При обильном углеводном питании и отсутствии жиров в пище синтез жира в организме может происходить из углеводов. Доказательства этого дает сельскохозяйственная практика откорма животных.

Некоторые ненасыщенные жирные кислоты (с числом двойных связей более 1), например линолевая, линоленовая и арахидоновая, в организме человека и некоторых животных не образуются из других жирных кислот, т. е. являются незаменимыми. Вместе с тем они необходимы для нормальной жизнедеятельности. Это обстоятельство, а также то, что с жирами поступают некоторые растворимые в них витамины, является причиной тяжелых патологических нарушений, которые могут наступить при длительном (многомесячном) исключении жиров из пищи.

Регуляция обмена жиров. Процесс образования, отложения и мобилизации из депо жира регулируется нервной и эндокринной системами, а также тканевыми механизмами и тесно связаны с углеводным обменом. Так, повышение концентрации глюкозы в крови уменьшает распад триглицеридов и активизирует их синтез. Понижение концентрации глюкозы в крови, наоборот, тормозит синтез триглицеридов и усиливает их расщепление. Таким образом, взаимосвязь жирового и углеводного обменов направлена на обеспечение энергетических потребностей организма. При избытке углеводов в пище триглицериды депонируются в жировой ткани, при нехватке углеводов происходит расщепление триглицеридов с образованием неэстерифицнрованных жирных кислот, служащих источником энергии.

Ряд гормонов оказывает выраженное влияние на жировой обмен. Сильным жиромобилизирующим действием обладают гормоны мозгового слоя надпочечников – адреналин и норадреналин, поэтому длительная адреналинемия сопровождается уменьшением жирового депо. Соматотропный гормон гипофиза также обладает жиромобилизирующим действием. Аналогично действует тироксин – гормон щитовидной железы, поэтому гиперфункция щитовидной железы сопровождается похуданием.

Наоборот, тормозят мобилизацию жира глюкокортикоиды – гормоны коркового слоя надпочечника, вероятно, вследствие того, что они несколько повышают уровень глюкозы в крови.

Имеются данные, свидетельствующие о возможности прямых нервных влияний на обмен жиров. Симпатические влияния тормозят синтез триглицеридов и усиливают их распад. Парасимпатические влияния, наоборот, способствуют отложению жира. Показано, в частности, что после перерезки чревного нерва с одной стороны у голодающей кошки к концу периода голодания на денервированной стороне в околопочечной клетчатке сохраняется значительно больше жира, чем на контрольной (не денервированной).

Нервные влияния на жировой обмен контролируются гипоталамусом. При разрушении вентромедиальных ядер гипоталамуса развиваются длительное повышение аппетита и усиленное отложение жира. Раздражение вентромедиальных ядер, напротив, ведет к потере аппетита и исхуданию.

Обмен фосфатидов и стеринов. Пищевые продукты, богатые липидами, обычно содержат некоторое количество фосфатидов и стеринов. Физиологическое значение этих веществ очень велико: они входят в состав клеточных структур, в частности клеточных мембран, а также ядерного вещества и цитоплазмы.

Фосфатидами особенно богата нервная ткань. Фосфатиды синтезируются в стенке кишечника и в печени (в крови печеночной вены обнаружено повышенное содержание фосфатидов). Печень является депо некоторых фосфатидов (лецитина), содержание которых в печени особенно велико после приема пищи, богатой жирами.

Исключительно важное физиологическое значение имеют стерины, в частности холестерин. Это вещество входит в состав клеточных мембран, является источником образования желчных кислот, а также гормонов коры надпочечников и половых желез, витамина D. Вместе с тем холестерину отводится ведущая роль в развитии атеросклероза. Содержание холестерина в плазме крови человека имеет возрастную динамику: у новорожденных концентрация холестерина 65 - 70 мг/100 мл, к возрасту 1 год она увеличивается и составляет 150 мг/100 мл. Далее происходит постепенное, но неуклонное повышение концентрации холестерина в плазме крови, которое обычно продолжается у мужчин до 50 лет и у женщин до 60 - 65 лет. В экономически развитых странах у мужчин 40 - 60 лет концентрация холестерина в плазме крови составляет 205 - 220 мг/100 мл, а у женщин 195 - 235 мг/100 мл. Содержание холестерина у взрослых людей выше 270 мг/100 мл расценивается как гиперхолестеринемия, а ниже 150 мг/100 мл – как гипохолестеринемия.

В плазме крови холестерин находится в составе липопротеидных комплексов, с помощью которых и осуществляется транспорт холестерина. У взрослых людей 67 - 70% холестерина плазмы крови находится в составе липопротеидов низкой плотности (ЛПНП), 9 - 10% - в составе липопротеидов очень низкой плотности (ЛПОНП) и 20 - 24% - в составе липопротеидов высокой плотности (ЛПВП). Характерно, что у животных, устойчивых к развитию атеросклероза, большая часть холестерина плазмы крови находится в составе ЛПВП. Наоборот, наследственная (семейная) гиперхолестеринемия характеризуется высоким уровнем ЛПНП и высоким содержанием холестерина в плазме крови. Таким образом, липопротеиды определяют уровень холестерина и динамику его обмена. Некоторые стерины пищи, например витамин D, обладает большой физиологической активностью.

Витамины. Витамины не имеют существенного пластического и энергетического значения и не характеризуются общностью химической природы. Они находятся в пищевых продуктах в незначительном количестве, но оказывают выраженное влияние на физиологическое состояние организма, часто являясь компонентом молекул ферментов. Источниками витаминов для человека являются пищевые продукты растительного и животного происхождения – в них они находятся или в готовом виде, или в форме провитаминов, из которых в организме образуются витамины. Некоторые витамины синтезируются микрофлорой кишечника. При отсутствии какого-либо витамина или его предшественника возникает патологическое состояние, получившее название авитаминоз, в менее выраженной форме оно наблюдается при недостатке витамина – гиповитаминозе. Отсутствие или недостаток определенного витамина вызывает свойственное лишь отсутствию данного витамина заболевание. Авитаминозы и гиповитаминозы могут возникать не только в случае отсутствия витаминов в пище, но и при нарушении их всасывания при заболеваниях желудочно-кишечного тракта. Состояние гиповитаминоза может возникнуть и при обычном поступлении витаминов с пищей, но возросшем их потреблении (во время беременности, интенсивного роста), а также в случае подавления антибиотиками микрофлоры кишечника.

Витамины обозначают заглавными буквами латинского алфавита, а также указывают их химическое строение или функциональный эффект.

По растворимости все витамины делят на две группы: водорастворимые (витамины группы В, витамин С и витамин Р) и жирорастворимые (витамины A, D, Е и К).

В процессе обмена веществ постоянно происходит превращение энергии: потенциальная энергия сложных органических соединений, поступивших с пищей, превращается в тепловую, механическую и электрическую. Энергия расходуется не только на поддержание температуры тела и выполнение работы, но и на воссоздание структурных элементов клеток, обеспечение их жизнедеятельности, роста и развития организма.

Теплообразование в организме имеет двухфазный характер. При окислении белков, жиров и углеводов одна часть энергии используется для синтеза АТФ, другая превращается в теплоту. Теплота, выделяющаяся непосредственно при окислении питательных веществ, получила название первичной теплоты. Обычно на этом этапе большая часть энергии превращается в тепло (первичная теплота), а меньшая используется на синтез АТФ и вновь аккумулируется в ее химических макроэргических связях. Так, при окислении углеводов 22,7% энергии химической связи глюкозы в процессе окисления используется на синтез АТФ, а 77,3% в форме первичной теплоты рассеивается в тканях. Аккумулированная в АТФ энергия используется в дальнейшем для механической работы, химических, транспортных, электрических процессов и в конечном счете тоже превращается в теплоту, обозначаемую вторичной теплотой. Следовательно, количество тепла, образовавшегося в организме, становится мерой суммарной энергии химических связей, подвергшихся биологическому окислению. Поэтому вся энергия, образовавшаяся в организме, может быть выражена в единицах тепла - калориях или джоулях.

Для определения энергообразования в организме используют прямую калориметрию, непрямую калориметрию и исследование валового обмена.

Суточная потребность взрослого человека. Основные источники. Физиологическое действие и основные нарушения, возникающие при недостатке.

PP(никотиновая кислота), 14 - 15 мг, говядина, печень, почки, сердце, рыба-лосось, сельдь. Участвует в реакциях клеточного дыхания и промежуточного обмена, нормализует секреторную и моторную функции желудочно-кишечного тракта и функции печени. При авитаминозе развивается пеллагра, характеризующаяся воспалением кожи (дерматит), расстройствами функций желудочно-кишечного тракта (понос), поражением слизистых оболочек рта и языка, нарушениями психики.

B3 (пантотеновая кислота), 10 мг, бобовые и зерновые культуры, картофель, печень, яйца, рыба-лосось, семга и др. Необходим для синтеза жирных кислот, стероидных гормонов, ацетилхолина и других важных соединений. При авитаминозе возникают слабость, быстрая утомляемость, головокружения, дерматиты, поражения слизистых оболочек, невриты.

B6 (пиридоксин), 1,5- 3 мг, зерновые и бобовые культуры, говядина, печень, свинина, баранина, сыр, рыба- тунец, треска, лосось и др. Синтезируется микрофлорой кишечника. Обладает широкой биологической активностью. Принимает участие в обмене белков и построении ферментов, регулирующих обмен аминокислот: участвует в обмене жиров, являясь липотропным фактором; влияет на кроветворение. При авитаминозе могут возникать эпилептнформные судороги, развивается гипоохромная анемия.

Фолиевая кислота, 400 мкг, салат, капуста, шпинат, томаты, морковь, пшеница, рожь, печень, почки, говядина, яйца. Синтезируется микрофлорой кишечника. Влияет на синтез нуклеиновых кислот, аминокислот; находится в хромосомах и служит важным фактором размножения клеток. Стимулирует и регулирует кроветворение. При авитаминозе развиваются спру, анемия.

B12 (цианкобаламин), 3 мкг, печень рыб, печень и почки рогатого скота. Синтезируется микрофлорой кишечника. Всасывается, соединившись с белком желудочного сока (внутренний фактор Касла). Цианкобаламин называют еще внешним фактором Касла. Влияет на гемопоэз. При авитаминозе развивается злокачественная анемия.

H (биотин), 150-200 мкг, горох, соя, цветная капуста, грибы, пшеница, яичный желток, печень, почки, сердце. При употреблении большого количества сырого яичного белка биотин связывается и развивается авитаминоз. Жирорастворимые витамины.

A (ретинол), 14 мг, (5000 ME), животные жиры, мясо, рыба, яйца, молоко. Оказывает специфическое влияние на функции зрения и размножения. Общее системное действие проявляется в обеспечении нормального роста и развития. Участвует в образовании зрительных пигментов, обеспечивает адаптацию глаз к свету. При авитаминозе возникают нарушение сумеречного зрения, пролиферация эпителия и его ороговение, повреждение роговицы глаз (ксерофтальмия и кератомаляция).

D (кальциферолы), 2,5 мкг, (100 ME), печень рыб, икра, мясо жирных рыб, печень млекопитающих и птиц, мясо. Регулирует обмен кальция и фосфора. При недостатке в детском возрасте развивается рахит (нарушается процесс костеобразования вследствие уменьшения содержания в костях солей кальция и фосфора).

E (токоферолы), 10 - 12 мг, растительные масла, зеленые листья овощей, яйца. Обладает противоокислительным действием на внутриклеточные липиды, предохраняет липиды митохондрий от пероксидацин; предохраняет эритроциты от гемолиза. При авитаминозе развиваются дистрофия скелетных мышц, ослабление половой функции. K (филлохиноны), 0,2 - 0,3 мг, шпинат, капуста, томаты, печень. Синтезируется микрофлорой кишечника. Участвует в синтезе протромбина и других прокоагулянтов; способствует нормальному свертыванию крови. При авитаминозе возникают, увеличение времени свертывания крови, желудочно-кишечные кровотечения, подкожные кровоизлияния. Водно-солевой обмен Вода в организме находится в виде солевых растворов. Это обусловливает тесную связь водного обмена с обменом минераль­ных веществ, находящихся в организме в виде солей и их ионов. Тело взрослого человека на 50 - 60% состоит из воды. Вода со­ставляет около 92% крови, 70% общего веса скелетных мышц, 84% серого вещества мозга, 22% костной ткани. Функции воды. Входя в состав тканей, вода является одним из структурных компонентов тела. Она служит растворителем многих химических веществ в организме и активно участвует в процессах обмена. Ес­ли прекращается поступление воды в организм, то он погибает. Полное голодание, но при условии приема воды переносится че­ловеком в течение 40 - 45 дней. Потеря веса тела при этом может достигать 40%. При лишении же воды потеря 10% веса уже ведет к тяжелым поражениям, а потеря 20 - 22% - к смерти. Поступление воды в организм вызывает незначительное и крат­ковременное повышение ее содержания в крови. Она быстро пере­ходит в ткани и частично депонируется в печени. Избыток ее вы­водится из организма почками. Минеральные вещества входят в состав всех живых тканей. Нормальное функционирование тканей обеспечивается не только наличием в них тех или иных солей, но и строго определенными их количественными соотношениями. Неорганические вещества 1) под­держивают необходимое осмотическое давление в клетках и био­логических жидкостях и наряду с белками 2)обеспечивают постоянст­во рН тканей. При полном отсутствии минеральных солей в пище животные резко теряют в весе и погибают. При избыточном по­ступлении минеральных солей в организм они могут откладываться в виде запасов. Натрий и хлор депонируются в подкожной клетчат­ке, калий – в скелетных мышцах, кальций и фосфор – в костях. Осмотическое давление внутренней среды организма поддержи­вается путем регуляции поступления воды и солей и их выделения. При повышении осмотического давления возникает чувство жажды. При поступлении воды в организм осмотическое давление снижа­ется. Выведение воды и солей из организма происходит благодаря нервным и гуморальным влияниям на почки и потовые железы. Нервные центры, регулирующие водно-солевой обмен, расположены в подбугровой области промежуточного мозга. Здесь же находятся осморецепторные клетки, воспринимающие изменения осмотическо­го давления в крови. Воздействие осморецепторов * рефлекторно влияет на водно-солевой обмен, обеспечивая постоянство осмоти­ческого давления во внутренней среде организма. Большую роль в регуляции водно-солевого обмена играют антидиуретический гор­мон гипофиза и гормоны коры надпочечников минералокортикоиды. Гормон гипофиза стимулирует обратное всасывание воды в почке и уменьшает этим мочеобразование. Минералокортикоиды (альдостерон и др.) действуют на эпителий почечных канальцев и повышают обратное всасывание в кровь натрия. На деятельность почек влияют также гормоны щитовидной и паращитовидной желез. Первый увеличивает мочеобразование, второй способствует выве­дению из организма солей кальция и фосфора. Осморецепторы – рецепторы, возбуждающиеся при изменениях осмотиче­ского давления. Они находятся в промежуточном мозгу и в сосудах внутренних органов.