Лекция 16

Обмен веществ

ОБМЕН ВЕЩЕСТВ между клетками и внешней средой.

В организм в составе продуктов питания (хлеб, мясо, овощи и др) поступают питательные вещества (белки, жиры, углеводы), витамины, минеральные соли, вода. Из клеток организма выделяются конечные продукты метаболизма: СО₂ (выводится легкими), Н₂О (выводится легкими, почками, ЖКТ, кожей), мочевина (выводится почками) и некоторые другие.

ПРИХОД ВЕЩЕСТВ в организм – это

количество веществ, усвоенных в ЖКТ в процессе пищеварения (за сутки).

ПИЩЕВАРЕНИЕ – предварительный этап усвоения питательных веществ.

В основе пищеварения лежит гидролиз белков, жиров и углеводов (БЖУ) до мономеров:

белки расщепляются до аминокислот, жиры – до жирных кислот и глицерола, углеводы – до моносахаров (глюкоза, галактоза, фруктоза). В процессе гидролиза выделяется только 1% энергии питательных веществ. Мономеры всасываются и через стенку кишечника поступают в кровь, лимфу (во внутреннюю среду организма). Степень усвоения БЖУ в среднем 90%. Неусвоенные питательные вещества выводятся из ЖКТ в составе каловых масс (10%).

Приход веществ = БЖУ (пищи) – БЖУ (кала)

РАСХОД ВЕЩЕСТВ в организме – количество веществ, окисленных в клетках организма (за сутки).

Из крови питательные вещества поступают в клетки, где происходит внутриклеточный метаболизм (промежуточный обмен): (1) анаболизм – синтез новых БЖУ из мономеров (пластическая функция питательных веществ); (2) катаболизм – окисление мономеров до СО_2, Н₂О, NН₃ с выделением большого количества энергии: тепло, синтез АТФ (энергетическая функция питательных веществ).

Аммиак (NН₃) очень токсичное вещество, поэтому из него в печени синтезируется менее токсичная мочевина (выводится почками).

Расход веществ определяется по конечным продуктам катаболизма (азот мочи) и данным газообмена (кислород, углекислый газ) методом Шатерникова (исследование валового обмена).

БАЛАНС ВЕЩЕСТВ – соотношение прихода и расхода веществ за сутки.

(1) Равновесный баланс: приход БЖУ равен расходу БЖУ.

(2) Положительный баланс: приход БЖУ больше, чем расход В этом случае происходит накопление питательных веществ. Могут накапливаться углеводы (гликоген печени, мышечной ткани – около 400 г) и жиры (до 50% от массы тела). Накоплений (депо) белка в организме нет.

(3) Отрицательный баланс: приход БЖУ меньше, чем расход (голодание, нарушение переваривания, всасывания в ЖКТ и др.)

Обмен белков

Только белки содержат азот в составе молекул аминокислот (1 грамм азота содержится в 6,25 граммах белка). Поэтому для исследования белкового обмена изучается азотистый баланс. Приход белков определяется по азоту пищи (минус азот кала). Расход белков определяется по азоту мочи.

Положительный азотистый баланс может быть только в случае роста организма и увеличения массы скелетных мышц и др.тканей: (1) у детей всех возрастов, (2) у беременных женщин, (3) у выздоравливающих после тяжелой болезни и истощения, (4) у спортсменов в самом начале тренировок в режиме статических нагрузок.

Отрицательный азотистый баланс может быть при голодании, неполноценном питании.

Во всех других случаях у здорового взрослого человека должно быть состояние азотистого равновесия (азот пищи – азот кала = азоту мочи).

СУТОЧНАЯ ПОТРЕБНОСТЬ ОРГАНИЗМА В БЕЛКАХ:

Коэффициент изнашивания – количество собственных белков организма, которое окисляется за сутки при безбелковой диете с нормальной калорийностью (за счет жиров и углеводов). Коэффициент изнашивания = 20 г.

Белковый минимум – минимальное количество белка в диете, при котором возможно азотистое равновесие. 30-50 г. (При этом равновесие неустойчивое, самочувствие плохое).

Белковый оптимум – количество белка в диете, при котором не только устанавливается азотистое равновесие, но и обеспечивается высокая работоспособность, низкая утомляемость, низкая сопротивляемость инфекциям, радостное настроение и хорошее самочувствие. 70 - 100 г.

РЕГУЛЯЦИЯ ОБМЕНА БЕЛКОВ. (1) Анаболические гормоны обеспечивают рост организма, положительный азотистый баланс: гормон роста (гипофиз) – синтез белков, окисление жиров; андрогены (кора надпочечников) – синтез белков, особенно мышечной ткани; инсулин (поджелудочная железа) – окисление углеводов, сохранение белков.

(2) Катаболические гормоны увеличивают расход белка: глюкокортикоиды (кора надпочечников) – глюконеогенез при голодании и стрессе; гормоны щитовидной железы (при недостатке жиров и углеводов).

ОБМЕН ЖИРОВ (см.биохимию)

Приход жиров (жиры пищи минус жиры кала). Расход жиров (окисление в клетках; метод Шатерникова). Регуляция: инсулин (накопление), гормон роста (расход), адреналин (расход), гормоны щитовидной железы (расход).

ОБМЕН УГЛЕВОДОВ (см.биохимию)

Приход углеводов (углеводы пищи минус углеводы кала). Расход углеводов (окисление в клетках, метод Шатерникова). Регуляция: инсулин (понижает сахар крови), глюкагон (повышает сахар крови), глюкокортикоиды (повышают сахар крови)