Вітаміни, їх роль в обміні речовини та енергії

Вітамінами називають групу органічних речовин, які не використовуються організмом ні як пластичний, ні як енергетичний матеріал, проте необхідні йому в малих кількостях, оскільки беруть участь у регуляції багатьох фізіологічних функцій, специфічно впливають на розвиток і обмін речовин та енергії. Значна частина вітамінів входить до складу ферментів.

Всього на сьогоднішній день відомо близько 50 вітамінів. Людина має потребу в 16-18 вітамінах. Основним джерелом вітамінів є рослини. В них синтезується або самі вітаміни, або провітаміни, які в організмі людини здатні перетворюватись у вітаміни. Найбільше вітамінів міститься в свіжих фруктах, овочах, у м'ясі, молоці. Наявність вітамінів в харчових продуктах тваринного походження обумовлена тим, що вітаміни, які надходять в організм з рослинними продуктами, можуть нагромаджуватись про запас в печінці, серці, нирках та інших органах. Деякі вітаміни (вітамін К, В₆) синтезується мі­кроорганізмами кишечнику і всмоктуються в кров, а тому навіть їх відсутність у харчовому раціоні не призводить до гіповітамінозних наслідків.

Розрізняють водо- і жиророзчинні вітаміни. До водорозчинних належать вітаміни В₁ — тіамін, В₂ — рибофлавін, В₆ -— піродоксин, В₁₂ — ціанокобаламін, вітаміни РР, фолієва, пантотенова, панганова, аскорбінова кислоти та ін. До групи жиророзчинних належать вітаміни А, D, Е і К.

Вітамін РР (нікотинова кислота, антипеларгічнті) — бере участь у клітинному диханні, в синтезі гормонів корою наднирників, понижує вміст холестерину в крові, викликає розширення судин і прискорення серцевих скорочень. Ознаками РР-гіповітамінозу є швидка втомлюваність, апатія, порушення пам'яті; при авітамінозі виникає захворювання — пелагра, її симптоми: захворювання шкіри (дерматит), порушення травлення (діарея), психічні розлади (деменція). Нікотиновою кислотою багаті дріжджі, крупи зернових, молоко, печінка, м'ясо, гриби. Добова потреба — 15-30 мг.

Відсутність в їжі того чи іншого вітаміну (авітаміноз) або неповна забезпеченість раціону окремими вітамінами (гіповітамінози) спричиняють до зниження розумової і фізичної працездатності. Авітамінози і гіповітамінози можуть виникати навіть при наявності вітамінів в їжі у тих випадках, коли порушено їх всмоктування з шлунково-кишкового тракту або ж коли потреба у вітамінах підвищена (при вагітності, інфекціях, при­йняті антибіотиків тощо).

2. Енергетичні витрати організму. Обмін речовин та енергії.

Обмін речовин та енергії у клітині називають також метаболізмом. Метаболізм здійснюється не лише на клітинному рівні, а й на тканинному й організмовому рівнях. Він забезпечує постійність внутрішнього середовища клітини й організму в безперервно змінюваних умовах існування. Така постійність називається гомеостазом.

О бмін речовин і енергії = метаболізм

З овнішній обмін

Поглинання і виділення речовин

Пластичний обмін = асиміляція

Сукупність процесів синтезу складних органічних Речовин із простих (супроводжується поглинанням енергії)

Сукупність процесів розщеплення складних речовин до простих (супроводжується виділенням енергії)

Е нергетичний обмін = дисиміляція

Внутрішній обмін

Обмін речовин складається із двох взаємопов'язаних і взаємозалежних процесів. Це процеси дисиміляції, у яких відбувається розщеплення органічних речовин і виділена енергія використовується для утворення АТФ, і процеси асиміляції, в яких енергія АТФ витрачається на синтез власних необхідних для організму речовин.

Процеси дисиміляції називають також катаболізмом та енергетичним обміном, а процеси асиміляції — анаболізмом і пластичним обміном. Енергетичний обмін (катаболізм, дисиміляція) — це сукупність реакцій розщеплення складних органічних сполук до більш простих молекул із виділенням енергії. Частина цієї енергії йде на синтез молекул АТФ, багатих на енергетичні зв'язки.

Розщеплення органічних речовин здійснюється в цитоплазмі без участі кисню і в мітохондріях за участю кисню.

Енергетичний обмін відбувається поетапно.

На підготовчому етапі під впливом ферментів полісахариди роз­щеплюються на моносахариди, жири розщеплюються до гліцерину і жирних кислот, білки — до амінокислот, нуклеїнові кислоти — до иуклеотидів. При цьому виділяється незначна кількість енергії, яка розсіюється у вигляді тепла.

Безкисневий етап (анаеробне дихання, або гліколіз) — моноступінчасте розщеплення глюкози бея участі кисню.

Речовини, що утворилися на підготовчому етапі, глюкоза, гліцерин, органічні кислоти, амінокислоти та ін. — починають свій подальший розпад. Це складний багатоступінчастий процес. Він складається з низки послідовних ферментативних реакцій. Сумарне рівняння гліколізу:

С₆Н₁₂0₆ + 2Н₃РО₄ + 2АДФ - 2С₃Н₆О₃ + 2АТФ + 2Н₂0

Енергія, що вивільняється під час реакцій гліколізу, не вся переходить у тепло. Частина її іде на синтез двох багатих на енергію фосфатних зв'язків. При розпаданні однієї молекули глюкози під час гліколізу і спиртового бродіння утворюються дві молекули АТФ. Таким чином клітина зберігає 40 % енергії.

Етап кисневого розщеплення, або дихання. Кисневе дихання основний етап у забезпеченні клітини енергі­єю. Він у 18 разів ефективніший за безкисневий етап. Сумарне рівняння кисневого розщеплення:

2С_₃Н_₆0_₃ + 60₂ + З6H₃РО₄ + 36АДФ = 6СО₂+38Н₂O +36АТФ.

Енергетичний обмін в аеробних клітинах рослин, грибів і тварин відбувається однаково. Це свідчить про їх спорідненість.

Пластичний обмін (анаболізм, асиміляція) один із вин ні в обміну речовин, який охоплює процеси синтезу амінокислот, моносахаридів, жирних кислот, нуклеотидів, полісахаридів, макромолекул білків, нуклеїнових кислот.

Пластичний обмін — синтез власних органічних сполук з отриманих поживних речовин, відбувається з використанням анергії, отриманої під час окиснення. Процес відбувається у три етапи.

На першому етапі йде синтез проміжних сполук із низькомолекулярних речовин. На другому етапі здійснюється синтез «будівельних блоків» із про­міжних сполук.

На третьому етапі відбувається синтез макромолекул білків, нуклеїнових кислот, полісахаридів, жирів із «будівельних блоків».

У результаті пластичного обміну синтезуються властиві організму білки, жири, вуглеводи, які, у свою чергу, ідуть на створення нових клітин, органів, міжклітинної речовини.

Значення пластичного обміну полягає у забезпеченні клітини буді­вельним матеріалом для створення клітинних структур і органічними речовинами, які використовуються в енергетичному обміні.