VI. Зміст лекційного матеріалу ( розгорнутий конспект ) .

Однією з умов існування організму людини і тварин є обмін речовин і енергії . Більшість процесів життєдіяльності клітини відбуваються з викорис­танням енергії. Вона витрачається на підтримання цілісності клітинних структур, іонних градієнтів, біосинтетичних процесів, забезпечення спе­цифічних форм клітинної активності тощо.

Витрачені енергетичні ресурси організм повинен постійно компенсува­ти за рахунок харчування. У процесі обміну білків, ліпідів і вуглево­дів відбувається вивільнення енергії хіміч­них зв'язків цих речовин. Більша частина цієї енергії відразу розподіляється в орга­нізмі і розсіюється за його межами у вигля­ді теплоти. Менша її частина (20-25 %) резервується у вигляді макроергічних зв'яз­ків молекул АТФ, у міру потреби викорис­товується на процеси життєдіяльності й ме­ханічну роботу, електричні, секреторні та інші процеси. Усі ці види кінетичної енергії зрештою перетворюються на теплоту, і за кількістю виділеної організмом теплоти можна визначати інтенсивність метаболізму

Єдність обміну речовий із життям настільки тісна, що в ос­нову методології пошуків позаземного життя покладено методи виявлення про­дуктів обміну речовин, зокрема біологіч­ного окиснення. Обмін речовин полягає в біологічному окисненні (аеробному чи анаеробному) органічних енерговмісних речовин із використанням виділюваної при цьому енергії для життєвих процесів. Ця енергія використовується на підтримання дихання, кровообігу, температури тіла, для здійснення скорочень м'язів під час рухів тіла, виконання роботи, різних поведінко­вих реакцій. У процесі окисних реакцій від­бувається розщеплення складних орга­нічних сполук з виділенням енергії — ди­симіляція, або катаболізм. Одночасно в організмі відбуваються процеси протилеж­ного напряму, що здійснюються з погли­нанням енергії (синтез специфічних білків, гормонів, ліпідів та інших складних спо­лук із речовин, що надходять до організму з навколишнього середовища) — асиміля­ція, або анаболізм. Обидва процеси нероз­ривно пов'язані між собою через перехід енергії від одного до іншого. Так само тісно пов'язані один з одним обмін речовин та енергетичний обмін.

Отже, на сьогоднішній лекції ми розглянемо такі питання:

1. Обмін речовин як основні умови життя і збереження гомеостазу.

2. Основні етапи обміну речовин, біологічне значення.

3. Біологічне значення вуглеводів, жирів, білків, мінеральних солей, води та вітамінів, особливості обмінів у людському організмі.

4. Харчова, пластична та енергетична цінність вуглеводів, жирів, білків. Вікові особливості регуляції всіх видів обміну.

5. Фізіологічні норми харчування. Потреби білків, жирів, вуглеводів залежно від стану організму (вагітність, лактація тощо). \

6. Принципи складання харчового раціону.

Обмін речовин

Харчові речовини, що надходять в організм, повинні компенсувати енергетичні затрати і служити пластичним матеріалом для самовідновлення його структур. Білки, жири і вуглеводи - основні сполуки, що надхо­дять з їжею, кожна з них виконує свої специфічні функції.

Обмін білків

Роль білків в організмі. Білки (протеї­ни) відіграють передусім пластичну роль: вони входять до складу цитоплазми, мемб­рани та органел усіх клітин, виконують функції:

• ферментів, антитіл, гормонів,

• пере­носників кисню,

• скоротливих елементів м'язів,

• здійснюють пасивний (за градієн­том концентрації) і активний (проти граді­єнта) транспорт йонів та органічних моле­кул у нейронах, м'язах, секреторних струк­турах, нирках.

• участь у забезпеченні енер­гетичних витрат організму, порівнюючи з ліпідами й вуглеводами, є набагато меншою, вона не перевищує 15 % і складається з енергії, виділюваної внаслідок розщеплен­ня білків, що вже виконали свої функції.

Білки виявляють індивідуальну, тканинну специфічність, а також органоспецифічність, що лежить в основі групової несумісності кро­ві, органів і тканин. Така висока спе­цифічність білків зумовлена складністю і величезною різноманітністю їх будови.

Специфічність білка втрачається внаслі­док розщеплення його молекули у травно­му каналі до амінокислот.

В організмі відбувається постійний обмін білків: вони руйнуються, розщеплюються до амінокислот, які дезамінуються й окислюються, виділяючи енергію. Замість зруй­нованих білків з амінокислот, що всмокта­лися у травному каналі, синтезуються нові білки. Частково до синтезу нових білків залучаються амінокислоти старих білків. Синтез білків крові відбувається в печінці, в усіх органах і тканинах синтезуються органоспецифічні білки. Швидкість обміну білків неоднакова в різних тканинах: най­вищою вона є для пептидних гормонів гіпо­фіза (години), дуже низькою для білків скелетних м'язів (місяці).

Основне призначення білків їжі полягає у забезпеченні пластичних процесів організму. Більшість білків організму поновлюється у середньо­му через 80 діб. Але в загальному для сполук білкової природи цей процес відбувається у досить широких часових межах: так, період напіврозпаду пептидних гормонів складає кілька хвилин, білків плазми крові і печінки -близько 10 діб, а скелетних м'язів - до 180 діб.

Про сумарну кількість білка, яка піддається розпаду протягом доби, можна судити за кількістю виведеного азоту ( азотистий баланс) .

У середньому 100 г білка містить 16 г азоту, отже, виділення 1 г азоту свідчить про розпад 6,25 г білка – це білковий коефіцієнт. За добу з організму "середньостатистичної" людини з масою тіла 70 кг виводиться близько 3,7 г азоту, в такому разі руйнується близько 23 г білка.

Співвідношення кількості азоту, що надійшов в організм з їжею, і виве­деного з нього називається азотистим балансом.

1. Стан, за якого кількість виведеного з організму азоту і кількість його, що надходить, однакові, на­зивається азотистою рівновагою.

2. Стан за якого кількість виведеного з організму азоту є більшою, ніж та, що надходить, називається негативний азо­тистий баланс.

3. Якщо ж кількість виведеного з організму азоту є меншою, ніж кількість, що надходить, виникає позитивний азотистий баланс.

Нап­риклад, у період росту, під час вагітності, видужування спостерігається по­зитивний, а за умови старіння, білкового голодування - негативний азо­тистий баланс. Різні захворювання та інші нестабільності стану організму можуть призводити до зміни азотистого балансу.

Білки поділя­ються на повноцінні і неповноцінні.

Повноцінними вважаються ті білки, які мають повний набір незамінних амінокислот (валін, лейцин, ізолейцин, метіонін, лізин, триптофан, треонін, феніла­ланін, аргінін та гістидин). Вони мають надхо­дити у складі їжі.. Ці амінокислоти або взагалі не можуть утворюватися в організмі людини, або утворюються у недостатній кіль­кості. Тому якщо для енергетичних потреб можуть використовуватися будь-які харчові речовини (взаємозамінність харчових нутрієнтів), то для пластичних необхідні лише білки тваринного походження.

У зв'язку з цим існує поняття про білковий мінімум - мінімальну кількість не­обхідного для організму білка, за якої ще можливе підтримування азо­тистої рівноваги (приблизно 25-35 г білка на добу). Якщо з їжею буде надходити менше білка, то настане негативний азотистий баланс і білко­ве голодування.

У зв'язку з тим що не весь білок їжі засвоюється і не всі білки містять необхідний набір незамінних амінокислот, то білка необхідно вживати більше, ніж білковий мінімум. Так, для тваринних білків, які мають пов­ноцінніший амінокислотний склад, показник біологічної цінності стано­вить від 80 до 100. Це означає, що 100 г тваринного білка може перетво­ритися на 80-100 г білка організму. Біологічна цінність рослинних білків становить лише 60-70.

Тому добовий харчовий раціон дорослої людини повинен містити білковий оптимум, який становить близько 1 г/кг маси тіла, і не менше 30% повинні становити білки тваринного походження. Природно, що під час фізичної роботи, яка супроводжується не тільки збільшенням енергозатрат, але й підвищенням розпаду білків, їх вживан­ня повинно зростати пропорційно інтенсивності виконуваної роботи. Підвищеною є потреба в білках у дітей, вагітних та матерів, які годують груддю.

Показником рівня обміну білків у організмі є співвідношення між кількістю азоту, який вводиться в організм із білковою їжею, і кількістю азоту, що виводиться із організму з сечею.

Добова потреба в білку на 1 кг. маси тіла у дитини на першому році життя становить 4-5 г., від 1 до 3 років – 4-4,5 г., від 6 до 10 років – 2,5-3 г., старше 12 років –2-2,5 г., у дорослих – 1,5-1,8 г.

Отже, залежно від віку і маси діти від 1 до 4 років повинні одержувати на добу 30-50 г. білка, від 4 до 7 років – близько 70 г., з 7 років – 75-80 г. білкова норма дорослої людини становить 0,75-1 г/кг маси тіла, тобто 60-80 г білка на добу.