تبادل البروتين

استقلاب البروتين - استخدام وتحويل الأحماض الأمينية للبروتينات في جسم الإنسان.

أثناء أكسدة 1 غرام من البروتين ، يتم إطلاق 17.2 كيلو جول (4.1 كيلو كالوري) من الطاقة.

لكن الجسم نادراً ما يستخدم كمية كبيرة من البروتينات لتغطية تكاليف الطاقة ، لأن البروتينات ضرورية لأداء وظائف أخرى (الوظيفة الرئيسية هي إنشاءات). لا يحتاج جسم الإنسان إلى البروتينات الغذائية ، بل الأحماض الأمينية التي تتكون منها.

في عملية الهضم ، يتم امتصاص البروتينات الغذائية ، التي تنهار في الجهاز الهضمي إلى الأحماض الأمينية الفردية ، في مجرى الدم في الأمعاء الدقيقة وتنتشر في الخلايا التي يحدث فيها تخليق البروتينات الداخلية الجوهرية المميزة للبشر.

تستخدم بقايا الأحماض الأمينية كمواد طاقة (يتم تحويلها إلى جلوكوز ، حيث يتم تحويل فائضها إلى جليكوجين).

التمثيل الغذائي للكربوهيدرات

التمثيل الغذائي للكربوهيدرات   - مجموعة من العمليات لتحويل واستخدام الكربوهيدرات.

الكربوهيدرات هي الرئيسية مصدر الطاقة   في الجسم. أثناء أكسدة 1 غرام من الكربوهيدرات (الجلوكوز) ، يتم تحرير 17.2 كيلو جول (4.1 كيلو كالوري) من الطاقة.

تدخل الكربوهيدرات إلى جسم الإنسان في شكل مركبات مختلفة: النشا ، الجليكوجين ، السكروز أو الفركتوز ، إلخ. كل هذه المواد تتحلل أثناء الهضم إلى سكر بسيط جلوكوزيمتصها زغب الأمعاء الدقيقة ويدخل مجرى الدم.

الجلوكوز ضروري لوظيفة المخ الطبيعية. انخفاض نسبة الجلوكوز في البلازما من 0.1 إلى 0.05 ٪ يؤدي إلى فقدان سريع للوعي والتشنجات والموت.

يتأكسد الجزء الأكبر من الجلوكوز في الجسم لثاني أكسيد الكربون والماء ، والتي يتم القضاء عليها من الجسم عن طريق الكلى (الماء) والرئتين (ثاني أكسيد الكربون).

يتم تحويل جزء من الجلوكوز إلى السكاريد الجليكوجين   وترسب في الكبد (يمكن إيداع ما يصل إلى 300 غرام من الجليكوجين) والعضلات (الجليكوجين هو المورد الرئيسي للطاقة لتقلص العضلات).

مستوى السكر في الدم ثابت (0.10-0.15 ٪) وينظمه هرمونات الغدة الدرقية ، بما في ذلك الأنسولين. مع نقص الأنسولين ، يرتفع مستوى الجلوكوز في الدم ، مما يؤدي إلى مرض خطير - مرض السكري.

يمنع الانسولين أيضا انهيار الجليكوجين ويساهم في زيادة محتواه في الكبد.

آخر هرمون البنكرياس الجلوكاجون   يعزز تحويل الجليكوجين إلى الجلوكوز ، وبالتالي زيادة محتواه في الدم (أي أن له تأثير معاكس للأنسولين).

مع وجود كمية كبيرة من الكربوهيدرات في الطعام ، تتحول فائضها إلى دهون وتودع في جسم الإنسان.

1 غرام من الكربوهيدرات يحتوي على طاقة أقل بكثير من 1 غرام من الدهون. ولكن يمكن أن تتأكسد الكربوهيدرات بسرعة وبسرعة الحصول على الطاقة.

التمثيل الغذائي للدهون

التمثيل الغذائي للدهون - مجموعة من عمليات تحويل واستخدام الدهون (الدهون).

مع انهيار 1 غرام من الدهون ، يتم إطلاق 38.9 كيلوجرام (9.3 كيلو كالوري) من الطاقة (أكثر من مرتين مع انهيار 1 غرام من البروتين أو الكربوهيدرات).

الدهون هي المركبات بما في ذلك الأحماض الدهنية والجلسرين. يتم امتصاص الأحماض الدهنية تحت تأثير إنزيمات البنكرياس والأمعاء الدقيقة ، وكذلك بمشاركة الصفراء ، في الليمفاوية في الزغب في الأمعاء الدقيقة. علاوة على ذلك ، مع تدفق الليمفاوية ، تدخل الدهون إلى مجرى الدم ، ثم إلى الخلايا.

مثل الكربوهيدرات ، تتحلل الدهون إلى ثاني أكسيد الكربون والماء ويتم التخلص منها بنفس الطريقة.

وتشارك الغدد الصماء والهرمونات في تنظيم الخلطية لمستويات الدهون.

قيمة الدهون

• يتم تغطية جزء كبير من احتياجات الطاقة في الكبد والعضلات والكلى (ولكن ليس الدماغ!) بأكسدة الدهون.
• الدهون هي العناصر الهيكلية لأغشية الخلايا ، وهي جزء من الوسطاء ، والهرمونات ، وتشكيل رواسب الدهون تحت الجلد وال epiploons.
• تودع في أغشية الأنسجة الضامة ، والدهون تمنع النزوح والأضرار الميكانيكية للأعضاء.
• تؤدي الدهون تحت الجلد إلى درجة حرارة منخفضة ، مما يساعد على الحفاظ على درجة حرارة الجسم ثابتة.

يتم تحديد الحاجة إلى الدهون حسب احتياجات الجسم من الطاقة ككل ويبلغ متوسطها بين 80 و 100 غرام يوميًا. ترسب الدهون الزائدة في الدهون تحت الجلد ، في أنسجة بعض الأعضاء (على سبيل المثال ، الكبد) ، وكذلك على جدران الأوعية الدموية.

إذا كانت بعض المواد غير موجودة في الجسم ، فيمكنها أن تتشكل من مواد أخرى. يمكن أن تتحول البروتينات إلى دهون وكربوهيدرات ، وبعض الكربوهيدرات - إلى دهون. بدوره ، يمكن أن تصبح الدهون مصدرا للكربوهيدرات ، ويمكن أن يكمل نقص الكربوهيدرات بالدهون والبروتينات. لكن لا الدهون ولا الكربوهيدرات يمكن أن تتحول إلى بروتينات.

تشير التقديرات إلى أن الشخص البالغ يحتاج إلى ما بين 1500 و 1700 سعر حراري على الأقل يوميًا لحياة طبيعية. من هذه الكمية من الطاقة ، يتم إنفاق 15-35 ٪ على احتياجات الجسم الخاصة ، ويتم إنفاق الباقي على توليد الحرارة والحفاظ على درجة حرارة الجسم.

الأيض (التمثيل الغذائي) - مزيج من العمليات البيولوجية المعقدة للغاية ، وثيقة الصلة. هضم الطعام ، واستيعابه ، وإزالة السموم في وقت لاحق - كل هذا هو التمثيل الغذائي.

تحدث التغييرات باستمرار في كائن حي: تتشكل المواد اللازمة للوظائف الحيوية للخلايا والأنسجة والأعضاء.

في موازاة ذلك ، تتم عمليات التدمير والتنقية. كل هذا يتطلب الكثير من الطاقة. حتى عندما ننام ، تستهلكه الأعضاء.

من المصادر الطبيعية للطاقة للكائن الحي البروتينات والدهون والكربوهيدرات. وهذا يشمل أيضا أملاح الماء والمعادن. كما أنها ضرورية لتبادل طبيعي. يتعلق الأمر بالدهون البروتينية للكربوهيدرات وأيض ملح الماء الذي سنتحدث معه على الموقع الإلكتروني اليوم:

استقلاب البروتين

ليس من قبيل المبالغة القول إن البروتينات هي أساس كل الأنسجة الحية ، وهي مواد بناءها. مركبات البروتين هي "اللبنات الأساسية" التي تتكون منها الأعضاء والأنظمة والجدران الخلوية للكائنات. على سبيل المثال ، تتكون أنسجة العضلات والجلد ، مقلة العين ، والسائل المفصلي بشكل رئيسي من البروتينات.

هم المشاركون الرئيسيون في عملية التمثيل الغذائي العام ، وعمليات استيعاب المواد الغذائية الضرورية للحياة. بدونها ، لم تكتمل أهم عمليات التجديد والنقل ، وكذلك استيعاب واستبعاد منتجات النفايات ومنتجات التحلل بطريقة طبيعية.

لاستقلاب البروتين الطبيعي ، يجب أن يتلقى الجسم الكمية الضرورية من الأحماض الأمينية من الطعام. ما مجموعه 20 من الأحماض الأمينية معروفة.

في حالة عدم وجود واحد ، يتم تعطيل عملية التمثيل الغذائي للبروتين ، ويتم تدمير بنية البروتين. لتجنب ذلك ، وكانت عمليات تخليق البروتين وانقسامها طبيعية ، يجب عليك استخدام كمية كافية من منتجات البروتين.

ينصح الشخص البالغ الذي يتمتع بصحة جيدة بتناول 0.75 غرام من البروتين لكل 1 كجم من وزن الجسم يوميًا. على سبيل المثال ، يبلغ إجمالي وزن الجسم 70 كيلو جرام ، وستكون قاعدة هذه المادة حوالي 52.5 جرام ، ولتحسين توازن النيتروجين وتحسينه ، يمكن زيادة تناول البروتين مع المنتجات المستهلكة إلى 85 - 90 جم يوميًا. بالنسبة للنساء الحوامل ، الأمهات المرضعات ، يزداد هذا المؤشر.

التمثيل الغذائي للكربوهيدرات

تماما مثل البروتينات ، الكربوهيدرات (الجلوكيدات) هي المركبات العضوية الحيوية الرئيسية التي تشكل مصدرا للطاقة. يستخدم الجسم بعضها كمغذيات احتياطية ، والبعض الآخر ضروري لقوة الأنسجة. بالإضافة إلى ذلك ، فهي مواد بناء الجزيئات المعقدة الأخرى - البروتينات المعقدة والأحماض النووية والجليكوليبيدات. بدونها ، عمليات أكسدة البروتينات والدهون مستحيلة.

تعتمد عملية التمثيل الغذائي للكربوهيدرات برمتها على نسبة كمية الجلوكوز التي تدخل الدم وتخرج من الدم:

مع انخفاض في هذا المستوى ، يتم إطلاق الأدرينالين. يعزز هذا الهرمون وظيفة الكبد ، أي تنشيط إنزيماته ، المسؤولة عن تدفق السكر (الجلوكوز) إلى الدم.

على مستوى مبالغ فيه ، شريطة أن يكون هناك كمية كافية من الجليكوجين اللازمة للكبد والعضلات ، يتم إيداع السكر الزائد "في الاحتياطي" في شكل رواسب الدهون.

التمثيل الغذائي للدهون

الدهون عبارة عن مركبات عضوية معقدة - الدهون ، وتتألف من استرات الجلسرين مع الأحماض الدهنية أحادية القاعدة. مثل البروتينات والكربوهيدرات ، تشكل هذه المركبات أساس جميع الخلايا ، وهي جزء من السيتوبلازم والنواة والأغشية ، وهي مصدر للطاقة لكائن حي.

العديد من الفيتامينات التي تحتوي على الطعام تأتي مع الدهون.
مع نقص الدهون بانتظام ، قد تتعرض وظائف المخ للإعاقة ، ويزيد معدل الأيض العام ، ويقلل تحمل الجسم. بالإضافة إلى ذلك ، نقص ثابت في هذه المواد تقصر الحياة.

كما تعلمون ، تنقسم الأحماض الدهنية من الطعام إلى دهون مشبعة (دهون حيوانية صلبة) وغير مشبعة (زيوت نباتية ، مأكولات بحرية). هاتان المجموعتان الكبيرتان لهما نفس القدر من الأهمية لحياة الإنسان الطبيعية.

على سبيل المثال ، الدهون الحيوانية ضرورية للدماغ لكي يعمل بشكل صحيح.
الزيوت النباتية: عباد الشمس والزيتون وبذور الكتان والذرة وتنشيط عمليات الأيض العامة ، وتقوية دفاعات الجسم. لذلك ، يوصي خبراء التغذية باستهلاك 50 غ من الحيوانات ، و 50 غ من الدهون النباتية يوميًا.

الماء والملح

استقلاب الماء المالح هو مزيج من العديد من عمليات السحب ، وتوزيع إضافي للماء ، والشوارد في الجسم ، وكذلك إطلاقها لاحقًا.

كمية المياه المناسبة هي شرط ضروري لوجود كائن حي. يمكن لأي شخص الاستغناء عن الطعام لفترة طويلة ، لكنه لا يستطيع العيش بدون ماء. من الضروري حرفيا لجميع عمليات الحياة - الهضم والدورة الدموية ، وكذلك امتصاص المواد الغذائية. الماء ضروري لعملية التخليق الحيوي ، لعملية تقسيم المواد الواردة وإزالة السموم.

المعادن المذابة (الشوارد ، الأملاح) تأتي مع الماء. تركيزهم المستقر ، التنظيم مهم جدا للحفاظ على البيئة الداخلية ، وضمان سير العمل الطبيعي للكائن الحي.

على سبيل المثال ، المعادن: الصوديوم ، البوتاسيوم ، الكالسيوم ، المغنيسيوم موجودة في السائل داخل الخلايا ، وتوجد أيضًا خارج الخلية. ترتبط كمية الأملاح المعدنية وتنظمها كمية السائل التي تدخل الجسم. بسبب استقلاب المياه المالحة ، يتم الحفاظ على تركيز المواد المرغوب فيه ، والحفاظ على التوازن الحمضي القاعدي.

في الختام ، تجدر الإشارة إلى أن جميع عمليات التمثيل الغذائي التي تحدث في الجسم: تراكم وإنفاق الطاقة ، وأكسدة وتدمير المركبات العضوية - ترتبط ارتباطا وثيقا. وهي توفر معًا النشاط اللازم ، وكثافة عمليات التمثيل الغذائي ، وتحافظ على توازن المدخول ، والحفظ ، ونفقات المواد والطاقة.

تبادل البروتينات والدهون والكربوهيدرات في الجسم.

1. الخصائص العامة لعملية التمثيل الغذائي في الجسم.

2. التمثيل الغذائي للبروتين.

3. التمثيل الغذائي للدهون.

4. الكربوهيدرات الأيض.

الغرض: تقديم المخطط العام لعملية التمثيل الغذائي في الجسم ، وتبادل البروتينات والدهون والكربوهيدرات ومظاهر أمراض هذه الأنواع من التمثيل الغذائي.

1. مرة واحدة في الجسم ، وتشارك جزيئات الطعام في العديد من ردود الفعل المختلفة. وتسمى هذه التفاعلات ، وكذلك المظاهر الكيميائية الأخرى للحياة ، الأيض ، أو الأيض. تستخدم المغذيات كمواد خام لتخليق خلايا جديدة أو تتأكسد ، مما يوفر الطاقة للجسم.وهناك جزء من هذه الطاقة ضروري للبناء المستمر لمكونات الأنسجة الجديدة ، ويتم استهلاك الآخر في عملية عمل الخلية: أثناء تقلص العضلات ، ونقل نبضات الأعصاب ، وإفراز منتجات الخلايا . يتم تحرير بقية الطاقة كحرارة.

وتنقسم العمليات الأيضية إلى الابتنائية والهضم. الابتنائية (الاستيعاب) - العمليات الكيميائية التي تتحد فيها المواد البسيطة مع بعضها البعض لتشكيل أكثر تعقيدًا ، مما يؤدي إلى تراكم الطاقة ، وبناء بروتوبلازم جديد ونمو. التهدم (تشوه) هو انهيار المواد المعقدة ، مما يؤدي إلى إطلاق الطاقة ، في حين يحدث تدمير البروتوبلازم ونفقات مواده.

جوهر الأيض: 1) تناول المواد الغذائية المختلفة في الجسم من البيئة الخارجية ؛ 2) استيعابها واستخدامها في عملية الحياة كمصادر للطاقة والمواد اللازمة لبناء الأنسجة ؛ 3) إطلاق المنتجات الأيضية الناتجة في البيئة الخارجية.

وظائف التمثيل الغذائي المحددة: 1) استخراج الطاقة من البيئة في شكل طاقة كيميائية للمواد العضوية ؛ 2) تحويل المواد الخارجية إلى كتل بناء ، أي سلائف المكونات الجزيئية للخلية ؛ 3) تجميع البروتينات والأحماض النووية والمكونات الخلوية الأخرى من هذه كتل ؛ 4) تخليق وتدمير الجزيئات الحيوية اللازمة لأداء وظائف محددة مختلفة من خلية معينة.

2. تبادل البروتين - مجموعة من عمليات الطاقة والبلاستيك لتحويل البروتين في الجسم ، بما في ذلك تبادل الأحماض الأمينية ومنتجات تسوسها. البروتينات - أساس جميع الهياكل الخلوية ، هي الناقلات المادية للحياة. يحدد التركيب الحيوي للبروتين نمو وتطور وتجديد الذات لجميع العناصر الهيكلية في الجسم وبالتالي موثوقيتها الوظيفية. الحاجة اليومية للبروتينات (البروتين الأمثل) للبالغين هي 100-120 جم (مع إنفاق طاقة 3000 كيلو كالوري / يوم). يجب أن يكون الجسم تحت تصرفه جميع الأحماض الأمينية (20) في نسبة وكمية معينة ، وإلا فإنه لا يمكن تصنيع البروتين. لا يمكن تصنيع العديد من الأحماض الأمينية المحتوية على البروتين (فالين ، يوسين ، إيسوليوسين ، ليسين ، ميثيونين ، ثريونين ، فينيل ألانين ، تريبتوفان) في الجسم ويجب أن تأتي من الطعام (الأحماض الأمينية الأساسية). يمكن تخليق الأحماض الأمينية الأخرى في الجسم وتسمى "الأحماض الأمينية الأساسية" (هيستيدين ، جليكول ، جلايسين ، ألانين ، حامض الجلوتاميك ، برولين ، هيدروكسي برولين ، سلسلة ، التيروزين ، السيستئين ، أرجينين ،). وتنقسم البروتينات إلى كاملة بيولوجيًا (مع مجموعة كاملة من جميع الأحماض الأمينية الأساسية) أدنى (في حالة عدم وجود واحد أو أكثر من الأحماض الأمينية الأساسية).

المراحل الرئيسية لاستقلاب البروتين: 1) الانزيم الإنزيمي للبروتينات الغذائية للأحماض الأمينية وامتصاص الأخير ؛ 2) تحويل الأحماض الأمينية ؛ 3) التخليق الحيوي للبروتين ؛ 4) انهيار البروتين ؛ 5) تشكيل المنتجات النهائية من انهيار الأحماض الأمينية.

بعد امتصائه لشعيرات الدم في الزغب في الغشاء المخاطي للأمعاء الدقيقة ، تدخل الأحماض الأمينية في الوريد البابي في التدفق ، حيث يتم استخدامها على الفور ، أو يتم الاحتفاظ بها كاحتياطي صغير. تبقى بعض الأحماض الأمينية في الدم وتدخل في خلايا أخرى من الجسم ، حيث يتم دمجها في بروتينات جديدة. يتم تقسيم البروتينات في الجسم باستمرار وتوليفها من جديد (فترة تجديد البروتين الكلي في الجسم 80 يومًا). إذا كان الطعام يحتوي على أحماض أمينية أكثر مما هو ضروري لتخليق البروتينات الخلوية ، فإن إنزيمات الكبد تقسم المجموعات الأمينية NH2 عنها ، أي إنتاج الرطوبة. إن الإنزيمات الأخرى ، التي تجمع بين المجموعات الأمينية المشقوقة وثاني أكسيد الكربون ، تشكل يوريا منها ، والتي تحمل بالدم إلى الكلى وتفرز في البول. لا يتم إيداع البروتينات في المستودع ، وبالتالي فإن البروتينات التي ينفقها الجسم بعد نضوب الكربوهيدرات والدهون ليست محمية ، ولكن الإنزيمات والبروتينات الهيكلية للخلايا.

يمكن أن تكون اضطرابات التمثيل الغذائي للبروتين في الجسم كمية ونوعية. يتم الحكم على التغيرات الكمية في استقلاب البروتين من خلال توازن النيتروجين ، أي بواسطة نسبة كمية النيتروجين المستلمة في الجسم مع الطعام وتفرز منه. عادة ، عند البالغين الذين لديهم تغذية كافية ، فإن كمية النيتروجين التي يتم إدخالها في الجسم تساوي الكمية التي تفرز من الجسم (توازن النيتروجين). عندما يتجاوز تناول النيتروجين إطلاقه ، يتحدثون عن توازن النيتروجين الإيجابي ، مع الاحتفاظ بالنيتروجين في الجسم. يلاحظ خلال فترة نمو الجسم وأثناء الحمل وأثناء الشفاء .. عندما تتجاوز كمية النيتروجين التي يتم إزالتها من الجسم الكمية الواردة ، يتحدثون عن توازن النيتروجين السلبي ، ويلاحظ مع انخفاض كبير في محتوى البروتين في الطعام (تجويع البروتين).

3. التمثيل الغذائي للدهون - مجموعة من عمليات تحويل الدهون (الدهون) في الجسم. الدهون هي مادة حيوية و بلاستيكية ، وهي جزء من الغشاء و السيتوبلازم للخلايا. يتراكم جزء من الدهون في شكل احتياطيات (10-30 ٪ من وزن الجسم). الجزء الأكبر من الدهون عبارة عن دهون محايدة (الدهون الثلاثية من الأحماض الدهنية أو النخيلية أو الدهنية أو الدهنية وغيرها). تتراوح الحاجة اليومية للدهون للشخص البالغ من 70 إلى 100 غرام ، ويتم تحديد القيمة البيولوجية للدهون من خلال حقيقة أن بعض الأحماض الدهنية غير المشبعة (اللينولينية ، اللينولينيك ، الأراكيدونيك) ، ضرورية للحياة ، لا يمكن تعويضها (متطلب يومي 10-12 جم). في جسم الإنسان من الأحماض الدهنية الأخرى ، لذلك يجب أن تأتي بالضرورة من الطعام (الخضروات والدهون الحيوانية).

المراحل الرئيسية لعملية التمثيل الغذائي للدهون: 1) الانزيمات الانزيمية للدهون الغذائية في الجهاز الهضمي إلى الجلسرين والأحماض الدهنية وامتصاص الأخير في الأمعاء الدقيقة ؛ 2) تكوين البروتينات الدهنية في الغشاء المخاطي في الأمعاء والكبد ونقل دمهم ؛ 3) التحلل المائي لهذه المركبات على سطح أغشية الخلايا بواسطة إنزيم البروتين الدهني الشحمي ، وامتصاص الأحماض الدهنية والجليسرول في الخلايا ، حيث يتم استخدامها لتخليق أنسجة الجسم. بعد التخليق ، يمكن أن تخضع الدهون للأكسدة ، وتطلق الطاقة ، وتتحول في النهاية إلى ثاني أكسيد الكربون والماء (100 غرام من الدهون تعطي 118 غرام من الماء أثناء الأكسدة). يمكن أن تتحول الدهون إلى جليكوجين ، ثم تخضع لعمليات الأكسدة مثل استقلاب الكربوهيدرات. مع الدهون الزائدة تترسب في شكل احتياطيات في الأنسجة تحت الجلد ، الثرب ، حول بعض الأعضاء الداخلية.

مع الأغذية الغنية بالدهون ، تأتي كمية معينة من الدهون (المواد الشبيهة بالدهون) - الفوسفاتيدات والستيرول. الفوسفاتيدات ضرورية للجسم لتجميع أغشية الخلايا ، فهي جزء من المادة النووية ، السيتوبلازم للخلايا. الأنسجة العصبية غنية خاصة بالفوسفات. الممثل الرئيسي للستيرول هو الكوليسترول. وهو أيضًا جزء من أغشية الخلايا ، وهو مقدمة لهرمونات قشرة الغدة الكظرية والغدد الجنسية وفيتامين د والأحماض الصفراوية. يزيد الكوليسترول من مقاومة خلايا الدم الحمراء لانحلال الدم ، وهو بمثابة عازل للخلايا العصبية ، مما يضمن سير النبضات العصبية. المحتوى الطبيعي للكوليسترول الكلي في بلازما الدم هو 3.11-6.47 مليمول / لتر.

4. التمثيل الغذائي للكربوهيدرات - مجموعة من العمليات لتحويل الكربوهيدرات في الجسم. الكربوهيدرات هي مصادر للطاقة للاستخدام المباشر (الجلوكوز) أو تشكل مستودعًا للطاقة (الجليكوجين) ، فهي مكونات المركبات المعقدة (البروتينات النووية والبروتينات السكرية) المستخدمة في بناء هياكل الخلايا.

المراحل الرئيسية لعملية التمثيل الغذائي للكربوهيدرات: 1) انهيار الكربوهيدرات في الجهاز الهضمي وامتصاص السكريات الأحادية في الأمعاء الدقيقة ؛ 2) ترسب الجلوكوز في شكل الجليكوجين في الكبد والعضلات أو استخدامه المباشر لأغراض الطاقة ؛ 3) انهيار الجليكوجين في الكبد وإفراز الجلوكوز في الدم أثناء انخفاضه (تعبئة الجليكوجين) ؛ 4) تخليق الجلوكوز من المنتجات الوسيطة (أحماض البيروفيك واللاكتيك) وسلائف غير الكربوهيدرات ؛ 5) تحويل الجلوكوز إلى أحماض دهنية ؛ 6) أكسدة الجلوكوز مع تكوين ثاني أكسيد الكربون والماء.

يتم امتصاص الكربوهيدرات في القناة الهضمية في شكل الجلوكوز والفركتوز والجالاكتوز. يدخلون الوريد البابي إلى الكبد ، حيث يتحول الفركتوز والجالاكتوز إلى جلوكوز ، يتراكم كجليكوجين. يسمى تخليق الجليكوجين في الكبد من الجلوكوز بتكوين الجليكوز (في الكبد يحتوي على 150-200 جم من الكربوهيدرات في شكل جليكوجين). يدخل جزء من الجلوكوز في مجرى الدم العام ويتم حمله في جميع أنحاء الجسم ، ويستخدم كمواد الطاقة الرئيسية وكعنصر من المركبات المعقدة (البروتينات السكرية والبروتينات النووية).

الجلوكوز هو مكون ثابت (ثابت بيولوجي) من الدم. مستوى الجلوكوز في الدم طبيعي 4.44-6.67 مليمول / لتر ، مع زيادة في محتواه (ارتفاع السكر في الدم) إلى 8.34-10 مليمول / لتر ، يتم إفراغه في البول في شكل آثار. عند خفض مستوى الجلوكوز في الدم (نقص السكر في الدم) إلى 3.89 مليمول / لتر ، يظهر شعور بالجوع ، إلى 3.22 مليمول / لتر - تشنجات وأوهام وفقدان الوعي (غيبوبة). عندما يتأكسد الجلوكوز في الخلايا لإنتاج الطاقة ، فإنه يتحول في النهاية إلى ثاني أكسيد الكربون والماء. انهيار الجليكوجين في الكبد إلى الجلوكوز هو تحلل الجليكوجين. التخليق الحيوي للكربوهيدرات من نواتج تسوسها أو منتجات تحلل الدهون والبروتينات - تكوين السكر. انهيار الكربوهيدرات في غياب الأكسجين مع تراكم الطاقة في ATP وتشكيل الأحماض اللبنية والبيروفي - تحلل السكر.

عندما يتجاوز تناول الجلوكوز الطلب ، يحول الكبد الجلوكوز إلى دهون ، يتم تخزينه في مستودعات الدهون ويمكن استخدامه في المستقبل كمصدر للطاقة. يتجلى انتهاك الأيض الطبيعي للكربوهيدرات في زيادة نسبة الجلوكوز في الدم. لوحظ ارتفاع السكر في الدم وجلوكوز الدم المرتبط بانتهاك عميق لعملية التمثيل الغذائي للكربوهيدرات في مرض السكري. في قلب هذا المرض ، هناك قصور في الوظيفة الإضافية للبنكرياس. بسبب نقص أو عدم وجود الأنسولين في الجسم ، تكون قدرة الأنسجة على استخدام الجلوكوز ضعيفة ، وتفرز في البول ..

  6 باستخدام المعرفة في علم الأحياء ، قم بإعداد ثلاث رسائل حول موضوع "تبادل البروتينات (الدهون ، الكربوهيدرات) في جسم الإنسان ، واضطراباته والوقاية منها".

البروتينات هي أكثر المواد تعقيدًا في الجسم وأساس الخلايا الأولية. لا يمكن أن تتكون البروتينات الموجودة في الجسم من الدهون أو الكربوهيدرات أو من أي مواد أخرى. وهي تشمل النيتروجين والكربون والهيدروجين والأكسجين ، وبعضها يشمل الكبريت والعناصر الكيميائية الأخرى بكميات صغيرة للغاية. الأحماض الأمينية هي أبسط العناصر الهيكلية ("الطوب") التي تشكل جزيئات بروتينات الخلايا والأنسجة والأعضاء البشرية. وهي مواد عضوية ذات خصائص قلوية وحمضية. أتاحت دراسة بنية البروتينات المختلفة إثبات أنها تحتوي على ما يصل إلى 25 من الأحماض الأمينية المختلفة. يعمل علماء من مختلف البلدان على التخليق الاصطناعي للبروتين. هناك بالفعل بعض الإنجازات في هذا الصدد. تتميز البروتينات بخصوصية كبيرة. وهي تختلف عن بعضها البعض في تكوين وطريقة الجمع بين الأحماض الأمينية الفردية ، وكذلك في وجود مكونات أخرى في الجزيء ، مثل حمض الفوسفوريك ، والكربوهيدرات والدهون (مثل الدهون) ، الخ. كل بروتين له خصائص مميزة فقط. على سبيل المثال ، ترتبط الانقباضات العضلية بالخصائص الخاصة لبروتينات الميوسين والأكتين ، والتي تعد جزءًا من عضلات جسم الإنسان. صبغة بروتين الدم ، الهيموغلوبين ، حامل للأكسجين. جميع الانزيمات بسبب حدوث الهضم هي مواد بروتينية ذات طبيعة مختلفة. بعض الهرمونات لديها بنية بروتين معقدة.

معرفة تكوين بعض البروتينات في الجسم ، وكذلك البروتينات الغذائية تسمح لك بتحديد دقيق لحاجة جسم الإنسان لمختلف الأحماض الأمينية. وبالتالي ، فمن الممكن تحديد قيمة البروتين للأغذية بشكل صحيح ، واختيار المنتجات ، تتدخل بنشاط في عملية التمثيل الغذائي للبروتينات في جسم الإنسان. ثبت أن الأكثر قيمة في تكوين الأحماض الأمينية الخاصة بهم

البروتينات من أصل حيواني ، أي بروتينات اللحوم والحليب والبيض. من 100 جرام من البروتينات الحيوانية المأخوذة مع الطعام ، يتم امتصاص 80-90 ٪.

تحتوي هذه البروتينات على أحماض أمينية أساسية ، تلك التي لا تتشكل في جسم الإنسان وتغيب في بروتينات الأغذية النباتية. يعتقد العلماء السوفييت أنه من بين 25 من الأحماض الأمينية المعروفة ، هناك 12 لا غنى عنها ويجب تقديمها جميعًا بالطعام. إذا تغيب أي من الأحماض الأمينية الأساسية في الطعام ، فإن تكوين بروتينات الجسم - تخليقها - يكون ضعيفًا. هذا يؤدي إلى فقدان الوزن ، وفي جسم شاب - إلى نمو متوقف. تشمل الأحماض الأمينية الأساسية ثريونين ، فالين ، يوسين ، إيسوليوسين ، ليسين ، فينيل ألانين ، تريبتوفان ، ميثيونين ، أرجينين ، هيستيدين ، تيروزين وسيستين. إلا أن الأحماض الأمينية الأربعة الأخيرة ، على الرغم من إمكانية تكوينها من أحماض أمينية أخرى ، إلا أنها بكميات صغيرة ، ويجب أيضًا تناولها بالطعام.

تتميز البروتينات ذات الأصل النباتي (الخبز ، البازلاء ، الفاصوليا ، إلخ) بانخفاض القيمة البيولوجية. تفتقر البروتينات ذات الأصل النباتي إلى أحد الأحماض الأمينية أو غيرها ، ومع وجود مزيج معين من المنتجات النباتية ، يمكن للجسم الحصول على بروتينات ذات قيمة لها.

كيف يتم استقلاب البروتين في الجسم؟ للإجابة على هذا السؤال ، من الضروري أولاً تتبع مصير الأحماض الأمينية الممتصة من الأمعاء إلى الدم. تدخل الأحماض الأمينية عبر الوريد البابي إلى الكبد. في هذا العضو ، من جانبهم ، يتم تصنيع مواد أكثر تعقيدًا - بولي ببتيدات. من الكبد ، توزع الأحماض الأمينية والببتيد مع الدم في جميع أنحاء الجسم وتنضم إلى بروتينات الخلايا المختلفة ، لتحل محل الأحماض الأمينية المستخدمة. أهم المنتجات النهائية لتحلل البروتين في الجسم هي الأمونيا واليوريا وحمض اليوريك. تتشكل الأمونيا خلال ما يسمى ببلع الأحماض الأمينية ، أي عندما تكون المجموعة الأمينية المذكورة أعلاه مشقوقة منها. في الكبد ، يتم تحويل الأمونيا جزئيًا إلى اليوريا. يعتقد أن حمض اليوريك يأتي مباشرة من الأنسجة ، كونه نتاج تحطم البروتينات المعقدة - البروتينات النووية. تفرز جميع منتجات انهيار البروتين في البول والعرق.

يحدث استقلاب البروتين في الجسم باستمرار ، ويمكن الحكم على شدته بتقريب معين من خلال تبادل النيتروجين ، وهو المكون الرئيسي لجزيء البروتين.

من خلال تحديد كمية النيتروجين التي يتم إدخالها مع الطعام وكمية النيتروجين التي تفرز في البول والبراز يوميًا ، يمكن إنشاء توازن النيتروجين المزعوم.

إذا كانت كمية النيتروجين المدخلة والمطلقة هي نفسها ، فهناك توازن النيتروجين. عندما تكون كمية النيتروجين التي يتم تقديمها مع الطعام أكبر من كمية النيتروجين ، يكون هناك توازن إيجابي في النيتروجين. إنه يشير إلى غلبة عمليات استيعاب البروتين في الجسم (تكوين) على عمليات تدميرها (نزع التشابه).

يحدث هذا في كثير من الأحيان في الأطفال ويشير إلى النمو الطبيعي. التوازن النيتروجيني الإيجابي هو أيضا سمة من سمات فترة الشفاء للبالغين بعد مرض معد. تؤدي غلبة النيتروجين المنطلق على المدخلات إلى توازن النيتروجين السلبي. في هذه الحالة ، تسود عمليات تدمير البروتين على عمليات تكوينها. كل هذا لوحظ مع الجوع أو مع الأمراض المعدية.

يخضع استقلاب البروتين في الجسم إلى تنظيم معقد يشارك فيه الجهاز العصبي المركزي والغدد الصماء. من الهرمونات ، يعزز هرمون الغدة الدرقية (هرمون الغدة الدرقية) وهرمونات قشرة الغدة الكظرية (الجلوكوكورتيكويدات) عمليات التفكك ، وانهيار البروتين ، وهرمون البنكرياس (الأنسولين) والهرمونات الحركية الجسدية للغدة النخامية الأمامية (هرمون النمو) في تكوين البروتينات الجسم.

إذا أكل الشخص الأطعمة التي تحتوي على نسبة منخفضة من البروتين لفترة طويلة ، فإنه يصاب بمرض خطير ، أو ما يسمى الحثل الهضمي ، أو الجوع. يظهر مرضى الوذمة على الساقين والذراعين والوجه ، ويتراكم السائل في البطن ، ويحدث الإسهال ، ويلاحظ وجود اضطرابات عقلية. بالإضافة إلى الظواهر العامة لنقص البروتين ، يمكن أن تحدث اضطرابات معينة بسبب عدم وجود أي حمض أميني معين في الطعام.

على سبيل المثال ، في حالة عدم وجود التربتوفان ، تتطور عدسة العين (إعتام عدسة العين). إذا نقص السيستين ، يحدث تأخير نمو الشعر ؛ يؤدي عدم وجود الهستيدين إلى فقر الدم والأرجينين إلى نمو متوقف.

لتزويد الشخص بجميع الأحماض الأمينية اللازمة ، تحتاج إلى تضمين أكبر عدد ممكن من الأطعمة المختلفة في نظامك الغذائي اليومي. لتنويع القائمة اليومية يجب أن يكون من أجل تعويض نقص بعض الأحماض الأمينية. الكربوهيدرات هي مواد موزعة بشكل أساسي في عالم النبات. وهي تتكون من الكربون والهيدروجين والأكسجين. في الكربوهيدرات ، ترتبط ذرة الكربون بجزيء الماء. الكربوهيدرات البسيطة والمعقدة موجودة ؛ تسمى الكربوهيدرات البسيطة أيضًا السكريات الأحادية (monos - باللغة اليونانية وحدها) ، والكربوهيدرات المعقدة - السكريات (poly - الكثير). في الجهاز الهضمي ، وتحت تأثير الإنزيمات المقابلة ، تتحلل السكريات إلى سكريات أحادية.

يكمن الدور الرئيسي للكربوهيدرات في الجسم في خواص الطاقة لديهم. إنها المصدر الرئيسي الذي تحصل منه الأعضاء والأنسجة البشرية على الطاقة اللازمة لإنتاج الحركات ، وتشكيل الحرارة ، ونشاط الدورة الدموية والجهاز التنفسي ، وعمليات الأكسدة المختلفة ، أي كل ما يمكن تعريفه بكلمة واحدة "نشاط الحياة". 75 ٪ من الطاقة التي يحتاجها الشخص تأتي من الكربوهيدرات في الجسم ، يمكن أن تتشكل الكربوهيدرات من الدهون والبروتينات.

يتم تنفيذ النشاط الحيوي الطبيعي للجسم في حالة وجود نسبة السكر في الدم ثابتة إلى حد ما ، تتراوح بين 80-120 ملغ لكل 100 غرام من الدم. يمر كل السكر الذي يتم امتصاصه في الأمعاء عبر الأوعية الدموية بشكل أساسي إلى الكبد ، الذي لديه القدرة على الاحتفاظ بالسكر الزائد ، وتحويله إلى نشا حيواني ، أو جليكوجين ، وتخزينه في المحمية. لقد ثبت أن في الكبد البشري حوالي 150 جرام من الجليكوجين الفائض ، الذي يستهلكه الجسم ، يتحول مرة أخرى إلى سكر إذا كانت مقاديره في الدم أقل من المعتاد.

يستهلك الجسم بشكل مكثف نسبة السكر في الدم أثناء العمل البدني ، والضغط النفسي ، وما إلى ذلك. في هذه الحالات ، من الضروري استخدام كمية زائدة من السكر في صورة مذابة. يتم امتصاصه بسرعة في مجرى الدم ويعوض النقص الناتج في الجسم. النشا الموجود في الخبز والحبوب لا يملأ بسرعة نقص السكر في الدم ، لأنه يتم هضمه ببطء ويتشكل منه

يدخل السكر الدم من الأمعاء بأجزاء صغيرة. يؤدي انخفاض نسبة السكر في الدم إلى أقل من 40 ملغ لكل 100 غرام من الدم إلى حالة مؤلمة من الجسم ، معبرًا عن الضعف ، والدوخة ، والجوع ، وما إلى ذلك. وتسمى هذه الحالة نقص السكر في الدم. يتم التخلص منه بسهولة بتطريز كوب من الشاي الحلو.

عندما تضاف كميات كبيرة من الكربوهيدرات وخاصة السكر مع الطعام ، يمكن أن ترتفع مستويات السكر في الدم بسرعة. هذا ما يفسر حقيقة أن الكبد في هذه الحالة ليس لديه وقت لمعالجة جميع السكر في الجليكوجين وزيادة كمية السكر يدخل في الدورة العامة. يحدث ما يسمى ارتفاع السكر في الدم مع زيادة نسبة السكر في الدم إلى 150 - 180 ملغ لكل 100 غرام من الدم. في هذه الحالة ، يبدأ السكر في إفراز الكلى من الجسم. يسمى إفراز السكر في البول بجلوكوزوريا وهو نوع من رد الفعل المناسب للجسم. يجب أن يتذكر الأشخاص الأصحاء أنه يجب ألا تستهلك أكثر من 100 غرام من السكر دفعة واحدة. يمكن إيداع كمية معينة من السكر كجليكوجين في العضلات والخلايا العصبية ، ولكن هذا الجليكوجين يستخدم ، إذا لزم الأمر ، فقط من خلال الأنسجة التي يتم ترسبه.

تستهلك العضلات أثناء العمل السكر ، وفي هذا الوقت ، لا تستخدم الأنسجة العضلية نسبة السكر في الدم فحسب ، بل أيضًا الجليكوجين الموجود في ألياف العضلات نفسها. ينهار الجليكوجين العضلي ويتكون السكر منه ، والذي يستخدم لإنتاج العضلات. يصل أكسدة السكر في هذه الحالة إلى مرحلة حامض اللبنيك. تحت الدورة الدموية الطبيعية ، يتأكسد حمض اللبنيك المتشكل أثناء عمل العضلات جزئياً ويتم تحويله جزئياً مرة أخرى إلى الجليكوجين.

مع التغذية الزائدة من الكربوهيدرات ، ينتقل السكر إلى الدهون في الجسم. مع عدم كفاية التغذية بالكربوهيدرات ، يمكن أن تتشكل الكربوهيدرات من الدهون. يتم تنظيم استقلاب الكربوهيدرات في الجهاز العصبي بشكل رئيسي من خلال الغدد الصماء ، وذلك بشكل رئيسي من خلال البنكرياس والغدد الكظرية. النخاع الغدة الكظرية تطلق الأدرينالين في مجرى الدم. الأدرينالين ، الذي يدور في الدم ، يؤدي إلى زيادة تحويل جليكوجين الكبد إلى سكر ، مما يؤدي إلى زيادة نسبة السكر في الدم. كما أن ارتفاع السكر في الدم ، كما أثبت العلماء بدقة ، يزيد من إنتاج الأنسولين من البنكرياس.

يعزز الأنسولين تحويل السكر إلى جليكوجين ويساعد على استخدامه بواسطة أنسجة الجسم ، وبالتالي ينخفض \u200b\u200bمستوى السكر في الدم. ومع ذلك ، فإن الغدد الصماء الأخرى ، المرتبطة ارتباطًا وثيقًا بنشاط الجهاز العصبي المركزي ، تشارك أيضًا في تنظيم استقلاب الكربوهيدرات.

تحت تأثير تحفيز المخ ، تفرز الغدة النخامية ما يسمى هرمون النمو ، الذي يمنع استخدام السكر في الدم من قبل الكبد ، وسوف يحدث ارتفاع السكر في الدم. إذا أشرت إلى أن هرمونات قشرة الغدة الكظرية تشارك أيضًا في تنظيم استقلاب الكربوهيدرات ، فسيصبح من الواضح مدى صعوبة تنظيم عملية التمثيل الغذائي للكربوهيدرات بواسطة الجهاز العصبي المركزي من خلال الغدد الصماء.

الدهون ، مثل الكربوهيدرات ، هي مادة "قابلة للاحتراق" ، أو حيوية ، ضرورية لضمان الوظائف الحيوية للجسم. يحتوي غرام واحد من الدهون على ضعف الطاقة الكامنة التي يحتوي عليها غرام واحد من الكربوهيدرات. الدهون ، التي تنقسم في الأمعاء الدقيقة إلى جلسرين وأحماض دهنية ، تمر عبر الخلايا الظهارية للأمعاء الدقيقة ، ويتم إذابتها فقط في الأحماض الصفراوية الموجودة في الصفراء. في جدار الأمعاء الدقيقة ، يتم إطلاق الأحماض الصفراوية من المركبات المعقدة التي تحتوي على أحماض دهنية ، ثم يتم بعد ذلك تحويل الأحماض الدهنية ، جنبًا إلى جنب مع الجلسرين الممتص ، إلى دهون.

من خلال الأوعية اللمفاوية في المساريق ، التي تجمع في القناة اللمفاوية الصدرية الشائعة ، تدخل الدهون في الوريد تحت الترقوة الأيسر. في الرئتين ، تتأكسد الدهون جزئيا ، ثم تدخل في دائرة كبيرة من الدورة الدموية وترسب في مستودعات الدهون. يتم اعتبارها في الجسم: الأنسجة الدهنية تحت الجلد ، الثرب ، الألياف المحيطة بالحنف ، منطقة الحوض ، المنصف ، إلخ. تعمل الألياف الدهنية كمواد احتياطية ، وتساعد على تقوية الأعضاء الداخلية وعزل الجسم. مع التغذية الطبيعية ، تمثل الأنسجة الدهنية حوالي 16 ٪ من وزن الجسم.

الدهون والمواد الشبيهة بالدهون ، أو الدهون ، هي ، بالإضافة إلى ذلك ، عنصر ضروري من الخلايا ؛ يدخلون البروتوبلازم ويشاركون في تكوين أغشية الخلايا. الشحميات هي أيضا جزء من الأنسجة العصبية.

يؤدي نقص الدهون في الطعام إلى اضطراب الجهاز العصبي المركزي ، وظائف الغدد الجنسية ، ويقلل من مقاومة الجسم للظروف المعيشية الضارة والالتهابات. الحيوانات التي تفتقر إلى الدهون في طعامها تفقد قدرتها على تكاثر النسل.

يختلف تكوين الدهون الغذائية ، وأهميتها البيولوجية للجسم مختلفة.

من الضروري تسليط الضوء على ما يسمى الأحماض الدهنية غير المشبعة ، والتي تشكل جزءًا من الدهون النباتية في الغالب. الأحماض الدهنية غير المشبعة تقوي أغشية الخلايا الأنحف. الأحماض اللينولية واللينولين والأراكيدونية غير المشبعة تمتلك أكبر خصائص الشفاء. تم العثور على الأولين في زيت بذر الكتان والقنب ، وحمض اللينولينيك أيضًا كثيرًا في عباد الشمس ، وحمض الأراكيدونيك - في صفار البيض والبيض. يقلل النقص المنتظم لهذه الأحماض في النظام الغذائي للأشخاص من مقاومة الجسم لأنواع مختلفة من الآثار الضارة ، مما يؤدي إلى تطور أمراض القلب والأوعية الدموية ، وخاصة تصلب الشرايين. الدهون في جسم الإنسان في حالة توازن متنقل ، وعددهم يتناقص ، ثم يزداد. لذلك ، على سبيل المثال ، مع زيادة العضلات ، ينتقل جزء من الدهون من الأنسجة الدهنية إلى أنسجة أخرى ويتأكسد بتفاعلات كيميائية معقدة ، أو ، كما يقولون ، "يحترق".

يتم تسهيل أكسدة الدهون مباشرة في الأنسجة الدهنية نفسها عن طريق وجود إنزيمات خاصة فيه - الليباز وهرمون الهيدروجين. تحت تأثير الليباز الأنسجة ، يتم تقسيم الدهون في الأنسجة إلى الجلسرين والأحماض الدهنية العالية.

في المستقبل ، تحدث عملية أكسدة الأحماض الدهنية لثاني أكسيد الكربون والماء ، ونتيجة لذلك يتم إطلاق الطاقة اللازمة للنشاط الحيوي للجسم.

يتم تنظيم عملية التمثيل الغذائي للدهون ، وكذلك أنواع أخرى من عملية التمثيل الغذائي ، عن طريق الجهاز العصبي المركزي مباشرة ومن خلال الغدد الصماء - الغدة النخامية ، وجهاز جزيرة البنكرياس والغدد الكظرية والغدة الدرقية والجنس الجنسية.

من المعروف ، على سبيل المثال ، أن معظم الناس يفقدون الوزن أثناء التجارب العاطفية ، وعلى العكس من ذلك ، ينمون الدهون خلال فترات حياة مزدهرة وهادئة. وهذا ما أكده الطبيب النفسي السوفيتي البارز يو في. كانبيخ: لقد لاحظ ذلك بعقلية

مرض - السيكلوثيميا ، والذي يتميز بتغيير الظروف ، خلال فترات الشوق ، المزاج المكتئب ، يفقد المرضى الوزن ؛ عندما يتم استبدال الحالة المضطهدة بمزاج متزايد ومبهج وتصور يشبه قوس قزح حول كل شيء من حولهم ، يصبحون سمينين.

هرمون الجزر البنكرياس - الأنسولين يعزز ترسب الدهون في الدهون تحت الجلد وغيرها من مستودعات الدهون. مع زيادة الأنسولين ، يتم إعاقة استخدام الدهون ، ويتم تحويل الكربوهيدرات بشكل مكثف إلى دهون.

تكون هرمونات قشرة الغدة الكظرية مماثلة للأنسولين: فهي تعزز انتقال الكربوهيدرات إلى دهون وترسبها في الأنسجة الدهنية.

على العكس من ذلك ، فإن زيادة إنتاج هرمونات الغدة النخامية في الغدة الدرقية والغدد التناسلية يعزز حرق الدهون ويمنع انتقال الكربوهيدرات إلى دهون.

بالإضافة إلى البروتينات والكربوهيدرات والدهون والمعادن والماء والفيتامينات هي المواد الضرورية لحياة الجسم.

الأيض والطاقة ، مفهوم الأيض الوسيطة. الانزيمات.

الأيض   (مرادف: التمثيل الغذائي) - مجمل جميع التحولات الكيميائية في الجسم التي تضمن نشاطها الحيوي. يتميز وجهان عملية التمثيل الغذائي: الاستيعاب ، حيث يقوم الجسم بتجميع المواد الخاصة به ، والتشوه ، الذي يحدث خلاله تحلل (أكسدة) المواد العضوية وإطلاق الطاقة الموجودة فيها.

تبادل الطاقة. بالنسبة للبشر ، فإن تحويل الطاقة الكيميائية للعمليات المؤكسدة إلى طاقة حرارية وميكانيكية لتكوين جزيئات عضوية معقدة أمر مميز. يستهلك الجسم الطعام والأكسجين ، ويستخدم هذه المواد لإنتاج الطاقة ، التي يطلقها بعد ذلك في الفضاء المحيط في شكل حرارة أو في شكل حركات ميكانيكية للكائنات أو أجزاء من جسمه.

الانزيمات   (lat. fermentum - تخمير ، تخمير) - بروتينات معقدة من الحيوانات والكائنات الحية النباتية التي تؤدي وظائف المحفزات البيولوجية ، وتسريع التفاعلات الكيميائية والتمثيل الغذائي في الخلايا.

هناك استقلاب عام (خارجي) ، مع الأخذ في الاعتبار تناول المواد وإفرازها ، و التمثيل الغذائي الوسيط والذي يغطي تحويل هذه المواد في الجسم.

تبادل البروتينات والدهون والكربوهيدرات والمياه والأملاح المعدنية.

من الكتاب المدرسي:

استقلاب البروتين   - مجموعة من التحولات الكيميائية للبروتينات في الجسم ، والتي تنتهي بتفككها إلى الماء وثاني أكسيد الكربون والأمونيا وإطلاق الطاقة الموجودة فيها. البروتينات تستخدم من قبل الجسم لتجديد و

بناء الأنسجة الجديدة ، والإنزيمات ، هي مصدر الطاقة. عندما يتم قطع 1 غرام من البروتين ، يتم تحرير 4.1 كيلو كالوري من الطاقة.

التمثيل الغذائي للدهون   - مجموعة من التحولات الكيميائية للدهون في الجسم ، تنتهي بتفككها (إلى الماء وثاني أكسيد الكربون) وإطلاق الطاقة. يستخدم الجسم الدهون لتحديث وبناء أنسجة جديدة ، إنزيمات ، هرمونات ، وكذلك للحصول على الطاقة اللازمة للجسم.

عندما يتم تقسيم 1 غرام من الدهون ، يتم تحرير 9.3 سعرة حرارية من الطاقة.

تبادل الأملاح المعدنية   - مجموعة من عمليات الاستهلاك ، واستخدام الأملاح المعدنية في الجسم وإطلاقها في البيئة. تستخدم الأملاح المعدنية في الجسم للحفاظ على الضغط الأسموزي ، التوازن الحمضي القاعدي (pH) للدم ، وهي جزء من الإنزيمات والفيتامينات والهرمونات.

التمثيل الغذائي للكربوهيدرات- مجموعة من التحولات الكيميائية للكربوهيدرات في الجسم ، تنتهي بانهيارها وإطلاقها للطاقة. الكربوهيدرات هي مصدر الطاقة الرئيسي للجسم. عندما يتم تقسيم 1 غرام من الكربوهيدرات ، يتم تحرير 4.1 كيلو كالوري من الطاقة.

من الإنترنت ، كما شعرت أن الكتاب المدرسي لا يكفي:

تبادل البروتين.   تشكل البروتينات حوالي 25 ٪ من إجمالي وزن الجسم. هذا هو الجزء الأكثر صعوبة. البروتينات عبارة عن مركبات بوليمرية تتكون من الأحماض الأمينية. مجموعة البروتين لكل شخص فريدة من نوعها بدقة ، محددة. في الجسم ، ينقسم بروتين الطعام تحت تأثير العصارات الهضمية إلى أجزاء بسيطة مكونة منه - الببتيدات والأحماض الأمينية ، التي يتم امتصاصها بعد ذلك في الأمعاء وتدخل مجرى الدم. من 20 من الأحماض الأمينية ، لا غنى عن 8 فقط للبشر. وتشمل هذه التربتوفان ، لوسين ، إيسولوسين ، فالين ، ثريونين ، ليسين ، ميثيونين وفينيل ألانين. الهستيدين ضروري أيضًا لكائن حي متنامٍ.

يؤدي عدم وجود أي من الأحماض الأمينية الأساسية في الطعام إلى حدوث اضطرابات خطيرة في الوظائف الحيوية للجسم ، وخصوصًا النمو. تؤدي مجاعة البروتين إلى تأخير ، ثم إلى توقف تام للنمو البدني والنمو البدني. يصبح الطفل خاملًا ، وهناك نقص حاد في الوزن ، وذمة مفرطة ، والإسهال ، والتهاب الجلد ، وفقر الدم ، وانخفاض في مقاومة الجسم للأمراض المعدية ، وما إلى ذلك. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن البروتين هو المادة البلاستيكية الرئيسية للجسم التي تتشكل منها الهياكل الخلوية المختلفة. بالإضافة إلى ذلك ، تعد البروتينات جزءًا من الإنزيمات والهرمونات والبروتينات النووية وتشكل الهيموغلوبين والأجسام المضادة في الدم.

إذا لم يرتبط العمل بالنشاط البدني المكثف ، فيجب أن يحصل جسم الإنسان في المتوسط \u200b\u200bعلى حوالي 1.1-1.3 غرام من البروتين لكل 1 كجم من وزن الجسم يوميًا. مع زيادة النشاط البدني ، تزداد أيضًا حاجة الجسم للبروتين. بالنسبة للكائن الحي المتنامي ، تكون متطلبات البروتين أعلى بكثير. في السنة الأولى من تطور ما بعد الولادة ، يجب أن يتلقى الطفل أكثر من 4 غرام من البروتين لكل 1 كجم من وزن الجسم ، في 2-3 سنوات - 4 جم ، في 3-5 سنوات - 3.8 غرام ، إلخ.

استقلاب الدهون والكربوهيدرات.   هذه المواد العضوية لها بنية أبسط ، فهي تتكون من ثلاثة عناصر كيميائية: الكربون والأكسجين والهيدروجين. يسمح التركيب الكيميائي المتماثل للدهون والكربوهيدرات للجسم ببناء الدهون منها بالكربوهيدرات الزائدة ، وعلى العكس ، إذا كان ذلك ضروريًا ، فإن الكربوهيدرات تتشكل بسهولة من الدهون في الجسم.

يبلغ إجمالي كمية الدهون في جسم الإنسان حوالي 10-20 ٪ ، والكربوهيدرات - 1 ٪. معظم الدهون في الأنسجة الدهنية وتشكل احتياطي الطاقة الاحتياطية. يذهب جزء أصغر من الدهون إلى بناء هياكل غشائية جديدة للخلايا واستبدال الخلايا القديمة. بعض خلايا الجسم قادرة على تجميع الدهون بكميات هائلة ، تؤدي دور العزل الحراري والميكانيكي في الجسم.

في نظام غذائي شخص بالغ يتمتع بالصحة ، يجب أن تشكل الدهون حوالي 30 ٪ من إجمالي محتوى السعرات الحرارية من الطعام ، أي 80-100 غرام يوميًا. عدم كفاية تناول هذه الأحماض الدهنية في جسم الإنسان يؤدي إلى اضطرابات التمثيل الغذائي وتطوير عمليات تصلب الشرايين في نظام القلب والأوعية الدموية.

احتياجات الأطفال والمراهقين للدهون لها خصائصها العمرية الخاصة. لذلك ، لا توجد حاجة إلى دهون نباتية تصل إلى 1.5 سنة ، والحاجة الإجمالية هي 50 جم يوميًا ، ومن 2 إلى 10 سنوات تزداد الحاجة إلى الدهون 80 جم يوميًا ، وبالنسبة للدهون النباتية حتى 15 جم ، خلال فترة البلوغ تبلغ نسبة الدهون للأولاد 110 جم في اليوم ، وبالنسبة للفتيات - 90 جم ، والحاجة إلى الدهون النباتية لكلا الجنسين هي نفسها - 20 جم في اليوم.

يتم تقسيم الكربوهيدرات في الجسم إلى الجلوكوز والفركتوز والجالاكتوز ، إلخ ، ثم يتم امتصاصها في الدم. محتوى الجلوكوز في دم شخص بالغ ثابت ويساوي في المتوسط \u200b\u200b0.1 ٪. مع زيادة كمية السكر في الدم إلى 0.11-0.12 ٪ ، يدخل الجلوكوز من الدم إلى الكبد والأنسجة العضلية ، حيث يتم ترسبه في شكل نشا حيواني - جليكوجين. مع زيادة أخرى في نسبة السكر في الدم إلى 0.17 ٪ ، يتم تضمين الكلى في إفرازه من الجسم ، يظهر السكر في البول. وتسمى هذه الظاهرة بجلوكوزوريا.

يستخدم الجسم الكربوهيدرات بشكل أساسي كمواد طاقة. لذلك ، تصل الحاجة إلى الكربوهيدرات حتى عام واحد إلى 110 غرامات يوميًا ، من 1.5 إلى 2 عامًا - 190 غم ، من 5 إلى 6 سنوات - 250 غم ، من 11 إلى 13 عامًا - 380 غم والشباب - 420 غم ، و عند البنات - 370 جم في جسم الأطفال ، هناك امتصاص أكثر اكتمالًا وأسرع للكربوهيدرات ومقاومة أكبر للسكر الزائد في الدم.

تبادل الملح. مع استبعاد المواد المعدنية من النظام الغذائي للحيوانات ، تحدث اضطرابات شديدة في الجسم وحتى الموت. يرتبط وجود المواد المعدنية بظاهرة الإثارة - وهي واحدة من الخصائص الرئيسية للكائنات الحية. نمو وتطور العظام والعناصر العصبية والعضلات يعتمد على محتوى المعادن. أنها تحدد رد فعل الدم (الرقم الهيدروجيني) ، والمساهمة في النشاط الطبيعي للقلب والجهاز العصبي ، وتستخدم لتشكيل الهيموغلوبين (الحديد) ، وحمض الهيدروكلوريك من عصير المعدة (الكلور).

الأملاح المعدنية تخلق ضغطًا تناضحيًا معينًا ، وهو أمر ضروري جدًا للوظائف الحيوية للخلايا.

مع التغذية المختلطة ، يتلقى الشخص البالغ جميع المعادن التي يحتاجها بكميات كافية. يضاف ملح الطعام فقط إلى طعام الإنسان أثناء معالجة الطهي. يحتاج جسم الطفل النامي بشكل خاص إلى كمية إضافية من العديد من المعادن.

يفقد الجسم باستمرار كمية معينة من الأملاح المعدنية في تكوين البول والعرق والبراز. لذلك ، الأملاح المعدنية ، مثل الماء ، يجب أن تدخل الجسم باستمرار. محتوى العناصر الفردية في جسم الإنسان ليس هو نفسه.

تبادل المياه. لحياة الجسم ، يلعب الماء دورًا أكبر بكثير من المكونات الأخرى للغذاء. الحقيقة هي أن الماء في جسم الإنسان هو مادة بناء ، ومحفز لجميع عمليات التمثيل الغذائي ومنظم درجة حرارة الجسم. تعتمد كمية المياه الكلية في الجسم على العمر والجنس والوزن. في المتوسط \u200b\u200b، يوجد أكثر من 60٪ من الماء في جسم الرجل ، و 50٪ في جسم المرأة.

محتوى الماء في جسم الطفل أعلى بكثير ، خاصة في المراحل المبكرة للنمو. وفقًا لعلماء الأجنة ، يصل محتوى الماء في جسم الجنين البالغ من العمر 4 أشهر إلى 90٪ ، وفي الجنين الذي يبلغ من العمر 7 أشهر يصل إلى 84٪ ، أما في جسم المولود الجديد ، يتراوح حجم الماء بين 70 و 80٪. في التوالد بعد الولادة ، ينخفض \u200b\u200bمحتوى الماء بسرعة. لذلك ، الطفل لديه 8 أشهر. يبلغ محتوى الماء 60٪ للطفل الذي يبلغ من العمر 4.5 عامًا - 58٪ ، للفتيان 13 عامًا - 59٪ ، والفتيات في نفس العمر - 56٪. يرتبط ارتفاع محتوى الماء في جسم الأطفال بشكل واضح بكثافة أعلى من التفاعلات الأيضية المرتبطة بنموها السريع وتطورها. يزداد إجمالي الطلب على المياه للأطفال والمراهقين مع نمو الجسم. إذا كان الطفل الذي يبلغ من العمر عامًا واحدًا يحتاج إلى حوالي 800 مل من الماء يوميًا ، ثم عند عمر 4 سنوات - 1000 مل ، من 7 إلى 10 أعوام - 1350 مل ، و من 11 إلى 14 عامًا - 1500 مل.