Жировой обмен

Физиологическая роль липидов (нейтральные жиры, фосфатиды и стерины) заключается в том, что они входят в состав клеточных структур (пластическая функция). Жиры также являются источником энергии. Общее количество жира в организме 15-20% массы тела, при ожирении оно может достигать 40-50%. Суточная потребность в жирах составляет 70-80 г. Жировое депо в организме непрерывно обновляется. По мере увеличения уровня глюкозы в крови жирные кислоты под влиянием инсулина депонируются в жировой ткани. При обильном питании и отсутствии жиров в пище синтез жира может происходить из углеводов.

Нейтральные жиры используются как источник энергии. При окислении 1 г жира освобождается 9,3 ккал энергии. Однако для окисления жиров требуется значительно больше кислорода, чем для окисления углеводов. Фосфатиды входят в состав клеточных мембран, ядра и протоплазмы; они имеют большое значение для функциональной активности нервной и мышечной ткани. Важная роль принадлежит стеринам, в частности, холестерину. Эти вещества являются источником образования желчных кислот, а также гормонов коры надпочечников и половых желез.

Хотя жиры, как правило, в меньшей степени, чем углеводы, удовлетворяют энергетические потребности организма во время физической нагрузки, мобилизация и окисление свободных жирных кислот играет важную роль при выполнении физической работы, требующей проявления выносливости. Во время такой работы запасы углеводов истощаются, и энергетические потребности организма в большей степени (до 80% всей энергии) удовлетворяются за счет окисления жиров. Этому процессу способствуют кортизол, адреналин, норадреналин и гормон роста. Кортизол ускоряет процесс липолиза (расщепления жиров), выделяя в кровь свободные жирные кислоты, которые могут быть использованы клетками для образования энергии. Уровень кортизола достигает пика через 30-45 минут мышечной деятельности, а затем при продолжительной работе возвращается к исходному уровню. В то же время концентрация свободных жирных кислот продолжает повышаться в течение всего периода выполнения физической нагрузки. Гормоны, которые продолжают этот процесс – катехоламины и гормон роста, а также гормоны щитовидной железы.

Таким образом, эндокринная система играет важную роль в регуляции образования АТФ во время мышечной деятельности, а также обеспечивает контроль равновесия между метаболизмом углеводов и жиров.

Обмен белков

Белки являются основным пластическим материалом, из которого построены клетки и ткани организма. Они являются составной частью мышц, ферментов, гормонов, гемоглобина, антител и других жизненно важных образований. Белки занимают ведущее место среди органических элементов, на их долю приходится более 50% сухой массы клетки. Пластическое значение белка состоит в восполнении и новообразовании различных структурных компонентов клетки. В состав белков входят различные аминокислоты. Установлено, что из 20 входящих в состав белков аминокислот 12 синтезируются в организме - заменимые аминокислоты, а 8 - не синтезируются - незаменимые аминокислоты. Наряду с основной, пластической функцией, белки могут играть роль источников энергии. При окислении в организме 1 г белка выделяется 4,1 ккал энергии.

О состоянии белкового обмена в организме судят по азотистому балансу. Между количеством азота, введенного с белками пищи, и количеством азота, выводимым из организма, существует определенная связь. Увеличение поступления белка в организм приводит к увеличению выделения азота из организма. У взрослого человека при адекватном питании, как правило, количество введенного в организм азота равно количеству азота, выведенного из организма. Это состояние получило название азотистого равновесия.

В случаях, когда поступление азота превышает его выделение, говорят о положительном азотистом балансе. При этом синтез белка преобладает над его распадом. Устойчивый положительный азотистый баланс всегда наблюдается при увеличении массы тела. Он отмечается в период роста организма, во время беременности, в период выздоровления после тяжелых заболеваний, а также при усиленных спортивных тренировках, сопровождающихся увеличением массы мышц. В этих условиях происходит задержка азота в организме.

При полном или частичном белковом голодании даже в случае достаточного поступления в организм жиров, углеводов, минеральных солей, воды и витаминов происходит постепенно нарастающая потеря массы тела. Такое состояние называется отрицательным азотистым балансом, то есть азота усваивается меньше, чем выделяется. При этом белки одних органов могут использоваться для поддержания жизнедеятельности других, более важных. В первую очередь расходуются белки печени и скелетных мышц, а содержание белков в миокарде и тканях мозга остается почти неизменным. Длительное белковое голодание, в конечном счете, так же как и полное голодание, неизбежно приводит к смерти. Особенно тяжело переносит белковое голодание растущий организм, у которого в этом случае происходит не только потеря массы тела, но и остановка роста, обусловленная недостатком пластического материала, необходимого для построения клеточных структур.

Белки в организме не депонируются, т. е. не откладываются в запас, поэтому при поступлении с пищей значительного количества белка только часть его расходуется на пластические цели, большая же часть - на энергетические цели. Считается, что норма потребления белка в день для взрослого человека составляет 80-100 г. Если его поступает больше, то лишний белок идет на покрытие энергетических затрат организма. При этом он может трансформироваться в углеводы и другие соединения. При больших физических нагрузках потребность организма в белке может доходить до 150 грамм в сутки. Всемирная Организация Здравоохранения рекомендует употреблять не менее 0,75 г белка на 1 кг массы тела в сутки.

Соматотропный гормон гипофиза во время роста организма стимулирует увеличение массы всех органов и тканей. У взрослого человека он обеспечивает процесс синтеза белка за счет повышения проницаемости клеточных мембран для аминокислот, усиления синтеза РНК в ядре клетки и подавления синтеза катепсинов - внутриклеточных протеолитических ферментов.

Андрогены, мужские половые гормоны, в присутствии соматотропина оказывают анаболическое действие, выражающееся в стимуляции синтеза белка во всех тканях, но в большей степени в мышцах.

Существенное влияние на белковый обмен оказывают гормоны щитовидной железы - тироксин и трийодтиронин. Они могут в определенных концентрациях стимулировать синтез белка и благодаря этому активизировать рост, развитие и дифференциацию тканей и органов.

Гормоны коры надпочечников - глюкокортикоиды (кортизол) - усиливают распад белков в тканях, особенно в мышечной и лимфоидной. В печени же глюкокортикоиды, наоборот, стимулируют синтез белка.

Контрольные вопросы:

1. В каком виде углеводы поступают и хранятся в организме?

2. Что такое глюконеогенез и гликогенолиз?

3. Количество гликогена в организме человека.

4. Сколько энергии освобождается при окислении 1 г углеводов?

5. Гормоны, участвующие в увеличение глюкозы в плазме.

6. Влияние мышечной нагрузки на регуляцию уровня глюкозы.

7. Что такое гипо- и гипергликемия?

8. Физиологическая роль липидов.

9. Роль жиров в энергообеспечении при физической нагрузке.

10. Гормоны, участвующие в расщеплении жиров.

11. Основные функции белков.

12. Норма потребления белка.

13. Азотистый баланс.

14. Эндокринная регуляция белкового обмена.

15. Значение белков в процессе занятия физической культурой и спортом.