Обмен веществ и энергии в живых организмах

Размещено на http://allbest.ru

Общая характеристика обмена веществ и энергии

Живой организм и окружающая среда вместе образуют единую систему и между ними происходит непрерывный обмен веществ и энергии. Обмен веществ или метаболизм является основным признаком жизни. Если прекращается обмен веществ и энергии - наступает смерть. В органах, тканях, клетках идет постоянный процесс создания сложных веществ и новых клеток. анаболизм белок витамин

Этот Процесс называется анаболизм (пластический процесс). Для реализации пластических процессов организм получает из внешней среды с пищей нужные вещества: белки, жиры, углеводы, воду, минеральные вещества, витамины. Из этих веществ организм синтезирует живую ткань.

Одновременно в клетках происходит распад органических веществ, богатых энергией. При окислении из питательных веществ высвобождаетя энергия и конечные продукты - вода и углекислый газ. Совокупность процессов распада соединений, протекающих с освобождением энергии, называется катаболизм (энергетический обмен).

Обмен белков

Белки или протеины - это органические соединения, построенные из аминокислот. Их молекула содержит азот. Функции белков:

Пластическая функция - белки являются главной составной частью всех клеток организма, входят в состав ферментов, гормонов. Биосинтез белков определяет рост и развитие детей, у взрослых и больных людей обеспечивают регенерацию тканей.

Передача наследственных свойств организма происходит с помощью нуклеиновых кислот - ДНК и РНК, молекулы которых состоят из аминокислот, определяют видовую и индивидуальную особенность организма.

Ранспортная функция - белки переносят многие вещества: гемоглобин переносит кислород и углекислый газ, альбумины переносят лекарственные вещества.

Защитная функция - белки необходимы для синтеза антител (глобулины), обеспечивающие иммунитет; белки фибриноген и протромбин необходимы для свертывания крови.

Белки разных людей имеют индивидуальную специфичность. Это обязательно учитывают при трансплантации донорских органов. В организме постоянно происходит гниение старых и синтез новых белков. Средний период распада белков у человека приблизительно 80 суток. Медленнее всего обновляются белки мышечной ткани, гормоны белковой природы живут всего несколько минут. За сутки у человека разрушаются и синтезируются примерно 400г белка.

Единственным источником белка являются белки пищи. В тонком кишечнике аминокислоты, поступившие с пищей, поглощаются в кровь и в клетках органов синтезируется личный белок данного организма. Белки не могут быть замещены другими пищевыми веществами и не депонируются в организме. В пищевых продуктах содержится 20 аминокислот. Аминокислоты делят на заменимые и незаменимые.

Незаменимые аминокислоты не могут синтезироваться организмом и поступают только с пищей (метионин, аргинин, триптофан). Недостаток их в пище приводит к заболеваниям.

Белки, содержащие весь необходимый набор аминокислот, называют полноценными белками. К ним относятся белки рыбы, мяса, творога, яиц, молока, сыра, икры. При недостатке полноценного белкового питания у детей медлит или полностью прекращается рост, снижаются защитные силы организма (иммунитет). У больных людей задерживаются процессы заживление ран и выздоровление.

При средней нагрузке человек должен получать 100 - 120г белка в сутки, причем 30г белка растительного происхождения. При тяжелой мышечной работе, занятиях спортом, для беременных женщин и выздоравливающих больных суточная норма белка равна 130 - 150г.

Обмен углеводов

Углеводы - это органические вещества. Физиологическая роль углеводов определяется их энергетической функцией. 60% энергетического обмена удовлетворяется за счет углеводов. Головной мозг и сердечная мышца для своей деятельности используют только энергию глюкозы.

Углеводы выполняют и пластическую функцию, т.к. входят в состав протоплазмы клеток, в состав соединительной ткани. Поступая в пищеварительный тракт с пищей, сложные углеводы расщепляются до глюкозы, которая всасывается в кровь. Основным источником углеводов является растительная пища: хлеб, овощи, крупы, фрукты. Суточная норма потребления углеводов 400 - 500г.

70% Главная часть углеводов в клетках окисляется до воды и углекислого газа. При окислении 1 молекулы глюкозы образуется 38 молекул АТФ, в которых запасается энергия.

Примерно 25% глюкозы превращается в жир, 5% глюкозы поступает в печень, где из нее синтезируется гликоген - процесс называется гликогенез. Гликоген используется, когда в крови снижается уровень глюкозы. Снижение количества глюкозы в крови называется гипогликемия. При гипогликемии усиливается распад гликогена в печени до глюкозы и содержание глюкозы в крови повышается до нормы. Этот процесс регулируют гормоны глюкагон и адреналин.

Увеличение количества глюкозы в крови называется гипергликемия. В этом случае увеличивается синтез гликогена, который накапливается в печени и в скелетных мышцах под влиянием гормона инсулина. Норма глюкозы в крови 3.3-5.5 милли моль /литр. Между двумя важнейшими источниками энергии - углеводами и жирами есть узкая физиологическая связь. Частое увеличение содержания глюкозы в крови (у сладкоежек) способствует повышенному синтезу жиров и уменьшению их распада, сжиганию в жировой ткани. И постепенно развивается ожирение.

Обмен углеводов регулирует нервная система (гипоталамус промежуточного мозга), гормоны поджелудочной железы (инсулин и глюкагон), надпочечников, гипофиза.

Обмен жиров

Жиры или липиды - сложные органические вещества, к которым относятся нейтральные жиры, состоящие из глицерина и жирных кислот. Функции жиров:

· Энергетическая, за счет окисления жиров создастся 50% энергии взрослого человека.

· Пластическая, липиды являются составной частью протоплазмы клеток, клеточных мембран. Фосфолипиды входят в состав нервных клеток (лецитин).

· Необходимы (холестерин) для синтеза стероидных гормонов коры надпочечников, половых гормонов, витамина «Д».

· Необходимы для поглощения жирорастворимых витаминов из кишечника (А, Д, Е, К).

· Жир депонируется в подкожной жировой клетчатке (10% - 30%) от массы тела и защищает организм от увеличенной отдачи тепла, защищает внутренние органы от травматических повреждений.

Суточная нужда в жирах 70 - 80г, из них 10 - 15г должны быть жиры растительного происхождения (подсолнечное масло, оливковое масло). Растительные жиры содержат незаменимые жирные кислоты (линолевая, арахидоновая), которые нужны для нормального роста детей и репродуктивной деятельности человека.

Жировой обмен регулирует нервная система (гипоталамус промежуточного мозга), гормоны гипофиза, щитовидной железы, надпочечников, половые гормоны.

Обмен воды и минеральных веществ

Вода - источник жизни! Вода выполняет важные функции:

· Все химические реакции обмена веществ и энергии в организме осуществляются в водных растворах, жизнь без воды невозможна!

· Является важной составной частью любых клеток (в нервной ткани ее содержится 85%, в почках 80%, в крови 90%). В среднем вода составляет 70% массы тела.

· Транспортирует растворенные в ней вещества.

· Серозная жидкость ослабляет трение между листками серозных оболочек (плевры, брюшины, перикарда); синовиальная жидкость уменьшает трение между суставными поверхностями костей в суставах.

· Участвует в терморегуляции, регулирует постоянную температуру тела за счет испарения пота, водяных паров выдыхаемого воздуха.

· Входит в состав крови, лимфы, тканевой жидкости, пищеварительных соков, слезной жидкости.

Вода поступает в организм через пищеварительный тракт. Некоторая часть воды (0.5л) создастся в самом организме в процессе метаболизма. Суточная потребность взрослого человека 2.5л воды. У детей наблюдается положительный водный баланс в связи с активным образованием новых клеток, ростом организма (вода задерживается в организме). Потеря 10% воды вызывает обезвоживание организма - дегидратацию, потеря 20% вызывает смерть. Без воды человек может прожить только 7 дней.

Нервный центр регуляции водного обмена находится в гипоталамусе промежуточного мозга и называется центром жажды. Гуморальную регуляцию осуществляют гормоны: вазопрессин гипофиза и альдостерон надпочечников.

Вместе с водой и пищей в организм поступают минеральные вещества.

В сутки должно поступать 4% минеральных веществ. Если уменьшается поступление минеральных веществ, настает минеральный голод, что негативно отражается на обмене веществ.

Кальций нужен для формирования костей скелета и зубов, для сокращения мышц, для свертывания крови.

Фосфор входит в состав костей и зубов, в состав молекул АТФ, фосфолипидов. Обмен кальция и фосфора регулируют гормон паращитовидной железы и витамин «Д»

Хлор необходим для синтеза соляной кислоты желудочного сока.

Йод входит в состав гормонов щитовидной железы.

Железо является составной частью гемоглобина и миоглобина крови.

Кобальт является компонентом молекулы витамина «В12»

Цинк-фактор способствует вместе с гормоном инсулином переходу глюкозы в клетки органов.

Фтор участвует в синтезе костных структур прочности эмали зубов.

Микроэлементы: никель, ванадий, олово, селен, марганец, молибден, медь, мышьяк, магний являются составными частями клеточных ферментов, гормонов, витаминов, клеточных структур т.е. также необходимы для нормального обмена веществ и энергии.

Размещено на Allbest.ru