Обмін речовин та перетворення енергії в клітині

Існування живих організмів можливе лише завдяки надходженню з довкілля поживних речовин, їхнього перетворення та виведення з організму продуктів життєдіяльності.

Для доброго здоров´я людині потрібно близько 40 різних поживних речовин. Вони належать до 5 основних груп:
1) м´ясо, риба, птиця, яйця;
2) зернові, хліб, крупи;
3) горох та інші бобові, постачальники рослинних білків;
4) молоко, сир, йогурт та інші молочні;
5) фрукти та овочі.
Речовини, що надходять до нашого організму, тваринного та рослинного походження. А нашому тілу потрібні речовини, властиві людському організму. З простих молекул – продуктів розкладання білків, жирів і вуглеводів у клітинах синтезуються складні сполуки, з яких побудовані тканини і органи людського організму. Для цих процесів необхідні ще вода, кисень, ферменти. Таким чином, ми добре бачимо взаємозв´язок всієї живої (рослин, тварин, людини) і неживої природи (води, атмосфери). Вони побудовані з одних і тих же хімічних елементів, які є в таблиці Д.Мендєлєєва. Вчений-біохімік Енгельгардт писав: “істотною відмінністю живого від неживого є те, що живий організм здатний створювати порядок із хаотичного теплового руху молекул”. З чужих молекул, що надійшли до організму з їжею та з довкілля, через низку складних перетворень організм утворює властиві йому речовини.
Сукупність змін, що відбуваються з речовинами з моменту їхнього надходження до організму і до утворення кінцевих продуктів розпаду і виведення їх з організму називають обміном речовин.
Обмін речовин складається із двох взаємопротилежних процесів:
- асиміляція або анаболізм – синтез, утворення складних органічних сполук з простих молекул, що надійшли в клітини;
- дисиміляція або катаболізм – розщеплення, розкладання органічних речовин на простіші сполуки.
- асиміляція + дисиміляція (анаболізм+катаболізм) = метаболізм.
Процеси синтезу органічних речовин називають ще пластичним обміном, а процеси розщеплення – енергетичним обміном. Тому, що в ході асиміляції оновлюються органоїди клітини, а в клітинах утворюються речовини, необхідні самій клітині. Під час асиміляції накоплюється енергія. В ході дисиміляції навпаки, синтезовані речовини розпадаються на прості молекули і при цьому звільняється велика кількість енергії. Таким чином, асиміляція і дисиміляція, дві складові частини обміну речовин, які неможливо відділити; два взаємопротилежні процеси.
Обмін речовин можна розділити на кілька етапів:
Перший етап – травлення: розщеплення у шлунково-кишковому тракті складних молекул до простих під дією травних ферментів.
Другий етап – всмоктування в кишечнику та надходження у кров та лімфу поживних речовин, а також транспортування їх до клітин.
Третій етап – побудова клітинними структурами з простих речовин, що надійшли в клітини, складних молекул, потрібних для організму.
Четвертий етап – розщеплення синтезованих складних сполук, вивільнення при цьому енергії та утворення проміжних продуктів обміну.
П ́́ятий етап – використання енергії АТФ на виконання різноманітних функцій організму та виведення з нього кінцевих продуктів обміну.
Обмін речовин та енергії в організмі сприяє постійному оновленню всіх структур без змін, тобто збереженню гомеостазу і життя.
Але за різних умов життя обмін речовин має свої особливості.
- у стані спокою переважають процеси асиміляції;
- у стані фізичного та розумового навантаження – дисиміляція;
- у дітей обмін речовин інтенсивніший;
- у людей літнього віку обмін речовин повільніший.
Отже, організм витрачає енергію у двох напрямках:
а) на забезпечення процесів життєдіяльності в умовах спокою;
б) на виконання різних видів фізичної роботи.
Всі харчові продукти мають свою енергетичну цінність.

Вони поділяються на висококалорійні, малокалорійні і некалорійні. На упаковках крім кількості білків, жирів, вуглеводів, мікроелементів... визначено енергетичну цінність 100 г даного продукту. Є спеціальні таблиці, де визначено енергетичну цінність майже всіх продуктів харчування.
Енергія, яка вивільняється, витрачається на здійснення всіх своїх потреб: скорочення м´язів, роботи серця, підтримання сталої температури тіла та забезпечення інших різноманітних функцій організму (мислення, мовлення, пам´яті).
процеси які відбуваються в організмі (70 кг)
- поглинається 460 л кисню і виділяється 403 л вуглекислого газу;
- гине і замінюється 450 млрд.еритроцитів, до 30 млрд лейкоцитів, до 400 млрд тромбоцитів;
- гине і відновлюється 50% епітеліальних клітин шлунку та кишечнику;
- серце проштовхує від 10 до 70 тисяч л крові;
- передсердя і шлуночки скорочуються близько 90 000 разів;
- здійснюється близько 25 тисяч дихальних рухів;
- через легені проходить близько 12 000 л повітря;
- через травну систему всмоктується 7-9 л рідини;
- утворюється 1,5 л сечі;
- випаровується через легені близько 0,5 л води та потом стільки ж;
- розкладається 125 г білків, 70 г жирів, 450 г вуглеводів з вивільненням близько 13 000 кДж енергії.

Кінцевим результатом перетворення енергії в організмі є тепло. Кількість тепла, яке виділяється організмом, можна виміряти за допомогою спеціальних камер – калориметрів (пряма калориметрія). А також за допомогою вимірювання кількості поглинутого кисню і виділеного вуглекислого газу (непряма калориметрія).Одна калорія дорівнює кількості тепла, необхідного для нагрівання 1 л води на 1 градус.
Доросла людина у стані повного спокою за добу виділяє близько 2 000 ккал тепла. Це основний обмін. Ця величина досить постійна і є важливим показником інтенсивності обмінних процесів. Ми повинні знати, що при розщепленні і окисненні 1 г білків і 1 г вуглеводів в клітинах утворюється по 4,1 ккал тепла (17,2 кДж), а 1 г жиру - 9,3 ккал (39,1 кДж) енергії. Після святкових днів людина накоплює багато калорій, а зайві калорії перетворюються в жир, тому щоб, наприклад, витратити 1500 ккал, людині необхідно пройти 10 км, або 3 години проплавати, або 6 годин поїздити на велосипеді. Але хто це робить? Тому на свята не потрібно переїдати. Вчені підрахували, що людина вагою 70 кг витрачає ккал: прогулянкою – 220; швидкою ходою 390; бігаючи – 1500; на велосипеді – 320; займаючись гімнастикою – 280;......
Під час дисиміляції утворюються непотрібні, і навіть, шкідливі для організму речовини, які необхідно видалити з організму. Наприклад, надлишок вуглекислого газу виводиться через легені, продукти перетворення білків, жирів, вуглеводів – через нирки із сечею, через шкіру – із потом...
За підрахунками вчених для підтримання життєдіяльності людини 20 років і вагою 70 кг необхідно 1700 ккал енергії на добу

Енерговитрати організму залежать, звичайно, від кількості виконуваної
роботи, від стану організму. Наприклад, у людини, яка нервує, підвищується апетит або у людини, яка фізично попрацювала, виникає відчуття голоду. Чому? Під час нервування або емоційного напруження збуджується кора головного мозку, яка надсилає імпульси до гіпоталамуса, де знаходиться центр голоду і центр насичення. Те ж саме після фізичного навантаження переважають процеси дисиміляції і знижується рівень поживних речовин в організмі. Зниження рівня поживних речовин збуджує центр голоду в гіпоталамусі і це викликає відчуття голоду.

Фактори, що впливають на обмін речовин:

М'язова тканина: номер один серед усіх факторів, що впливають на обмін речовин, тому її надлишку не треба боятись.

Частота харчування: чим більше інтервал між прийомами їжі, тим повільніше обмін речовин і перетворення енергії. Організм уповільнює обмін речовин, щоб зберегти енергію, якщо період між прийомами їжі занадто великий.

Рівень діяльності: важливий фактор, але абсолютно даремний в той момент, коли кількість калорій не відповідає енергетичним витратам організму.

Тип харчування: дієта повинна бути збалансованою, слід передбачити всі елементи живлення, особливо такий, як рівень жиру. Дієти з низьким вмістом жиру звичайно впливають на виробництво гормонів, що призводить до уповільнення обміну речовин і перетворення енергії.

Конституція тіла: більше 70% від фізіологічних процесів в організмі людини залежить від води. Невелике зневоднення викликає зниження рівня обміну речовин на 3 відсотки.

Генетика: фактор, з яким кожна людина народжується (у деяких швидше обмін речовин, в інших він повільніше.) Гени не змінити, однак, це не означає, що потрібно опустити руки і чекати, поки вага перевалить за сотню.

Деякі захворювання провокують порушення обміну речовин (а не навпаки, як вважає багато хто). Наприклад, цукровий діабет, проблеми зі щитовидною залозою можуть зробити істотний вплив на обмін речовин і перетворення енергії в людському організмі.

Стрес: сповільнюється обмін речовин шляхом введення додаткового стресу і розлади багатьох фізіологічних систем. Крім того, породжує виробництво небажаних речовин, що впливають на метаболічні процеси, такі, як гормон кортизол. Крім того, люди, що страждають від стресу, мають тенденцію до надмірного вживання алкоголю.

Алкоголь сам по собі - головна причина порушення обміну речовин.

впливає на обмін речовин якимось чином вік? Ні! Всупереч поширеній думці, вік як такий не може бути головною причиною повільного обміну речовин. Звичайно, швидкість метаболічних процесів зменшується з віком (на 7% кожні 10 років), але вік сам по собі не ключовий компонент зниження ефективності обміну речовин

Поиск по сайту: