Размещено на http://www.allbest.ru/

Білки, жири і вуглеводи

Білки: будова, властивості і функції; обмін білків. Вуглеводи: будова, властивості і функції; обмін вуглеводів. Жири: будова, властивості і функції; обмін жирів Живильні речовини є як джерелом енергії, покриваючому витрати організму, так і будівельним матеріалом, який використовується в процесі зростання організму і відтворення нових кліток, що заміщають відмираючі. Але живильні речовини в тому вигляді, в якому вони вживаються в їжу, не можуть всмоктатися і бути використаними організмом. Тільки вода, мінеральні солі і вітаміни всмоктуються і засвоюються в тому вигляді, в якому вони поступають.

Живильними речовинами називаються білки, жири і вуглеводи. Ці речовини є необхідними складовими частинами їжі. В травному тракті білки, жири і вуглеводи піддаються як фізичним діям (подрібнюються і перетираються), так і хімічним змінам, які відбуваються під впливом особливих речовин - ферментів, що містяться в соках травних залоз. Під впливом травних соків живильні речовини розщеплюються на більш прості, які всмоктуються і засвоюються організмом.

Білки

Будова, властивості і функції. Слово "протеїн" (білок) походить від грецького слова "протейос", що означає "той, що займає перше місце". І справді, все живе на землі містить білки. Вони складають близько 50% сухої ваги тіла всіх організмів. У вірусів зміст білків коливається в межах від 45 до 95%.

Білки є одними з чотирьох основних органічних речовин живої матерії (білки, нуклеїнові кислоти, вуглеводи, жири), але за своїм значенням і біологічним функціям вони займають в ній особливе місце. Близько 30% всіх білків людського тіла знаходиться в м'язах, близько 20% - в кістках і сухожиллях і близько 10% - в шкірі.

Але найважливішими білками всіх організмів є ферменти, які, пестячи і присутні в їх тілі і в кожній клітці тіла у малій кількості, проте управляють поряд істотно важливих для життя хімічних реакцій. Всі процеси, що відбуваються в організмі: травлення їжі, окислювальні реакції, активність залоз внутрішньої секреції, м'язова діяльність і робота мозку регулюється ферментами. Різноманітність ферментів в тілі організмів є дуже великою. Навіть в маленькій бактерії їх налічуються багато сотень.

Білки, або, як їх інакше називають, протеїни, мають дуже складну будову і є найскладнішими з живильних речовин. Білки - обов'язкова складова частина всіх живих кліток. До складу білків входять: вуглець, водень, кисень, азот, сіра і іноді фосфор. Найхарактерніший для білка наявність в його молекулі азоту. Інші живильні речовини азоту не містять. Тому білок називають речовиною, що містить азот.

Основні азотовмісні речовини, з яких складаються білки, - це амінокислоти. Кількість амінокислот невелика - їх відомо тільки 28. Вся величезна різноманітність що містяться в природі білків є різним поєднанням відомих амінокислот. Від їх поєднання залежать властивості і якості білків.

При з'єднанні двох або декількох амінокислот утворюється складніше з'єднання - поліпептид. Поліпептиди, з'єднуючись, утворюють ще складніші і крупні частинки і у результаті - складну молекулу білка.

Коли в травному тракті або в експерименті білки розщеплюються на більш прості з'єднання, то через ряд проміжних стадій (альбумоз і пептонов) вони розщеплюються на поліпептиди і, нарешті, на амінокислоти. Амінокислоти на відміну від білків легко всмоктуються і засвоюються організмом. Вони використовуються організмом для утворення власного специфічного білка. Якщо ж унаслідок надмірного надходження амінокислот їх розщеплювання в тканинах продовжується, то вони окислюються до вуглекислого газу і води.

Більшість білків розчиняється у воді. Молекули білків через їх великі розміри майже не проходять через пори тваринних або рослинних мембран. При нагріванні водні розчини білків згущаються. Є білки (наприклад, желатину), які розчиняються у воді тільки при нагріванні.

При поглинанні їжа спочатку потрапляє в ротову порожнину, а потім по стравоходу в шлунок. Чистий шлунковий сік безбарвний, має кислу реакцію. Кисла реакція залежить від наявності соляної кислоти, концентрація якої складає 0,5%.

Шлунковий сік володіє властивістю переварювати їжу, що пов'язано з наявністю в ньому ферментів. Він містить пепсин - фермент, розщеплюючий білок. Під впливом пепсину білки розщеплюються на пептони і альбумози. Залозами шлунку пепсин виробляється в неактивному вигляді, переходить в активну форму при дії на нього соляної кислоти. Пепсин діє тільки в кислому середовищі і при попаданні в лужне середовище стає негативним.

Пищати, поступивши в шлунок, більш менш тривалий час затримується в ньому - від 3 до 10 годин. Термін перебування їжі в шлунку залежить від її характеру і фізичного стану - рідка вона або тверда.

Вода покидає шлунок негайно після надходження. Пищати, що містить більшу кількість білків, затримується в шлунку довше, ніж вуглеводна; ще довше залишається в шлунку жирна їжа. Пересування їжі відбувається завдяки скороченню шлунку, що сприяє переходу в пілоричну частину, а потім в дванадцятипалу кишку вже значно перевареної харчової кашки.

Харчова кашка, що поступила в дванадцятипалу кишку, піддається подальшому травленню. Тут на харчову кашку виливається сік кишкових залоз, якими усіяна слизиста оболонка кишки, а також сік підшлункової залози і жовч. Під впливом цих соків харчові речовини - білки, жири і вуглеводи - піддаються подальшому розщеплюванню і доводяться до такого стану, коли можуть всмоктатися в кров і лімфу.

Підшлунковий сік безбарвний і має лужну реакцію. Він містить ферменти, розщеплюючі білки, вуглеводи і жири.

Одним з основних ферментів є трипсин, що знаходиться в соку підшлункової залози в недіяльному стані у вигляді трипсиногена. Трипсиноген не може розщеплювати білки, якщо не буде переведений в активний стан, тобто в трипсин. Трипсиноген переходить в трипсин при зіткненні з кишковим соком під впливом що знаходиться в кишковому соку речовини ентерокинази.

Ентерокиназа утворюється в слизистій оболонці кишечника. В дванадцятипалій кишці дія пепсину припиняється, оскільки пепсин діє тільки в кислому середовищі. Подальше травлення білків продовжується вже під впливом трипсину.

Трипсин дуже активний в лужному середовищі. Його дія продовжується і в кислому середовищі, але активність падає. Трипсин діє на білки і розщеплює їх до амінокислот; він також розщеплює ті, що утворилися в шлунку пептони і альбумози до амінокислот.

В тонких кишках закінчується переробка харчових речовин, що почалася в шлунку і дванадцятипалій кишці. В шлунку і дванадцятипалій кишці білки, жири і вуглеводи розщеплюються майже повністю, тільки частина їх залишається неперетравленою.

В тонких кишках під впливом кишкового соку відбувається остаточне розщеплювання всіх харчових речовин і всмоктування продуктів розщеплювання. Продукти розщеплювання потрапляють в кров. Це відбувається через капіляри, кожний з яких підходить до ворсинки, розташованої на стінці тонких кішок.

Обмін білків. Після розщеплювання білків в травному тракті амінокислоти, що утворилися, всмоктуються в кров. В кров всмоктується також незначна кількість поліпептидів - з'єднань, що складаються з декількох амінокислот. З амінокислот клітки нашого тіла синтезують білок, причому білок, який утворюється в клітках людського організму, відрізняється від спожитого білка і характерний для людського організму.

жир білок вуглевод речовина

Утворення нового білка в організмі людини і тварин йде безперервно, оскільки в перебігу всього життя замість відмираючих кліток крові, шкіри, слизистої оболонки, кишечника і т.д. створюються нові, молоді клітки. Для того, щоб клітки організму синтезували білок, необхідно, щоб білки поступали з їжею в травний канал, де вони піддаються розщепленню на амінокислоти, і вже з амінокислот, що всмокталися, буде утворений білок.

Якщо ж, минувши травний тракт, ввести білок безпосередньо в кров, то він не тільки не може бути використаний людським організмом, він викликає ряд серйозних ускладнень. На таке введення білка організм відповідає різким підвищенням температури і деякими іншими явищами. При повторному введенні білка через 15-20 днів може наступити навіть смерть при паралічі дихання, різкому порушення серцевої діяльності і загальних судомах.

Білки не можуть бути замінений якими-небудь іншими харчовими речовинами, оскільки синтез білка в організмі можливий тільки з амінокислот.

Для того, щоб в організмі міг відбутися синтез властивого йому білка, необхідне надходження всіх або найважливіших амінокислот.

З відомих амінокислот не всі мають однакову цінність для організму. Серед них є амінокислоти, які можуть бути замінений іншими або синтезованими в організмі з інших амінокислот; разом з цим є і незамінні амінокислоти, за відсутності яких або навіть однієї з них білковий обмін в організмі порушується.

Білки не завжди містять всі амінокислоти: в одних білках міститься більша кількість необхідних організму амінокислот, в інших - незначне. Різні білки містять різні амінокислоти і в різних співвідношеннях.

Білки, до складу яких входять всі необхідні організму амінокислоти, називаються повноцінними; білки, що не містять всіх необхідних амінокислот, є неповноцінними білками.

Для людини важливо надходження повноцінних білків, оскільки з них організм може вільно синтезувати свої специфічні білки. Проте повноцінний білок може бути замінений двома або трьома неповноцінними білками, які, доповнюючи один одного, дають в сумі всі необхідні амінокислоти. Отже, для нормальної життєдіяльності організму необхідно, щоб в їжі містилися повноцінні білки або набір неповноцінних білків, по амінокислотному змісту рівноцінних повноцінним білкам.

Надходження повноцінних білків з їжею украй важливо для організму, що росте, оскільки в організмі дитини не тільки відбувається відновлення відмираючих кліток, як у дорослих, але і у великій кількості створюються нові клітки.

Звичайна змішана їжа містить різноманітні білки, які в сумі забезпечують потребу організму в амінокислотах. Важлива не тільки біологічна цінність що поступають з їжею білків, але і їх кількість. При недостатній кількості білків нормальне зростання організму припиняється або затримується, оскільки потреби в білці не покриваються через його недостатнє надходження.

До повноцінних білок відносяться переважно білки тваринного походження, окрім желатин, що відноситься до неповноцінних білок. Неповноцінні білки - переважно рослинного походження. Проте деякі рослини (картопля, боби і ін.) містять повноцінні білки. З тваринних білків особливо велику цінність для організму представляють білки м'яса, яєць, молока і ін.

Вуглеводи

Будова, властивості і функції. Вуглеводи або сахариди - одна з основних груп органічних сполук організму. Вони є первинними продуктами фотосинтезу і початковими продуктами біосинтезу інших речовин в рослинах (органічні кислоти, амінокислоти), а також містяться в клітках всіх інших живих організмів. В тваринній клітці зміст вуглеводів коливається в межах 1-2%, в рослинній воно може досягати в деяких випадках 85-90% маси сухої речовини.

Вуглеводи складаються з вуглецю, водню і кисню, причому у більшості вуглеводів водень і кисень містяться в тому ж співвідношенні, що і у воді (звідси їх назва - вуглеводи). Такі, наприклад, глюкоза С6Н12О6 або сахароза С12Н22О11. До складу похідних вуглеводів можуть входити і інші елементи. Всі вуглеводи діляться на прості (моносахариди) і складні (полісахариди).

Серед моносахаридів по числу вуглецевих атомів розрізняють тріози (3С), тетрози (4С), пентози (5С), гексози (6С) і гептози (7С). Моносахариди з п'ятьма і більш атомами вуглецю, розчиняючись у воді, можуть придбавати кільцеву структуру. В природі найбільш часто зустрічаються пентози (рибоза, дезоксирибоза, рибулоза) і гексози (глюкоза, фруктоза, галактоза).

Рібоза і дезоксирибоза грають важливу роль як складових частин нуклеїнових кислот і АТФ. Глюкоза в клітці служить універсальним джерелом енергії. З перетворенням моносахаридів пов'язано не тільки забезпечення клітки енергією, але і біосинтез багатьох інших органічних речовин, а також знешкодження і виведення з організму отруйних речовин, проникаючих ззовні або що утворюються в процесі обміну речовин, наприклад, при розпаді білків.

Ді- і полисахариди утворюються шляхом з'єднання двох і більш моносахаридів, таких, як глюкоза галактоза маноза, арабиноза або ксилоза. Так, з'єднуючись між собою з виділенням молекули води, дві молекули моносахаридів утворюють молекулу дисахарида. Типовими представниками цієї групи речовин є сахароза (тростинний цукор), мальтаза (солодовий цукор), лактоза (молочний цукор). Дісахаріди по своїх властивостях близькі до моносахаридів. Наприклад, і ті, і інші добре розчинні у воді і мають солодкий смак. До числа полісахаридів належить крохмаль, глікоген, целюлоза, хітин, каллоза і ін.

Основна роль вуглеводів пов'язана з їх енергетичною функцією. При їх ферментативному розщеплюванні і окисленні виділяється енергія, яка використовується кліткою.

Полісахаріди грають головним чином роль запасних продуктів і легко мобилізуємих джерел енергії (наприклад, крохмаль і глікоген), а також використовуються як будівельний матеріал (целюлоза, хітин).

Полісахаріди зручні як запасні речовини по ряду причин: будучи нерозчинними у воді, вони не надають на клітку ні осмотичного, ні хімічного впливу, що вельми важливо при тривалому зберіганні їх в живій клітці: твердий, обезводнений стан полісахаридів збільшує корисну масу продуктів запасу за рахунок економії їх об'єму.

При цьому істотно зменшується вірогідність споживання цих продуктів хвороботворними бактеріями і іншими мікроорганізмами, які, як відомо, не можуть заковтувати їжу, а всмоктують речовини всією поверхнею тіла. І нарешті, при необхідності запасні полісахариди легко можуть бути перетворений на прості цукру шляхом гідролізу.

Обмін вуглеводів. Вуглеводи, як вже мовилося вище, грають дуже важливу роль в організмі, будучи основним джерелом енергії. Вуглеводи поступають до нас в організм у вигляді складних полісахаридів - крохмалю, дисахаридів і моносахаридів. Основна кількість вуглеводів поступає у вигляді крохмалю. Розщепнувшись до глюкози, вуглеводи всмоктуються і через ряд проміжних реакцій розпадаються на вуглекислий газ і воду. Ці перетворення вуглеводів і остаточне окислення супроводжуються звільненням енергії, яка і використовується організмом.

Розщеплювання складних вуглеводів - крохмалю і солодового цукру, починається вже в порожнині рота, де під впливом птиаліна і мальтази крохмаль розщеплюється до глюкози. В тонких кишках всі вуглеводи розщеплюються до моносахаридів.

Куті води всмоктуються переважно у вигляді глюкози і лише частково у вигляді інших моносахаридів (галактози, фруктоза).

Їх всмоктування починається вже у верхніх відділах кишечника. В нижніх відділах тонких кишок в харчовій кашці вуглеводів майже не міститься. Вуглеводи через ворсинки слизистої оболонки, до яких підходять капіляри, всмоктуються в кров, і з кров'ю, що відтікала від тонкого кишечника, потрапляють в комірну вену. Кров комірної вени проходить через печінку. Якщо концентрація цукру в крові людини рівна 0,1%, то вуглеводи проходять печінку і поступають в загальний кровотік.

Кількість цукру в крові весь час підтримується на певному рівні. В плазмі зміст цукру складає в середньому 0,1%. В збереженні постійного рівня цукру в крові велику роль грає печінка. При рясному надходженні цукру в організм його надлишок відкладається в печінці і знов поступає в кров, коли вміст цукру в крові падає. В печінці вуглеводи містяться у вигляді глікогену.

При вживанні в їжу крохмалю рівень цукру в крові помітним змінам не піддається, оскільки розщеплювання крохмалю в травному тракті тривають тривалий час і що утворилися при цьому моносахариди всмоктуються поволі. Під час вступу значної кількості (150-200г) звичайного цукру або глюкози рівень цукру в крові різко підвищується.

Таке підвищення цукру в крові називається харчовою або аліментарною гіперглікемією. Надлишок цукру виводиться нирками, і в сечі з'являється глюкоза.

Виведення цукру нирками починається у тому випадку, коли рівень цукру в крові складає 0,15-0,18%. Така аліментарна гіперглікемія наступає звичайно після вживання великої кількості цукру і незабаром проходить, не викликаючи яких-небудь порушень в діяльності організму.

Проте при порушенні внутрішньо-секреторної діяльності підшлункової залози наступає захворювання, відоме під назвою цукрової хвороби або цукрового діабету. При цьому захворюванні рівень цукру в крові підвищується, печінка втрачає здатність помітно утримувати цукор, і починається посилене виділення цукру з сечею.

Глікоген відкладається не тільки в печінці. Значна його кількість містяться також в м'язах, де він споживається в ланцюзі хімічних реакцій, що протікають в м'язах при скороченні.

При фізичній роботі споживання вуглеводів посилюється, і їх кількість в крові збільшується. Підвищена потреба в глюкозі задовольняється як розщеплюванням глікогену печінки на глюкозу і надходженням останній в кров, так і глікогеном, що міститься в м'язах.

Значення глюкози для організму не вичерпується її роллю як джерела енергії.

Цей моносахарид входить до складу протоплазми кліток і, отже, необхідний при утворенні нових кліток, особливо в період зростання. Велике значення має глюкоза в діяльності центральної нервової системи. Достатньо, щоб концентрація цукру в крові знизилася до 0,04%, як починаються судоми, втрачається свідомість і т.д.; інакше кажучи, при пониженні цукру в крові в першу чергу порушується діяльність центральної нервової системи.

Достатньо такому хворому ввести в кров глюкозу або дати поїсти звичайного цукру, як всі порушення зникають. Більш різке і тривале пониження рівня цукру в крові - глипогликемія, може спричинити за собою різкі порушення діяльності організму і привести до смерті.

При невеликому надходженні вуглеводів з їжею вони утворюються з білків і жирів. Таким чином, повністю позбавити організм вуглеводів не вдається, оскільки вони утворюються і з інших харчових речовин.

Жири

Будова, властивості і функції. До складу жирів входять вуглець, водень і кисень. Жир має складну будову; його складовими частинами є гліцерин (С3Н8О3) і жирні кислоти, при з'єднанні яких і утворюються молекули жиру. Найпоширенішими є три жирні кислоти: олеїнова (С18Н34О2), пальмітинова (С16Н32О2) і стеаринова (С18Н36О2).

Від поєднання цих жирних кислот при їх з'єднанні з гліцерином залежить утворення того або іншого жиру. При з'єднанні гліцерину з олеїновою кислотою утворюється рідкий жир, наприклад, рослинне масло.

Пальмітинова кислота утворює більш твердий жир, входить до складу вершкового масла і є головною основною частиною людського жиру. Стеаринова кислота входить в склад ще більш твердих жирів, наприклад, сала. Для того, щоб людський організм міг синтезувати специфічний жир, необхідне надходження всіх трьох жирних кислот.

В процесі травлення жир розщеплюється на складові частини - гліцерин і жирні кислоти. Жирні кислоти нейтралізуються лугами, внаслідок чого утворюються їх солі - мила. Мило розчиняється у воді і легко всмоктується.

Жири є складовою частиною протоплазми і входять до складу всіх органів, тканин і кліток організму людини. Крім того, жири є багатим джерелом енергії.

Розщеплювання жирів починається в шлунку. В шлунковому соку міститься така речовина як ліпаза. Ліпаза розщеплює жири на жирні кислоти і гліцерин. Гліцерин розчиняється у воді і легко всмоктується, а жирні кислоти не розчиняються у воді. Жовч сприяє їх розчиненню і всмоктуванню. Проте в шлунку розщеплюється тільки жир, роздроблений на дрібні частинки, наприклад жир молока. Під впливом жовчі дія ліпази посилюється в 15-20 разів. Жовч сприяє тому, щоб жир розпався на найдрібніші частинки.

З шлунку їжа потрапляє в дванадцятипалу кишку. Тут на неї виливається сік кишкових залоз, а також сік підшлункової залози і жовч. Під впливом цих соків жири піддаються подальшому розщепленню і доводяться до такого стану, коли можуть всмоктатися в кров і лімфу. Потім, по травному тракту харчова кашка потрапляє в тонкий кишечник. Там, під впливом кишкового соку відбувається остаточне розщеплювання і всмоктування.

Жир під впливом ферменту ліпази розщеплюється на гліцерин і жирні кислоти. Гліцерин розчиняється і легко всмоктується, а жирні кислоти нерозчинні в кишковому вмісті і не можуть всмоктатися.

Жирні кислоти входять в з'єднання з лугами і жовчними кислотами і утворюють мило, яке легко розчиняється і тому без утруднень проходить через кишкову стінку.

На відміну від продуктів розщеплювання вуглеводів і білків продукти розщеплювання жирів всмоктуються не в кров, а в лімфу, причому гліцерин і мило, проходячи через клітки слизистої оболонки кишечника, знов з'єднуються і утворюють жир; тому вже в лімфатичній судині ворсинки знаходяться крапельки знов освіченого жиру, а не гліцерин і жирні кислоти.

Обмін жирів. Жири, як і вуглеводи, є в першу чергу енергетичним матеріалом і використовуються організмом як джерело енергії.

При окисленні 1г жиру кількість енергії, що звільняється, в два із гаком разу більше, ніж при окисленні такої ж кількості вуглеців або білків.

В органах травлення жири розщеплюються на гліцерин і жирні кислоти. Гліцерин всмоктується легко, а жирні кислоти тільки після омилення.

При проходженні через клітки слизистої оболонки кишечника з гліцерину і жирних кислот знов синтезується жир, який поступає в лімфу. Що утворився при цьому жир відрізняється від спожитого.

Організм синтезує жир, властивий даному організму. Так, якщо людина споживає різні жири, олеїнову, пальмітинову стеаринову жирні кислоти, що містять, то його організм синтезує специфічний для людини жир.

Проте якщо в їжі людини міститиметься тільки якась одна жирна кислота, наприклад олеїнова, якщо вона переважатиме, то що утворився при цьому жир відрізнятиметься від людського і наближатиметься до більш рідких жирів. При вживанні ж в їжу переважно баранячого сала жир буде більш твердий. Жир по своєму характеру відрізняється не тільки у різних тварин, але і в різних органах однієї і тієї ж тварини.

Жир використовується організмом не тільки як багате джерело енергії, він входить до складу кліток. Жир є обов'язковою складовою частиною протоплазми, ядра і оболонки. Залишок що поступив в організм жиру після покриття його потреби відкладається в запас у вигляді жирових крапель.

Жир відкладається переважно в підшкірній клітковині, сальнику, навкруги нирок, утворюючи ниркову капсулу, а також в інших внутрішніх органах і в деяких інших ділянках тіла. Значна кількість запасного жиру міститься в печінці і м'язах. Запасний жир є в першу чергу джерелом енергії, яке мобілізується, коли витрата енергії перевищує його надходження. В таких випадках жир окислюється до кінцевих продуктів розпаду.

Окрім енергетичного значення, запасний жир грає і іншу роль в організмі; наприклад, підшкірний жир перешкоджає посиленій віддачі тепла, принирковий - оберігає нирку від ударів і т.д. Жиру в організмі може відкладатися в запас досить значна кількість. У людини він складає в середньому 10-20% вагу. При ожирінні, коли порушуються обмінні процеси в організмі, кількість відкладеного жиру доходить до 50% ваги людини.

Кількість жиру, що відклався, залежить від ряду умов: від підлоги, віку, умов роботи, стану здоров'я і т.д. При сидячому характері роботи відкладення жиру відбувається енергійніше, тому питання про склад і кількість їжі людей, провідних сидячий спосіб життя, має дуже важливе значення.

Жир синтезується організмом не тільки з жиру, що поступив, але і з білків і вуглеводів. При повному виключенні жиру з їжі він все ж таки утворюється і в досить значній кількості може відкладатися в організмі. Основним джерелом утворення жиру в організмі служать переважно вуглеводи.

Размещено на Allbest.ru