Umuhimu wa kimetaboliki ya wanga na protini. Umetaboli wa protini. Umetaboli wa mafuta. Kubadilishana kwa wanga. Ini, jukumu lake katika kimetaboliki

UMETABOLI WA PROTEINI, MAFUTA NA WANGA MWILINI.

1. sifa za jumla kimetaboliki katika mwili.

2. Umetaboli wa protini.

3. Umetaboli wa mafuta.

4. Kimetaboliki ya wanga.

KUSUDI: kuwakilisha mpango wa jumla kimetaboliki katika mwili, kimetaboliki ya protini, mafuta, wanga na udhihirisho wa ugonjwa wa aina hizi za kimetaboliki.

1. Mara moja katika mwili, molekuli za virutubisho hushiriki katika aina mbalimbali athari mbalimbali. Athari hizi, pamoja na maonyesho mengine ya kemikali ya shughuli muhimu, huitwa kimetaboliki, au kimetaboliki. Virutubisho hutumika kama malighafi kwa ajili ya usanisi wa seli mpya au zimeoksidishwa, kutoa nishati kwa mwili. Sehemu ya nishati hii ni muhimu kwa ajili ya ujenzi unaoendelea wa vipengele vipya vya tishu, nyingine hutumiwa katika mchakato wa utendaji wa seli: wakati wa kusinyaa kwa misuli. , uambukizaji msukumo wa neva, usiri wa bidhaa za seli. Nishati iliyobaki hutolewa kama joto.

Michakato ya kimetaboliki imegawanywa katika anabolic na catabolic. Anabolism (assimilation) - michakato ya kemikali, ambapo vitu rahisi kuchanganya na kila mmoja kuunda ngumu zaidi, ambayo inaongoza kwa mkusanyiko wa nishati, ujenzi wa protoplasm mpya na ukuaji. Catabolism (dissimilation) - mgawanyiko wa vitu tata, na kusababisha kutolewa kwa nishati, wakati uharibifu wa protoplasm na matumizi ya vitu vyake.

Kiini cha kimetaboliki: 1) ulaji wa virutubisho mbalimbali ndani ya mwili kutoka kwa mazingira ya nje; 2) uchukuaji wao na matumizi katika mchakato wa maisha kama vyanzo vya nishati na nyenzo kwa ajili ya kujenga tishu; 3) kutolewa kwa bidhaa zinazosababishwa za metabolic. kwenye mazingira ya nje.

Kazi mahususi za kimetaboliki: 1) kutoa nishati kutoka mazingira katika mfumo wa nishati ya kemikali ya vitu vya kikaboni; 2) mabadiliko ya vitu vya nje kuwa vizuizi vya ujenzi, i.e. watangulizi wa vipengele vya macromolecular ya seli; 3) mkusanyiko wa protini, asidi ya nucleic na vipengele vingine vya seli kutoka kwa vitalu hivi; 4) usanisi na uharibifu wa biomolecules muhimu kufanya kazi mbalimbali maalum za seli hii.

2. Kimetaboliki ya protini - seti ya plastiki na michakato ya nishati mabadiliko ya protini katika mwili, ikiwa ni pamoja na kubadilishana amino asidi na bidhaa zao kuoza. Protini - msingi wa miundo yote ya seli, ni wabebaji wa nyenzo za maisha. Biosynthesis ya protini huamua ukuaji, maendeleo na upyaji wa wote vipengele vya muundo katika mwili na hivyo uaminifu wao wa kazi. Mahitaji ya kila siku ya protini (protini optimum) kwa mtu mzima ni 100-120 g (na matumizi ya nishati ya 3000 kcal / siku). Asidi zote za amino (20) lazima ziwe na mwili kwa uwiano na kiasi fulani, vinginevyo protini haiwezi kuunganishwa. Amino asidi nyingi za protini (valine, leucine, isoleusini, lysine, methionine, threonine, phenylalanine, tryptophan) haziwezi kuunganishwa katika mwili na lazima zitolewe kwa chakula (asidi muhimu za amino). Asidi nyingine za amino zinaweza kutengenezwa katika mwili na huitwa zisizo muhimu (histidine, glycocol, glycine, alanine, asidi ya glutamic, proline, hydroxyproline, series, tyrosine, cysteine, arginine,) Protini zimegawanywa katika kamili kibiolojia (pamoja na seti kamili ya zote amino asidi muhimu) na kasoro (kwa kutokuwepo kwa amino asidi moja au zaidi muhimu).

Hatua kuu za kimetaboliki ya protini: 1) kuvunjika kwa enzymatic ya protini za chakula kwa asidi ya amino na kunyonya kwa mwisho, 2) mabadiliko ya amino asidi, 3) biosynthesis ya protini; 4) kuvunjika kwa protini; 5) malezi ya bidhaa za mwisho za kuvunjika kwa asidi ya amino.

aliingia ndani capillaries ya damu villi ya membrane ya mucous ya utumbo mdogo, amino asidi kulingana na mshipa wa portal kufika wakati ambapo hutumiwa mara moja, au kushikiliwa kama hifadhi ndogo. Baadhi ya asidi ya amino hubakia katika damu na kuingia katika seli nyingine za mwili, ambapo huingizwa katika protini mpya. Protini za mwili huvunjwa mara kwa mara na kusanisishwa tena (kipindi cha usasishaji protini jumla katika mwili - siku 80). Ikiwa chakula kina asidi ya amino zaidi kuliko ni muhimu kwa awali ya protini za seli, enzymes ya ini hugawanyika kutoka kwa vikundi vya amino NH2 kutoka kwao, i.e. kuzalisha deamination. Enzymes zingine, zinazounganisha vikundi vya amino ambavyo vimetengwa na CO2, huunda urea kutoka kwao, ambayo huhamishwa na damu hadi kwenye figo na kutolewa kwenye mkojo. Protini haziwekwa kwenye bohari, hivyo protini ambazo mwili hutumia baada ya kupungua kwa wanga na mafuta sio hifadhi, lakini enzymes na protini za miundo ya seli.

Matatizo ya kimetaboliki ya protini katika mwili yanaweza kuwa ya kiasi na ya ubora. O mabadiliko ya kiasi kimetaboliki ya protini inahukumiwa na usawa wa nitrojeni, i.e. kulingana na uwiano wa kiasi cha nitrojeni inayoingia mwili na chakula na kutolewa kutoka humo. Kawaida katika mtu mzima lishe ya kutosha kiasi cha nitrojeni kilichoingizwa ndani ya mwili ni sawa na kiasi kilichotolewa kutoka kwa mwili (usawa wa nitrojeni). Wakati ulaji wa nitrojeni unazidi excretion yake, wanasema juu ya usawa mzuri wa nitrojeni, na nitrojeni huhifadhiwa katika mwili. Inazingatiwa wakati wa ukuaji wa mwili, wakati wa ujauzito, wakati wa kupona .. Wakati kiasi cha nitrojeni kilichotolewa kutoka kwa mwili kinazidi kiasi kilichopokelewa, wanasema juu ya usawa wa nitrojeni mbaya. kupunguza kwa kiasi kikubwa maudhui ya protini katika chakula (njaa ya protini).

3. Metaboli ya mafuta - seti ya michakato ya mabadiliko ya lipids (mafuta) katika mwili. Mafuta ni nishati na nyenzo za plastiki, ni sehemu ya membrane na cytoplasm ya seli. Sehemu ya mafuta hujilimbikiza kwa namna ya hifadhi (10-30% ya uzito wa mwili). Sehemu kubwa ya mafuta ni lipids zisizo na upande (triglycerides ya oleic, palmitic, stearic na zingine za juu zaidi). asidi ya mafuta) Mahitaji ya kila siku ya mafuta kwa mtu mzima ni 70-100 g. Thamani ya kibaolojia ya mafuta imedhamiriwa na ukweli kwamba baadhi ya asidi zisizojaa mafuta (linoleic, linolenic, arachidonic), muhimu kwa maisha, ni muhimu. mahitaji ya kila siku 10-12 g) na haiwezi kuundwa katika mwili wa binadamu kutoka kwa asidi nyingine ya mafuta, hivyo ni lazima ipewe chakula (mboga na mafuta ya wanyama).

Hatua kuu za kimetaboliki ya mafuta: 1) mgawanyiko wa enzymatic wa mafuta ya chakula ndani njia ya utumbo kwa glycerol na asidi ya mafuta na kunyonya kwa mwisho ndani utumbo mdogo; 2) malezi ya lipoproteini kwenye mucosa ya matumbo na kwenye ini na usafirishaji wao kwa damu; 3) hidrolisisi ya misombo hii kwenye uso wa membrane ya seli na enzyme ya lipoprotein lipase, kunyonya kwa asidi ya mafuta na glycerol ndani ya seli. hutumiwa kuunganisha lipids zao za seli za viungo na tishu. Baada ya awali, lipids inaweza kupitia oxidation, ikitoa nishati, na hatimaye kugeuka kuwa kaboni dioksidi na maji (100 g ya mafuta hutoa 118 g ya maji wakati iliyooksidishwa). Mafuta yanaweza kubadilishwa kuwa glycogen, na kisha kupitia michakato ya oxidative ya aina hiyo kimetaboliki ya kabohaidreti. Pamoja na ziada ya mafuta huwekwa kwa namna ya hifadhi ndani tishu za subcutaneous, omentamu kubwa zaidi, karibu na baadhi viungo vya ndani.

Pamoja na chakula tajiri katika mafuta, huja kiasi fulani cha lipoids (vitu vinavyofanana na mafuta) - phosphatides na sterols. Phosphatides ni muhimu kwa mwili kuunganisha utando wa seli; ni sehemu ya dutu ya nyuklia, cytoplasm ya seli. matajiri katika phosphatides tishu za neva. Mwakilishi mkuu wa sterols ni cholesterol. Pia ni sehemu ya utando wa seli, ni mtangulizi wa homoni za cortex ya adrenal, gonads, vitamini D, asidi ya bile. Cholesterol huongeza upinzani wa erythrocytes kwa hemolysis, hutumika kama insulator kwa seli za neva kutoa upitishaji wa msukumo wa neva. Maudhui ya kawaida jumla ya cholesterol katika plasma ya damu 3.11-6.47 mmol / l.

4. Kimetaboliki ya wanga - seti ya michakato ya mabadiliko ya wanga katika mwili. Wanga ni vyanzo vya nishati kwa matumizi ya moja kwa moja (glucose) au kuunda bohari ya nishati (glycogen), ni vipengele vya misombo changamano (nucleoproteins, glycoproteins) inayotumika kujenga miundo ya seli.Mahitaji ya kila siku ni 400-500 g.

Hatua kuu za kimetaboliki ya wanga: 1) kuvunjika kwa wanga ya chakula kwenye njia ya utumbo na kunyonya kwa monosaccharides kwenye utumbo mdogo; 2) uwekaji wa sukari katika mfumo wa glycogen kwenye ini na misuli au matumizi yake ya moja kwa moja kwa nishati. madhumuni; 3) kuvunjika kwa glycogen kwenye ini na kuingia kwa sukari kwenye damu inapopungua (uhamasishaji wa glycogen); 4) muundo wa sukari kutoka kwa bidhaa za kati (asidi ya pyruvic na lactic) na vitangulizi visivyo vya wanga; 5) ubadilishaji. sukari ndani ya asidi ya mafuta; 6) oxidation ya glucose na malezi ya dioksidi kaboni na maji.

Wanga huingizwa kwenye mfereji wa chakula kwa namna ya glucose, fructose na galactose. Wanasafiri kupitia mshipa wa mlango hadi kwenye ini, ambapo fructose na galactose hubadilishwa kuwa glukosi, ambayo huhifadhiwa kama glycogen. Mchakato wa awali wa glycogen kwenye ini kutoka kwa glucose inaitwa glycogenesis (ini ina 150-200 g ya wanga kwa namna ya glycogen). Sehemu ya sukari huingia kwenye mzunguko wa jumla na kusambazwa kwa mwili wote, ikitumika kama nyenzo kuu ya nishati na kama sehemu ya misombo ngumu (glycoproteins, nucleoproteins).

Glucose ni mara kwa mara sehemu muhimu(Biological constant) ya damu. Maudhui ya glucose katika damu ni kawaida 4.44-6.67 mmol / l, na ongezeko la maudhui yake (hyperglycemia) hadi 8.34-10 mmol / l, hutolewa kwenye mkojo kwa namna ya athari. Kwa kupungua kwa sukari ya damu (hypoglycemia) hadi 3.89 mmol / l, hisia ya njaa inaonekana, hadi 3.22 mmol / l - degedege, delirium na kupoteza fahamu (coma) hutokea. Glucose inapooksidishwa katika seli kwa ajili ya nishati, hatimaye hubadilika kuwa kaboni dioksidi na maji. Kuvunjika kwa glycogen kwenye ini hadi glukosi ni glycogenolysis. Biosynthesis ya wanga kutoka kwa bidhaa zao za kuvunjika au bidhaa za kuvunjika kwa mafuta na protini - gluconeogenesis. Kuvunjika kwa wanga kwa kukosekana kwa oksijeni na mkusanyiko wa nishati katika ATP na malezi ya maziwa na asidi ya pyruvic- glycolysis.

Wakati ulaji wa glukosi unazidi mahitaji, ini hugeuza glukosi kuwa mafuta, ambayo huhifadhiwa kwenye ghala za mafuta na inaweza kutumika kama chanzo cha nishati katika siku zijazo. Ukiukaji kubadilishana kawaida wanga hudhihirishwa na ongezeko la sukari ya damu. Hyperglycemia inayoendelea na glucosuria inayohusishwa na ukiukaji wa kina kimetaboliki ya kabohaidreti huzingatiwa katika ugonjwa wa kisukari. Msingi wa ugonjwa huo ni ukosefu wa kazi ya endocrine ya kongosho. Kutokana na ukosefu au kutokuwepo kwa insulini katika mwili, uwezo wa tishu kutumia glucose huharibika, na hutolewa kwenye mkojo.

Kimetaboliki huanza na ulaji virutubisho ndani ya njia ya utumbo na hewa ndani ya mapafu.

Hatua ya kwanza ya kimetaboliki ni michakato ya enzymatic ya kugawanya protini, mafuta na wanga ndani ya asidi ya amino mumunyifu wa maji, mono- na disaccharides, glycerol, asidi ya mafuta na misombo mingine inayotokea. idara mbalimbali njia ya utumbo, pamoja na ngozi ya vitu hivi ndani ya damu na lymph.

Hatua ya pili ya kubadilishana ni usafiri wa virutubisho na oksijeni kwa damu kwa tishu na mabadiliko hayo magumu ya kemikali ya vitu vinavyotokea katika seli. Wakati huo huo hufanya uharibifu wa virutubisho kwa bidhaa za mwisho za kimetaboliki, awali ya enzymes, homoni, na vipengele vya cytoplasm. Kuvunjika kwa vitu kunafuatana na kutolewa kwa nishati, ambayo hutumiwa kwa ajili ya mchakato wa awali na kuhakikisha kazi ya kila chombo na viumbe kwa ujumla.

Hatua ya tatu ni kuondolewa kwa bidhaa za mwisho za kuoza kutoka kwa seli, usafirishaji wao na utaftaji na figo, mapafu, tezi za jasho na matumbo.

Mabadiliko ya protini, mafuta, wanga, madini na maji hutokea katika mwingiliano wa karibu na kila mmoja. Kimetaboliki ya kila mmoja wao ina sifa zake, na umuhimu wao wa kisaikolojia ni tofauti, hivyo kubadilishana kwa kila moja ya vitu hivi kawaida huzingatiwa tofauti.

Umetaboli wa protini

Protini hutumiwa katika mwili kimsingi kama nyenzo za plastiki. Haja ya protini imedhamiriwa na kiwango cha chini ambacho kitasawazisha upotezaji wake na mwili. Protini ziko katika hali ya kubadilishana kwa kuendelea na upya. Katika mwili wa mtu mzima mwenye afya, kiasi cha protini kilichooza kwa siku ni sawa na kiasi cha protini mpya. Kumi kati ya asidi 20 za amino (valine, leucine, isoleusini, lysine, methionine, tryptophan, threonine, phenylalanine, arginine na histidine) haziwezi kuunganishwa katika mwili ikiwa hutolewa kwa chakula cha kutosha na huitwa muhimu. Asidi nyingine kumi za amino (zisizo za lazima) zinaweza kuunganishwa katika mwili.

Kutoka kwa amino asidi zilizopatikana katika mchakato wa digestion, protini maalum kwa aina fulani, viumbe na kwa kila chombo huunganishwa. Baadhi ya asidi ya amino hutumiwa kama nyenzo ya nishati, i.e. kupitia kugawanyika. Kwanza, wameondolewa - wanapoteza kundi la Nh3, na kusababisha kuundwa kwa amonia na asidi ya keto. Amonia ni dutu yenye sumu na hutolewa kwenye ini kwa kubadilishwa kuwa urea. Asidi za Keto baada ya mfululizo wa mabadiliko hutengana katika CO2 na H2O.

Kiwango cha kuoza na upyaji wa protini za mwili ni tofauti - kutoka dakika kadhaa hadi siku 180 (siku 80 kwa wastani). Kiasi cha protini ambacho kimepata kuoza kwa siku kinahukumiwa na kiasi cha nitrojeni iliyotolewa kutoka kwa mwili wa binadamu. 100 g ya protini ina 16 g ya nitrojeni. Kwa hivyo, excretion ya 1 g ya nitrojeni na mwili inalingana na kuvunjika kwa 6.25 g ya protini. Karibu 3.7 g ya nitrojeni hutolewa kutoka kwa mwili wa mtu mzima kwa siku, i.e. wingi wa protini iliyoharibiwa ni 3.7 x 6.25 = 23 g, au 0.028-0.075 g ya nitrojeni kwa kilo 1 ya uzito wa mwili kwa siku (Rubner kuvaa mgawo).

Ikiwa kiasi cha nitrojeni kinachoingia mwili na chakula ni sawa na kiasi cha nitrojeni kilichotolewa kutoka kwa mwili, basi mwili uko katika hali ya usawa wa nitrojeni.

Ikiwa nitrojeni zaidi huingia ndani ya mwili kuliko inavyotolewa, basi hii inaonyesha uwiano mzuri wa nitrojeni (uhifadhi wa nitrojeni). Inatokea wakati wingi tishu za misuli(shughuli kali za kimwili), wakati wa ukuaji wa mwili, ujauzito, wakati wa kurejesha baada ya ugonjwa mbaya. Hali ambayo kiasi cha nitrojeni kilichotolewa kutoka kwa mwili kinazidi ulaji wake ndani ya mwili inaitwa usawa wa nitrojeni hasi. Inatokea wakati wa kula protini zenye kasoro, wakati yoyote ya amino asidi muhimu haiingii mwili, na protini au njaa kamili.

Inahitajika kula angalau 0.75 g ya protini kwa kilo 1 ya uzani wa mwili kwa siku, ambayo kwa mtu mzima. mtu mwenye afya njema uzani wa kilo 70 ni angalau 52.5 g ya protini kamili. Kwa utulivu wa kuaminika wa usawa wa nitrojeni, inashauriwa kuchukua 85-90 g ya protini kwa siku na chakula. Kwa watoto, wanawake wajawazito na wanaonyonyesha, viwango hivi vinapaswa kuwa vya juu. Umuhimu wa kisaikolojia katika kesi hii ina maana kwamba protini hasa hufanya kazi ya plastiki, na wanga - nishati.

Umetaboli wa mafuta (lipids)

Lipids ni esta za glycerol na asidi ya juu ya mafuta. Asidi za mafuta zimejaa au hazijajazwa (zina vifungo viwili au zaidi). Lipids huchukua jukumu la nishati na plastiki katika mwili. Kwa sababu ya oxidation ya mafuta, karibu 50% ya mahitaji ya nishati ya kiumbe cha mtu mzima hutolewa. Mafuta hutumika kama akiba ya lishe kwa mwili, akiba yao kwa wanadamu ni wastani wa 10-20% ya uzani wa mwili. Kati ya hizi, karibu nusu ziko kwenye tishu za adipose chini ya ngozi, kiasi kikubwa kinawekwa kwenye omentamu kubwa, tishu za perirenal na kati ya misuli.

Katika hali ya njaa, wakati mwili unakabiliwa na baridi, wakati wa kimwili au mzigo wa kisaikolojia-kihisia kuna mgawanyiko mkubwa wa mafuta yaliyohifadhiwa. Chini ya hali ya kupumzika baada ya kula, resynthesis na uwekaji wa lipids kwenye depo hufanyika. Jukumu kuu la nishati linachezwa na mafuta ya neutral - triglycerides, na plastiki inafanywa na phospholipids, cholesterol na asidi ya mafuta, ambayo hufanya kazi ya vipengele vya miundo ya membrane za seli, ni sehemu ya lipoproteins, ni watangulizi. homoni za steroid, asidi ya bile na prostaglandini.

Molekuli za lipid zinazofyonzwa kutoka kwenye utumbo huwekwa kwenye epitheliocytes ndani ya chembe za usafiri (chylomicrons), ambazo huingia kwenye damu kupitia mishipa ya lymphatic. Chini ya hatua ya lipoprotein lipase ya endothelium ya capillary sehemu kuu chylomicrons - triglycerides ya neutral - huvunjwa hadi glycerol na asidi ya mafuta ya bure. Sehemu ya asidi ya mafuta inaweza kushikamana na albumin, wakati glycerol na asidi ya mafuta ya bure huingia seli za mafuta na hubadilishwa kuwa triglycerides. Mabaki ya chylomicrons ya damu hukamatwa na hepatocytes, hupitia endocytosis na huharibiwa katika lysosomes.

Lipoproteini huundwa kwenye ini kwa usafirishaji wa molekuli za lipid zilizoundwa ndani yake. Hizi ni lipoproteins za chini sana na lipoproteins msongamano mdogo ambayo husafirisha triglycerides na cholesterol kutoka kwenye ini hadi kwa tishu zingine. Lipoproteini za chini-wiani huchukuliwa kutoka kwa damu na seli za tishu kwa msaada wa receptors za lipoprotein, zina endocytosed, kutolewa kwa cholesterol kwa mahitaji ya seli na kuharibiwa katika lysosomes. Lini mkusanyiko wa ziada lipoproteini za chini-wiani katika damu, zinakamatwa na macrophages na leukocytes nyingine. Seli hizi, zinazokusanya esta za cholesterol za chini za kimetaboliki, huwa moja ya vipengele vya plaques ya mishipa ya atherosclerotic.

Lipoprotini msongamano mkubwa usafiri cholesterol ya ziada na esta zake kutoka kwa tishu hadi kwenye ini, ambapo hubadilishwa kuwa asidi ya bile, ambayo hutolewa kutoka kwa mwili. Kwa kuongeza, lipoproteini za juu-wiani hutumiwa kwa awali ya homoni za steroid katika tezi za adrenal.

Molekuli zote mbili rahisi na ngumu za lipid zinaweza kuunganishwa katika mwili, isipokuwa linoleic isiyojaa, linolenic na asidi ya mafuta ya arachidonic, ambayo lazima ipewe chakula. Haya asidi muhimu ni sehemu ya molekuli za phospholipids. Prostaglandini, prostacyclins, thromboxanes, leukotrienes huundwa kutoka kwa asidi ya arachidonic. Kutokuwepo au ulaji wa kutosha wa asidi muhimu ya mafuta mwilini husababisha kucheleweshwa kwa ukuaji, kazi ya figo iliyoharibika, magonjwa ya ngozi, na utasa. Vijana wa kibaiolojia wa lipids ya chakula hutambuliwa na kuwepo kwa asidi muhimu ya mafuta ndani yao na digestibility yao. Siagi na mafuta ya nguruwe huchuliwa na 93 - 98%, nyama ya ng'ombe - kwa 80 - 94%, mafuta ya alizeti - kwa 86 - 90%, majarini - kwa 94-98%.

Kimetaboliki ya wanga

Wanga ndio chanzo kikuu cha nishati, na pia hufanya kazi za plastiki katika mwili; wakati wa oxidation ya sukari, bidhaa za kati huundwa - pentoses, ambayo ni sehemu ya nyukleotidi na asidi ya nucleic. Glucose ni muhimu kwa ajili ya awali ya amino asidi fulani, awali na oxidation ya lipids, polysaccharides. Mwili wa mwanadamu hupokea wanga hasa katika mfumo wa wanga wa polysaccharide ya mimea na ndani kiasi kidogo kwa namna ya mnyama glycogen polysaccharide. Katika njia ya utumbo, huvunjwa hadi kiwango cha monosaccharides (glucose, fructose, lactose, galactose).

Monosaccharides, ambayo kuu ni sukari, huingizwa ndani ya damu na kupitia mshipa wa portal huingia kwenye ini. Hapa fructose na galactose hubadilishwa kuwa glucose. Mkusanyiko wa intracellular wa glucose katika hepatocytes ni karibu na ukolezi wake katika damu. Wakati glucose ya ziada inapoingia kwenye ini, ni phosphorylated na kubadilishwa kuwa fomu ya hifadhi ya hifadhi yake - glycogen. Kiasi cha glycogen kwa mtu mzima inaweza kuwa 150-200 g. Katika kesi ya kizuizi cha ulaji wa chakula, na kupungua kwa viwango vya damu ya glucose, glycogen huvunjwa na glucose huingia kwenye damu.

Wakati wa saa 12 za kwanza au zaidi baada ya chakula, matengenezo ya mkusanyiko wa sukari ya damu hutolewa na kuvunjika kwa glycogen kwenye ini. Baada ya kupungua kwa maduka ya glycogen, awali ya enzymes huongezeka, kutoa athari za gluconeogenesis - awali ya glucose kutoka kwa lactate au amino asidi. Kwa wastani, mtu hutumia 400-500 g ya wanga kwa siku, ambayo kawaida 350-400 g ni wanga, na 50-100 r ni mono- na disaccharides. Wanga ya ziada huhifadhiwa kama mafuta.

Kimetaboliki ya maji na madini

Maudhui ya maji katika mwili wa mtu mzima ni wastani wa 73.2 ± 3% ya uzito wa mwili. Usawa wa maji katika mwili huhifadhiwa kutokana na usawa wa kiasi cha kupoteza maji na ulaji wake ndani ya mwili. Mahitaji ya kila siku ya maji ni kati ya 21 hadi 43 ml/kg (kwa wastani 2400 ml) na inatoshelezwa kwa kunywa maji (~1200 ml), chakula (~900 ml) na maji yanayoundwa mwilini wakati wa michakato ya kimetaboliki ( maji ya asili. ~300 ml).Kiasi sawa cha maji hutolewa kwenye mkojo (~1400 ml), kinyesi (~100 ml), kupitia uvukizi kutoka kwenye uso wa ngozi na njia ya upumuaji(~ 900 ml).

Haja ya mwili ya maji inategemea asili ya lishe. Wakati wa kula kwa kiasi kikubwa wanga na vyakula vya mafuta na kwa ulaji mdogo wa NaCl, hitaji la maji ni kidogo. Chakula, matajiri katika protini, pia kuongezeka kwa mapokezi chumvi husababisha haja kubwa ya maji, ambayo ni muhimu kwa excretion osmotically vitu vyenye kazi(urea na ioni za madini). Ulaji wa kutosha wa maji au upotezaji wake mwingi husababisha upungufu wa maji mwilini, ambao unaambatana na unene wa damu, kuzorota kwake. mali ya rheological na usumbufu wa hemodynamic.

Ukosefu wa maji katika mwili kwa kiasi cha 20% ya uzito wa mwili husababisha matokeo mabaya. Ulaji mwingi wa maji ndani ya mwili au kupungua kwa kiasi chake kilichotolewa na mwili husababisha ulevi wa maji. Matokeo yake hypersensitivity seli za ujasiri na vituo vya ujasiri kwa kupungua kwa osmolarity, ulevi wa maji unaweza kuambatana na misuli ya misuli.

Kubadilishana kwa ioni za maji na madini katika mwili kunahusiana kwa karibu, kwa sababu ya hitaji la kudumisha shinikizo la osmotic kwa kiwango cha mara kwa mara katika mazingira ya nje ya seli na katika seli. Utekelezaji wa nambari michakato ya kisaikolojia(msisimko, maambukizi ya synoptic, contraction ya misuli) haiwezekani bila kudumisha mkusanyiko fulani wa Na +, K +, Ca2 + na ioni nyingine za madini katika seli na katika mazingira ya nje ya seli. Yote lazima iingizwe na chakula.

1. Tabia za jumla za kimetaboliki katika mwili.

2. Umetaboli wa protini.

3. Umetaboli wa mafuta.

4. Kimetaboliki ya wanga.

KUSUDI: Kuwasilisha mpango wa jumla wa kimetaboliki katika mwili, kimetaboliki ya protini, mafuta, wanga na udhihirisho wa ugonjwa wa aina hizi za kimetaboliki.

1. Mara moja katika mwili, molekuli za chakula zinahusika katika athari nyingi tofauti. Athari hizi, pamoja na maonyesho mengine ya kemikali ya shughuli muhimu, huitwa kimetaboliki, au kimetaboliki. Virutubisho hutumiwa kama malighafi kwa usanisi wa seli mpya au hutiwa oksidi, kutoa nishati kwa mwili. Sehemu ya nishati hii ni muhimu kwa ujenzi unaoendelea wa sehemu mpya za tishu, nyingine hutumiwa katika mchakato wa utendaji wa seli: wakati wa misuli. contraction, maambukizi ya msukumo wa neva, usiri wa bidhaa za seli. Nishati iliyobaki hutolewa kama joto.

Michakato ya kimetaboliki imegawanywa katika anabolic na catabolic. Anabolism (assimilation) - michakato ya kemikali ambayo vitu rahisi huchanganyika na kila mmoja kuunda ngumu zaidi, ambayo husababisha mkusanyiko wa nishati, ujenzi wa protoplasm mpya na ukuaji. Catabolism (dissimilation) - mgawanyiko wa vitu tata, na kusababisha kutolewa kwa nishati, wakati uharibifu wa protoplasm na matumizi ya vitu vyake.

Kazi mahususi za kimetaboliki: 1) uchimbaji wa nishati kutoka kwa mazingira kwa njia ya nishati ya kemikali ya vitu vya kikaboni; 2) ubadilishaji wa vitu vya nje kuwa vizuizi vya ujenzi, i.e. watangulizi wa vipengele vya macromolecular ya seli; 3) mkusanyiko wa protini, nucleic. asidi na vipengele vingine vya seli kutoka kwa vitalu hivi; 4) usanisi na uharibifu wa biomolecules muhimu kufanya kazi mbalimbali maalum za seli fulani.

2. Kimetaboliki ya protini - seti ya michakato ya plastiki na nishati ya mabadiliko ya protini katika mwili, ikiwa ni pamoja na kubadilishana amino asidi na bidhaa zao za kuoza. Protini - msingi wa miundo yote ya seli, ni wabebaji wa nyenzo za maisha. Biosynthesis ya protini huamua ukuaji, maendeleo na upyaji wa vipengele vyote vya kimuundo katika mwili na hivyo kuaminika kwao kwa kazi. Mahitaji ya kila siku ya protini (protini optimum) kwa mtu mzima ni 100-120 g (na matumizi ya nishati ya 3000 kcal / siku). Asidi zote za amino (20) lazima ziwe na mwili kwa uwiano na kiasi fulani, vinginevyo protini haiwezi kuunganishwa. Amino asidi nyingi za protini (valine, leucine, isoleusini, lysine, methionine, threonine, phenylalanine, tryptophan) haziwezi kuunganishwa katika mwili na lazima zitolewe kwa chakula (asidi muhimu za amino). Asidi nyingine za amino zinaweza kuunganishwa katika mwili na zinaitwa zisizo muhimu (histidine, glycocol, glycine, alanine, asidi ya glutamic, proline, hydroxyproline, series, tyrosine, cysteine, arginine,). seti kamili ya asidi zote muhimu za amino) na haijakamilika (kwa kutokuwepo kwa moja au zaidi ya amino asidi muhimu).

Baada ya kufyonzwa ndani ya capillaries ya damu ya villi ya membrane ya mucous ya utumbo mdogo, amino asidi huingia kwenye mshipa wa mlango ndani ya mkondo, ambapo hutumiwa mara moja, au kubakizwa kama hifadhi ndogo. Baadhi ya asidi ya amino hubakia katika damu na kuingia katika seli nyingine za mwili, ambapo huingizwa katika protini mpya. Protini za mwili huvunjwa mara kwa mara na kuunganishwa tena (kipindi cha upyaji wa jumla ya protini katika mwili ni siku 80). Ikiwa chakula kina asidi ya amino zaidi kuliko ni muhimu kwa awali ya protini za seli, enzymes ya ini hugawanyika kutoka kwa vikundi vya amino NH2 kutoka kwao, i.e. kuzalisha deamination. Enzymes zingine, zinazounganisha vikundi vya amino ambavyo vimetengwa na CO2, huunda urea kutoka kwao, ambayo huhamishwa na damu hadi kwenye figo na kutolewa kwenye mkojo. Protini haziwekwa kwenye bohari, hivyo protini ambazo mwili hutumia baada ya kupungua kwa wanga na mafuta sio hifadhi, lakini enzymes na protini za miundo ya seli.

Matatizo ya kimetaboliki ya protini katika mwili yanaweza kuwa ya kiasi na ya ubora. Mabadiliko ya kiasi katika kimetaboliki ya protini yanahukumiwa na usawa wa nitrojeni, i.e. kulingana na uwiano wa kiasi cha nitrojeni inayoingia mwili na chakula na kutolewa kutoka humo. Kwa kawaida, kwa mtu mzima mwenye lishe ya kutosha, kiasi cha nitrojeni kilichoingizwa ndani ya mwili ni sawa na kiasi kilichotolewa kutoka kwa mwili (usawa wa nitrojeni). Wakati ulaji wa nitrojeni unazidi excretion yake, wanasema juu ya usawa mzuri wa nitrojeni, na nitrojeni huhifadhiwa katika mwili. Inazingatiwa wakati wa ukuaji wa mwili, wakati wa ujauzito, wakati wa kupona Wakati kiasi cha nitrojeni kilichotolewa kutoka kwa mwili kinazidi kiasi kilichopokelewa, wanazungumza juu ya usawa mbaya wa nitrojeni. Inajulikana kwa kupungua kwa kiasi kikubwa kwa maudhui ya protini katika chakula (njaa ya protini).

3. Metaboli ya mafuta - seti ya michakato ya mabadiliko ya lipids (mafuta) katika mwili. Mafuta ni nyenzo za nishati na plastiki, ni sehemu ya shell na cytoplasm ya seli. Sehemu ya mafuta hujilimbikiza kwa namna ya hifadhi (10-30% ya uzito wa mwili). Wingi wa mafuta ni lipids zisizo na upande (triglycerides ya oleic, palmitic, stearic na asidi nyingine ya juu ya mafuta). Mahitaji ya kila siku ya mafuta kwa mtu mzima ni 70-100 g. Thamani ya kibaolojia ya mafuta imedhamiriwa na ukweli kwamba baadhi ya asidi zisizojaa mafuta (linoleic, linolenic, arachidonic), muhimu kwa maisha, ni muhimu (mahitaji ya kila siku 10-12 g). ) na haiwezi kuundwa katika mwili wa binadamu kutoka kwa asidi nyingine ya mafuta, hivyo lazima ipewe chakula (mboga na mafuta ya wanyama).

Hatua kuu za kimetaboliki ya mafuta: 1) kuvunjika kwa enzymatic ya mafuta ya chakula katika njia ya utumbo kwa glycerol na asidi ya mafuta na kunyonya kwa mwisho katika utumbo mdogo; 2) malezi ya lipoproteini kwenye mucosa ya matumbo na kwenye ini na usafirishaji wao kwa damu; 3) hidrolisisi ya misombo hii kwenye uso wa membrane ya seli na enzyme ya lipoprotein lipase, kunyonya kwa asidi ya mafuta na glycerol ndani ya seli. hutumiwa kuunganisha lipids zao za seli za viungo na tishu. Baada ya awali, lipids inaweza kupitia oxidation, ikitoa nishati, na hatimaye kugeuka kuwa kaboni dioksidi na maji (100 g ya mafuta hutoa 118 g ya maji wakati iliyooksidishwa). Mafuta yanaweza kubadilishwa kuwa glycogen, na kisha kupitia michakato ya oxidative sawa na kimetaboliki ya wanga. Kwa ziada, mafuta huwekwa kwa namna ya hifadhi katika tishu za subcutaneous, omentum kubwa zaidi, karibu na viungo vingine vya ndani.

Kwa chakula kilichojaa mafuta, kiasi fulani cha lipoids (vitu vya mafuta) - phosphatides na sterols - huja. Phosphatides ni muhimu kwa mwili kuunganisha utando wa seli; ni sehemu ya dutu ya nyuklia, cytoplasm ya seli. Phosphatides ni tajiri sana katika tishu za neva. Mwakilishi mkuu wa sterols ni cholesterol. Pia ni sehemu ya utando wa seli, ni mtangulizi wa homoni za cortex ya adrenal, gonads, vitamini D, asidi ya bile. Cholesterol huongeza upinzani wa seli nyekundu za damu kwa hemolysis, hutumika kama insulator kwa seli za ujasiri, kuhakikisha uendeshaji wa msukumo wa ujasiri. Maudhui ya kawaida ya cholesterol jumla katika plasma ya damu ni 3.11-6.47 mmol / l.

Glucose ni sehemu ya mara kwa mara (kibiolojia mara kwa mara) ya damu. Maudhui ya glucose katika damu ni kawaida 4.44-6.67 mmol / l, na ongezeko la maudhui yake (hyperglycemia) hadi 8.34-10 mmol / l, hutolewa kwenye mkojo kwa namna ya athari. Kwa kupungua kwa sukari ya damu (hypoglycemia) hadi 3.89 mmol / l, hisia ya njaa inaonekana, hadi 3.22 mmol / l - degedege, delirium na kupoteza fahamu (coma) hutokea. Glucose inapooksidishwa katika seli kwa ajili ya nishati, hatimaye hubadilika kuwa kaboni dioksidi na maji. Kuvunjika kwa glycogen kwenye ini hadi glukosi ni glycogenolysis. Biosynthesis ya wanga kutoka kwa bidhaa zao za kuvunjika au bidhaa za kuvunjika kwa mafuta na protini - gluconeogenesis. Kuvunjika kwa wanga kwa kukosekana kwa oksijeni na mkusanyiko wa nishati katika ATP na malezi ya asidi ya lactic na pyruvic - glycolysis.

Wakati ulaji wa glukosi unazidi mahitaji, ini hugeuza glukosi kuwa mafuta, ambayo huhifadhiwa kwenye ghala za mafuta na inaweza kutumika kama chanzo cha nishati katika siku zijazo. Ukiukaji wa kimetaboliki ya kawaida ya wanga huonyeshwa na ongezeko la maudhui ya glucose katika damu. Hyperglycemia ya mara kwa mara na glucosuria inayohusishwa na ukiukwaji mkubwa wa kimetaboliki ya wanga huzingatiwa katika ugonjwa wa kisukari. Msingi wa ugonjwa huo ni ukosefu wa kazi ya endocrine ya kongosho. Kutokana na ukosefu au kutokuwepo kwa insulini katika mwili, uwezo wa tishu kutumia glucose huharibika, na hutolewa kwenye mkojo.

LENGO: Kuwakilisha mpango wa jumla wa kimetaboliki katika mwili, kimetaboliki ya protini, mafuta, wanga na udhihirisho wa ugonjwa wa aina hizi za kimetaboliki.

Glucose ni sehemu ya mara kwa mara (kibiolojia mara kwa mara) ya damu. Maudhui ya glucose katika damu ya binadamu ni kawaida 4.44-6.67 mmol / l, na ongezeko la maudhui yake (hyperglycemia) hadi 8.34-10 mmol / l, hutolewa kwenye mkojo kwa namna ya athari. Kwa kupungua kwa sukari ya damu (hypoglycemia) hadi 3.89 mmol / l, hisia ya njaa inaonekana, hadi 3.22 mmol / l - degedege, delirium na kupoteza fahamu (coma) hutokea.

Glucose inapooksidishwa katika seli kwa ajili ya nishati, hatimaye hubadilika kuwa kaboni dioksidi na maji. Kuvunjika kwa glycogen kwenye ini hadi glukosi ni glycogenolysis. Biosynthesis ya wanga kutoka kwa bidhaa zao za kuvunjika au bidhaa za kuvunjika kwa mafuta na protini - gluconeogenesis. Kuvunjika kwa wanga kwa kukosekana kwa oksijeni na mkusanyiko wa nishati katika ATP na malezi ya asidi ya lactic na pyruvic - glycolysis.

Wakati ulaji wa glukosi unazidi mahitaji, ini hugeuza glukosi kuwa mafuta, ambayo huhifadhiwa kwenye ghala za mafuta na inaweza kutumika kama chanzo cha nishati katika siku zijazo.

Ukiukaji wa kimetaboliki ya kawaida ya wanga huonyeshwa na ongezeko la maudhui ya glucose katika damu. Hyperglycemia ya mara kwa mara na glucosuria inayohusishwa na ukiukwaji mkubwa wa kimetaboliki ya wanga huzingatiwa katika ugonjwa wa kisukari. Msingi wa ugonjwa huo ni ukosefu wa kazi ya endocrine ya kongosho. Kutokana na ukosefu au kutokuwepo kwa insulini katika mwili, uwezo wa tishu kutumia glucose huharibika, na hutolewa kwenye mkojo.

Wakati wa maisha, mtu hula takriban tani 10 za wanga. Wanga huingia mwilini hasa kwa namna ya wanga. Kugawanyika ndani njia ya utumbo kwa glucose, wanga huingizwa ndani ya damu na kufyonzwa na seli. Vyakula vya mmea ni matajiri katika wanga: mkate, nafaka, mboga mboga, matunda. Bidhaa za wanyama (isipokuwa maziwa) ni chini ya wanga.

Wanga ndio chanzo kikuu cha nishati, haswa kwa kuongezeka kwa kazi ya misuli. Zaidi ya nusu ya nishati ambayo mwili wa watu wazima hupokea kutoka kwa wanga. Bidhaa za mwisho za kimetaboliki ya wanga ni dioksidi kaboni na maji.

Katika damu, kiasi cha glucose kinahifadhiwa kwa kiwango cha mara kwa mara (karibu 0.11%). Kupungua kwa maudhui ya glucose husababisha kupungua kwa joto la mwili, ugonjwa wa shughuli mfumo wa neva, uchovu. Ini ina jukumu muhimu katika kudumisha kiwango cha sukari ya damu kila wakati. Kuongezeka kwa kiwango cha sukari husababisha utuaji wake kwenye ini kwa namna ya wanga wa wanyama wa akiba - glycogen. Glycogen huhamasishwa na ini wakati sukari ya damu inapungua. Glycogen huundwa sio tu kwenye ini, bali pia kwenye misuli, ambapo inaweza kujilimbikiza hadi 1-2%. Hifadhi ya glycogen katika ini hufikia g 150. Wakati wa njaa na kazi ya misuli, hifadhi hizi zimepunguzwa.

Kawaida inapotumiwa idadi kubwa wanga katika mkojo inaonekana sukari, na hivyo viwango vya nje ya maudhui ya sukari katika damu.

Hata hivyo, kunaweza kuwa na ongezeko la kudumu la sukari ya damu katika damu, ambayo haina hata nje. Inatokea wakati kuna malfunction ya tezi. usiri wa ndani(kwa mfano, kongosho), ambayo inaongoza kwa maendeleo ya ugonjwa huo kisukari . Kwa ugonjwa huu, uwezo wa kumfunga sukari kwa glycogen hupotea na kuongezeka kwa sukari kwenye mkojo huanza.

Thamani ya glucose kwa mwili sio mdogo kwa jukumu lake kama chanzo cha nishati. Glucose ni sehemu ya cytoplasm na, kwa hiyo, ni muhimu kwa ajili ya malezi ya seli mpya, hasa wakati wa ukuaji.

Wanga wana umuhimu na katika kimetaboliki ya mfumo mkuu wa neva. Katika kupungua kwa kasi kiasi cha sukari katika damu, kuna matatizo ya mfumo wa neva. Kuna mshtuko, delirium, kupoteza fahamu, mabadiliko katika shughuli za moyo. Ikiwa mtu kama huyo anaingizwa na sukari kwenye damu au anapewa kula sukari ya kawaida, basi baada ya muda haya dalili kali kutoweka.

Sukari kabisa kutoka kwa damu haina kutoweka hata kwa kutokuwepo kwa chakula, kwa kuwa katika mwili wanga unaweza kuundwa kutoka kwa protini na mafuta.

Mahitaji ya glucose katika viungo tofauti si sawa. Ubongo huhifadhi hadi 12% ya glucose iliyoletwa, matumbo - 9%, misuli - 7%, figo - 5%. Wengu na mapafu hutumia karibu hakuna glukosi hata kidogo.

Umetaboli wa mafuta

Jumla ya mafuta katika mwili wa binadamu hutofautiana sana na wastani wa 10-12% ya uzito wa mwili, na katika kesi ya fetma inaweza kufikia 50% ya uzito wa mwili. Kiasi cha mafuta yaliyohifadhiwa inategemea asili ya chakula, kiasi cha chakula kinachotumiwa, jinsia, umri, nk.

Mafuta ya chakula katika njia ya utumbo huvunjwa ndani ya glycerol na asidi ya mafuta, ambayo huingizwa hasa kwenye lymph na kwa sehemu tu ndani ya damu.

Asidi ya mafuta ni saponified wakati wa kunyonya, i.e., pamoja na alkali na asidi ya bile, huunda tata za mumunyifu ambazo hupitia mucosa ya matumbo. Tayari katika mabwawa epithelium ya matumbo mafuta ya mwili yenyewe hutengenezwa.

Kupitia lymphatic mfumo wa mzunguko mafuta hupatikana hasa ndani tishu za adipose, ambayo ni muhimu kwa bohari ya mafuta ya mwili. Kuna mafuta mengi kwenye tishu za subcutaneous, karibu na viungo vingine vya ndani (kwa mfano, figo), na vile vile kwenye ini na misuli.

Mafuta hutumiwa na mwili kama chanzo tajiri cha nishati. Kwa kuvunjika kwa 1 g ya mafuta katika mwili, nishati zaidi ya mara mbili hutolewa kuliko kwa kuvunjika kwa kiasi sawa cha protini au wanga. Mafuta pia ni sehemu ya seli (cytoplasm, nucleus). utando wa seli), ambapo idadi yao ni imara na mara kwa mara. Mkusanyiko wa mafuta unaweza kufanya kazi nyingine. Kwa mfano, mafuta ya subcutaneous huzuia kuongezeka kwa uhamisho wa joto, mafuta ya perirenal hulinda figo kutokana na michubuko, nk.

Ukosefu wa mafuta katika chakula huharibu shughuli za mfumo mkuu wa neva na viungo vya uzazi, hupunguza uvumilivu kwa magonjwa mbalimbali.

Mafuta hutengenezwa katika mwili sio tu kutoka kwa glycerol na asidi ya mafuta, lakini pia kutoka kwa bidhaa za kimetaboliki za protini na wanga.

Huu ndio msingi wa mazoezi ya kunenepesha wanyama wa shambani kwa mafuta ya nguruwe.

Umaalumu wa spishi za mafuta haujulikani sana kuliko aina maalum ya protini. Hii inathibitishwa na majaribio yaliyofanywa kwa mbwa. Mbwa walilazimishwa muda mrefu njaa, na walipopoteza karibu mafuta yao yote ya akiba, mmoja wao alipewa chakula mafuta ya linseed na nyingine ni mafuta ya kondoo. Baada ya muda, iligundulika kuwa mafuta ya mbwa wa kwanza yalikuwa kioevu na yanafanana na mafuta ya linseed katika mali fulani, na mafuta ya mbwa wa pili yalikuwa sawa na mafuta ya kondoo.

Baadhi ya asidi zisizojaa mafuta muhimu kwa mwili(linoleic, linolenic na arachidonic), lazima iingie ndani ya mwili katika fomu ya kumaliza, kwa vile hawawezi kuunganishwa nao. Asidi zisizojaa mafuta hupatikana ndani mafuta ya mboga(wengi wao ni katika mafuta ya linseed na katani). Asidi nyingi za linoleic na mafuta ya alizeti. Hii inaelezea hali ya juu thamani ya lishe margarine, ambayo ina kiasi kikubwa cha mafuta ya mboga.

Vitamini mumunyifu ndani yao (vitamini A, D, E, nk), ambazo ni muhimu sana kwa wanadamu, huingia mwili na mafuta.

Kwa kilo 1 ya uzito wa mtu mzima kwa siku, 1.25 g ya mafuta inapaswa kutolewa kwa chakula (60-80 g kwa siku).

Katika seli za mwili, mafuta hutengana kuwa glycerol na asidi ya mafuta kwa hatua ya enzymes za seli (lipases). Mabadiliko ya glycerol (pamoja na ushiriki wa ATP) huisha na malezi ya dioksidi kaboni na maji. Asidi ya mafuta chini ya hatua ya enzymes nyingi hupitia mabadiliko magumu na malezi kama bidhaa ya kati asidi asetiki, ambayo hubadilishwa kuwa asidi asetoacetic. Bidhaa za mwisho za kimetaboliki ya asidi ya mafuta ni dioksidi kaboni na maji. Mabadiliko ya asidi isiyojaa mafuta katika mwili bado hayajasomwa vya kutosha.