Обмен веществ. Общее понятие об обмене веществ. Значение обмена.

Обмен веществ. Общее понятие об обмене веществ. Значение обмена.

Белковый обмен. Понятие о полноценном и неполноценном белке.

Углеводный обмен.

Жировой обмен.

 Водно-солевой обмен.

Обмен белков

Белки — основной материал для построения клеток, тканей и органов человеческого организма. Белками являются ферменты, некоторые гормоны и гемоглобин — переносчик кислорода.

Строение белков. В химическом смысле белки — это очень большие молекулы, представляющие собой цепочки аминокислот. Всего в человеческом организме обнаружено около ста видов свободных аминокислот, однако не все аминокислоты найдены в составе белков. Белки строятся только из 20 видов аминокислот. Поступающие с пищей белки не усваиваются организмом непосредственно, а разрушаются под воздействием пищеварительных соков до аминокислот и всасываются в кровь. Из этих аминокислот организм человека самостоятельно строит нужные ему белки.

Таким образом, аминокислоты — это «кирпичики», из которых складываются молекулы белков, а белки, в свою очередь, служат «строительным материалом» для всего организма. Кроме того, белковые молекулы отвечают за множество других функций в организме человека.

Функции белков

1. Строительная (структурная). Белки служат основой для создания клеток и тканей, например мышечных волокон, — актин (лат. actus — действие) и миозин (греч. mys, в род. падеже myós — мышца), сухожилий, связок и хрящей — коллаген (греч. kólla — клей и genés — рождающий) и эластин (греч. elastos — гибкий), волос и ногтей — кератин (греч. kéras, род. падеж kératos — рог).

2. Каталитическая. Ферменты — группа белков, обладающих каталитическими свойствами, то есть каждый фермент ускоряет одну или несколько сходных реакций, а сам при этом не изменяется. Ферменты катализируют как реакции расщепления сложных молекул (например, ферменты пищеварительного тракта), так и синтеза (внутриклеточные ферменты). Известно несколько тысяч ферментов человеческого организма. Например, пепсин (греч. pépsis — пищеварение), расщепляющий белки в процессе пищеварения, и липаза (греч. lípos — жир), являющаяся важнейшим ферментом в переваривании жиров.

3. Энергетическая. При расщеплении 1 грамма белка до конечных продуктов обмена веществ выделяется столько же энергии, как и при расщеплении 1 грамма углеводов (17,6 кДж), что почти в два раза меньше, чем при расщеплении 1 грамма жиров. Человеческий организм использует собственные белки для получения энергии крайне редко, только в случае полного отсутствия запасных углеводов и жиров (истощения). Однако белковая пища в рационе очень важна для здоровья человека, поскольку, кроме выделяющейся при расщеплении белковых молекул энергии, в организм поступают все необходимые для синтеза белков собственного тела аминокислоты.

4. Двигательная. Сокращение мыщц обеспечивают белки мышечных волокон актин и миозин.

5. Транспортная. Находящийся в эритроцитах (красных кровяных клетках) белок гемоглобин (греч. haima — кровь и лат. globus — шар) разносит молекулы кислорода по всему организму.

6. Защитная. Такие белки плазмы крови, как фибриноген (лат. fibra — волокно и греч. genés — рождающий) и протромбин (лат. pro — раньше, перед и греч. trhombos — сгусток), участвующие в процессах свертывания крови, защищают организм от кровопотери. Другие особые белки — антитела, или иммуноглобулины (лат. immunitas — избавление и globula — шарик), — обеспечивают защиту организма от бактерий, вирусов и чужеродных для человеческого организма веществ (ядов). Они присоединяются к чужеродным веществам (антигенам) и нейтрализуют их.

7. Регуляторная. Некоторые белки управляют функциями организма, например, гормон инсулин (лат. insula — остров), вырабатываемый особыми группами клеток («островками») поджелудочной железы, регулирует обмен углеводов в организме человека и поддерживает необходимый уровень глюкозы в крови. Гормон роста — соматотропин (греч. soma — тело и tropos — направление), выделяемый гипофизом, отвечает за нормальный рост и развитие человека; выработка этого гормона снижается с возрастом, поэтому взрослые люди не растут.

8. Рецепторная. Некоторые рецепторы, расположенные на поверхности клеток, — это белковые молекулы, способные менять свою структуру при воздействии факторов-раздражителей. Например, белок родопсин (греч. rhódon — роза и ópsis — зрение) — зрительный пигмент сетчатки глаза, необходимый для обеспечения нормального зрения в сумерках и ночью. При попадании света на сетчатку молекулы родопсина меняют свою структуру, возникающий при этом электрический импульс передаётся по нервным волокнам в головной мозг, где и формируется изображение.

9. Запасающая (резервная). В качестве резервных веществ в организме человека обычно накапливаются жиры и углеводы. Однако существуют и резервные белки, например, казеин (лат. caseus — сыр). Это основной белок молока, он выполняет питательную функцию для новорождённых.

Белки в пище человека. В результате жизнедеятельности организма часть собственных белков тела разрушается, поэтому белки должны постоянно присутствовать в рационе человека. Необходимое для человека количество белка в пище зависит от различных факторов: от возраста, эмоционального состояния, от того, находится ли человек в покое или выполняет тяжелую работу и т. п. С возрастом потребность организма в белке снижается, при стрессовых ситуациях, независимо от возраста, — увеличивается. Регулярные физические нагрузки повышают расход белка в организме, соответственно увеличивается и потребность в нём.

Продукты питания, богатые белком:

• мясо и мясопродукты;
• рыба, морепродукты (креветки, кальмары);
• яйца;
• молоко и молочные продукты (кефир, ряженка, йогурт, творог, сыр);
• орехи;
• бобовые (фасоль, горох, арахис, а особенно соя);
• рис, гречка и зерновые (особенно твёрдые сорта пшеницы).

Содержание белков, жиров и углеводов в пищевых продуктах

(Примерное количество граммов в 100 г продукта)

Рекомендуемая суточная норма потребления белка составляет около 70 — 90 г в сутки для мужчины и 60 — 90 г для женщины. Детям и подросткам требуется больше белка (до 2 г на кг веса в сутки), так как их организм интенсивно растёт.

Недостаточность белка в продуктах питания ведёт к нарушению многих функций организма, в том числе печени, поджелудочной железы, тонкой кишки, нервной и эндокринной систем. Кроме того, наблюдается нарушение кроветворения, развивается атрофия мышц, нарушается деятельность желёз внутренней секреции, ухудшается память. В результате ослабляется работоспособность человека, снижается его сопротивляемость инфекциям. Особенно неблагоприятно сказывается белковая недостаточность на растущем организме: замедляется его рост, уменьшается масса тела, нарушается формирование костей, задерживается умственное развитие, снижаются защитные силы организма. Это связано с тем, что белки участвуют во всех процессах обмена веществ и функционирования организма.

Избыточное поступление белков с пищей также не приносит пользы. «Лишние» белки включаются в энергетический обмен, при этом повышается нагрузка на печень и почки, которые выводят из организма конечные продукты распада белковых молекул. Избыток белков стимулирует бурный рост гнилостной микрофлоры в кишечнике. Необходимо отметить, однако, что проблемы, связанные с избытком белка, встречаются крайне редко: в нашем рационе чаще всего не хватает полноценного белка.

Таблица 12.1. Средние величины параметров водного баланса организма человека (мл/сут)