozási faktoroknak tekinthetők, amelyek élettani jelentősége az ember életének bármely szakaszában nagy, de különösen az idős kor előrehaladtával fokozódik. , különösen a szenilis kor.

Az emberi szervezet energiaforrásai a fehérjék, zsírok, szénhidrátok, amelyek az összes táplálék száraz tömegének 90%-át teszik ki, és az energia 100%-át biztosítják. Mindhárom tápanyag energiát ad (kalóriában mérve), de az anyag 1 grammjában lévő energia mennyisége eltérő:

• 4 kilokalória gramm szénhidrátban vagy fehérjében;
• 9 kilokalória grammonként zsír.

Egy gramm zsír 2-szer több energiát tartalmaz a szervezet számára, mint egy gramm szénhidrát és fehérje.

Ezek a tápanyagok abban is különböznek, hogy milyen gyorsan szállítanak energiát. A szénhidrátok gyorsabban, a zsírok lassabbak.

A fehérjék, zsírok, szénhidrátok a bélben emésztődnek, ahol alapegységekre bontják le őket:

• szénhidrát a cukorban
• fehérjék aminosavakban
• zsírok zsírsavakban és glicerinben.

A szervezet ezekből az alapegységekből állítja elő az alapvető életfunkciók ellátásához szükséges anyagokat (beleértve az egyéb szénhidrátokat, fehérjéket, zsírokat).

A szénhidrátok fajtái

A szénhidrátmolekulák méretétől függően lehetnek egyszerűek vagy összetettek.

• Egyszerű Szénhidrátok: Különféle cukrok, mint például a glükóz és a szacharóz (asztali cukor), egyszerű szénhidrátok. Ezek kis molekulák, így gyorsan felszívódnak a szervezetben, és gyors energiaforrást jelentenek. Gyorsan növelik a vércukorszintet (vércukorszintet). A gyümölcsök, tejtermékek, méz és juharszirup magas egyszerű szénhidráttartalmúak, amelyek a legtöbb cukorka és sütemény édes ízét biztosítják.
• Összetett Szénhidrátok: Ezek a szénhidrátok egyszerű szénhidrátok hosszú soraiból állnak. Mivel az összetett szénhidrátok nagy molekulák, felszívódásuk előtt egyszerű molekulákra kell bontani őket. Így lassabban adják energiát a szervezetnek, mint az egyszerűek, de még mindig gyorsabban, mint a fehérje vagy a zsír. Ez azért van, mert lassabban emésztődnek, mint az egyszerű szénhidrátok, és kevésbé valószínű, hogy zsírrá alakulnak át. Lassabban és alacsonyabb szinten emelik a vércukorszintet is, mint a szokásosak, de hosszabb ideig. Az összetett szénhidrátok közé tartoznak a búzatermékekben (kenyér és tészta), más gabonafélékben (rozs és kukorica), babban és gyökérzöldségekben (burgonya) található keményítők és fehérjék.

A szénhidrátok lehetnek:

• kifinomult
• finomítatlan

kifinomult– feldolgozva , a rost és a korpa, valamint a bennük lévő vitaminok és ásványi anyagok közül sok eltávolítható. Így az anyagcsere gyorsan feldolgozza ezeket a szénhidrátokat, és kevés tápanyagot biztosít, bár körülbelül ugyanannyi kalóriát tartalmaznak. A finomított élelmiszereket gyakran dúsítják, ami azt jelenti, hogy a tápérték növelése érdekében mesterségesen adnak hozzá vitaminokat és ásványi anyagokat. Az egyszerű vagy finomított szénhidrátokban gazdag étrend növeli az elhízás és a cukorbetegség kockázatát.

finomítatlan növényi élelmiszerekből származó szénhidrátok. Szénhidrátokat tartalmaznak keményítő és rost formájában. Ezek olyan élelmiszerek, mint a burgonya, teljes kiőrlésű gabonák, zöldségek, gyümölcsök.

Ha az emberek több szénhidrátot fogyasztanak, mint amennyire szükségük van, a szervezet e szénhidrátok egy részét a sejtekben tárolja (glikogénként), a többit pedig zsírrá alakítja. A glikogén egy összetett szénhidrát, amely energiává alakul, és a májban és az izmokban raktározódik. Az izmok glikogént használnak fel energiává az intenzív edzés során. A glikogénként tárolt szénhidrátok mennyisége napi kalóriát biztosíthat. Számos más testszövet összetett szénhidrátokat tárol, amelyek nem használhatók fel a szervezet energiaforrásaként.

A szénhidrátok glikémiás indexe

A szénhidrátok glikémiás indexe azt mutatja meg, hogy fogyasztásuk milyen gyorsan emeli meg a vércukorszintet. Az értékek tartománya 1 (leglassabb felszívódás) és 100 (gyors, nettó glükóz index) között van. Azonban az, hogy milyen gyorsan emelkedik a szint, az az elfogyasztott élelmiszerektől függ.

A glikémiás index általában alacsonyabb az összetett szénhidrátoknál, mint az egyszerű szénhidrátoknál, de vannak kivételek. Például a fruktóz (a gyümölcsökben lévő cukor) csekély hatással van a vércukorszintre.

A glikémiás indexet a feldolgozási technológia és az élelmiszer-összetétel befolyásolja:

• feldolgozás: a feldolgozott, apróra vágott vagy finomra őrölt élelmiszerek általában magas glikémiás indexűek
• keményítő típusa: a különböző típusú keményítők különbözőképpen szívódnak fel. A burgonyakeményítő emészthető és viszonylag gyorsan felszívódik a vérbe. Az árpa sokkal lassabban emésztődik és szívódik fel.
• rosttartalom: Minél több rostot tartalmaz egy élelmiszer, annál nehezebben emészthető. Ennek eredményeként a cukor lassabban szívódik fel a vérben.
• gyümölcs érettsége: érett gyümölcs, több benne a cukor és minél magasabb a glikémiás indexe
• zsír vagy savtartalom: több zsírt vagy savas táplálékot tartalmaz, lassan emésztődik és lassan szívódik fel cukra a vérbe
• Főzés: Az étel elkészítésének módja befolyásolhatja, hogy milyen gyorsan szívódik fel a véráramba. Általában az étel főzése vagy darabolása növeli annak glikémiás indexét, mivel a főzési folyamat után könnyebben emészthető és felszívódik.
• egyéb tényezők : A szervezet táplálkozási folyamatai személyenként változnak, milyen gyorsan befolyásolja a szénhidrátokat a cukorrá alakulás és a felszívódás. Fontos, hogy az ételt milyen alaposan rágja meg, és milyen gyorsan nyelje le.

Egyes élelmiszerek glikémiás indexe

A glikémiás index fontos paraméter, mert a szénhidrátok növelik a vércukorszintet, ha gyorsan (magas glikémiás index mellett), akkor az inzulinszint. Az inzulinszint emelkedése alacsony vércukorszinthez (hipoglikémia) és éhségérzethez vezethet, ami több kalóriát fogyaszt és hízik.

Az alacsony glikémiás indexű szénhidrátok nem nagyon növelik az inzulinszintet. Ennek eredményeként az emberek evés után tovább érzik jóllakottnak magukat. Az alacsony glikémiás szénhidrátok fogyasztása egészségesebb koleszterinszinthez is vezet, és csökkenti az elhízás és a cukorbetegség kockázatát a cukorbetegeknél, a cukorbetegség okozta szövődmények kockázatát.

Az alacsony glikémiás indexű élelmiszerek és a javuló egészségi állapot közötti kapcsolat ellenére az indexnek az élelmiszerek kiválasztásához való használata nem vezet automatikusan az egészséges táplálkozáshoz.

Például a burgonya chips és egyes cukorkák magas glikémiás indexe nem egészséges választás, de egyes magas glikémiás ételek értékes vitaminokat és ásványi anyagokat tartalmaznak.

Így a glikémiás indexet csak általános útmutatóként szabad használni az élelmiszerek kiválasztásához.

Az élelmiszerek glikémiás terhelése

A glikémiás index azt méri, hogy az élelmiszerben lévő szénhidrátok milyen gyorsan szívódnak fel a vérbe. Nem tartalmazza az élelmiszerben lévő szénhidrátok mennyiségét, amelyek fontosak.

A glikémiás terhelés, egy viszonylag új fogalom, magában foglalja a glikémiás indexet és az élelmiszerben lévő szénhidrátok mennyiségét.

Az olyan élelmiszerek, mint a sárgarépa, banán, görögdinnye vagy teljes kiőrlésű kenyér, magas glikémiás indexűek lehetnek, de viszonylag alacsony a szénhidráttartalmuk, így alacsony az élelmiszerek glikémiás terhelése. Ezek az ételek csekély hatással vannak a vércukorszintre.

Fehérjék az élelmiszerekben

A fehérjék aminosavaknak nevezett szerkezetből állnak, és összetett képződményeket alkotnak. Mivel a fehérjék összetett molekulák, hosszabb ideig tart, amíg a szervezet felszívja őket. Ennek eredményeként sokkal lassabb és hosszabb energiaforrást jelentenek az emberi szervezet számára, mint a szénhidrátok.

20 aminosav van. Az emberi szervezet szintetizál néhány komponenst a szervezetben, de nem tud szintetizálni 9 aminosavat – ezeket esszenciális aminosavaknak nevezzük. Be kell őket foglalni az étrendbe. Mindenkinek szüksége van 8 aminosavra ezek közül: izoleucin, leucin, lizin, metionin, fenilalanin, treonin, triptofán és valin. A babáknak a 9. aminosavra, a hisztidinre is szükségük van.

A fehérje százalékos aránya, amelyet a szervezet az esszenciális aminosavak szintézisére használhat fel, változó. A szervezet fel tudja használni a tojásban lévő fehérjék 100%-át, és nagy százalékban a tej- és húsfehérjéket, de a legtöbb zöldségből és gabonából valamivel kevesebb mint a felét.

Minden emlős testének fehérjére van szüksége a szövetnövekedés fenntartásához és pótlásához. A fehérjét általában nem használják energiaforrásként az emberi szervezet számára. Ha azonban a szervezet nem jut elegendő kalóriához más tápanyagokból vagy elraktározott testzsírokból, akkor a fehérjét energiaforrásként használják fel. Ha a szükségesnél több fehérje van, a szervezet átalakítja a fehérjét, és zsírként tárolja az összetevőit.

Az élő test nagy mennyiségű fehérjét tartalmaz. A fehérje, a szervezet fő építőköve, és a legtöbb sejt fő alkotóeleme. Például az izmok, a kötőszövet és a bőr mind fehérjéből épülnek fel.

A felnőtteknek körülbelül 60 gramm fehérjét kell enniük naponta (1,5 gramm testtömeg-kilogrammonként, vagyis az összes kalória 10-15%-a).

Azoknak a felnőtteknek, akik megpróbálnak izmot építeni, egy kicsit többre van szükségük. A gyerekeknek is több fehérjére van szükségük, ahogy nőnek.

Zsírok

A zsírok összetett molekulák, amelyek zsírsavakból és glicerinből állnak. A szervezetnek zsírokra van szüksége a növekedéshez és a test energiaforrásaként. A zsírt hormonok és egyéb, a szervezet működéséhez szükséges anyagok (például prosztaglandinok) szintézisére is használják.

A zsírok lassú energiaforrások, de a legenergiahatékonyabb élelmiszerek. Minden gramm zsír körülbelül 9 kalóriát biztosít a szervezetnek, több mint kétszer annyi, mint a fehérjék vagy szénhidrátok. A zsírok hatékony energiaformák, és a szervezet a felesleges energiát zsírként tárolja. A szervezet a felesleges zsírt a hasban (omentális zsír) és a bőr alatt (bőr alatti zsír) tárolja, hogy felhasználja, amikor több energiára van szükség. A szervezet az erekből és szervekből is eltávolíthatja a felesleges zsírt, ahol az akadályozhatja a vér áramlását, valamint a sérült szervekből, ami gyakran komoly problémákat okoz.

Zsírsav

Amikor a szervezetnek zsírsavakra van szüksége, ezek egy részét képes előállítani (szintetizálni). Egyes savakat, amelyeket esszenciális zsírsavaknak neveznek, nem lehet szintetizálni, ezért étrenddel kell bevinni őket.

Az esszenciális zsírsavak a normál étrendben elfogyasztott zsír körülbelül 7%-át és az összes kalória körülbelül 3%-át (körülbelül 8 gramm) teszik ki. Ide tartoznak a linolsav és a linolénsav, amelyek bizonyos növényi olajokban jelen vannak. A linolsavból szintetizálhatók az eikozapentaén- és dokozahexaénsavak, amelyek az agy fejlődéséhez esszenciális zsírsavak. Ugyanakkor egyes tengeri haltermékekben is jelen vannak, amelyek hatékonyabb forrást jelentenek.

Hol található a zsír?

A linolsav és az arachidonsav egyaránt omega-6 zsírsav.

A linolénsav, az eikozapentaénsav és a dokozahexaénsav omega-3 zsírsavak.

Az omega-3 zsírsavakban gazdag étrend csökkentheti az érelmeszesedés (beleértve a koszorúér-betegséget) kockázatát. A tavi pisztráng és néhány mélytengeri hal magas omega-3 zsírsavat tartalmaz.

Elegendő omega-6 zsírsavat kell fogyasztania

A zsírok fajtái

Különböző típusú zsírok léteznek

• egyszeresen telítetlen
• többszörösen telítetlen
• gazdag

A telített zsírok fogyasztása növeli a koleszterinszintet és az érelmeszesedés kockázatát. Az állatokból származó termékek általában telített zsírokat tartalmaznak, amelyek szobahőmérsékleten szilárdak. A növényekből származó zsírok általában egyszeresen vagy többszörösen telítetlen zsírsavakat tartalmaznak, amelyek szobahőmérsékleten általában folyékonyak. Ez alól kivétel a pálma- és a kókuszolaj. Több telített zsírt tartalmaznak, mint más növényi olajok.

A transzzsírok (transz-zsírsavak) a zsírok másik kategóriája. Mesterségesek, és egyszeresen vagy többszörösen telítetlen zsírsavak hidrogénatomjainak hozzáadásával (hidrogénezése) jönnek létre. A zsírok lehetnek teljesen vagy részben hidrogénezettek (vízatomokkal telítettek). A transzzsírok fő táplálkozási forrása a részben hidrogénezett növényi olajok a kereskedelemben előállított élelmiszerekben. A transzzsírok fogyasztása negatívan befolyásolhatja a szervezet koleszterinszintjét, és hozzájárulhat az érelmeszesedés kockázatához.

Zsírok az étrendben

• a zsírt korlátozni kell, és a teljes napi kalória kevesebb mint 30%-át (vagy napi 90 grammnál kevesebbet) kell kitennie.
• A telített zsírt 10%-ra kell korlátozni.

Ha a zsírbevitelt a teljes napi kalória 10%-ára vagy kevesebbre csökkentik, a koleszterinszint drámaian csökken.

A szénhidrátok, fehérjék és zsírok az emberi élethez szükséges fő energiaforrások, minőségük pedig fontos az egészség szempontjából.

Tehát a fő és egyetlen A szervezet energiaforrása az ATP-molekula.(adenozin-trifoszforsav). Enélkül sem az izomrostok összehúzódása, sem ellazulása nem lehetséges. Nagyon gyakran az ATP-t joggal nevezik a test energiavalutája!

A kémiai reakció, amely megmagyarázza az ATP-ből történő energiafelszabadítás folyamatát, a következő:

ATP + víz –> ADP + F + 10 kcal,
ahol ADP adenozin-difoszforsav, P jelentése foszforsav.

A víz hatására (hidrolízis) egy foszforsav molekula válik le az ATP molekuláról, miközben ADP képződik és energia szabadul fel.

Az izmok ATP-ellátása azonban rendkívül kicsi. Maximum 1-2 másodpercig tart. Hogyan edzhetünk akkor órákon át?

Ez magyarázza a következő reakciót:

ADP + P + energia (kreatin-foszfát, glikogén, zsírsavak, aminosavak) –> ATP

Az utolsó reakciónak köszönhetően az ATP újraszintézis megtörténik. Ez a reakció csak jelenlétében mehet végbe szénhidrát-, zsír- és fehérjetartalék a szervezetben. Ők valójában igazi energiaforrásokés határozza meg a terhelés időtartamát!

Nagyon fontos, hogy az első és a második reakció sebessége eltérő legyen. A terhelés intenzitásának növekedésével az ATP energiává való átalakulásának sebessége is növekszik. Míg a második reakció nyilvánvalóan kisebb sebességgel megy végbe. Bizonyos intenzitási szinten a második reakció már nem tudja kompenzálni az ATP fogyasztását. Ebben az esetben izomelégtelenség lép fel. Minél edzettebb a sportoló, annál nagyobb az intenzitás, amelynél ez a hiba bekövetkezik.

Kioszt kétféle gyakorlat: aerob és anaerob. Az első esetben az ATP újraszintézis folyamata (a fent jelzett második reakció) csak akkor lehetséges, ha elegendő mennyiségű oxigén van. Ebben a terhelési módban van, és ez egy közepes erejű terhelés, miután az összes glikogénraktár kimerült, a szervezet szívesen zsírt használjon üzemanyagként az ATP képződésére. Ez a mód nagymértékben meghatároz egy olyan mutatót, mint IPC(maximális oxigénfogyasztás). Ha nyugalomban minden egészséges embernél a MIC = 0,2-0,3 l / perc, akkor terhelés alatt ez az érték jelentősen megnő, és eléri a 3-7 l / percet. Minél edzettebb a szervezet (ezt elsősorban a légzőrendszer és a szív- és érrendszer határozza meg), annál nagyobb mennyiségű elfogyasztott oxigén tud áthaladni rajta egységnyi idő alatt (magas MPC), és annál gyorsabban mennek végbe az ATP újraszintézis reakciói. És ez viszont közvetlenül összefügg a bőr alatti zsír oxidációs sebességének növekedésével.

Következtetés: A testzsír csökkentését célzó edzéseknél különös figyelmet kell fordítani a terhelés intenzitására. Biztosan az közepesen erős. Az elfogyasztott oxigén mennyisége nem haladhatja meg az IPC 70%-át. Az IPC meghatározása nagyon bonyolult eljárás, így saját érzéseire összpontosíthat: csak próbálja meg elkerülni a szállított oxigénhiányt; a gyakorlat végrehajtása során ne legyen levegőhiány érzése. Különös figyelmet kell fordítani a szív- és érrendszer, valamint a légzőrendszer edzésére is, amelyek elsősorban az egységnyi idő alatt elfogyasztott oxigén kapacitását határozzák meg. E két rendszer fitneszének fejlesztésével növeli a zsírlebontás sebességét.

Tehát megvizsgáltuk az ATP újraszintézis aerob útvonalát. A következő számban az ATP-reszintézis (anaerob) két másik mechanizmusára fogunk összpontosítani, amelyek kreatin-foszfát és glikogén felhasználásával folytatódnak.

AZ ANYAGCSERE ÉS ENERGIA ÉLETTANA. KIEGYENSÚLYOZOTT ÉTREND.

Előadásterv.

Az anyagcsere fogalma az állatok és az emberek szervezetében. Energiaforrások a szervezetben.

Az anyagcsere és az energia élettanának alapfogalmai és definíciói.

Módszerek az energia-anyagcsere tanulmányozására emberekben.

A racionális táplálkozás fogalma. Az élelmiszeradagok összeállításának szabályai.

Az anyagcsere fogalma az állatok és az emberek szervezetében. Energiaforrások a szervezetben.

Az emberi test egy nyitott termodinamikai rendszer, amelyet az anyagcsere és az energia jelenléte jellemez.

Anyagcsere és energia Az emberi szervezetben az anyagok és az energia átalakulásának, valamint a test és a környezet közötti anyag- és energiacserének fizikai, biokémiai és élettani folyamatainak összessége. Ezeket az emberi szervezetben lezajló folyamatokat számos tudomány vizsgálja: biofizika, biokémia, molekuláris biológia, endokrinológia és természetesen élettan.

Az anyagcsere és az energiacsere szorosan összefügg egymással, azonban a fogalmak leegyszerűsítése érdekében ezeket külön-külön vizsgáljuk.

Anyagcsere (anyagcsere)- a szervezetben végbemenő kémiai és fizikai átalakulások összessége, amelyek a külső környezettel összefüggésben biztosítják annak létfontosságú tevékenységét.

Az anyagcserében a folyamatok két irányát különböztetjük meg a szervezet szerkezetével kapcsolatban: az asszimilációt vagy anabolizmust és a disszimilációt vagy a katabolizmust.

Asszimiláció(anabolizmus) - az élő anyag létrehozására szolgáló folyamatok összessége. Ezek a folyamatok energiát fogyasztanak.

Disszimiláció(katabolizmus) - az élő anyag bomlási folyamatainak összessége. A disszimiláció eredményeként az energia újratermelődik.

Az állatok és az emberek élete az asszimilációs és disszimilációs folyamatok egysége. Ezeket a folyamatokat két rendszer köti össze:

ATP - ADP (ATP - adenozin-trifoszfát, ADP - adenozin-difoszfát;

NADP (oxidált) - NADP (redukált), ahol NADP - nikotin-amid-difoszfát.

Ezen vegyületek közvetítését az asszimilációs és disszimilációs folyamatok között az biztosítja, hogy az ATP és NADP molekulák univerzális biológiai energiafelhalmozóként, hordozójaként, a szervezet egyfajta "energiavalutájaként" működnek. Mielőtt azonban az energiát az ATP és NADP molekulákban raktároznák, ki kell vonni a táplálékkal a szervezetbe kerülő tápanyagokból. Ezeket a tápanyagokat Ön fehérjéknek, zsíroknak és szénhidrátoknak ismeri. Ezen túlmenően hozzá kell tenni, hogy a tápanyagok nemcsak energiaszolgáltatói funkciót töltenek be, hanem építőanyag-ellátó funkciót is (műanyag funkció) a sejtek, szövetek és szervek számára. A különböző tápanyagok szerepe a szervezet képlékeny- és energiaszükségletének megvalósításában nem egyforma. A szénhidrátok elsősorban energetikai funkciót töltenek be, a szénhidrátok képlékeny funkciója elenyésző. A zsírok egyformán látják el az energia és a képlékeny funkciókat. A fehérjék a szervezet fő építőanyagai, de bizonyos feltételek mellett energiaforrások is lehetnek.

Energiaforrások a szervezetben.

Mint fentebb említettük, a szervezet fő energiaforrásai a tápanyagok: szénhidrátok, zsírok és fehérjék. Az élelmiszerekben található energia felszabadulása az emberi szervezetben három szakaszban történik:

1. szakasz. A fehérjék aminosavakra, a szénhidrátok hexózokra, például glükózra vagy fruktózra, a zsírok glicerinre és zsírsavakra bomlanak. Ebben a szakaszban a szervezet főleg az anyagok lebontására fordít energiát.

2. szakasz. Az aminosavak, hexózok és zsírsavak a biokémiai reakciók során tej- és piroszőlősavvá, valamint acetil-koenzim A-vá alakulnak. Ebben a szakaszban a potenciális energia akár 30%-a is felszabadul az élelmiszerekből.

3. szakasz. A teljes oxidáció során minden anyag lebomlik CO 2 -vé és H 2 O-vá. Ebben a szakaszban a metabolikus Krebs kazánban az energia fennmaradó része, körülbelül 70%-a felszabadul. Ebben az esetben a felszabaduló energia nem halmozódik fel az ATP kémiai energiájában. Az energia egy része a környezetbe kerül. Ezt a hőt elsődleges hőnek (Q 1) nevezik. Az ATP által felhalmozott energiát tovább fordítják a szervezetben végzett különféle munkákra: mechanikai, elektromos, kémiai és aktív szállításra. Ebben az esetben az energia egy része elvész az úgynevezett másodlagos hő Q 2 formájában. Lásd az 1. ábrát.

Szénhidrát

biológiai oxidáció

H 2 O + CO 2 + K 1 + ATP

Gépészeti munka

+ K 2