Обмен веществ
НАВИГАЦИЯ ПО СТРАНИЦЕ
легко понять и запомнить
Мы потребляем неорганические вещества и органические вещества (продукты растительного и животного происхождения, углеводы, жиры и белки). Из неорганических веществ мы не извлекаем энергию. Однако органические расщепляются в процессе пищеварения, высвобождая энергию. Часть энергии из этих продуктов сразу же используется для различных нужд организма, часть рассеивается в виде тепла, а часть запасается (в виде гликогена и жиров).
Органические вещества | Неорганические вещества |
|---|---|
Белки/жиры/углеводы | Вода/соли |
Химическая энергия, обеспечиваемая пищей, в конечном итоге преобразуется в механическую энергию.
Механическая энергия — это способность выполнять работу. Например, сокращение мышц. Так как интенсивность работы увеличивается, потребности в энергии также возрастают.
Например, если мы тренируемся на низкой интенсивности в течение 10 минут, количество затрачиваемой энергии будет намного меньше, чем, если бы мы тренировались с высокой интенсивностью в течение 10 минут.
Расщепление органических компонентов с выделением энергии и, наоборот, создание органики с затратой энергии — это два разнонаправленных процесса, которые протекают в организме непрерывно. Совокупность процессов создания и разрушения называют
Энергетический обмен | Пластический обмен |
|---|---|
Синонимы
| Синонимы
|
Это реакции разрушения, идущие с выделением энергии. | Это реакции построения, обеспечивающие синтез новых молекул. Идут с затратами энергии. |
Главный «эквивалент» энергии в клетках организма —
Мы создаем молекулы АТФ в ходе энергетического обмена. Мы тратим (см. рис. — здесь имеется в виду расщепление связей между остатками фосфорной кислоты) молекулы АТФ в ходе пластического обмена.
Энергия измеряется в единицах, называемых калориями.
Большая часть пищи, которую мы едим, содержит энергию, и все, что мы делаем (даже сон), требует энергии, что приводит к расходу калорий.
Способы запасания энергии
По сути, это полимер, мономером которого выступает глюкоза:
Также энергия запасается и в виде жиров.
Исторически сложилось так, что способность организма запасать энергию в виде жира была чрезвычайно полезной. Наши пещерные предки, возможно, потратили несколько дней на выслеживание еды, прежде чем съесть ее. Энергия, которую они накопили, съев добычу с последней охоты, была нужна для поддержания организма до следующего приема пищи. Жировые запасы по-прежнему важны сегодня, так как они выполняют ряд функций: энергетическую, структурную, регуляторную и защитную.
Обмен белков
При распаде белков образуются аминокислоты, часть из которых используется организмом для построения собственных белков, а часть окисляется с образованием воды, углекислого газа и мочевины. Также в ходе белкового обмена утилизируются старые белки, накопленные в организме. В регуляции белкового обмена наиболее важную роль играют гормоны щитовидной железы (тироксин), гипофиза (соматотропный) и коры надпочечников (кортикостерон).
Обмен углеводов
Сложные углеводы пищи (крахмал, гликоген) расщепляются до моносахаридов, которые с кровью попадают в печень, где часть из них запасается в виде гликогена. Остальные моносахариды доставляются кровью ко всем клеткам тела, где происходит их окисление с выделением энергии. Гормоны адреналин, глюкагон и адренокортикотропный гормон вызывают ускорение расщепления гликогена, а инсулин тормозит распад гликогена и способствует его синтезу из глюкозы в печени. Согласованное действие указанных гормонов сохраняет определенный уровень глюкозы в крови.
Обмен жиров
Жиры могут вовлекаться в окислительно-восстановительные реакции с выделением энергии. Конечным продуктом этих реакций являются вода и углекислый газ. Часть жиров в пищеварительном тракте также расщепляется с образованием глицерина и жирных кислот, которые всасываются в кишечнике, попадают в лимфу, а затем в кровь, с помощью которой разносятся по всем клеткам тела, где те синтезируют из них собственные липиды организма.
Указанные группы органических веществ могут претерпевать превращения друг в друга. Так, липиды могут превращаться в углеводы, и наоборот. Также белки могут превращаться в жиры и углеводы (но не наоборот!).
Водно-солевой обмен
Суточная потребность в воде зависит от телосложения, возраста, пола, образа жизни человека и в среднем составляет 1,5-2 литра воды в сутки.
Поступление воды контролируется центром жажды в продолговатом мозге.
Вода получается в организме человека при распаде белков, жиров и углеводов. В нормальных условиях из организма человека за сутки почками выделяется 1200-1500 мл воды, кожей — 800 мл, легкими в виде водяного пара — 500 мл, с калом через кишечник — 100-150 мл.
Также организму человека необходимы натрий, хлор, калий, кальций, фосфор, железо в виде минеральных солей.
Железо входит в состав гемоглобина и ферментов, участвующих в окислительно-восстановительных реакциях; натрий, калий и хлор необходимы для поддержания кислотно-щелочного равновесия; фосфор входит в состав нуклеиновых кислот, АТФ, некоторых ферментов, а в соединениях с кальцием и магнием образует костный скелет.
Йод входит в состав гормона щитовидной железы — тироксина, цинк — в состав гормонов поджелудочной железы, фтор придает прочность эмали зубов. Кобальт — компонент витамина В12.
