Обмен белков
Белки используются
в организме в первую очередь в качестве
пластических материалов. Потребность
в белке определяется тем его минимальным
количеством, которое будет уравновешивать
его потери организмом. Белки находятся
в состоянии непрерывного обмена и обновления.
В организме здорового взрослого человека
количество распавшегося за сутки белка
равно количеству вновь синтезированного.
Десять аминокислот из 20 (валин, лейцин,
изолейцин, лизин, метионин, триптофан,
треонин, фенилаланин, аргинин и гистидин)
в случае их недостаточного поступления
с пищей не могут быть синтезированы в
организме и называются незаменимыми.
Другие десять аминокислот (заменимые)
могут синтезироваться в организме.
Из аминокислот, полученных
в процессе пищеварения, синтезируются
специфические для данного вида, организма
и для каждого органа белки. Часть аминокислот
используются как энергетический материал,
т.е. подвергаются расщеплению. Сначала
они дезаминируются - теряют группу Nh3
в результате образуются аммиак и кетокислоты.
Аммиак является токсическим веществом
и обезвреживается в печени путем превращения
в мочевину. Кетокислоты после ряда превращений
распадаются на СО2 и Н2О.
Скорость распада и
обновления белков организма различна
- от нескольких минут до 180 суток (в среднем
80 суток). О количестве белка, подвергшегося
распаду за сутки, судят по количеству
азота, выводимого из организма человека.
В 100 г белка содержится 16 г азота. Таким
образом, выделение организмом 1 г азота
соответствует распаду 6,25 г белка. За сутки
из организма взрослого человека выделяется
около 3,7 г азота, т.е. масса разрушившегося
белка составляет 3,7 х 6,25 = 23 г, или 0,028-0,075
г азота на 1 кг массы тела в сутки (коэффициент
изнашивания Рубнера).
Если количество азота, поступающего в
организм с пищей, равно количеству азота,
выводимого из организма, то организм
находится в состоянии азотистого равновесия.
Если в организм поступает
азота больше, чем выделяется, то это свидетельствует
о положительном азотистом балансе (ретенция
азота). Он возникает при увеличении массы
мышечной ткани (интенсивные физические
нагрузки), в период роста организма, беременности,
во время выздоровления после тяжелого
заболевания. Состояние, при котором количество
выводимого из организма азота превышает
его поступление в организм, называют
отрицательным азотистым балансом. Оно
возникает при питании неполноценными
белками, когда в организм не поступают
какие-либо из незаменимых аминокислот,
при белковом или полном голодании.
При качественном и количественном
белковом голодании нарушаются процессы
жизнедеятельности организма: происходит
снижение массы тела, у детей замедляется
рост, ухудшается костеобразование. Признаки
белкового голодания - сухость и шелушение
кожи в связи с атрофией сальных желез.
При белковой недостаточности
нарушается деятельность центральной
нервной системы, сопровождаясь снижением
памяти; ослабевают функции надпочечников,
щитовидной и половых желез; угнетается
секреторная активность желудка и кишечника;
возникают серьезные нарушения в кроветворении;
снижается сопротивляемость к инфекционным
заболеваниям.
При избыточном поступлении
белков с пищей, особенно из мясных продуктов,
сначала усиливается секреторная функция
желудка, затем угнетается в связи с накоплением
в организме солей мочевой кислоты (ураты),
которые откладываются в суставных сумках,
хрящах и других тканях, что ведет к заболеваниям
суставов и мочекаменной болезни.
Необходимо потребление
не менее 0,75 г белка на 1 кг массы тела в
сутки, что для взрослого здорового человека
массой 70 кг составляет не менее 52,5 г полноценного
белка. Для надежной стабильности азотистого
баланса рекомендуется принимать с пищей
85 - 90 г белка в сутки. У детей, беременных
и кормящих женщин эти нормы должны быть
выше. Физиологическое значение в данном
случае означает, что белки в основном
выполняют пластическую функцию, а углеводы
- энергетическую.
Обмен жиров
(липидов)
Липиды являются сложными
эфирами глицерина и высших жирных кислот.
Жирные кислоты бывают насыщенными и ненасыщенными
(содержащими одну и более двойных связей).
Липиды играют в организме энергетическую
и пластическую роль. За счет окисления
жиров обеспечивается около 50% потребности
в энергии взрослого организма. Жиры служат
резервом питания организма, их запасы
у человека в среднем составляют 10 - 20%
от массы тела. Из них около половины находятся
в подкожной жировой клетчатке, значительное
количество откладывается в большом сальнике,
околопочечной клетчатке и между мышцами.
В состоянии голода,
при действии на организм холода, при физической
или психоэмоциональной нагрузке происходит
интенсивное расщепление запасенных жиров.
В условиях покоя после приема пищи происходит
ресинтез и отложение липидов в депо. Главную
энергетическую роль играют нейтральные
жиры - триглицериды, а пластическую осуществляют
фосфолипиды, холестерин и жирные кислоты,
которые выполняют функции структурных
компонентов клеточных мембран, входят
в состав липопротеидов, являются предшественниками
стероидных гормонов, желчных кислот и
простагландинов.
Липидные молекулы,
всосавшиеся из кишечника, упаковываются
в эпителиоцитах в транспортные частицы
(хиломикроны), которые через лимфатические
сосуды поступают в кровоток. Под действием
липопротеидлипазы эндотелия капилляров
главный компонент хиломикронов - нейтральные
триглицериды - расщепляются до глицерина
и свободных жирных кислот. Часть жирных
кислот может связываться с альбумином,
а глицерин и свободные жирные кислоты
поступают в жировые клетки и превращаются
в триглицериды. Остатки хиломикронов
крови захватываются гепатоцитами, подвергаются
эндоцитозу и разрушаются в лизосомах.
В печени формируются
липопротеиды для транспорта синтезированных
в ней липидных молекул. Это липопротеиды
очень низкой и липопротеиды низкой плотности,
которые транспортируют из печени к другим
тканям триглицериды, холестерин. Липопротеиды
низкой плотности захватываются из крови
клетками тканей с помощью липопротеидных
рецепторов, эндоцитируются, высвобождают
для нужд клеток холестерин и разрушаются
в лизосомах. В случае избыточного накопления
в крови липопротеидов низкой плотности,
они захватываются макрофагами и другими
лейкоцитами. Эти клетки, накапливая метаболически
низкоактивные эфиры холестерина, становятся
одними из компонентов атеросклеротических
бляшек сосудов.
Липопротеиды высокой
плотности транспортируют избыточный
холестерин и его эфиры из тканей в печень,
где они превращается в желчные кислоты,
которые выводятся из организма. Кроме
того, липопротеиды высокой плотности
используются для синтеза стероидных
гормонов в надпочечниках.
Как простые, так и
сложные липидные молекулы могут синтезироваться
в организме, за исключением ненасыщенных
линолевой, линоленовой и арахидоновой
жирных кислот, которые должны поступать
с пищей. Эти незаменимые кислоты входят
в состав молекул фосфолипидов. Из арахидоновой
кислоты образуются простагландины, простациклины,
тромбоксаны, лейкотриены. Отсутствие
или недостаточное поступление в организм
незаменимых жирных кислот приводит к
задержке роста, нарушению функции почек,
заболеваниям кожи, бесплодию. Биологическая
юность пищевых липидов определяется
наличием в них незаменимыx жирных кислот
и их усвояемостью. Сливочное масло и свиной
жир усваиваются на 93 - 98%, говяжий - на 80
- 94%, подсолнечное масло - на 86- 90%, маргарин
- на 94-98%.
Обмен углеводов
Углеводы являются
основным источником энергии, а также
выполняют в организме пластические функции,
в ходе окисления глюкозы образуются промежуточные
продукты - пентозы, которые входят в состав
нуклеотидов и нуклеиновых кислот. Глюкоза
необходима для синтеза некоторых аминокислот,
синтеза и окисления липидов, полисахаридов.
Организм человека получает углеводы
главным образом в виде растительного
полисахарида крахмала и в небольшом количестве
в виде животного полисахарида гликогена.
В желудочно-кишечном тракте осуществляется
их расщепление до уровня моносахаридов
(глюкозы, фруктозы, лактозы, галактозы).
Моносахариды, основным
из которых является глюкоза, всасываются
в кровь и через воротную вену поступают
в печень. Здесь фруктоза и галактоза превращаются
в глюкозу. Внутриклеточная концентрация
глюкозы в гепатоцитах близка к ее концентрации
в крови. При избыточном поступлении в
печень глюкозы она фосфорилируется и
превращается в резервную форму ее хранения
- гликоген. Количество гликогена может
составлять у взрослого человека 150-200
г. В случае ограничения потребления пищи,
при снижении уровня глюкозы в крови происходит
расщепление гликогена и поступление
глюкозы в кровь.
В течение первых 12
часов и более после приема пищи поддержание
концентрации глюкозы крови обеспечивается
за счет распада гликогена в печени. После
истощения запасов гликогена усиливается
синтез ферментов, обеспечивающих реакции
глюконеогенеза - синтеза глюкозы из лактата
или аминокислот. В среднем за сутки человек
потребляет 400-500 г углеводов, из которых
обычно 350 - 400 г составляет крахмал, а 50
- 100 r - моно- и дисахариды. Избыточное потребление простых
углеводов может привести к повышению
сахара в крови, а значит - к неблагоприятному
действию на функции поджелудочной железы,
к ожирению, развитию атеросклероза.