Обмен веществ. Витамины

Витамины входят  в состав ферментов. Соединяясь  с белками, образуют ферменты; необходимы  для нормального обмена веществ. Общее количество витаминов, необходимое  человеку незначительно, отсутствие  какого-либо витамина в пище  приводит к авитаминозу. Избыток витамина приводит к гипервитаминозам и различным нарушениям обмена веществ. Содержатся витамины в растительной пище и животной пище.

Количество витаминов  в пище колеблется в зависимости  от времени хранения овощей  и фруктов, от приготовления пищи. Например, витамин А теряется при длительном хранении и сушке, при варке разрушается часть витаминов группы В и часть витамина С. Витамин С разрушается при контакте с воздухом и металлом.

Таблица 5.

Важнейшие витамины, их источники и значение.

ВитаминФизиологическое  действие, авитаминозыИсточникиАРетинолВлияет  на зрение, рост и развитие. Участвует  в образовании зрительного пигмента. При авитаминозе — нарушение  сумеречного зрения (куриная слепота), повреждение роговицы глаз, сухость  эпителия и его ороговение.Животные  жиры, мясо, печень, яйца, молоко. Источники  каротина, из которого образуется  витамин А — морковь, абрикосы.DКальциферолРегулирует  обмен кальция и фосфора. При  его недостатке в детском возрасте  развивается рахит.Яичный желток, печень, рыбий жир. Образуется в  коже под действием ультрафиолетовых  лучей.ЕТокоферолОбладает противовоокислительным  действием на внутриклеточные  липиды. При недостатке — дистрофия  скелетных мышц, ослабление половой  функции.Растительное масло, салат.КФиллохинонУчаствует  в синтезе протромбина, способствует  нормальной свертываемости крови.Шпинат, салат, капуста, морковь, томаты. Синтезируется  микрофлорой кишечника.В1ТиаминУчаствует  в обмене белков, жиров, углеводов, функции желудка, сердца. При недостатке  — полиневрит (бери-бери), поражения  нервной системы.Крупы, молочные  продукты, яйца, фрукты.В3РР, никотиновая  кислотаУчаствует в клеточном  дыхании, нормализует функции желудочно-кишечного  тракта, при недостатке развивается  пеллагра (воспаление кожи), понос, слабоумие.Дрожжи, отруби, пшеница, рис, ячмень, арахис.В12ЦианкобаламинКроветворение. Всасывается, соединившись с белками  желудочного тракта — фактором  Кастла. При недостатке — анемия.Печень, мясо, рыба, яйца. Вырабатывается микрофлорой  кишечника.САскорбиновая кислотаУчаствует  в окислительно-восстановительных  реакциях, активизирует расщепление  белков, это приводит к потере  сосудами эластичности, к цинге. Увеличивает устойчивость к инфекциямШиповник, хвоя, зеленый лук, черная смородина, картофель, капуста.

 

3

 

28.2. Белковый обмен

Белки составляют  около 25% от массы тела. В пище  различают белки растительного и животного происхождения, все они состоят из 20 видов аминокислот, из которых 10 являются незаменимыми — не могут синтезироваться в организме человека и должны поступать вместе с пищей.

В зависимости от  аминокислотного состава белки  делят на две группы: полноценные, содержащие все виды аминокислот и неполноценные. Растительные белки чаще неполноценные, в них могут отсутствовать некоторые аминокислоты, поэтому пища вегетарианцев должна быть разнообразной.

Под действием ферментов  пищеварительного тракта (пепсина, трипсина, химотрипсина, эрепсина) белки  гидролизуются до аминокислот, которые  всасываются в кровь и транспортируются  в клетки. В отличие от углеводов, накапливаться «про запас» аминокислоты  не могут, часть из них вступает  в реакции ассимиляция, клетки  организма непрерывно синтезируют  белки, необходимые для нормальной  жизнедеятельности, а избыток аминокислот  подвергается диссимиляции, полное  окисление аминокислот и белков  происходит до СО2, Н2О и NH3. Аммиак  ядовит и выводится из клеток  в кровь. В печени превращается  в менее ядовитую мочевину, которая  удаляется из организма через  мочевыделительную систему. (Животные  с удаленной печенью погибают  из-за накопления в организме  аммиака). При полном окислении 1 г белка выделяется 17,6 кДж.

При положительном  азотистом балансе в организм  поступает больше азота, чем выделяется, например, во время роста; при  отрицательном балансе — наоборот. Выведение 1 г азота соответствует  распаду 6,25 г белка. Суточная потребность  в белке 50-150 г. При избытке белки  превращаются в углеводы и  жиры. Синтезироваться из углеводов  и жиров не могут.

В регуляции белкового  обмена играют важную роль  некоторые гормоны, например, тироксин, который вызывает расщепление  белков и превращение их в  углеводы; соматотропный гормон  усиливает биосинтез белков организмом.

28.3. Углеводный обмен

Углеводы составляют  около 1% от массы тела. В организм  поступают в виде моно-, ди- и  полисахаридов. Под действием ферментов  амилазы, мальтазы, лактазы, сахаразы  происходит их гидролиз до  глюкозы, которая поступает в  кровь. Содержание глюкозы в крови  относительно постоянно, в норме  — 0,12%, это основной источник энергии  для клеток организма. При её  избытке, с помощью инсулина активируются  ферменты, снижающие уровень глюкозы  в крови, она поступает в клетки  печени и мышц, где превращается  в гликоген. При недостатке глюкозы  ряд гормонов (глюкагон, адреналин, ТТГ, тироксин, АКТГ, СТГ, адреналин) приводят  к расщеплению гликогена и  выведению глюкозы в кровь, а  затем в клетки, где она подвергается  гликолизу и кислородному окислению.

Основная функция углеводов в организме — энергетическая. При расщеплении выделяется 17,6 кДж на 1 г. Суточное потребление должно составлять около 500 г. В результате пластического обмена синтезируется гликоген, углеводы, входящие в состав клеточных мембран, слизи и другие вещества.

При недостаточном  поступлении углеводов с пищей  они могут быть образованы  из белков и жиров, при избыточном  — превращаться в жиры.

28.4. Жировой обмен

Жиры составляют 10-20% от массы тела. Состоят из глицерина  и жирных кислот. Жирные кислоты  могут быть насыщенными (в твердых, животных жирах) и ненасыщенными (в маслах). Последние не синтезируются в организме и должны поступать с пищей. Взрослому организму необходимо около 100 г в сутки. Под действием желчи эмульгируются, под действием липаз гидролизуются, в клетках кишечного эпителия синтезируются транспортные формы жиров, которые поступают в лимфу.

При пластическом обмене фосфолипиды образуют мембраны клеток, жиры входят в состав медиаторов, гормонов, ферментов. Избыток жиров запасается в жировых клетках сальника, подкожной жировой клетчатки. При катаболизме обеспечивают организм энергией, при окислении 1 г жира до углекислого газа и воды выделяется 38,9 кДж энергии.

Главные функции: структурная — входят в состав мембран, энергетическая, источник метаболической воды (100 г жира при окислении образуют 107 г воды), теплоизоляционная, жиры образуют миелиновые оболочки нервных клеток.

В регуляции жирового  обмена большую роль играют  гормоны аденогипофиза, щитовидной  железы, надпочечников. Жиры способны  превращаться в углеводы. Синтез  жиров может осуществляться из  углеводов и белков.

28.5. Водно-солевой обмен

Вода составляет  около 60% от массы тела. В мышцах  до 80%, в костях до 20%. В сутки  в среднем потребляется 2,5 л: 1,2 л  в виде жидкостей, 1 л с пищей, 0,3 л образуется метаболической воды. Выводится почками, кишечником, кожей и легкими. Избыток и недостаток воды приводят к отравлению организма. Содержание воды в организме регулируется нейрогипофизом, выделяющим вазопрессин, а также корой надпочечников, секретирующей гормон альдостерон. Оба этих гормона регулируют работу почек. Например, если в крови солей больше нормы, нейрогипофиз выделяет больше вазопрессина. Антидиуретический гормон уменьшает мочеобразование и мочевыделение, сохраняя воду в организме.

Функции: вода необходима для нормально течения многих физиологических процессов: является растворителем, принимает участие в образовании структуры органических молекул, выполняет транспортные функции, участвует в регуляции температуры, участвует в реакциях гидролиза различных веществ.

Водный обмен тесно  связан с минеральным обменом. Минеральные вещества необходимы организму для самых различных функций: обуславливают осмотическое давление, участвуют в проведении нервного возбуждения, в мышечных сокращениях, свертывании крови. Составляют около 4% от массы организма.

Na и К. Участвуют в процессах возбуждения клетки, проведении нервных импульсов, в поддержании осмотического давления, Рh среды.

Са. В составе зубов и костей. Необходим для свертывания крови, мышечных сокращений, синаптической передачи.

Р. В составе костей и зубов. Входит в состав АТФ, ДНК, РНК, в состав клеточных мембран.

Cl. Участвует в образовании Ph желудочного сока, обеспечивает наряду с другими ионами возбуждение и торможение в нервных клетках.

Fe. Входит в состав гемоглобина крови, в состав цитохромов, принимающих участие в окислительном фосфорилировании.

J. Входит в состав гормонов щитовидной железы.

S. Входит в состав аминокислот, белков и витаминов.

Cо. В состав витамина В12.

Mg. Входит в состав многих ферментов в качестве кофермента. Необходим для нормального функционирования мышечной, нервной и костной тканей.

F. Структурный компонент зубной эмали.

Недостаток минеральных  веществ приводит к различным  нарушениям, обмена веществ, у детей  сказывается на их развитии  и росте.

28.6. Витамины

В пище содержатся  также витамины — органические  вещества, которые в организме  человека или не синтезируются  вовсе, или синтезируются в недостаточных  количествах. Впервые их наличие  было предположено русским ученым  Н.И.Луниным в 1880 году. Их принято  обозначать буквами латинского  алфавита и делить на жирорастворимые А, D, E, K и водорастворимые. В настоящее время известно около 50 витаминов. Интересно, что вещество, являющееся витамином для одного организма, для других видов витамином не является. Например, витамин С необходим человеку, всем приматам, а большинство других млекопитающих его могут синтезировать.

Витамины входят  в состав ферментов. Соединяясь  с белками, образуют ферменты; необходимы  для нормального обмена веществ. Общее количество витаминов, необходимое  человеку незначительно, отсутствие  какого-либо витамина в пище  приводит к авитаминозу. Избыток витамина приводит к гипервитаминозам и различным нарушениям обмена веществ. Содержатся витамины в растительной пище и животной пище.

Количество витаминов  в пище колеблется в зависимости  от времени хранения овощей  и фруктов, от приготовления пищи. Например, витамин А теряется при длительном хранении и сушке, при варке разрушается часть витаминов группы В и часть витамина С. Витамин С разрушается при контакте с воздухом и металлом.

Таблица 5.

Важнейшие витамины, их источники и значение.

ВитаминФизиологическое  действие, авитаминозыИсточникиАРетинолВлияет  на зрение, рост и развитие. Участвует  в образовании зрительного пигмента. При авитаминозе — нарушение  сумеречного зрения (куриная слепота), повреждение роговицы глаз, сухость  эпителия и его ороговение.Животные  жиры, мясо, печень, яйца, молоко. Источники  каротина, из которого образуется  витамин А — морковь, абрикосы.DКальциферолРегулирует  обмен кальция и фосфора. При  его недостатке в детском возрасте  развивается рахит.Яичный желток, печень, рыбий жир. Образуется в  коже под действием ультрафиолетовых  лучей.ЕТокоферолОбладает противовоокислительным  действием на внутриклеточные  липиды. При недостатке — дистрофия  скелетных мышц, ослабление половой  функции.Растительное масло, салат.КФиллохинонУчаствует  в синтезе протромбина, способствует  нормальной свертываемости крови.Шпинат, салат, капуста, морковь, томаты. Синтезируется  микрофлорой кишечника.В1ТиаминУчаствует  в обмене белков, жиров, углеводов, функции желудка, сердца. При недостатке  — полиневрит (бери-бери), поражения  нервной системы.Крупы, молочные  продукты, яйца, фрукты.В3РР, никотиновая  кислотаУчаствует в клеточном  дыхании, нормализует функции желудочно-кишечного  тракта, при недостатке развивается  пеллагра (воспаление кожи), понос, слабоумие.Дрожжи, отруби, пшеница, рис, ячмень, арахис.В12ЦианкобаламинКроветворение. Всасывается, соединившись с белками  желудочного тракта — фактором  Кастла. При недостатке — анемия.Печень, мясо, рыба, яйца. Вырабатывается микрофлорой  кишечника.САскорбиновая кислотаУчаствует  в окислительно-восстановительных  реакциях, активизирует расщепление  белков, это приводит к потере  сосудами эластичности, к цинге. Увеличивает устойчивость к инфекциямШиповник, хвоя, зеленый лук, черная смородина, картофель, капуста.

 

4

 

Под действием ферментов  пищеварительного тракта (пепсина, трипсина, химотрипсина, эрепсина) белки  гидролизуются до аминокислот, которые  всасываются в кровь и транспортируются  в клетки. В отличие от углеводов, накапливаться «про запас» аминокислоты  не могут, часть из них вступает  в реакции ассимиляция, клетки  организма непрерывно синтезируют  белки, необходимые для нормальной  жизнедеятельности, а избыток аминокислот  подвергается диссимиляции, полное  окисление аминокислот и белков  происходит до СО2, Н2О и NH3. Аммиак  ядовит и выводится из клеток  в кровь. В печени превращается  в менее ядовитую мочевину, которая  удаляется из организма через  мочевыделительную систему. (Животные  с удаленной печенью погибают  из-за накопления в организме  аммиака). При полном окислении 1 г белка выделяется 17,6 кДж.

При положительном  азотистом балансе в организм  поступает больше азота, чем выделяется, например, во время роста; при  отрицательном балансе — наоборот. Выведение 1 г азота соответствует  распаду 6,25 г белка. Суточная потребность  в белке 50-150 г. При избытке белки  превращаются в углеводы и  жиры. Синтезироваться из углеводов  и жиров не могут.

В регуляции белкового  обмена играют важную роль  некоторые гормоны, например, тироксин, который вызывает расщепление  белков и превращение их в  углеводы; соматотропный гормон  усиливает биосинтез белков организмом.

28.3. Углеводный обмен

Углеводы составляют  около 1% от массы тела. В организм  поступают в виде моно-, ди- и  полисахаридов. Под действием ферментов  амилазы, мальтазы, лактазы, сахаразы  происходит их гидролиз до  глюкозы, которая поступает в  кровь. Содержание глюкозы в крови  относительно постоянно, в норме  — 0,12%, это основной источник энергии  для клеток организма. При её  избытке, с помощью инсулина активируются  ферменты, снижающие уровень глюкозы  в крови, она поступает в клетки  печени и мышц, где превращается  в гликоген. При недостатке глюкозы  ряд гормонов (глюкагон, адреналин, ТТГ, тироксин, АКТГ, СТГ, адреналин) приводят  к расщеплению гликогена и  выведению глюкозы в кровь, а  затем в клетки, где она подвергается  гликолизу и кислородному окислению.

Основная функция углеводов в организме — энергетическая. При расщеплении выделяется 17,6 кДж на 1 г. Суточное потребление должно составлять около 500 г. В результате пластического обмена синтезируется гликоген, углеводы, входящие в состав клеточных мембран, слизи и другие вещества.

При недостаточном  поступлении углеводов с пищей  они могут быть образованы  из белков и жиров, при избыточном  — превращаться в жиры.