ОБМІН РЕЧОВИН.

 ІНТЕНСИВНІСТЬ ОБМІННИХ ПРОЦЕСІВ В ОРГАНІЗМІ.

ФІЗІОЛОГІЧНІ ОСНОВИ РАЦІОНАЛЬНОГО ХАРЧУВАННЯ.

 

 

ОБМІН РЕЧОВИН

В результаті обміну речовин безперервно утворюються, оновлюються і руйнуються клітинні структури, синтезуються і руйнуються різні хімічні сполуки. У організмі динамічно урівноважені процеси анаболізму (асиміляція) - біосинтезу органічних речовин, компонентів клітин і тканин, і катаболізму (дисиміляція) - розщеплювання складних молекул компонентів клітин. Переважання анаболічних процесів забезпечує зростання, накопичення маси тіла, переважання ж катаболічних процесів веде до часткового руйнування тканинних структур, зменшення маси тіла. При цьому відбувається перетворення енергії, перехід потенційної енергії хімічних сполук, що звільняється при їх розщеплюванні, в кінетичну, в основному теплову і механічну, частково в електричну енергію.

Фази процесів обміну речовин

         І фаза - травлення (утворення низькомолекулярних речовин з макромолекул)

         ІІ фаза - утворення з різноманітних низькомолекулярних речовин важливих вузлових сполук

         ІІІ фаза - тканинне окислення (реакції циклу трикарбонових кислот)

Сукупність всіх клінічних перетворень в організмі, тобто процесів асиміляції, дисиміляції, називають обміном речовин. Обмін речовин є головною характерною властивістю живого організму. Сутність його полягає у постійному обміні речовинами між організмом і навколишнім середовищем.В організмі безперервно відбуваються утворення, руйнування і оновлення клітинних структур і міжклітинної речовини. Відновлення, синтез, засвоєння ресовин клітинами, перетворення у собі подібного називається процесом асиміляції. Одночасно відбувається процес дисиміляції – розщеплення, розпад речовин, які входять усклад клітини. При цьому утворюются кінцеві продукти розпаду СО2, Н2О, і NH3, які виділяються з організму.

входити 91г білка, 103г жиру, 378г вуглеводів. В сумі це складає 2800 Ккал. Крім того, з їжею повинні поступати мінеральні солі, вітаміни і вода. При різнорідному змішаному харчуванні, що вміщає продукти тваринного (м‘ясо, вершкове масло, молоко) та рослинного (овочі, фрукти, олія) походження, не потрібно спеціально турбуватися про доставку вітамінів та неорганічних солей. Всі вони є в їжі в необхідній кількості. Виключення складає поварена сіль, якої потрібно додавати біля 5г на добу.

При фізичній роботі зростає потреба в енергії і пластичних речовинах, тому потрібно збільшувати вміст у дієті не тільки жиру і вуглеводів, а й білків. Склад компонентів харчових продуктів повинен відповідати обміну речовин і визначатися специфікою тих ферментів організму, від яких залежить засвоюваність поживних речовин. Відхилення в кількісному та якісному складі поживних речовин призводить до порушення обміну речовин та захворювань. З іншого боку, харчування служить ефективним засобом лікування різних захворювань: лікувальне та парентеральне харчування, під час проведення яких склад харчових речовин відновлює порушення в метаболізмі.

Процес перетворення (засвоєння) поживних речовин вірізняється від розпаду білків, вуглеводів, ліпідів організму. Поживні речовини проходять наступні обов’язкові етапи метаболізму: травлення, всмоктування (або транспорт через Для підтримання своєї життєдіяльності людина повинна вживати їжу. Харчові продукти (хліб, м’ясо, риба, овочі, молоко тощо) містять всі необхідні для життя речовини: воду, мінеральні солі та органічні сполуки – білки, жири, вуглеводи та вітаміни, як рослинного, так і тваринного походження.

Обмін білків.Білки їжі в травному тракті розщеплюються до амінокислот, останні всмоктуються в кров і транспортуються до всіх клітин тіла. В клітинах з них синтезуються білки, властиві лише для даного виду організмів, органа та тканини. Специфічність білків обумовлена кількістю та послідовністю амінокислот у молекулі білка. Інформація про структуру молекул білків організму знаходиться в закодованому вигляді в молекулах ДНК і за допомогою молекул РНК передається до рибосом, де відбувається синтез білків. Білки є складовою частиною цитоплазми, ядра та інших органоїдів усіх клітин тіла, а також плазми крові та тканинної рідини.

В організмі відбувається постійна зміна, оновлення білків, причому кількість білків, що розпадаються, дорівнює кількості білків, які синтезуються. Це явище називається азотною рівновагою. Воно характерне для здорового дорослого організму. Тільки в молодому організмі, який росте, процеси асиміляції переважаються над процесами дисиміляції. тому загальна кількість білків, отже й маси тіла, зростає.З 20 амінокислот, що входять до складу білків, людський організм може синтезувати тільки половину. Решта, названа незамінними (наприклад, триптофан, лізин, лейцин та деякі інші), повинні надходити до організму з білками їжі. Білки, які містять всі незамінні амінокислоти, називаються повноцінними, а ті, у складі яких відсутня хоча б одна незамінна амінокислота, - неповноцінними. До перших належать переважно тваринні білки (молока, м’яса, яєць, риби тощо), до других – більшість рослинних білків. Харчування тільки неповноцінними білками може призвести до порушення обміну білків, і тоді азотова рівновага стане негативною.Людині щодоби потрібно 1 г білка на 1 кг ваги; найменша потреба білка при вуглеводній дієті – 22 г на добу. При достатній кількості вуглеводів і жирів людина може обходитись 35-40 г повноцінного білка, наприклад білка молока.

З крові до кишкового тракту з соком надходять білки і полі пептиди. У людини за добу виділяється 25-30 г білка і значна кількість полі пептидів.

Білковий обмін регулюється корою півкуль головного мозку через залози внутрішньої секреції. У підгорбковій частині проміжного мозку виявлено центр регуляції білкового обміну.Обмін жирів. Жир, що надходить до кишечника, під дією жирових ферментів розщеплюється на гліцерин і жирні кислоти, а потім з кров’ю розноситься по всьому організму.Частина жиру, потрапивши до клітин тіла, включається у складні біохімічні процеси, що супроводжують діяльність цих клітин, і стає їх складовим компонентом. Друга, більша, частина жиру відкладається в сполучнотканинній клітковині під шкірою, в сальнику та інших органах. Цей жир править за резерв органічних сполук і використовується організмом при недостатньому харчуванні.

Жири є розчинником деяких вітамінів, а також можуть безпосередньо окислюватись до вуглекислого газу і води. Жир швидко обмінюється в організмі, він весь час розпадається і знову синтезується.

Жир є матеріалом для складних сполук – ліпоїдів, що входять, як структурні елементи до складу цитоплазми. Обмін жирів і ліпоїдів регулюється корою півкуль головного мозку через проміжний мозок і вегетативну нервову систему, яка зумовлює розклад жиру в печінці.

Гормони передньої частки гіпофіза, а також гормони статевих залоз, як і тироксин щитовидної залози, посилюють окислення жиру.100 г жиру на добу цілком задовольняють потребу людини в жирі. При жирній їжі кількість жиру в крові може досягти 1%.Обмін вуглеводів.

Вуглеводи потрапляють з кишечника в кров у вигляді моносахаридів – глюкози і фруктози. Переважна більшість глюкози відкладається про запас у вигляді глікогену, решта розноситься з кров’ю до всіх клітин тіла і там окислюється з виділенням енергії, що йде на різні фізіологічні процеси (скорочення м’язів, збудження нервових клітин тощо). Коли внаслідок використання глюкози клітинами її рівень у крові знижується, частина глікогену печінки перетворюється на глюкозу і виходить у кров. Таким чином вміст глюкози в крові підтримується на відносно сталому рівні – приблизно 0,12%.Вуглеводи – основне джерело енергії для всіх життєвих процесів в організмі. При нестачі вуглеводів у їжі вони можуть утворюватися з жирів і частково з білків. З другого боку, частина вуглеводів може перетворюватися на жири і відкладатися про запас.

Центром регуляції вуглеводного обміну є проміжний мозок. Нестача цукру в крові збуджує через рецептори нервовий центр, звідти по відцентрових нервах надходять імпульси до печінки, де глікоген перетворюється у виноградний цукор, який і надходить у кров. Збільшення вмісту глюкози в крові до 0,1% припиняє розщеплення глікогену в печінці.На вуглеводний обмін впливають такі залози: підшлункова, частина надниркової, гіпофіз, щитовидна.

Добова потреба людини у вуглеводах – 450 г.Обмін води і мінеральних речовин.Вода та мінеральні солі переходять з травного каналу в кров у незмінному стані. В ході обміну речовин вони також не зазнають істотних змін і енергетичного значення в організмі не мають. Значення води та мінеральних солей полягає в іншому. Всі хімічні перетворення, які відбуваються в нашому тілі, відбуваються лише у водних розчинах, тому вода обов’язково входить до складу всіх клітинних компонентів. В організмі людини вода становить близько 65% маси тіла. Особливо багато її в крові та лімфі (близько 90%). Навіть у кістках скелета містить до 20% води. Мінеральні солі потрібні для підтримання постійного складу внутрішнього середовища організму, транспорту кисню та вуглекислого газу кров’ю, виникнення фізіологічних процесів. Наприклад, кальцій бере участь у зсіданні крові, разом з фосфором входить до складу кісткової тканини. Залізо в складі гемоглобіну переносить кисень, йод є обов’язковим компонентом гормону щитовидної залози. Деякі солі входить до складу внутрішньоклітинних ферментів і беруть участь у складних хімічних процесах усередині клітин.

Потреба у воді і мінеральних речовинах пояснюється щоденним виділенням цих речовин з організму. Водний баланс людини  такий: питна вода – 1000 мл; вода, що надходить з їжею, - 1000 мл; вода від процесів окислення – 300 мл. Потреба у воді однорічної дитини становить 90 мл на 1 кг води, а дитини 12-13 років – 40-50 мл на 1 кг ваги.Вода та мінеральні солі виводяться з організму з сечею, потом і калом. Поповнюється кількість води в організмі за рахунок води, яку людина п’є і споживає з їжею. Мінеральні солі, що є в їжі, в основному задовольняють потреби організму. Тільки хлористий натрій необхідно додавати з їжею.3. Раціональне харчуванняПродукти харчування, які використовує людина, є різноманітними. Основна частина продуктів харчування має біологічне походження і менша частина – небіологічне. Основну масу їжі складають високомолекулярні речовини. У поняття “поживні речовини” входить група основних компонентів їжі. До поживних речовин відносяться необхідні енергетичні і пластичні потреби організму. До поживних речовин відносяться 6 груп речовин: білки, вуглеводи, ліпіди, вітаміни, мінеральні речовини, вода. Крім поживних речовин у їжі містяться велика кількість допоміжних речовин, які не мають ні енергетичного, ні пластичного значення, але виявляють смакові та інші якості їжі, допомагаючи всмоктуванню і розпаду поживних речовин. Присутність цих речовин приймається до уваги при розробці раціонального харчування.БілкиБіологічна цінність білків тваринного і рослинного походження визначається складом амінокислот. Якщо в харчових продуктах білки містять всі перамінні амінокислоти. У білку, який відповідає потребам людського організму, 31,4% складають незамінні амінокислоти. З талька добова доза білків для дорослої людини складає 80-100 грам з яких половина – тваринного походження.

Вуглеводи. Біологічну цінність серед вуглеводів харчів мають полісахариди – крохмаль та глікоген: дисахариди – сахароза, лактоза, мальтоза. Лише невелика доля вуглеводів харчів припадає на моносахариди (глюкоза, фруктоза, пентози і т.д.). Вміст моносахаридів у їжі може зрости після кулінарної чи іншої обробки харчових продуктів. Основна функція вуглеводів – енергетична. Вуглеводи, що мають в-глікозидні зв’язки не розщеплюються, тому вони грають допоміжну роль у травленні, активізуючи механічну діяльність кишечника.

Добова потреба дорослої людини у вуглеводах складає 400-500г, з них біля 400г припадає на крохмаль. Вся інша частина – на дисахариди, в основному, на сахарозу.

Ліпіди. Біологічну цінність для організму людини представляють в основному наступні компоненти їжі. Триацилгліцерини, що складають основну частину ліпідів їжі. Різні види фосфоліпідів, що входять до складу мембран клітин, поступають з продуктами тваринного походження (м’ясні продукти, жовток яєць, масло і т.д.) , так само як і холестерин та його ефіри. Фосфоліпіди і холестерин зумовлюють пластичну функцію ліпідів їжі. З ліпідами їжі поступають не замінимі для організму жиророзчинні вітаміни та вітаміноподібні зв’язки.

Добова потреба у харчових ліпідах складає 80-100г.Вітаміни та вітаміноподібні речовини поступають в організм з рослинними та тваринними продуктами. Вітаміни – абсолютно не замінимі компоненти  їжі, оскільки вони використовуються для синтезу в клітинах організму коферментів, що являються обов’язковою частиною складних ферментів.Добова потреба в окремих вітамінах коливається від декількох мікрограмів до десятків і сотень міліграмів.

Мінеральні речовини. Головним їх джерелом служать небіологічні компоненти їжі. Частково вони поступають в організм з харчовими продуктами тваринного і рослинного походження.Мінеральні речовини відносяться до не замінимих факторів їжі.Добова потреба дорослого організму людини в окремих мінеральних речовинах сильно коливається від декількох грамів до декількох міліграмів або мікрограмів.

Вода відноситься до не замінимих компонентів їжі, хоча невелика кількість води утворюється з білка ліпідів і вуглеводів при обміні їх у тканинах. Вода поступає з продуктами біологічного та небіологічного походження. Добова потреба для дорослої людини складає 1750-2200 г.

Раціональне харчування повинно повністю задовольняти потреби людини в енергії та пластичних речовинах та сприяти збереженню здоров’я, високої працездатності, а дітям забезпечувати правильний ріст та розвиток.

В добовий харчовий раціон людини, що не займається фізичною працею (студенти, лікарі, службовці) повинно стінки кишечника), транспорта від кишечника до інших органів і тканей, проникнення всередину клітини (етап транспорту через клітинну мембрану) і перетворення фермента певними системами клітин. При обміні внутріклітинних компонентів відсутній етап обробки їх у травному каналіі всмоктування, а в ряді випадків етам міжорганного міжтканевого транспорту.

При споживанні харчових продуктів виявляється їх корисність, чи споживна цінність, яка зумовлена їх хімічним складом і комплексом властивостей. Узагальнюючи біологічну, фізіологічну, лікувально-профілактичну, органолептичну, енергетичну цінності і безпеку (нешкідливість), вона характеризується вмістом в продукті поживних речовин, їх співвідношенням, енерготворною спроможністю, засвоюваністю, а також відсутністю шкідливих речовин, хвороботворних мікробів, сторонніх домішок.Поживна цінність тим вища, чим більше вона задовольняє потребу організму в харчових, смакових речовинах і чим повніше відповідає принципам раціонального, збалансованого, повноцінного і адекватного харчування, тобто якості харчування.

Раціональним вважається таке харчування, яке забезпечує організму нормальну життєздатність, високий рівень працездатності, опір несприятливим факторам навколишнього середовища, максимальну довготривалість активного життя.Збалансоване харчування передбачає оптимальне співвідношення у раціоні всіх харчових речовин, у тому числі біологічно цінних, незамінних.

Повноцінність харчування визначається енергетичною цінністю і наявністю в раціоні необхідних харчових речовин для нормальної життєдіяльності.

Адекватне харчування передбачає вміст у раціоні харчових волокон:целюлози, геміцелюлози, лігніну і пектину, необхідних для життєдіяльності мікрофлори шлунку. Харчові волокна є продуктами харчування мікрофлори, вони запобігають підвищенню секреції травних соків шлунку, затримують всмок- тування холестерину, адсорбують кислоти жовчі, впливають на мінеральний та вуглеводний обміни. Оптимальний вміст харчових волокон у добовому раціоні дорослої людини — 25 г.

 

Вітаміни – це органічні низькомолекулярні сполуки, регулюють усі види обміну речовин, клітинне дихання, беруть участь у синтезі жирних кислот, гормонів, нуклеїнових кислот, у процесах обміну кальцію та фосфору; у процесах згортання крові, регулюють окисно-відновні реакції.

Для відшкодування енерговитрат організму, збереження маси тіла і задоволення потреб зростання необхідне надходження із зовнішнього середовища білків, ліпідів, вуглеводів, вітамінів, мінеральних солей і води. Їх кількість, властивості і співвідношення повинні відповідати стану організму і умовам його існування. Це досягається шляхом живлення. Необхідно також, щоб організм очищався від кінцевих продуктів розпаду, які утворюються при розщеплюванні різних речовин. Це досягається роботою органів виділення.

Енергетичний обмін властивий кожній живій клітині; багаті енергією живильні речовини засвоюються і хімічно перетворяться, а кінцеві продукти обміну речовин з нижчим змістом енергії віддаляються з клітини. Енергія, що звільняється при цьому, використовується для різних цілей, наприклад для підтримки клітинної структури (і, отже, збереження її функцій}, а також для забезпечення специфічної клітинної активності (наприклад, скорочення м'язових клітин).

 

Обмінні, або метаболічні, процеси, в ході яких специфічні елементи організму синтезуються з поглинених харчових продуктів, називаютьанаболізмом; відповідно ті метаболічні процеси, в ході яких структурні елементи організму або поглинені харчові продукти піддаються розпаду, називаютькатаболізмом. Метаболізм жирів і вуглеводів служить головним чином для забезпечення фізіологічних функцій (функціональний метаболізм), тоді як білковий обмінпотрібний в першу чергу для підтримки і зміни структури організму (структурний метаболізм).

Одиниці вимірювання енергетичного обміну. Традиційно енергетичний обмін виражають в кілокалоріях (ккал) на одиницю часу. Проте в Міжнародній системі одиниць як основна одиниця енергії прийнятий джоуль (Дж): 1 джоуль = 1 ват?1 секунда = 2,39-10-4 ккал; 1 ккал =4187 Дж = 4,187 кдж M 0,0042 Мдж. Звідси витікає, що 1 кДж/год M 0,28 Вт (M 0,239 ккал/год) і 1 кДж/доб M 0,012 Вт (M0,239 ккал/доб).

Типи обміну

1. Обмін між організмом і навколишнім середовищем, тобто кругообіг речовин у природі.

2. Обмін речовин всередині організму: зміни, яких зазнають речовини з моменту надходження їх через травний канал до виведення назовні.

Всі процеси обміну речовин спрямовуються ферментами, а сукупність ферментативних реакцій, що відбуваються в організмі, об'єднують загальним поняттям «обмін», або «метаболізм».

Нервова регуляція

Впливає на: зміну інтенсивності функціонування ендокринних залоз безпосередньо активує ферменти. Центральна нервова система, діючи на клітинні та гуморальні механізми регуляції, адекватно змінює трофіку клітин

Гуморальна регуляція активності ферменту

полягає у дії на нього гормонів, які або підвищують, або пригнічують активність ферменту.

 Деякі гормони безпосередньо регулюють синтез або розпад ферментів та проникність клітинних оболонок, змінюючи у клітині вміст субстратів, кофакторів та іонний склад.

Коефіцієнт корисної дії. Якщо клітина здійснює зовнішню роботу, то частина енергії, що виробляється при цьому, обов'язково виділяється у вигляді тепла (другий закон термодинаміки). Коефіцієнт корисної дії (ККД) активно функціонуючої клітини, як і ККД машини, є тією частиною енергії, що виробляється, яка витрачається на зовнішню роботу; його величина завжди менше 100%:

_ (%) = Зовнішня робота/ енергія, що Виробляється •100 (1)

Слід розрізняти сумарний коефіцієнт корисної дії, що розраховується по загальній енергопродукції, і практичний коефіцієнт корисної дії,визначуваний по кількості виробленої енергії за вирахуванням енергії основного метаболізму. Коефіцієнт корисної дії ізольованого м'яза в кращому разі досягає 35%; при м'язовій роботі цілого організму його величина рідко перевищує 25% .

 

Обмін білків, жирів, вуглеводів

Білки використовуються в організмі, в першу чергу, як пластичний матеріал. У 100 г білка міститься 16 г азоту, тому виділення організмом 1 г азоту відповідає розпаду 6,25 г білка. За добу з організму дорослої людини виділяється близько 3,7 г азоту, тобто маса розкладеного білка становить , або (0,028 – 0,075) г азоту на 1кг маси тіла на добу – коефіцієнт зношування Рубнера – витрати білка при нульовому його надходженні, але достатній калорійності їжі. Якщо кількість азоту, що надходить в організм з їжею, дорівнює кількості азоту, виведеного з організму, тоді організм знаходиться у стані азотистої рівноваги. Якщо в організм надходить азоту більше, ніж виділяється, – це свідчить про позитивний азотистий баланс (ретенцію азоту); стан, при якому кількість виведеного з організму азоту перевищує його надходження, називають негативним азотистим балансом. Рекомендується споживати не менше 0,75 г білка на 1 кгмаси тіла на добу, що для дорослої здорової людини масою 70 кг становить не менше 52,5 г повноцінного білка (білковий мінімум). Для надійної стабільності азотистого балансу рекомендується споживати з їжею 85 – 100 г білка на добу (білковий оптимум), у дітей, вагітних ці норми вищі.

Ліпіди відіграють в організмі енергетичну і пластичну роль. Внаслідок окиснення жирів забезпечується близько 50 % енергетичних потреб дорослої людини. Жири слугують резервом живлення організму, їх запаси у людини в середньому становлять 10 – 20 % від маси тіла. З них близько половини знаходиться у підшкірній клітковині, значна кількість відкладається у великому сальнику, колонирковій клітковині та між м'язами. В потиличній ділянці шиї, між лопатками, вздовж великих судин грудної і черевної порожнин розміщена бура жирова тканина. Головну енергетичну роль відіграють нейтральні жири – тригліцероли, а пластичну здійснюють фосфоліпіди, холестерин і жирні кислоти, які виконують функції структурних компонентів клітинних мембран, входять до складу ліпопротеїдів, є попередниками стероїдних гормонів, жовчних кислот і простагландинів. При тривалому виключенні жирів з їжі можуть виникнути важкі порушення, тому добовий раціон дорослої людини повинен містити не менше 60 г жирів.

Біологічна роль вуглеводів для людини визначається перш за все їх енергетичною цінністю: процеси перетворення вуглеводів забезпечують 60 % сумарного енергообміну. Організм людини отримує вуглеводи, головним чином, у вигляді рослинного полісахариду крохмалю і в невеликій кількості – у вигляді тваринного полісахариду глікогену. Добова потреба дорослої людини становить близько 500 г (мінімальна потреба 100 – 150 г на добу).

 

Гуморальні механізми регуляції інтенсивності метаболізму

 

Гормон	Вуглеводи	Ліпіди	Білки
Адреналін	↑ глікогенолізу (в печінці та м’язах)	↑ ліполізу	
Глюкокортикоїди	↑ глюконеогенезу	↑ ліполізу	↓ синтезу ↑ розпаду
Глюкагон	↑ глікогенолізу (в печінці, але не у м’язах) ↑ глюконеогенезу ↓ глікогенезу		
Інсулін	↑ транспорт у клітини, особливо м’язів та печінки ↑ глікогенезу ↓ глікогенолізу ↓ глюконеогенезу	↑ ліпогенезу з вуглеводів ↓ ліполізу	↑ синтезу ↓ розпаду
Тиреоїдні гормони	Посилення багатьох процесів метаболізму з переважанням ↑синтезу білка і ↑ розпаду ліпідів і вуглеводів
Соматотропний гормон	↓ транспорт у клітини, особливо м’язів та печінки ↑ глюконеогенезу	↑ ліполізу	↑ синтезу
Тестостерон			↑ синтезу, в основному у м’язах
Естрогени		↑ ліпогенезу в характерних місцях	↑ синтезу

 

Основну роль у забезпеченні внутрішнього середовища організму зі сталими фізико-хімічними властивостями відіграють мінеральні речовини у складі біологічних рідин. Процеси всмоктування, засвоєння, розподілу, перетворення і виділення з організму неорганічних сполук забезпечують в сукупностімінеральний обмін.

Обмін білків:

Вміст білка в організмі

         У плода - біля 10% маси тіла

         у новонародженого - 12 % маси тіла

         у підлітків - 18% маси тіла

         в 16-18 років і старші - біля 20% маси тіла.

Білки займають провідне місце серед органічних елементів, на їх частку доводиться більше 50 % сухої маси клітини. Вони виконують ряд найважливіших біологічних функцій.

                      Джерело амінокислот для росту і відновлення клітин

                      входять в склад сольових сполук, необхідних для підтримання осмотичної рівноваги

                      є іонами в кислотно- основному балансі

                      приймають участь в утворенні Нв, нуклео-, гліко-, ліпопротеїдів

                      є ферментами, гормонами, дихальними речовинами клітин

                      є антитілами

                      входять в склад захисних стурктур (нігті, волосся)

                      є джерелом енергії (1 г білка утворює 16,7 кДж або 4 ккал)

                      є буферами, беручи участь у підтримці реакції внутрішнього середовища

Вся сукупність обміну речовин в організмі (дихання, травлення, виділення) забезпечується діяльністю ферментів, які є білками. Всі рухові функції організму забезпечуються взаємодією скоротливих білків - актина і міозину.

Що поступає з їжею із зовнішнього середовища білок служить пластичній і енергетичній цілям. Пластичне значення білка полягає в заповненні і новоутворенні різних структурних компонентів клітини. Енергетичне значення полягає в забезпеченні організму енергією, що утворюється при розщеплюванні білків.

У тканинах постійно протікають процеси розпаду білка з подальшим виділенням з організму невикористаних продуктів білкового обміну і разом з цим - синтез білків. Таким чином, білки організму знаходяться в динамічному стані: із-за безперервного процесу їх руйнування і освіти відбувається оновлення білків, швидкість якого неоднакова для різних тканин. З найбільшою швидкістю оновлюються білки печінки, слизистої оболонки кишечника, а також інших внутрішніх органів і плазми крові. Повільніше оновлюються білки, що входять до складу клітин мозку, серця, статевих залоз і ще повільніше - білки м'язів, шкіри і особливо опорних тканин (сухожиль, кісток і хрящів).

Фізіологічне значення амінокислотного складу харчових білків і їх біологічна цінність. Для нормального обміну білків, що є основою їх синтезу, необхідне надходження з їжею в організм різних амінокислот. Змінюючи кількісне співвідношення між амінокислотами, що поступають в організм, або виключаючи з раціону ту або іншу амінокислоту, можна за станом азотистого балансу, зростанню, масі тіла і загальному стану тварин судити про значення для організму окремих амінокислот. Експериментально встановлено, що з 20 вхідних до складу білків амінокислот 12 синтезуються в організмі - замінимі амінокислоти, а 8 не синтезуються - незамінні амінокислоти.

Без незамінних амінокислот синтез білка різко порушується і наступає негативний баланс азоту, зупиняється зростання, зменшується маса тіла. Для людей незамінними амінокислотами є лейцин, ізолейцин, валін, метіонін, лізин, треонін, фенілаланін, тріптофан.

Білки володіють різним амінокислотним складом, тому і можливість їх використання для синтетичних потреб організму неоднакова. У зв'язку з цим було введено поняття біологічної цінності білків пищи. Білки, що містять весь необхідний набір амінокислот в таких співвідношеннях, які забезпечують нормальні процеси синтезу, є білками біологічно повноцінними. Навпаки, білки, що не містять тих або інших амінокислот або що містять їх в дуже малих кількостях, є неповноцінними. Так, неповноцінними білками є желатину, в якій є лише сліди цистину і відсутні триптофан і тирозин; зєїн (білок, що знаходиться в кукурудзі), що містить мало триптофана і лізину; гліадин (білок пшениці) і гордеїн (білок ячменю), що містять мало лізину; і деякі інші. Найбільш висока біологічна цінність білків м'яса, яєць, риби, ікри, молока

У зв'язку з цим їжа людини повинна не просто містити достатню кількість білка, але обов'язково мати в своєму складі не меншого 30% білків з високою біологічною цінністю, тобто тваринного походження.

У людей зустрічається форма білкової недостатності, що розвивається при одноманітному живленні продуктами рослинного походження з малим змістом білка. При цьому виникає захворювання, що отримало назву «квашиоркор». Воно зустрічається серед населення країн тропічного і субтропічного поясу Африки, Латинської Америки і Південно-східної Азії. На це захворювання страждають переважно діти у віці від 1 року до 5 років.

Біологічна цінність одного і того ж білка для різних людей різна. Ймовірно, вона не є якоюсь визначеною величиною, а може змінюватися залежно від стану організму, попереднього харчового режиму, інтенсивності і характеру фізіологічної діяльності, віку, індивідуальних особливостей обміну речовин і інших чинників.

Практично важливо, щоб два неповноцінні білки, один з яких не містить одних амінокислот, а інший - інших, в сумі могли забезпечити потреби організму.

Перетворення білків в організмі;

Перший етап - гідроліз білків до амінокислот

Другий —відщеплення аміногрупи від амінокислоти з утворенням отруйного аміаку (NНз), який знешкоджується у печінці, перетворюючись на сечовину, що у складі сечі виводиться з організму. Сечовина, сечова кислота, креатинін і деякі інші речовини є кінцевими продуктами розщеплення білків.

 

Азотистий баланс

Це співвідношення кількості азоту, що поступив в організм з їжею і виділеного з нього.

Основним джерелом азоту в організмі є білок, то по азотистому балансу можна судити про співвідношення кількості білка, що поступив і зруйнованого в організмі.

Баланс азоту

                     Визначають кількість азоту, що поступив з їжею і кількість азоту, який втрачається з фекальними масами і виводиться з сечею. За різницею між азотом їжі та його виділенням з фекаліями та сечею роблять висновок про ступінь його споживання для утворення нових тканин або їх самовідновлення. У дорослої людини процеси анаболізму та катаболізму врівноважені: кількість введеного N = кількості виведеного N. У дітей кількість введеного N > кількості виведеного N.

 

Кількість азоту, що поступив з їжею, завжди більше кількості засвоєного азоту, оскільки частина його втрачається з калом.

Засвоєння азоту обчислюється по різниці вмісту його в прийнятій їжі і в калі. Знаючи кількість засвоєного азоту, легко обчислити загальну кількість засвоєного організмом білка, оскільки в білці міститься в середньому 16% азоту, тобто 1 г азоту міститься в 6,25 г білка. Отже, помноживши знайдену кількість азоту на 6,25, можна визначити кількість засвоєного білка.

Знаючи кількість засвоєного азоту, легко обчислити загальну кількість засвоєного організмом білка, оскільки в білку міститься в середньому 16% азоту, тобто 1 г азоту міститься в 6,25 г білка. Отже, помноживши знайдену кількість азоту на 6,25, можна визначити кількість засвоєного білка.

Для того, щоб встановити кількість зруйнованого білка, необхідно знати загальну кількість азоту, виведеного з організму. Азотвмісні продукти білкового обміну (сечовина, сечова кислота, креатинін і ін.) виділяються переважно з сечею і частково з потім. В умовах звичайного, неінтенсивного потовиділення кількість азоту в поті можна не приймати до уваги, тому для визначення кількості білка, що розпався в організмі, зазвичай знаходять кількість азоту в сечі і умножають на 6,25.

Азотиста рівновага

У дорослої людини при адекватному живленні кількість введеного в організм азоту рівна кількості азоту, виведеного з організму. Якщо в умовах азотистої рівноваги підвищити кількість білка в їжі, то азотиста рівновага незабаром відновиться, але вже на новому, вищому рівні. Таким чином, азотиста рівновага може встановлюватися при значних коливаннях вмісту білка в їжі.

Між кількістю азоту, введеного з білками їжі, і кількістю азоту, що виводиться з організму, існує певний зв'язок. Збільшення надходження білка в організм приводить до збільшення виділення азоту з організму. У дорослої людини при адекватному живленні, як правило, кількість введеного в організм азоту рівна кількості азоту, виведеного з організму. Це багатство отримала назва азотистої рівноваги. Якщо в умовах азотистої рівноваги підвищити кількість білка в їжі, то азотиста рівновага незабаром відновиться, але вже на новому, вищому рівні. Таким чином, азотиста рівновага може встановлюватися при значних коливаннях змісту білка в їжі.

Позитивний азотистий баланс

У випадках, коли надходження азоту перевищує його виділення. При цьому синтез білка переважає над його розпадом. У цих умовах відбувається затримка азоту в організмі (ретенція азоту).

Стійкий позитивний азотистий баланс спостерігається завжди при збільшенні маси тіла. Він наголошується в період зростання організму, під час вагітності, в періоді одужання після важких захворювань, а також при посилених спортивних тренуваннях, що супроводжуються збільшенням маси м'язів. У цих умовах відбувається затримка азоту в організмі (ретенция азоту).

Негативний азотистий баланс.

Коли кількість виведеного з організму азоту перевищує кількість азоту, що поступив.

При цьому синтез білка переважає над його розпадом. . Негативний азотистий баланс наголошується при білковому голодуванні, а також у випадках, коли в організм не поступають окремі необхідні для синтезу білків амінокислоти. 

Коефіцієнт зношування.

Розпад білків в організмі, що відбувається за відсутності білків в їжі і достатньому введенні всіх інших живильних речовин (вуглеводи, жири, мінеральні солі, вода, вітаміни), відображає ті мінімальні витрати, які обумовлені основними процесами життєдіяльності. Ці найменші втрати білка для організму в стані спокою, перераховані на 1 кг маси тіла, були названі Рубнером Коефіцієнт зношування для дорослої людини рівний 0,028-0,075 г азоту на 1 кг маси тіла в добу.

Розпад білків в організмі, що відбувається за відсутності білків в їжі і достатньому введенні всіх інших живильних речовин (вуглеводи, жири, мінеральні солі, вода, вітаміни), відображає ті мінімальні витрати, які обумовлені основними процесами життєдіяльності. Ці найменші втрати білка для організму в стані спокою, перераховані на 1 кг маси тіла, були названі Рубнером коефіцієнтом зношування. Коефіцієнт зношування для дорослої людини рівний 0,028-0,075 газоту на 1 кг маси тіла в добу.

Білки в організмі не депонуються, тобто не відкладаються в запас, тому під час вступу з їжею значної кількості білка тільки частина його витрачається на пластичні цілі, велика ж частина - на енергетичні цілі.

Розпад білка в організмі протікає безперервно. Ступінь розпаду білка обумовлений характером живлення. Мінімальні витрати білка в умовах білкового голодування спостерігаються при живленні вуглеводами. У цих умовах виділення азоту може бути в 3-З1/2 разу менше, ніж при повному голодуванні. Вуглеводи при цьому виконують роль, що зберігає білки.

Негативний азотистий баланс розвивається при повній відсутності або недостатній кількості білка в їжі, а також при споживанні пищи, що містить неповноцінні білки. Не виключена можливість дефіциту білка при нормальному надходженні, але при значному збільшенні потреби в нім організму. У всіх цих випадках має місце білкове голодування.

При білковому голодуванні навіть у випадках достатнього надходження в організм жирів, вуглеводів, мінеральних солей, води і вітамінів відбувається поступово наростаюча втрата маси тіла, залежна від того, що витрати тканинних білків (мінімальні в цих умовах і рівні коефіцієнту зношування) не компенсуються надходженням білків з їжею, тому тривале білкове голодування кінець кінцем, так само як і повне голодування, неминуче приводить до смерті. Особливо важко переносить білкове голодування організм, що росте, у якого в цьому випадку відбувається не тільки втрата маси тіла, але і зупинка зростання, обумовлена недоліком пластичного матеріалу, необхідного для побудови клітинних структур.

 

Регуляція обміну білків.

Регуляція обміну білків. Нейроендокрина регуляція обміну білків здійснюється поряд гормонів.

 

 

Соматотропний гормон гіпофіза під час зростання організму стимулює збільшення маси всіх органів і тканин. У дорослої людини він забезпечуєпроцес синтезу білка за рахунок підвищення проникності клітинних мембран для амінокислот, посилення синтезу РНК в ядрі клітини і придушення синтезукатепсинів - внутріклітинних протеолітичних ферментів.

Істотний вплив на білковий обмін роблять гормони щитовидної залози - тироксин і трийодтиронін. Вони можуть в певних концентраціях стимулювати синтез білка і завдяки цьому активізувати зростання, розвиток і диференціацію тканин і органів.

Гормони кори надниркових - глюкокортикоїди (гідрокортизон, кортикостерон) підсилюють розпад білків в тканинах, особливо в м”язовій і лімфоїдній. У печінці ж глюкокортикоїди, навпаки, стимулюють синтез білка

Обмін жирів: 

Жири і інші л і п і д и (фосфатиди, стерини, цереброзиди та ін.) об'єднані в одну групу по фізико-хімічних властивостях: вони не розчиняються у воді, але розчиняються в органічних розчинниках (ефір, спирт, бензол і ін.). Ця група речовин важлива для пластичного і енергетичного обміну. Пластична роль ліпідів полягає в тому, що вони входять до складу клітинних мембран і значною мірою визначають їх властивості. Велика енергетична роль жирів. Їх теплотворна здатність більш ніж в два рази перевищує таку вуглеводів або білків.

Жири організму тварин є тригліцеридами олеїновою, пальмітиновою, стеариновою, а також деяких інших вищих жирних кислот.

Велика частина жирів в організмі знаходиться в жировій тканині, менша частина входить до складу клітинних структур. У жировій тканині жир, що знаходиться в клітині у вигляді включень, легко виявляється при мікроскопічному і мікрохімічному дослідженнях. Жирові крапельки в клітинах - це запасний жир,використовуваний для енергетичних потреб. Більше всього запасного жиру міститься в жировій тканині, якій особливо багато в підшкірній основі (клітковині), навколо деяких внутрішніх органів, наприклад нирок (у принирковій клітковині), а також в деяких органах, наприклад в печінці і м'язах.

Загальна кількість жиру в організмі людини коливається в широких межах і в середньому складає 10-20% від маси тіла, а у разі патологічного ожиріння може досягати навіть 50%.

Кількість запасного жиру залежить від характеру живлення, кількості пищи, конституціональних особливостей, а також від величини витрати енергії при м'язовій діяльності, підлоги, віку і т. д.; кількість же протоплазматичного жиру є стійкою і постійною.

Освіта і розпад жирів в організмі. Жир, що всмоктується з кишківника, поступає переважно в лімфу і в меншій кількості - безпосередньо в кров.

Дослідами з наданням тварині мічених жирів, що містять ізотопи вуглецю і водню, показано, що жири, що всмокталися в кишечнику, поступають безпосередньо в жирову тканину, яка має значення жирового депо організму. Жири, що знаходяться тут, можуть переходити в кров і, поступаючи в тканині, піддаються там окисленню, тобто використовуються як енергетичний матеріал.

Жири різних тварин, як і жири різних органів, розрізняються по хімічному складу і фізико-хімічним властивостям (є відмінності точок плавлення, консистенції, йодного числа і ін.).

У тварин певного вигляду склад і властивості жиру відносно постійні. При вживанні пищи, що містить навіть невелику кількість жиру, в тілі тварин і людини жир все ж таки відкладається в депо. При цьому він має видові особливості даної тварини, проте видова специфічність жирів виражена незрівнянно менше, ніж видова специфічність білків.

У разі тривалого і рясного живлення яким-небудь одним видом жиру може змінитися склад жиру, що відкладається в організмі. Це показано в дослідах на собаках, які після тривалого голодування втратили майже весь запасний жир тіла. Одні тварини після цього отримували з їжею льняне масло, а інші - бараняче сало. Через 3 нед. маса тварин відновилася, і вони були забиті. У тілі кожне з них виявлено відкладення близько 1 кг жиру, який у перших був рідким, не застигав при Про °С і схожий на льняне масло, а у інших виявився твердим, мав точку плавлення + 50 °С і був схожий на бараняче сало.

Аналогічний вплив харчового жиру і на властивості жиру людини. Є спостереження, що у Полінезії, що вживає у великій кількості кокосове масло, властивості жиру підшкірного шару можуть наближатися до властивостей масла кокосових горіхів, а у людей, що харчуються тюленячим м'ясом, - до властивостей тюленячого жиру.

При рясному вуглеводному живленні і відсутності жирів в їжі синтез жиру в організмі може походити з вуглеводів. Доказу цього дає сільськогосподарська практика відгодівлі тварин.

Деякі ненасичені жирні кислоти (з числом подвійних зв'язків більше 1), наприклад лінолева, ліноленова і арахідонова, в організмі людини і деяких тварин не утворюються з інших жирних кислот, тобто є незамінними. Разом з тим вони необхідні для нормальної життєдіяльності. Це обставина, а також те, що з жирами поступають деякі розчинні в них вітаміни, є причиною важких патологічних порушень, які можуть наступити при тривалому (багатомісячному) виключенні жирів з їжі.

 

Регуляція обміну жирів.

 

Ряд гормонів надає виражений вплив на жировий обмін. Сильною жіромобілізуючою дією володіють гормони мозкового шару надниркових -адреналін і норадреналін, тому тривала адреналінемія супроводжується зменшенням жирового депо. Соматотропний гормон гіпофіза також володіє жіромобілізуючою дією. Аналогічно діє тироксин - гормон щитовидної залози, тому гіперфункція щитовидної залози супроводжується схудненням.

Навпаки, гальмують мобілізацію жиру глюкокортикоїди - гормони кіркового шару надниркової, ймовірно, унаслідок того, що вони декілька підвищують рівень глюкози в крові.

Є дані, що свідчать про можливість прямих нервових впливів на обмін жирів. Симпатичні впливи гальмують синтез тригліцеридів і підсилюють їх розпад. Парасимпатичні впливи, навпаки, сприяють відкладенню жиру. Показано, зокрема, що після перерізання чреватого нерва з одного боку у голодуючої кішки до кінця періоду голодування на денервованій стороні в принирковій клітковині зберігається значно більше жиру, чим на контрольній (не денервованої).

Нервові впливи на жировий обмін контролюються гіпоталамусом. При руйнуванні вентромедіальних ядер гіпоталамуса розвиваються тривале підвищення апетиту і посилене відкладення жиру. Роздратування вентромедіальних ядер, навпаки, веде до втрати апетиту і схуднення.

Обмін фосфатидів і стеринів. Харчові продукти, багаті ліпідами, зазвичай містять деяку кількість фосфатидів і стеринів. Фізіологічне значення цих речовин дуже велике: вони входять до складу клітинних структур, зокрема клітинних мембран, а також ядерної речовини і цитоплазми.

Фосфатидами особливо багата нервова тканина. Фосфатиди синтезуються в стінці кишківника і в печінці (у крові печінкової вени виявлений підвищений вміст фосфатидів). Печінка є депо деяких фосфатидів (лецитину), вміст яких в печінці особливо великий після прийому пищи, багатою жирами.

Виключно важливе фізіологічне значення мають стерини, зокрема холестерин. Ця речовина входить до складу клітинних мембран, є джерелом утворення жовчних кислот, а також гормонів кори надниркових і статевих залоз, вітаміну D. Разом з тим холестерину відводиться провідна роль в розвитку атеросклерозу. Вміст холестерину в плазмі крові людини має вікову динаміку: у новонароджених концентрація холестерину 65-70 мг/100 мл, до віку 1 рік вона збільшується і складає 150 мг/100 мл. Далі відбувається поступове, але неухильне підвищення концентрації холестерину в плазмі крові, яке зазвичай продовжується у чоловіків до 50 років і у жінок до 60-65 років. У економічно розвинених країнах у чоловіків 40-60 років концентрація холестерину в плазмі крові складає 205-220 мг/100 мл, а у жінок 195-235 мг/100 мл. Зміст холестерину у дорослих людей вище за 270 мг/100 мл розцінюється як гіперхолестеринемія, а нижче за 150 мг/100 мл - як гіпохолестеринемія.

 

У плазмі крові холестерин знаходиться у складі ліпопротеїдних комплексів, за допомогою яких і здійснюється транспорт холестерину. У дорослих людей 67-70% холестерину плазми крові знаходиться у складі ліпопротеїдов низької щільності (ЛПНП), 9-10% -в складі ліпопротеїдів дуже низької щільності (ЛПОНП) і 20-24% - у складі ліпопротеїдів високої щільності (ЛПВП). Характерний, що у тварин, стійких до розвитку атеросклерозу, велика   частина холестерину плазми крові знаходиться у складі ЛПВП. Навпаки, спадкова (сімейна) гіперхолестеринемія характеризується високим рівнем ЛПНП і високим вмістом холестерину в плазмі крові. Таким чином, ліпопротеїди визначають рівень холестерину і динаміку його обміну. Деякі стерини їжі, наприклад вітамін D, володіє великою фізіологічною активністю.

 

Обмін вуглеводів:

 

Основна роль вуглеводів визначається їх енергетичною функцією. Глюкоза крові є безпосереднім джерелом енергії в організмі. Швидкість її розпаду і окислення, а також можливість швидкого витягання з депо забезпечують екстрену мобілізацію енергетичних ресурсів при стрімко наростаючих витратах енергії у випадках емоційного збудження, при інтенсивних м'язових навантаженнях і ін.

Рівень глюкози в крові складає 3,3-5,5 ммоль/л (60- 100 мг%) і є найважливішою гомеостатичної константою організму. Особливо чутливої до пониження рівня глюкози в крові (гіпоглікемія) є ЦНС. Незначна гіпоглікемія виявляється загальною слабкістю і швидкою стомлюваністю. При зниженні рівня глюкози в крові до 2,2-1,7 ммоль/л (40- 30 мг%) розвиваються судоми, марення, непритомніє, а також вегетативні реакції: посилене потовиділення, зміна просвіту шкірних судин і ін. Це багатство отримала назва «Гіпоглікемічна кома». Введення в кров глюкози швидко усуває дані розлади.

Зміни вуглеводів в організмі. Глюкоза, що поступає в кров з кишківника, транспортується в печінку, де з неї синтезується глікоген. При перфузії ізольованої печінки розчином, що містить глюкозу, кількість глікогену в тканині печінки збільшується.

Глікоген печінки є резервним, тобто відкладений в запас, вуглевод. Кількість його може досягати у дорослої людини 150-200 р. Утворення глікогену при відносно повільному надходженні глюкози в кров відбувається достатньо швидко, тому після введення невеликої кількості вуглеводів підвищення змісту глюкози в крові (гіперглікемія) не спостерігається. Якщо ж в травний тракт поступає велика кількість легко що розщеплюються і швидко всмоктуються вуглеводів, вміст глюкози в крові швидко збільшується. Гіперглікемію, що розвивається при цьому, називають аліментарною, інакше кажучи - харчовою. Її результатом є глюкозурія, тобто виділення глюкози з сечею, яке наступає в тому випадку, якщо рівень глюкози в крові підвищується до 8,9- 10,0 ммоль/л (160-180 мг%).

При повній відсутності вуглеводів в їжі вони утворюються в організмі з продуктів розпаду жирів і білків.

У міру спаду глюкози в крові відбуваються розщеплювання глікогену в печінки і надходження глюкози в кров (мобілізація глікогену). Завдяки цьому зберігається відносна постійність змісту глюкози в крові.

Глікоген відкладається також в м'язах, де його міститься близько 1-2%. Кількість глікогену в м'язах збільшується у разі рясного живлення і зменшується під час голодування. При роботі м'язів під впливом ферменту фосфорилази, яка активується на початку м'язового скорочення, відбувається посилене розщеплювання глікогену, що є одним з джерел енергії м'язового скорочення.

Захоплення глюкози різними органами з крові, що притікає, неоднаковий: мозок затримує 12% глюкози, кишківник- 9%, м'язи - 7%, нирки - 5% (Е. З. Лондон).

Розпад вуглеводів в організмі тварин відбувається як безкисневим шляхом до молочної кислоти (анаеробний гліколіз), так і шляхом окислення продуктів розпаду вуглеводів до СО2 і Н2O.

Регуляція обміну вуглеводів. Основним параметром регулювання вуглеводного обміну є підтримка рівня глюкози в крові в межах 4,4-6,7 ммоль/л. Зміна змісту глюкози в крові сприймається глюкорецепторами, зосередженими в основному в печінці і судинах, а також клітинами вентромедіального відділу гіпоталамуса. Показана участь ряду відділів ЦНС в регуляції вуглеводного обміну.

Клод Бернар ще в 1849 р. показав, що укол довгастого мозку в області дна IV шлуночку (так званий цукровий укол) викликає збільшення змісту глюкози (цукру) в крові. При роздратуванні гіпоталамуса можна отримати таку ж гіперглікемію, як і при уколі в дно IV шлуночку. Роль кори головного мозку в регуляції рівня глюкози крові ілюструє розвиток гіперглікемії у студентів під час іспиту, у спортсменів перед відповідальними змаганнями, а також при гіпнотичному навіюванні. Центральною ланкою регуляції вуглеводного і інших видів обміну і місцем формування сигналів, керівників рівнем глюкози, є гіпоталамус. Звідси регулюючі впливи реалізуються вегетативними нервами і гуморальним шляхом, що включає ендокринні залози.

Вираженим впливом на вуглеводний обмін володіє інсулін - гормон, бета-клітинами острівкової тканини підшлункової залози, що виробляється. При введенні інсуліну рівень глюкози в крові знижується. Це відбувається за рахунок посилення інсуліном синтезу глікогену в печінці і м'язах і підвищення споживання глюкози тканинами організму. Інсулін є єдиним гормоном, що знижує рівень глюкози в крові, тому при зменшенні секреції цього гормону розвиваються стійка гіперглікемія і подальша глюкозурія (цукровий діабет, або цукрове сечовиснаження).

Збільшення рівня глюкози в крові виникає при дії декількох гормонів. Це глюкагон, що продукується альфа-клітинами острівкової тканини підшлункової залози; адреналін - гормон мозкового шару надниркових; глюкокортикоїди - гормони кіркового шару надниркової; соматотропний гормон гіпофіза;тироксин і трийодтиронін - гормони щитовидної залози. У зв'язку з однонаправленістю їх впливу на вуглеводний обмін і функціональним антагонізмом по відношенню до ефектів інсуліну ці гормони часто об'єднують поняттям «Контрінсулярні гормони».

 

Перетворення вуглеводів в організмі;

 

Вітаміни

Вітаміни не мають істотного пластичного і енергетичного значення і не характеризуються спільністю хімічної природи. Вони знаходяться в харчових продуктах в незначній кількості, але роблять виражений вплив на фізіологічний стан організму, часто будучи компонентом молекул ферментів. Джерелами вітамінів для людини є харчові продукти рослинного і тваринного походження - в них вони знаходяться або в готовому вигляді, або у формі провітамінів, з яких в організмі утворюються вітаміни. Деякі вітаміни синтезуються мікрофлорою кишечника. За відсутності якого-небудь вітаміну або його попередника виникає патологічний стан, що отримав назву авітаміноз, в менш вираженій формі воно спостерігається при недоліку вітаміну - гіповітамінозі. Відсутність або недолік певного вітаміну викликає властиве лише відсутності даного вітаміну захворювання. Авітамінози і гіповітаміноз можуть виникати не тільки у разі відсутності вітамінів в їжі, але і при порушенні їх всмоктування при захворюваннях шлунково-кишкового тракту. Стан гіповітамінозу може виникнути і при звичайному надходженні вітамінів з їжею, але збільшеному їх споживанні (під час вагітності, інтенсивного зростання), а також у разі придушення антибіотиками мікрофлори кишечника.

Вітаміни позначають заголовними буквами латинського алфавіту, а також указують їх хімічна будова або функціональний ефект.

По розчинності всі вітаміни ділять на дві групи: водорозчинні (вітаміни групи В, вітамін С і вітамін Р) і жиророзчинні (вітаміни A, D, Е і До).

У табл. приведені дані про добову потребу у вітамінах, їх джерелах, а також деякі відомості про вплив вітамінів на організм і про розлади, що виникають при їх недоліку. Структура і механізми дії вітамінів детально висловлюються в курсі біохімії.

 

Вітаміни	Добова потреба дорослої людини	Основні джерела		Фізиіологічна дія і основні порушення, які виникають при недостатку
PP(нікотинова кислота)	14-15 мг	Гов”ядина, печінка, нирки, сердце, риба-лосось, селедці		Бере участь в реакціях клітинного дихання і проміжного обміну, нормалізує секреторна і моторна функції шлунково-кишкового тракту і функції печінки. При авітамінозі розвивається пелагра, що характеризується запаленням шкіри (дерматит), розладами функцій шлунково-кишкового тракту (пронос), поразкою слизистих оболонок рота і мови, порушеннями психіки
B3(пантотенова кислота)	10 мг	Бобові і зернові культури, картопля, печінка, яйця, риба-лосось, сьомга і ін.		Необхідний для синтезу жирних кислот, стероїдних гормонів, ацетілхоліну і інших важливих з'єднань. При авітамінозі виникають слабкість, швидка стомлюваність, запаморочення, дерматити, поразки слизистих оболонок, неврити
B6(піридоксин)	1,5- 3 мг	Зернові і бобові культури, яловичина, печінка, свинина, баранина, сирий, риба- тунець, тріска, лосось і ін. Синтезується мікрофлорою кишечника.		Володіє широкою біологічною активністю. Бере участь в обміні білків і побудові ферментів, регулюючих обмін амінокислот: бере участь в обміні жирів, будучи ліпотропним чинником; впливає на кровотворення. При авітамінозі можуть виникати епілептнформниє судоми, розвивається гипоохромная анемія
Bc (фоліева кислота)	400 мкг	Салат, капуста, шпинат, томати, морква, пшениця, жито, печінка, нирки, яловичина, яйця. Синтезується мікрофлорою кишечника.		Впливає на синтез нуклеїнових кислот, амінокислот; знаходиться в хромосомах і служить важливим чинником розмноження клітин. Стимулює і регулює кровотворення. При авітамінозі розвиваються спру, анемія
B12(цианкобаламін)	3 мкг	Печінка риб, печінка і нирки рогатої худоби.  Синтезується мікрофлорою кишечника.		Всмоктується, з'єднавшись з білком шлункового соку (внутрішній чинник Касла). Цианкобаламін називають ще зовнішнім чинником Касла. Впливає на гемопоез. При авітамінозі розвивається  злоякісна анемія
H (біотин)	150-200 мкг	Горох, соя, цвітна капуста, гриби, пшениця, яєчний жовток, печінка, нирки, серце.		При вживанні великої кількості сирого яєчного білка біотваней зв'язується і розвивається авітаміноз.
Жиророзчинні вітаміни
A (ретинол)	14 мг (5000 ME)		Тваринні жири, м'ясо, риба, яйця, молоко.	Робить специфічний вплив на функції зору і розмноження. Загальна системна дія виявляється в забезпеченні нормального зростання і розвитку. Бере участь в утворенні зорових пігментів, забезпечує адаптацію очей до світла. При авітамінозі виникають порушення смеркового зору, проліферація епітелію і його ороговіння, пошкодження рогівки очей (ксерофтальмія  і кератомаляция)
D(кальцифероли)	2,5 мкг (100 ME)		Печінка риб, ікра, м'ясо жирних риб, печінка ссавців і птахів, м'ясо.	Регулює обмін кальцію і фосфору. При недоліку в дитячому віці розвивається рахіт (порушується  процес кісткоутворення унаслідок зменшення вмісту в кістках солей кальцію і фосфору)
E (токофероли)	10—12 мг		Рослинні масла, зелене листя овочів, яйця.	Володіє протизапальною дією на внутріклітинні ліпіди, оберігає ліпіди мітохондрій від пероксидацин; оберігає еритроцити від гемолізу. При авітамінозі розвиваються дистрофія скелетних м'язів, ослаблення статевої функції
K (філохінони)	0,2—0,3 мг		Шпинат, капуста, томати, печінка. Синтезується мікрофлорою кишечника.	Бере участь в синтезі протромбіна і інших прокоагулянтов; сприяє нормальному згортанню крові. При авітамінозі виникають, збільшення часу згортання крові, шлунково-кишкові кровотечі, підшкірні крововиливу

 

Параметри обміну речовин в клітинах

У зв'язку з різноманітністю метаболічних функцій в живій клітині корисно виділити три основні рівні метаболічної активності:

рівень активності - обмін-інтенсивність обмінних процесів в активно функціонуючій клітині (змінюється відповідно до ступеня активності в даний момент часу);

- рівень готовності - інтенсивність метаболізму, яку неактивна в даний момент клітина повинна підтримувати для того, щоб зберігати здібність до негайного і необмеженому функціоуванню-, цей рівень характерний, наприклад, для процесів підтримки певної різниці концентрацій іонів Na⁺ і К⁺

- рівень підтримання цілісності - мінімальна інтенсивність метаболізму, достатня для збереження клітинної структури; якщо ця необхідна потреба не задовольняється, в клітині відбуваються необоротні порушення і вона гине.

Дану класифікацію рівнів метаболізму необхідно враховувати при оцінці впливу порушень енергетичного обміну на окрему клітину або орган. Порушення метаболізму можуть бути викликані різними причинами, наприклад зменшенням доставки кисню або швидкості кровотоку або отруєнням.

Рівень обміну речовин для організму в цілому має інше значення, ніж для окремого органу. Так, наприклад, якщо в дихальній мускулатурі або серцевому м'язі метаболізм знизиться до рівня готовності, ці органи виявляться неактивними. В результаті загинуть всі клітини, оскільки організм як ціле не може вижити при бездіяльності дихальних м'язів або серця.

Припинення постачання енергії не викликає негайного порушення клітинної активності, оскільки в клітинах є деякі енергетичні резерви. Проте тривалість часу, протягом якого клітини можуть зберігати свою функціональну активність в повному об'ємі, в значній мірі залежить від того, якому органу вони належать. Якщо органом, позбавленим притоки енергії, виявився головний мозок (наприклад, в результаті повної ішемії), то приблизно через 10 з наступає та, щонепритомніє, а через 3-8 мін в клітинах виникають незворотні порушення; проте в тому випадку, якщо ішемії піддається скелетний м'яз, що перебуває в стані спокою, інтенсивність протікаючих в ній обмінних процесів не стає нижчою за рівень підтримки впродовж 1-2 ч.