Пищеварительная система

Пищеварительная система

Питательные вещества и пищевые продукты

Питательные вещества — это белки, жиры, углеводы, минеральные соли, вода и витамины. Питательные вещества содержатся в пищевых продуктах растительного и животного происхождения. Они обеспечивают организм необходимыми веществами и энергией.

Вода, минеральные соли и витамины усваиваются организмом в неизмененном виде.

Белки, жиры, углеводы, находящиеся в пище, прямо не могут быть усвоены организмом. Они разлагаются на более простые вещества.

Строение и функции органов пищеварения

Пищеварениепроцесс механической и химической обработки пищи, всасывание переработанных веществ и выведение наружу непереваренных и неусвоенных составных частей пищи.

Пищеварительная система включает:  пищеварительный канал и пищеварительные железы, открывающиеся в него своими выводными протоками.

Пищеварительный канал состоит из:   ротовой полости, глотки, пищевода, желудка, тонкой кишки, толстой кишки.

 К пищеварительным железам относятся:

          большие (три пары слюнных желез, печень и поджелудочная железа)

          множество малых желез.

Пищеварительный канал представляет собой сложноизмененную трубку длиной 8-10 м. Стенка пищеварительного канала имеет три слоя. Наружный слой образован соединительной тканью и выполняет защитную функцию.

Средний слой в полости рта, в глотке, верхней трети пищевода и в сфинктере прямой кишки образован поперечно-полосатой мышечной тканью, а в остальных отделах — гладкой мышечной тканью.

Внутренний (слизистый) слой состоит из эпителия и соединительнотканной пластинки. Производными эпителия являются большие и малые пищеварительные железы, вырабатывающие пищеварительные соки.

Пищеварение в ротовой полости

В ротовой полости находятся зубы и язык. В ротовую полость открываются протоки трех пар крупных слюнных желез и многих мелких.

Зубы измельчают пищу. Зуб состоит из:

 коронки, шейки и одного или нескольких корней.

Коронка зуба покрыта твердой эмалью (самая твердая ткань организма). Эмаль защищает зуб от стирания и проникновения микробов. Корни покрыты цементом. Основную часть коронки, шейки и корня составляет дентин. Эмаль, цемент и дентин — разновидности костной ткани. Внутри зуба имеется небольшая зубная полость, заполненная мягкой пульпой. Она образована соединительной тканью, пронизанной сосудами и нервами.

У взрослого человека 32 зуба: в каждой половине верхней и нижней челюсти 2 резца, 1 клык, 2 малых коренных и 3 больших коренных зуба. У новорожденных зубов нет. Молочные зубы появляются к 6-му месяцу и к 10-12 годам заменяются на постоянные. Зубы мудрости вырастают к 20-22 годам.

Языкподвижный мышечный орган, состоящий из поперечно-полосатой мускулатуры, богато снабженный сосудами и нервами. Язык передвигает пищу в процессе жевания, участвует в смачивании ее слюной и глотании, служит органом речи и вкуса. Слизистая языка имеет выросты — вкусовые сосочки, содержащие вкусовые, температурные, болевые и тактильные рецепторы.

Слюнные железыкрупные парные околоушные, поднижнечелюстные и подъязычные; а также большое количество мелких желез. Они открываются протоками в ротовую полость и выделяют слюну.

Слюна состоит:

 на 98,5-99% из воды (1-1,5% сухого остатка).

Она содержит муцин (слизистое белковое вещество, помогающее формированию пищевого комка),

лизоцим (бактерицидное вещество),

ферменты амилазу (расщепляет крахмал до мальтозы) и мальтазу (расщепляет мальтозу на две молекулы глюкозы).

Слюна имеет щелочную реакцию, так как ее ферменты активны в слабощелочной среде.

Основные функции ротовой полости: апробация, измельчение, смачивание пищи.

В ротовой полости пища подвергается механической и частично химической обработке с помощью зубов, языка и слюны. Здесь начинается расщепление углеводов ферментами, содержащимися в слюне, и может продолжаться во время продвижения пищевого комка по пищеводу и некоторое время в желудке.

Из ротовой полости пища попадает в глотку, а затем в пищевод. Глотка — мышечная трубка, расположенная впереди шейных позвонков. Глотка делится на три части: носоглотку, ротоглотку и гортанную часть. В ротовой части пересекаются дыхательные и пищеварительные пути.

Пищевод — мышечная трубка длиной 25-30 см. Верхняя треть пищевода образована поперечно-полосатой мышечной тканью, остальная часть — гладкой мышечной тканью. Пищевод проходит через отверстие в диафрагме в брюшную полость и здесь переходит в желудок. Функция пищевода — перемещение пищевого комка в желудок в результате сокращений мышечной оболочки.

Пищеварение в желудке

Желудок — мешковидная, расширенная часть пищеварительной трубки. Стенка его состоит из трех слоев, описанных выше, соединительнотканного, мышечного и слизистого. В желудке различают вход, дно, тело и выход. Емкость желудка составляет от одного до нескольких литров. В желудке пища задерживается на 4-11 часов и подвергается в основном химической обработке желудочным соком.

Желудочный сок вырабатывают железы слизистой оболочки желудка (в количестве 2,0-2,5 л/сут). В состав желудочного сока входят слизь, соляная кислота и ферменты.

Слизь предохраняет слизистую желудка от механических и химических повреждений.

Соляная кислота (концентрация НСl — 0,5%), благодаря кислой среде, обладает бактерицидным действием; активирует пепсин, вызывает денатурацию и набухание белков, чем облегчает их расщепление пепсином.

Ферменты желудочного сока: пепсин (расщепляет белки до полипептидов), желатиназа (гидролизует желатин), липаза (расщепляет эмульгированные жиры молока на глицерин и жирные кислоты), химозин (створаживает молоко).

Пищеварение в кишечнике

Кишечник состоит:

 из тонкой кишки (включает двенадцатиперстную, тощую и подвздошную кишку)

 толстой кишки (включает слепую кишку с червеобразным отростком, ободочную и прямую кишку).

Из желудка пищевая кашица отдельными порциями через сфинктер (круговая мышца) поступает в двенадцатиперстную кишку. Здесь пищевая кашица подвергается химическому действию сока поджелудочной железы, желчи и кишечного сока.

Поджелудочная железа состоит из экзокринной части, вырабатывающей панкреатический сок (поступает в двенадцатиперстную кишку по выводному протоку поджелудочной железы), и эндокринной части, секретирующей в кровь гормоны инсулин и глюкагон.

Сок поджелудочной железы (панкреатический сок) имеет щелочную реакцию и содержит ряд пищеварительных ферментов:

трипсиноген (профермент, переходящий в двенадцатиперстной кишке под влиянием энтерокиназы кишечного сока в трипсин),

трипсин (в щелочной среде расщепляет белки и полипептиды до аминокислот),

амилаза, мальтаза и лактаза (расщепляют углеводы),

липаза (в присутствии желчи расщепляет жиры на глицерин и жирные кислоты),

нуклеазы (расщепляют нуклеиновые кислоты до нуклеотидов).

Печень вырабатывает желчь, которая через желчный проток попадает в двенадцатиперстную кишку.

Желчь вырабатывается постоянно, поэтому вне периода пищеварения собирается в желчном пузыре. В составе желчи нет ферментов. Она имеет щелочную реакцию, содержит воду, желчные кислоты и желчные пигменты (билирубин и биливердин). Желчь обеспечивает щелочную реакцию тонкой кишки, способствует отделению сока поджелудочной железы, переводит в активное состояние ферменты поджелудочной железы, эмульгирует жиры, что облегчает их пищеварение, способствует всасыванию жирных кислот, усиливает перистальтику кишечника.

Помимо участия в пищеварении печень обезвреживает ядовитые вещества, образующиеся в процессе метаболизма или поступившие извне. В клетках печени синтезируется гликоген.

Тонкая кишка — самая длинная часть пищеварительной трубки (5-7 м). Здесь пищевые вещества почти полностью перевариваются и продукты переваривания всасываются. Она разделяется на двенадцатиперстную, тощую и подвздошную.

Двенадцатиперстная кишка (длиной около 30 см) имеет форму подковы. В ней пищевая кашица подвергается переваривающему действию сока поджелудочной железы, желчи и сока кишечных желез.

Кишечный сок вырабатывается железами слизистой оболочки тонкой кишки. Он содержит ферменты, завершающие процесс расщепления питательных веществ: пептидаза (расщепляет полипептиды до аминокислот), амилаза, мальтаза, инвертаза, лактаза (расщепляют углеводы), липаза (расщепляет жиры), энтерокиназа (переводит трипсиноген в трипсин).

Различают полостное и пристеночное пищеварение в кишечнике. Полостное пищеварение происходит в полости кишечника под воздействием пищеварительных ферментов, выделяемых в составе пищеварительных соков. Пристеночное пищеварение осуществляется ферментами, фиксированными на клеточной мембране клеток кишечника.

Толстая кишка имеет длину 1,5-2 м и включает три отдела: слепую кишку с червеобразным отростком, ободочную и прямую кишку. Железы толстой кишки вырабатывают небольшое количество сока, который не содержит ферментов, а имеет много слизи, необходимой для формирования кала.

В толстой кишке происходит всасывание воды, переваривание клетчатки, формирование каловых масс из непереварившейся пищи. В толстой кишке живут многочисленные бактерии. Ряд бактерий синтезирует витамины (К и группы В). Целлюлозоразрушающие бактерии расщепляют растительную клетчатку до глюкозы, уксусной кислоты и других продуктов. Глюкоза и кислоты всасываются в кровь. Газообразные продукты деятельности микробов (углекислый газ, метан) не всасываются и выделяются наружу. Бактерии гниения в толстом кишечнике разрушают невсосавшиеся продукты переваривания белков. При этом образуются ядовитые соединения, часть которые проникает в кровь и обезвреживаются в печени. Пищевые остатки превращаются в каловые массы, скапливаются в прямой кишке, которая осуществляет вывод каловых масс через анальное отверстие.

Всасывание происходит почти во всех отделах пищеварительной системы. В ротовой полости всасывается глюкоза, в желудке — вода, соли, глюкоза, алкоголь, в тонкой кишке — вода, соли, глюкоза, аминокислоты, глицерин, жирные кислоты, в толстой кишке — вода, алкоголь, некоторые соли.

Основные процессы всасывания происходят в нижних отделах тонкой кишки (в тощей и подвздошной кишках). Здесь имеет множество выростов слизистой — ворсинок, которые увеличивают всасывающую поверхность. В ворсинке имеются мелкие капилляры, лимфатические сосуды, нервные волокна. Ворсинки покрыты однослойным эпителием, что облегчает всасывание. Всасывающиеся вещества поступают в цитоплазму клеток слизистой и затем в кровеносные и лимфатические сосуды, проходящие внутри ворсинок.

Энергетический обмен и питание

Пища, потребляемая человеком, необходима для построения и функционирования его организма. Кроме того, питание имеет большое значение с точки зрения профилактической медицины. В прежние времена врачам приходилось иметь дело в основном с последствиями недостаточного питания, теперь их внимания в большей степени требуют проявления переедания. Избыточное питание приводит к ожирению, спутниками которого часто оказываются "болезни цивилизации", и к уменьшению средней продолжительности жизни. Давайте сначала рассмотрим, какими сведениями сегодня располагает наука в отношении состава и значения продуктов, которые мы употребляем в пищу.

Наша ежедневная пища поставляет нам необходимые для жизни вещества. Это:

углеводы и жиры как источники энергии;

белки как строительный материал (хотя они также могут быть источником энергии);

минеральные компоненты для правильного течения жизненных процессов, а также и в качестве строительных материалов; особую группу составляют микроэлементы,

необходимые в очень небольших количествах, но важные для регуляции обмена веществ и для различных жизненных функций;

витамины для жизненных процессов;

жидкость, которая одинаково необходима и как строительный материал (так как составляет около 65 % содержания массы тела), и как среда, в которой происходят жизненные процессы.

Важную роль в ежедневном питании играют также:

- неперевариваемые организмом части пищи (растительная клетчатка, мелкие остатки крупы и черного хлеба), они очень важны для стимулирования работы кишечника;

- различные вещества, придающие пище вкус: они возбуждают аппетит, стимулируют выделение пищеварительного сока и облегчают пищеварение.

Энергия содержится в пище в виде питательных веществ — белков, жиров и углеводов. Правило изодинамии: Как источники энергии питательные вещества взаимозаменяемы в соответствии с их калорической ценностью. Но питательные вещества выполняют в организме не только энергетическую, но и пластическую функцию, то есть используются для синтеза структурных компонентов организма. Поэтому пищевой рацион должен обязательно включать некоторое минимальное количество белков, жиров и углеводов! После приема пищи повышается интенсивность метаболизма. В случае смешанной пищи скорость обмена веществ повышается примерно на 6%. При потреблении белков интенсивность обмена возрастает в гораздо большей степени, чем после приема жиров или углеводов.

Потребность организма в пластических веществах может быть удовлетворена тем минимальным уровнем их поступления с пищей, который уравновешивает потери структурных белков, липидов и углеводов. Эти потребности индивидуальны и зависят от таких факторов, как возраст человека, состояние здоровья, интенсивность и вид труда.

Белки — вещества, состоящие из аминокислот. Они требуются организму для синтеза соединений, образующих его структуры и обеспечивающих нормальную жизнедеятельность. В состав пищи обязательно должны входить белки, содержащие так называемые незаменимые аминокислоты (те, которые не может синтезировать наш организм, или они синтезируются в недостаточном количестве). У человека большая часть потребленных белков используется для пластического обмена, то есть для построения и обновления биологических структур (мышц, ферментов, гормонов, белков плазмы крови и т.д.). В связи с этим белки не могут быть заменены жирами или углеводами. Белки — незаменимый компонент питания, так как являются необходимым условием жизни. Это основной материал, из которого состоят клетки и ткани живого организма. Белки осуществляют в организме человека многообразные функции: пластическую, каталитическую, воспроизводства, защитную, антитоксическую, транспортную и другие.

Белки — сложные азотистые полимеры, состоящие из аминокислот. Простые белки состоят только из аминокислот и содержат углерод, водород, кислород, азот, иногда серу. Сложные белки, помимо аминокислот, содержат нуклеиновые кислоты, сахара, липиды, фосфор, железо, медь, цинк.

Из 80 известных аминокислот в белках продуктов питания наиболее часто представлены 22—25 аминокислот. Большинство из них может быть синтезировано в организме человека (заменимые аминокислоты). Незаменимые (эссенциальные) аминокислоты не синтезируются в организме, в связи с чем необходимо их поступление с пищей. К числу эссенциальных относят 8 аминокислот: метионин, лизин, триптофан, фенилаланин, лейцин, изолейцин, треонин, валин. Затем к ним были причислены еще 2, которые не синтезируются в детском организме — гистидин и аргинин. К числу дефицитных аминокислот относят также цистин и тирозин.

Белок считается полноценным, если в нем сбалансированы все необходимые аминокислоты. Это обычно белки животного происхождения (например, белок молока). Растительные белки менее полноценны, чем белки животного происхождения, поскольку часто дефицитные по одной или нескольким незаменимым аминокислотам. Из растительных продуктов более ценные белки содержатся в гречихе, сое, фасоли, картофеле, отрубях, рисе и ржаном хлебе.

Белки и их роль в организме

Белки в организме находятся в состоянии непрерывного обмена и обновления. У здорового взрослого человека количество распавшегося за сутки белка равно количеству вновь синтезированного. Животные существа могут усваивать азот только в составе аминокислот, поступающих в организм с белками пищи. Десять аминокислот из 20 (валин, лейцин, изолейцин, лизин, метионин, триптофан, треонин, фенилаланин, аргинин и гистидин)в случае их недостаточного поступления с пищей не могут быть синтезированы в организме. Эти аминокислоты называют незаменимыми. Другие десять аминокислот (заменимые) не менее важны для жизнедеятельности, чем незаменимые, но в случае недостаточного поступления с пищей заменимых аминокислот они могут синтезироваться в организме. Важным фактором обмена белков организма является повторное использование (реутилизация) аминокислот, образовавшихся при распаде одних белковых молекул, для синтеза других.

Скорость распада и обновления белков организма различна. Полупериод распада гормонов пептидной природы составляет минуты или часы, белков плазмы крови и печени —около 10 сут, белков мышц — около 180 сут. В среднем все белки организма человека обновляются за 80 сут. О суммарном количестве белка, подвергшегося распаду за сутки, судят по количеству азота, выводимого из организма человека. В белке содержится около 16 % азота (т. е. в 100 г белка— 16 г азота). Таким образом, выделение организмом 1 г азота соответствует распаду 6,25 г белка. За сутки из организма взрослого человека выделяется около 3,7 г азота. Из этих данных следует, что масса белка, подвергшегося за сутки полному разрушению, составляет 3,7 х 6,25 = 23 г, или 0,028—0,075 г азота на 1 кг массы тела в сутки (коэффициент изнашивания по Рубнеру).

Если количество азота, поступающего в организм с пищей, равно количеству азота, выводимого из организма, принято считать, что организм находится в состоянии азотистого равновесия. В случаях, когда в организм поступает азота больше, чем его выделяется, говорят о положительном азотистом балансе (задержке, ретенции азота). Такие состояния бывают у человека при увеличении массы мышечной ткани, в период роста организма, беременности, выздоровления после тяжелого истощающего заболевания.

Состояние, при котором количество выводимого из организма азота превышает его поступление в организм, называют отрицательным азотистым балансом. Оно имеет место при питании неполноценными белками, когда в организм не поступают какие-либо из незаменимых аминокислот, при белковом голодании или при полном голодании.

Белки, использующиеся в организме в первую очередь в качестве пластических веществ, в процессе их разрушения освобождают энергию для синтеза в клетках АТФ и образования тепла.

Всемирной организацией здравоохранения рекомендуется потребление белка не менее 0,75 г/кг в сутки, или для взрослого здорового человека массой 70 кг не менее 52,5 г легкоусвояемого полноценного белка.

Белки.

Белки – биологические вещества живых организмов. Из них строятся клетки живого организма. То есть они служат для обновления клеток человеческого тела. Повышают работоспособность органов тела.

Наиболее сложными биополимерами являются белки. Их макромолекулы состоят из мономеров, которыми являются аминокислоты. Каждая аминокислота имеет две функциональные группы: карбоксильную и аминогруппу. Все разнообразие белков создается в результате различных сочетаний 20 аминокислот.

Белки – важнейший компонент пищи животных и человека. Пищевая ценность определяется содержанием незаменимых аминокислот, которые в организме не образуются.

По своему происхождению белки бывают:

растительного происхождения: рис, соя, бобы, крупа, хлеб и т.д;

животного происхождения: мясо, рыба, молоко, яйца и т.д.

Белки животного происхождения.

Лещи. Семейство карповых.

Окунь.

Яйца.

Молоко, молочные продукты.

Белки растительного происхождения.

Грецкие орехи.

Подосиновик красный.

Человеческий организм усваивает белок, поступающий с пищей на 50-100 %. Наиболее полно усваиваются белки куриного яйца (100 %). Молоко и кисломолочные продукты (80 – 90 %). Мясо до 75 %.

Примите на заметку!

Суточная норма потребления белка зависят от физической нагрузки и возраста человека.

Чем выше затраты энергетические, тем больше требуется белка.

Предельно высокая – норма 120 г.

Предельно низкая – норма 80г.

Причем с возрастом потребность в белках снижается. Белки – это источник энергии. При окислении 1 г. белка выделяется 4 ккал.

Избыток белков приводит к накоплению в организме шлаков ( ненужных веществ), снижению иммунитета, инфекционным заболеваниям.

Недостаток – приводит к тяжелым заболеваниям.

Содержание питательных веществ в 100 г съедобной части продукта.

Количество белка, г

Продукты

Очень большое (более 15)

Сыры, творог нежирный. Говядина, куры, рыба. Соя, горох, фасоль, орехи фундук и грецкие.

Большое (10-15)

Творог жирный. Свинина, колбасы вареные, сосиски, яйца. Крупа манная, гречневая, овсяная, пшено, мука пшеничная, макароны.

Умеренное (5-9,9)

Хлеб ржаной и пшеничный, крупа перловая, рис, зеленый горошек.

Малое (2-4,9)

Молоко, кефир, сливки, сметана и сливочное мороженое, капуста цветная, картофель.

Очень малое (0,4-1,9)

Масло сливочное, почти все овощи, ягоды, грибы.

Жиры – это, прежде всего источник энергии, предохраняющий организм от охлаждения. При окислении 1 г. жира выделяется 9 ккал, что в два раза больше, чем при сгорании 1 г. белка. Жиры вместе с белками образуют соединения, входящие в состав клеточных оболочек. Регулируют обменные процессы в клетках. В частности, жиры растительного происхождения участвуют в дыхании клеток, принося им кислород.

Происхождение жиров.

Жиры растительного происхождения.

Посевы масличного подсолнечника.

Род одно- и многолетних трав и полукустарников семейства сложноцветных. Родина – Северная Америка. В России как культура, с 1829 года. Выращивают подсолнечник масличный (в семенах до 57 % подсолнечного масла), земляную грушу, некоторые декоративные виды, медонос.

Выращивают около 50 видов.

Оливковое дерево в окружении наступающих песков пустыни. Тунис.

Маслина, род вечнозеленых деревьев семейства маслиновых. Существует до 60 видов. Выращивают маслину культурную (оливковое дерево) в странах Средиземноморья, в Крыму, Закавказье, Средней Азии. В мякоти плодов (оливок) до 80 % масла. Лучшие сорта, которого называют прованским. Урожайность 20-40 кг с дерева. Древесина используется для столярных и токарных изделий.

Хлопчатник. Из семян хлопчатника получают растительное рафинированное, жирное масло. Используется в пищу. Для приготовления консервов, маргарина. Родиной хлопководства считается Индия с 3-го тыс. до н.э.

Соя. Род однолетних трав, семейства бобовых. Существует 10 видов, во влажных тропиках и субтропиках Азии и Африки. Возделывают сою обыкновенную (культурную) – зерновая, масленичная (до 37 % масла), кормовая и сидеральная культура. Основные плантации в Китае и США. Зерно сои (до 45 % белка) используют для получения синтетических и искусственных пищевых продуктов.

Жиры животного происхождения.

Жиры животные – это продукт, получаемый из жировых тканей или молоке некоторых животных. Говяжий, бараний, свиной и некоторые другие животные жиры – пищевой продукт. Жир, выделяемый из молока коровы, идет на изготовление масла. А вот жиры морских млекопитающих и рыб используют в медицине, парфюмерной промышленности, в производстве маргарина и др.

Водные млекопитающие.

Ламантин. Занесены в Международную Красную книгу. Имеют длину от 2-4 метров. Продолжительность жизни – несколько десятков лет. Распространены в прибрежных зонах морей и в реках тропических и субтропических районах.

Морское блюдечко. Отряд переднежаберных брюхоногих моллюсков. Некоторые крупные и массовые виды съедобны.

Треска. Семейства тресковых. Длина обычно 40-80 см ( бывает до 1,8 м.). Весит до 40 кг. Обитает в северной части бассейна Атлантического океана, Белое море, в северной части Тихого океана. Важный объект промысла.

Примите на заметку!

Жиры животного происхождения имеют твердую консистенцию.

Жиры растительного происхождения имеют жидкую консистенцию.

Кроме жиров, которые поступают в организм в чистом виде, они могут образовываться из углеводов при их избыточном поступлении с пищей. Такие жиры малоценны, потому что в них отсутствуют жирорастворимые витамины. Избытки жира откладываются не только под кожей, что приводит к ожирению, но и на внутренних органах, что затрудняет их функционирование.

Суточная норма потребления жиров – 80 -100 г. Причем 20-25 г, должны занимать жиры растительного происхождения. В чистом виде рекомендовано съедать в день 20-25 г. сливочного и 15-20 г. растительного масла. Остальное количество жиров должно поступать с пищей.

Содержание питательных веществ в 100 г съедобной части продукта.

Количество жиров, г

Продукты

Очень большое (более 40)

Масло: сливочное, топленое, растительное, маргарин. Жиры кулинарные, сало, свинина жирная. Колбаса сырокопченая. Орехи грецкие.

Большое (20-40)

Сливки, сметана, творожные массы, сыры. Свинина мясная, утки, гуси. Колбасы полукопченые и вареные, сосиски. Рыбные консервы в масле. Шоколад, пирожные, халва.

Умеренное (10-19)

Сыры плавленые и нежирные, творог жирный, мороженое сливочное, яйца. Баранина, говядина, куры, сардельки, колбаса чайная и диетическая, сельдь жирная.

Малое (3-9)

Молоко, кефир жирный, творог полужирный, мороженое молочное. Скумбрия, ставрида, килька. Сдоба, конфеты помадные.

Очень малое (менее 3)

Молоко, кефир обезжиренный, творог. Треска, хек, щука. Фасоль, крупы, хлеб.

Жиры представляют собой обычно смесь различных триглицеридов (эфиров глицерола и жирных кислот). Жирные кислоты бывают насыщенными и ненасыщенными. Некоторые ненасыщенные жирные кислоты, необходимые для жизнедеятельности организма, являются незаменимыми, они необходимы в том числе для синтеза фосфолипидов — "кирпичиков", участвующих в построении мембран клеток и митохондрий. Из незаменимых для человека наиболее важна линолевая кислота. После всасывания жиры либо подвергаются окислению (и становятся источниками энергии), либо откладываются в тканях как запас энергии.

Жиры (липиды) также относятся к основным пищевым веществам и являются обязательным пищевым компонентом. Жиры являются источником энергии, превосходящей энергию всех других пищевых веществ. Являясь структурной частью клеток, они участвуют в пластических процессах. Жиры являются растворителями витаминов A, D, Е и способствуют их усвоению. С жирами поступает ряд биологически активных веществ: фосфатиды (лецитин), полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК), стерины, токоферолы. Жир улучшает вкусовые свойства пищи и повышает ее питательность.

Пищевые жиры представляют собой эфиры глицерин на и высших жирных кислот. Жирные кислоты делятся на две большие группы: насыщенные (масляная, "пальмитиновая, стеариновая, капроновая) и ненасыщенные (арахидоновая, линолевая, линоленовая, олеиновая и др.). Биологическая роль ПНЖК весьма важна. В настоящее время комплекс ПНЖК рассматривают как фактор F, биологическое значение которого приравнивается к витаминам. Важную биологическую роль играют также жиро-подобные вещества: фосфолипиды, стерины (фитостерины, холестерин), жирорастворимые витамины A, D, Е, пигменты (бета-каротин).

Жиры широко распространены в природе. Они входят в состав тканей животных и растений. Вегетативные части растений накапливают не более 5 % ли-пидов, семена — до 50 % и более. Животный жир (бараний, говяжий) является источником -насыщенных жирных кислот. Ненасыщенные жирные кислоты распространены в жидких растительных жирах (маслах) и продуктах моря.

Липиды организма человека — это, главным образом, нейтральные сложные эфиры глицерина и высших жирных кислот — триглицериды, фосфолипиды и стерины. Высшие жирные кислоты, входящие в состав сложных липидных молекул в виде углеводородных радикалов, бывают насыщенными и ненасыщенными, содержащими одну и более двойных связей. Липиды играют в организме энергетическую и пластическую роль. По сравнению с молекулами углеводов и белков молекула липидов является более энергоемкой. Поэтому при окислении липидов в организме образуется больше молекул АТФ и тепла. За счет окисления жиров обеспечивается около 50 % потребности в энергии взрослого организма. Запасы нейтральных жиров-триглицеридов в жировых депо человека в среднем составляют 10—20 % массы его тела. Из них около половины локализуется в подкожной жировой клетчатке. Кроме того, значительные запасы нейтрального жира откладываются в большом сальнике, околопочечной клетчатке, в области гениталий и между мышцами. Жиры, откладываясь в жировых депо, служат долгосрочным резервом питания организма.

Жиры являются источником образования эндогенной воды. При окислении 100 г нейтрального жира в организме образуется около 107 г воды. Если в удовлетворении энергетических потребностей организма основную роль играют нейтральные молекулы жира (триглицериды), то пластическая функция липидов в организме осуществляется, главным образом, за счет фосфолипидов, холестерина, жирных кислот. Эти липидные молекулы являются структурными компонентами клеточных мембран (липопротеинов) и предшественниками синтеза стероидных гормонов, желчных кислот и простагландинов.

Клеточные липиды

В состав клеточных липидов входят фосфолипиды и холестерин, являющиеся необходимыми структурными компонентами поверхностной и внутриклеточных мембран. Триглицериды откладываются в клетках в виде жировых капель, формируя жировые депо. Последние являются не инертной массой, а активной динамической тканью, в которой запасенные жиры подвергаются постоянному расщеплению и ресинтезу.

При действии на организм холода, в состоянии голода, при физической или психоэмоциональной нагрузке происходит интенсивное расщепление (липолиз) запасенных триглицеридов. Образующиеся при этом неэстерифицированные жирные кислоты используются в организме как энергодающие или как пластические вещества, необходимые для синтеза сложных липидных молекул. В условиях покоя после приема пищи происходят ресинтез и отложение нейтральных липидов в подкожной жировой клетчатке, брюшной полости, мышцах.

Бурый жир. Бурая жировая ткань. Липиды плазмы крови. Липопротеины. ЛПНП. ЛПВП. ЛПОНП.

Бурый жир

Такой оттенок жировой ткани придают окончания симпатических нервных волокон, а также многочисленные митохондрии, содержащиеся в клетках этой ткани. Поэтому бурый жир легко мобилизуется для обеспечения энергетических потребностей организма. Он располагается в межлопаточной области, вдоль крупных сосудов грудной и брюшной полостей, в затылочной области шеи.

Масса бурой жировой ткани достигает у взрослого 0,1 % массы тела. В митохондриях жировых клеток имеется полипептид молекулярной массой 32 000, способный разобщать идущие здесь процессы окисления и образования АТФ. Результатом такого разобщения является образование в бурой жировой ткани в ходе метаболизма жира значительно большего количества тепла, чем в белой жировой ткани. Бурая жировая ткань участвует в теплопродукции.

Липиды плазмы крови

Липидные молекулы, обладая гидрофобными свойствами, не могут растворяться в водной среде или образовывать молекулярную взвесь. Попадая в значительных количествах в кровь при переломе крупных трубчатых костей или при переливании неустойчивых жировых эмульсий, они формируют липидные капельки и могут вызвать закупорку сосудов — жировую эмболию.

В физиологических условиях в эпителиальных клетках тонкого кишечника и клетках печени из белковых молекул (апопротеинов), фосфолипидов, холестерина, эфиров холестерина и триглицеридов формируются транспортные частицы, называемые липопротеинами.

По показателям молекулярной массы, размеров и плотности липопротеины крови подразделяют на классы: хиломикроны, липопротеины очень низкой плотности - ЛПОНП, липопротеины низкой плотности ( ЛПНП ) и липопротеины высокой плотности ( ЛПВП ).

Липидные молекулы, поступившие из кишечника в эпителиоциты, упаковываются в транспортные частицы экзогенных липидов, главным образом в хиломикроны. Хиломикроны через лимфатические сосуды и протоки поступают в кровоток. Под действием липопротеидлипазы эндотелия капилляров главный компонент хиломикронов — нейтральные триглицериды — расщепляются до глицерина и свободных жирных кислот. Часть жирных кислот может связываться с альбумином, а глицерин и свободные жирные кислоты поступают в жировые клетки и реэстерифицируются в триглицериды. Остатки хиломикронов крови захватываются гепатоцитами по механизму экзоцитоза и разрушаются в лизосомах.

В печени формируются липопротеины для транспорта синтезированных в ней липидных молекул. Это липопротеины очень низкой и липопротеины низкой плотности, которые транспортируются из печени к другим тканям.

Как простые, так и сложные липидные молекулы могут синтезироваться в организме. Исключением являются полиненасыщенные линолевая, линоленовая и арахидоновая жирные кислоты, синтез которых в организме не осуществляется, и они должны поступать с пищей. Эти кислоты, получившие название незаменимых, входят в состав молекул фосфолипидов. Из арахидоновой кислоты, отщепляемой от молекулы мембранных фосфолипидов, образуются простагландины, простациклины, тромбоксаны, лей-котриены. Отсутствие в пищевых продуктах или недостаточное поступление в организм незаменимых жирных кислот приводит к задержке роста, нарушению функции почек, заболеваниям кожи, бесплодию.

Холестерин содержится только в животных организмах. Достаточное количество холестерина необходимо организму, но избыточное его присутствие в крови (гиперхолестеринемия), что часто бывает при ожирении, служит фактором риска для ряда заболеваний (сердечно-сосудистых, обменных). Содержание холестерина в крови сложным образом связано с его потреблением — на уровень его в крови влияет не только потребление самого холестерина, но и других жиров: насыщенные жирные кислоты способствуют повышению концентрации холестерина в крови, а ненасыщенные — снижению. * По современным представлениям, нормальное содержание холестерина в крови составляет не более 5.2 ммоль/л для здоровых и 4.5 ммоль/л для больных ИБС (ишемической болезнью сердца

Углеводы - служат главным источником энергии для клеток. Энергетические потребности головного мозга обеспечиваются почти полностью за счет глюкозы. Она выполняет не только энергетическую функцию, но используется и в качестве строительного материала для синтеза многих важных веществ. В то же время, мышцы при недостаточном поступлении глюкозы могут метаболизировать жирные кислоты (это их свойство используется в низкоуглеводных диетах). В организме углеводы запасаются в виде гликогена (в мышцах, печени). Углеводам в питании принадлежит исключительно важная роль. Для человека они являются основным источником легкоутилизируемой энергии. Кроме того, они являются пластическим материалом, входя в состав разнообразных тканей организма. Углеводы осуществляют регуляторную функцию, противодействуя накоплению кетоновых тел при окислении жиров. Углеводы тонизируют центральную нервную систему, выполняют ряд специализированных функций, участвуют в процессах детоксикации вредных химических веществ.

В химической структуре этих веществ атомы кислорода сочетаются с атомами водорода в таких же соотношениях, как в составе воды.

В состав пищевых продуктов входят три группы углеводов:

моносахариды (глюкоза, фруктоза);

олигосахариды, к которым относятся дисахариды (сахароза, лактоза, мальтоза), трисахариды;

полисахариды (крахмал, гликоген, клетчатка, пектиновые вещества).

Источником углеводов в питании служат растения, в которых углеводы составляют 80—90 % сухой массы.

Нормальные величины содержания белка в сыворотке крови — 6,5—8,5 г в 100 мл (65—85 г/л); общих липидов — 340—600 мг в 100 мл, в том числе холестерина — 150—250 мг в 100 мл (3,9—6,5 ммоль/л)*. Содержание глюкозы в крови составляет в норме 600—100 мг в 100 мл (3,5—5,7 ммоль/л). В организме животных и человека в процессе обмена веществ происходит окислительное разрушение химических связей органических веществ — белков, жиров, углеводов. Высвобождающаяся при этом энергия расходуется на различные процессы жизнедеятельности.

Энергетическую ценность пищевых продуктов принято выражать в килокалориях. Одна килокалория — это количество теплоты, необходимое для согревания 1 кг воды на 1 °С. При сжигании в калориметре и окислении в организме 1 г углеводов высвобождается 4,0 ккал, 1 г жиров — 9,0 ккал. Энергетическая ценность 1 г белков — 4,0 ккал. Для выражения энергетической ценности пищевых продуктов в Международной системе единиц (СИ) пользуются переводным коэффициентом (1 ккал равна 4,184 кДж).

Организм человека получает углеводы, главным образом, в виде растительного полисахарида крахмала и в небольшом количестве в виде животного полисахарида гликогена. В желудочно-кишечном тракте осуществляется их расщепление до уровня моносахаридов (глюкозы, фруктозы, лактозы, галактозы).

Моносахариды, основным из которых является глюкоза, всасываются в кровь и через воротную вену поступают в печеночные клетки. Здесь фруктоза и галактоза превращается в глюкозу. Внутриклеточная концентрация глюкозы в гепатоцитах близка к ее концентрации в крови. При избыточном поступлении в печень глюкозы она фосфорилируется и превращается в резервную форму ее хранения — гликоген.

Количество гликогена может составлять у взрослого человека 150—200 г. В случае ограничения потребления пищи или по мере снижения концентрации глюкозы в крови происходит расщепление гликогена и поступление глюкозы в кровь. Концентрация глюкозы в крови через 3—4 ч после приема пищи поддерживается на уровне 0,8—1,0 г/л.

Такой же процесс перехода глюкозы в кровь осуществляется, когда ее концентрация в клетке повышается за счет глюконеогенеза — синтеза глюкозы из лактата или аминокислот. В течение первых 12 ч и более после приема пищи поддержание концентрации глюкозы в крови и обеспечение потребности организма в углеводах реализуются за счет распада гликогена в печени. Вслед за истощением запасов гликогена усиливается синтез ферментов, обеспечивающих глюконеогенез.

Глюкоза, являющаяся источником энергии для процессов жизнедеятельности и, в частности, главным источником энергии для клеток мозга, выполняет в организме и пластические функции. Так, в ходе ее окисления образуются промежуточные продукты — пентозы, которые являются составной частью молекулы нуклеотидов и нуклеиновых кислот. Глюкоза необходима для синтеза некоторых аминокислот, синтеза и окисления липидов, полисахаридов.

Следовательно, обмен углеводов является необъемным компонентом единого метаболизма.

Углеводы.

Углеводы, как белки и жиры – важнейший компонент пищевого рациона.

Входят в состав клеток всех живых организмов. Наиболее просто устроены молекулы простых углеводов, или моносахаридов, например глюкозы. В различных условиях она может существовать в линейной или циклической форме.

Углеводы, обширная группа природных органических соединений. Химическая структура соединения – углерод, вода, отсюда и название. Подвергаясь окислительным превращениям, обеспечивают все живые клетки энергией (глюкоза и ее запасные формы – крахмал, гликоген). Входят в состав клеточных оболочек и других структур. Участвуют в защитных реакциях организма (иммунитет). Применяются в пищевой промышленности (глюкоза, крахмал, пектиновые вещества). Текстильной и бумажной промышленности (целлюлоза). Микробиологической: получение спиртов, кислот и других веществ сбраживанием углеводов. В медицине: гепарин, сердечные гликозиды, некоторые антибиотики.

Справка. Пектиновые вещества – (от греческого pektos – свернувшийся, замерзший). Присутствуют во всех наземных растениях (особенно в плодах). Повышают засухоустойчивость растений. Устойчивость овощей и плодов при хранении. Используются в пищевой и фармацевтической промышленности. Получают пектиновые вещества из яблочных выжимок, жома сахарной свеклы и т.п.

При окислении 1 г углеводов выделяется 4 ккал. Составляют значительную часть растительной пищи. Важнейшие представители углеводов – сахар, крахмал и целлюлоза.

Углеводы в зависимости от составных частей делятся на моносахариды ( глюкоза, фруктоза, галактоза); и дисахариды (сахароза, мальтоза, лактоза) – сладкие по вкусу. Их называют сахарами.

Полисахариды (крахмал, клетчатка) – на вкус не сладкие.

Крахмал – переваривается в организме и расщепляется до глюкозы и фруктозы.

Клетчатка – пищевые волокна, не перевариваются, но способствуют лучшему усвоению пищи.

Глюкоза и фруктоза – сразу усваиваются организмом и всасываются в кровь. Организм при этом почти не затрачивает энергии. Поэтому важно знать людям с ослабленным здоровьем рекомендуются мед и фрукты. Глюкоза и фруктоза содержатся во многих фруктах, ягодах и меде. Глюкоза – главный поставщик энергии для мозга.

Клетчатка содержится в капусте, моркови, репе, редисе, баклажанах, салате и т.д. При попадании в кишечник клетчатка набухает. Приобретает способность впитывать избыток холестерина и другие продукты обмена веществ, которые должны удаляться из организма.

Суточная норма потребления моносахаридов – до100 г; клетчатки – до 30 г; сахаридов и крахмала – до 370 г.

Содержание питательных веществ в 100 г продукта.

Количество углеводов, г

Продукты

Очень большое (65 и более)

Сахар-песок, карамель, конфеты, помадные, мед, мармелад, зефир, печенье сдобное. Рис. Макароны, крупа манная и перловая, пшенная, гречневая, овсяная. Изюм, урюк, чернослив.

Большое (40-60)

Хлеб ржаной и пшеничный. Фасоль, горох. Шоколад, халва, пирожные.

Умеренное (11-20)

Сырки творожные сладкие мороженое. Картофель, зеленый горошек, свекла. Виноград, вишня, черешня, гранаты, яблоки, соки фруктовые.

Малое (2-4,9)

Кабачки, капуста, морковь, тыква, арбуз, дыня. Груша, персики, мандарины. Клубника, крыжовник, смородина, черника.

Очень малое (менее 2)

Молоко, кефир, сметана, творог. Огурцы, редис, салат, лук зеленый, томаты. Лимоны, клюква. Грибы свежие.

Гомеостаз

Так называют подвижное равновесие или колеблющееся в ограниченных пределах постоянство внутренней среды организма, и прежде всего крови, лимфы, тканевой (внеклеточной) жидкости. Несколько условно гомеостаз определяет три основные функции: адаптационную (приспособительную), энергетическую и репродуктивную (способность к воспроизводству, размножению). До определенного возраста эти три главных составных звена гомеостаза обеспечивают практически нормальное состояние организма. Затем возникают условия для появления так называемых нормальных или неинфекционных болезней. В частности, ожирения, климакса и повышения чувствительности к неблагоприятным воздействиям внешней среды (гиперадаптозу). Вообще любое скольлибо длительное нарушение гомеостаза само по себе уже болезнь.

Благодаря сложным механизмам саморегуляции организм здорового человека приспосабливается к изменившимся условиям жизни. Более того, в молодом, среднем возрасте активнее, чем в старости, включаются механизмы физиологической защиты, призванные охранять организм от развития опасных для него последующих изменений.

Сложное защитное взаимодействие нервных, эндокринных, гуморальных, обменных, выделительных и ряда других систем во многом зависит от питания человека.

Как уже упоминалось, особое значение это приобретает в младенчестве и старости, когда механизмы гомеостаза реагируют с опозданием и не всегда с необходимой активностью.

Одно из важнейших условий гомеостаза — кислотно-щелочное равновесие. Расщепление жиров и углеводов пищи сопровождается образованием довольно больших количеств углекислоты. Использование резервного гликогена приводит к накоплению в мышцах молочной кислоты. Мочевая кислота закономерно оказывается одним из конечных продуктов утилизации белков. Избыток этих органических кислот и является главной причиной ацидоза. Чаще всего он осложняет течение сахарного диабета и тяжелых воспалительных процессов. Запас веществ, обладающих щелочной реакцией и способных тем самым нейтрализовать ацидоз, в организме человека невелик. Поэтому они систематически и в достаточных количествах должны поступать с пищей. К этим компонентам пищи в первую очередь относятся свободные органические кислоты. В ходе сложных их превращений высвобождаются также щелочные и щелочно-земельные элементы. К потенциальным ощелачивающим продуктам относится также молоко, которое содержит не только кислые эквиваленты белков, но и калий, натрий, обладающие антиацидотическими свойствами.

При сбалансированном питании кислотно-щелочное равновесие в организме здорового, физически активного человека поддерживается соответствующими механизмами, которые при неправильно организованном питании постепенно истощаются.

Диетическое питание должно больше, чем обычное, содержать продуктов, богатых щелочными эквивалентами (валентностями). Это свежие огурцы ( + 31,5 мэкв), байховый чай ( + 53,5 мэкв), мандарины (+18,6 мэкв), лимоны (+16,1 мэкв), яблоки ( + 4,7 мэкв). Сравнительно много этих валентностей в белых грибах (+4,4 мэкв), шампиньонах ( + 1,8 мэкв), а также в зеленом горошке, стручковой фасоли, арбузе, тыкве, дыне, редисе, персиках, моркови, молоке. Кислыми валентностями, наоборот, богаты мясо, рыба, творог, яйцо, сыр, сливочное масло, растительные жиры, сахар, кондитерские изделия, шпик. Немало их в грецких орехах (—19,2 мэкв), в земляных орехах (—16,9 мэкв), бруснике (—4,6 мэкв). Преобладают кислые валентности над щелочными и в хлебобулочных изделиях, крупах, картофеле.

Способность пищи влиять на кислотно-щелочное равновесие не зависит от ее вкуса и не всегда определяется химической реакцией ее зольного остатка. Например, избыток поваренной соли или углекислого калия в молочных блюдах способствует задержке в организме кислых валентностей. И наоборот, избыток картофельных блюд в рационе иной раз сопровождается задержкой щелочных валентностей и тем самым умеренным алкалозом. Однако в последнем случае картофеля в рационе должно быть в 5—6 раз больше, чем других овощей, плодов и хлеба, вместе взятых. Разумеется, такой пищевой рацион сбалансированным назвать трудно.

Следует также знать, что длительное непрерывное действие окисляющей диеты может вызвать противоположный эффект, т. е. алкалоз. Следовательно, чтобы специально подобранная в этом отношении диета не теряла присущих ей лечебно-профилактических свойств, ее через каждые 6—7 дней надо на два-три дня сменять обычным сбалансированным питанием. Конечно, с учетом ограничения продуктов и блюд, которые не показаны при данной болезни.

Обмен веществ в организме

Полученные в процессе пищеварения и впитавшиеся в кровь составные части белков, жиров и углеводов используются организмом либо в качестве сырья для построения собственных специфических белков, необходимых для развития или восстановления тканей, либо окисляются, доставляя энергию. Эта энергия используется для построения тканевых комплексов, при сокращении мышц, передаче нервных импульсов, секреции клеточных продуктов и т. д. Оставшаяся энергия выделяется в виде тепла.

В процессе обмена веществ большую роль играют витамины и минеральные вещества. Витамины и микроэлементы — незаменимые вещества пищи. Они не являются ни строительным материалом, ни источником энергии, но их отсутствие приводит к гибели живого организма, а недостаток — к различным заболеваниям. Эти вещества в минимальных количествах регулируют процессы обмена веществ, являясь биокатализаторами.

Когда человек получает с пищей больше белков, жиров и углеводов, чем необходимо для покрытия его потребности в энергетическом и строительном (пластическом) материале, то избыток пищевых веществ организм вынужден откладывать про запас. Этот избыток (в первую очередь жиры и углеводы) превращается в жир. Избыток пищевых веществ является основной причиной ожирения. Избыточное поступление белка с пищей, кроме того, приводит к увеличению образования аммиака в тканях и токсических продуктов в толстом кишечнике. Это повышает нагрузку на печень, в которой происходит обезвреживание токсических веществ, и на почки, через которые они выводятся из организма.

Исследуя количество азота как введенного с пищей, так и выведенного из организма, мы устанавливаем так называемый баланс азота, свидетельствующий о белковом обмене, происходящем в данном организме. Баланс азота является положительным, когда его количество в суточном питании превышает количество выведенного из организма. В этом случае организм потребляет белок как строительный материал. Равновесие азота наступает тогда, когда количество принятого и удаленного равно.

Оно устанавливается при определенном минимальном содержании белка в пище. Отрицательный баланс, когда количество удаленного азота больше, чем потребленного, бывает, например, при голодании и при истощающих болезнях с распадом собственных тканей.

Жиры должны сгореть вместе с углеводами (отсюда афоризм, что жиры сгорают в огне углеводов). Если жиры сгорают при недостаточном распаде сахара (как это имеет место, например при сахарном диабете), продукты их обмена могут привести к отравлению организма, вызывая ацидоз.

Суточная потребность белков, жиров и углеводов не может быть постоянной, потому что зависит она от многих факторов, о чем пойдет речь ниже. Вообще считается, что в сутки необходимо принимать как минимум 1 г белка в расчете на 1 кг массы тела, что составит 60—80 г в том числе 55 % белка должно быть животного происхождения для обеспечения ввода экзогенных аминокислот. Если речь идет о жирах, то суточная их потребность определяется около 80—100 г. Следует заметить, что жиры необходимы в питании не только как источник энергии, они также являются растворителями для некоторых витаминов (A, D, Е, К). Ненасыщенные жирные кислоты необходимо для определенных функций организма, а некоторые липиды играют также роль строительных материалов, входя в состав тканей.

Углеводы необходимы для нормального обмена веществ, а суточное их количество определяется величиной энергетических затрат человека. Именно потому здесь трудно говорить о суточной норме, она очень колеблется, но в среднем составляет 400—500 г. Около 55 % энергетической потребности должно быть покрыто углеводами.

При так называемом основном обмене*, в совершенном спокойствии, натощак энергетическая потребность составляет примерно одну килокалорию на 1 кг массы тела в час (напоминаем, 1 килокалория = 4,2 килоджоуля).

Что касается минеральных компонентов, то потребность в кальции составляет в среднем 0,8—1 г в сутки, зато в фосфоре — 1,5—2 г в сутки. Необходимо, однако, помнить, что при скудном питании кальций слабо всасывается (едва 30—40 %); лучшим его источником является молоко.

Суточная норма железа составляет 14 мг, меди — 2 мг, йода около 0,1—0,2 мг. Потребность в поваренной соли — 7—8 г в сутки. Суточную потребность в витаминах рассмотрим в разделе «Вегетарианство и основные питательные компоненты».

При длительном отсутствии или недостатке в питании одного или нескольких важных компонентов наступает качественный голод, который приводит к тяжелым расстройствам. Его последствия более опасны, чем количественного голода, при котором пропорции питательных компонентов сохранены, но количество их уменьшено. Если взрослый человек еще может приспособиться к такому состоянию на довольно длительное время, то у детей при этом нарушается развитие. При правильном питании качественный или количественный голод исключен.

Необходимым является сохранение кислотно-щелочного равновесия организма. Кровь имеет слабую щелочную реакцию и нужно ее сохранять. Нормальный состав и реакция крови являются необходимым условием нормального функционирования организма. На организм воздействует много подкисляющих или подщелачивающих факторов, в результате чего может образоваться ацидоз или алкалоз. И здесь большое значение имеет правильное питание. К продуктам подкисляющим прежде всего относятся мясо, рыба, яйца и мучные изделия. К подщелачивающим — овощи, фрукты (также и кислые) и молоко.

Основным обменом называется доля суточного расхода энергии, затраченная на обеспечение функций жизнеобеспечения органов и систем организма в состоянии покоя. Энергия основного обмена для каждого человека индивидуальна

Продукты, содержащие необходимые питательные компоненты

Познакомимся со сведениями об основных источниках питательных компонентов.

ТАБЛИЦА 2. Основные продукты, содержащие необходимые питательные компоненты

Белок животный

Молоко, яйца, сыры, мясо, рыба

Белок растительный

Дрожжи, соя, горох, фасоль, бобы, грибы, орехи, крупа, ржаная мука

Углеводы простые (моно- и дисахариды)

Сахар, сладости, мед, сладкие фрукты

Углеводы сложные (такие, как крахмал)

Хлебобулочные изделия, мука разного вида, картофель, рис, горох, фасоль, соя

Жиры животные

Масло (сливочное), жирные сыры, сметана, свиное сало, жир (животный), 'топленое сало, жирное мясо, копчености, жирная рыба, рыбий жир

Жиры растительные

Растительное масло, орехи, растительный маргарин

Кальций

Молоко, сыры, творог, мелкая рыба (вместе с костями), фасоль, соевая мука, петрушка, шпинат, кунжутные орешки

Фосфор

Молоко, сыры, морская рыба, мясо, домашняя птица, горох, фасоль, соя, ржаная мука, орехи, дрожжи

Йод

Морская рыба (обильный источник), соя, овес, чеснок, зеленая фасоль

Железо

Мясо, потроха (сердце, печень, почки), кровь, желток, дрожжи, зеленые лиственные овощи, горох, фасоль, соя, ржаная мука

Витамины А и провитамин А (бета-каротин)

Рыбий жир, печень, почки, желток, молоко (особенно летом), масло (сливочное), сметана, жирные сыры, листовые овощи, фрукты и овощи, особенно желто-красной окраски, такие, как морковь, тыква, апельсины

Витамин В1

Дрожжи (особенно пивные), мясо (особенно свиное), ржаная мука, соя, крупа, овсяные хлопья, молоко

Витамин В2

Дрожжи, мясо, рыба, потроха, яйца, молоко, сыры, ржаная мука, соя

Витамин С

Черная смородина, листья петрушки, плоды боярышника, шиповника, цитрусовые плоды, клубника, хрен, перец сладкий, картофель (в кожуре), щавель и другие овощи и фрукты

Витамин D

Рыбий жир, сельдь, масло (сливочное), желток, морская рыба, мясо, печень

Витамин Е

Салат зеленый, пророщенные зерна хлебных злаков, кукуруза, зеленые овощи, ржаная мука, мясо, растительное масло

Витамин Н

Печень, дрожжи, желток, грибы, цельное зерно пшеницы, молоко, цветная капуста, шпинат

Витамин К

Салат, цветная капуста, шпинат, капуста, морковь, желток, помидоры, клубника

Витамин РР

Дрожжи, мясо, печень, отруби, ржаной хлеб

Витамин B6

Дрожжи, пророщенное зерно, яйца, рыба, мясо, картофель, капуста, морковь, горох, фасоль, ржаная мука

Витамин В12

Печень, почки, молоко, селедка, желток, говяжье и баранье мясо

Пантотеновая кислота

Печень, дрожжи, почки, сердце, яйца, молоко, сыры, овощи, грибы, картофель, ржаная мука

Фолиевая кислота

Печень, дрожжи, мясо, почки, мозги, шпинат, бобы, горох, пшеница, капуста, листья овощей

Обмен веществ и энергии. Питание. Анаболизм. Катаболизм.

Обмен веществ и энергии лежит в основе всех проявлений жизнедеятельности и представляет собой совокупность процессов превращения веществ и энергии в живом организме и обмен веществами и энергией между организмом и окружающей средой.

Для поддержания жизнедеятельности в процессе обмена веществ и энергии обеспечиваются пластические и энергетические потребности организма. Пластические потребности удовлетворяются за счет веществ, используемых для построения биологических структур, а энергетические — путем преобразования химической энергии поступающих в организм питательных веществ в энергию макроэргических (АТФ и другие молекулы) и восстановленных (НАДФ • Н — никотин-амид-адениндинуклеотидфосфат) соединений. Их энергия используется организмом для синтеза белков, нуклеиновых кислот, липидов, а также компонентов клеточных мембран и органелл клетки, для выполнения деятельности клеток, связанной с использованием химической, электрической и механической энергии.

Обмен веществ и энергии (метаболизм) в организме человека — совокупность взаимосвязанных, но разнонаправленных процессов: анаболизма (ассимиляции) и катаболизма (диссимиляции).

Анаболизм — это совокупность процессов биосинтеза органических веществ, компонентов клетки и других структур органов и тканей. Анаболизм обеспечивает рост, развитие, обновление биологических структур, а также непрерывный ресинтез макроэргических соединений и их накопление.

Катаболизм — это совокупность процессов расщепления сложных молекул, компонентов клеток, органов и тканей до простых веществ (с использованием части из них в качестве предшественников биосинтеза) и до конечных продуктов метаболизма (с образованием макроэргических и восстановленных соединений).

Взаимосвязь процессов катаболизма и анаболизма основывается на единстве биохимических превращений, обеспечивающих энергией все процессы жизнедеятельности и постоянное обновление тканей организма. Сопряжение анаболических и катаболических процессов в организме могут осуществлять различные вещества, но главную роль в этом сопряжении играют АТФ, НАДФ • Н. В отличие от других посредников метаболических превращений АТФ циклически рефосфорилируется, а НАДФ • Н — восстанавливается, что обеспечивает непрерывность процессов катаболизма и анаболизма.

Обеспечение энергией процессов жизнедеятельности осуществляется за счет анаэробного (бескислородного) и аэробного (с использованием кислорода) катаболизма поступающих в организм с пищей белков, жиров и углеводов. В ходе анаэробного расщепления глюкозы (гликолиза) или ее резервного субстрата гликогена (гликогенолиза) превращение 1 моля глюкозы в 2 моля лактата приводит к образованию 2 молей АТФ. Лактат — промежуточный продукт обмена. В химических связях его молекулы аккумулировано значительное количество энергии. Энергии, образующейся в ходе анаэробного обмена, недостаточно для осуществления процессов жизнедеятельности животных организмов. За счет анаэробного гликолиза могут удовлетворяться лишь относительно кратковременные энергетические потребности клетки.

В организме животных и человека в процессе аэробного обмена органические вещества, в том числе продукты анаэробного обмена, окисляются до конечных продуктов — С02 и Н20. Общее количество молекул АТФ, образующихся при окислении 1 моля глюкозы до С02 и Н20, составляет 25,5 моля. При окислении молекулы жиров образуется большее количество молей АТФ, чем при окислении молекулы углеводов. Так, при окислении 1 моля пальмитиновой кислоты образуется 91,8 моля АТФ. Количество молей АТФ, образующихся при полном окислении аминокислот и углеводов, примерно одинаково. АТФ играет в организме роль внутренней «энергетической валюты» и аккумулятора химической энергии клеток.

Основным источником энергии восстановления для реакции биосинтеза жирных кислот, холестерина, аминокислот, стероидных гормонов, предшественников синтеза нуклеотидов и нуклеиновых кислот является НАДФ • Н. Образование этого вещества осуществляется в цитоплазме клетки в процессе фосфоглюконатного пути катаболизма глюкозы. При таком расщеплении из 1 моля глюкозы образуется 12 молей НАДФ • Н.

Процессы анаболизма и катаболизма находятся в организме в состоянии динамического равновесия или временного превалирования одного из них. Преобладание анаболических процессов над катаболическими приводит к росту, накоплению массы тканей, а катаболических — к частичному разрушению тканевых структур, выделению энергии. Состояние равновесного или неравновесного соотношения анаболизма и катаболизма зависит от возраста. В детском возрасте преобладают процессы анаболизма, а в старческом — катаболизма. У взрослых людей эти процессы находятся в равновесии. Их соотношение зависит также от состояния здоровья, выполняемой человеком физической или психоэмоциональной деятельности.

Роль обмена веществ в обеспечении энергетических потребностей организма. Коэффициент фосфорилирования. Калорический эквивалент кислорода.

Количество энергии, поступающей в организм с пищей, должно обеспечивать подержание равновесного энергетического баланса на фоне неизменной массы тела, физической активности и соответствующих скоростях роста и обновления структур организма. Организм человека получает энергию в виде потенциальной химической энергии питательных веществ. Эта энергия аккумулирована в химических связях молекул жиров, белков и углеводов, которые в процессе катаболизма преобразуются в конечные продукты обмена с более низким содержанием энергии. Высвобождающаяся в процессе биологического окисления энергия используется, прежде всего, для синтеза АТФ, которая как универсальный источник энергии необходима в организме для осуществления механической работы, химического синтеза и обновления биологических структур, транспорта веществ, осмотической и электрической работы. Схема процессов превращения энергии в клетке представлена на рис. 12.1.

Количество синтезированных молей АТФ на моль окисленного субстрата зависит от его вида (белка, жира, углевода) и от величины коэффициента фосфорилирования. Этот коэффициент, обозначаемый как Р/О, равен количеству синтезированных молекул АТФ в расчете на один атом кислорода, потребленный при окислении восстановленных органических соединений в процессе дыхания. При переносе каждой пары электронов по дыхательной цепи от НАД • Н до 02 величина Р/О = 2. Для субстратов, окисляемых НАД • Н2-зависимыми ферментами, Р/О = 1,3. Эти соотношения Р/О отражают энергетические затраты клетки на синтез АТФ в митохондриях и транспорт макроэрга против химического градиента из митохондрий к местам потребления.

Рис. 12.1. Обмен энергии в клетке. В процессе биологического окисления аминокислот, моносахаридов и жирных кислот освобождающаяся химическая энергия используется для синтеза макроэргического соединения (АТФ). При расщеплении АТФ его энергия реализуется для осуществления всех видов работы клетки (химической, электрической, осмотической и механической)

Таким образом, одна часть аккумулированной в химических связях молекул жиров, белков и углеводов энергии в процессе биологического окисления используется для синтеза АТФ, другая часть этой энергии превращается в теплоту. Эта теплота, выделяющаяся сразу же в процессе биологического окисления питательных веществ, получила название первичной. Какая часть энергии будет использована на синтез АТФ и будет вновь аккумулирована в ее химических макроэргических связях, зависит от величины Р/О и эффективности сопряжения в митохондриях процессов дыхания и фосфорилирования. Разобщение дыхания и фосфорилирования под действием гормонов щитовидной железы, ненасыщенных жирных кислот, липопротеидов низкой плотности, динитрофенола ведет к уменьшению коэффициента Р/О, превращению в первичную теплоту большей, чем в условиях нормального сопряжения дыхания и фосфорилирования, части энергии химических связей окисляемого вещества. При этом снижается коэффициент полезного действия синтеза АТФ, количество синтезированных молекул АТФ уменьшается.

При полном окислении 1 г смеси углеводов пищи выделяется 4 ккал тепла. В процессе окисления в организме 1 г углеводов синтезируется 0,13 моля АТФ. Если считать, что энергия пирофосфатной связи в АТФ равна 7 ккал/моль, то при окислении 1 г углеводов лишь 0,91 (0,13 х 7) ккал энергии будет запасено в организме в синтезированной АТФ. Остальные 3,09 ккал будут рассеяны в виде тепла (первичная теплота). Отсюда можно рассчитать коэффициент полезного действия синтеза АТФ и аккумулирования в ней энергии химических связей глюкозы:

к.п.д. = (0,91 : 4,0) х 100 = 22,7 %.

Из приведенного расчета видно, что только 22,7 % энергии химических связей глюкозы в процессе ее биологического окисления используется на синтез АТФ и вновь запасается в виде химической макроэргической связи, 77,3 % энергии химических связей глюкозы превращается в первичную теплоту и рассеивается в тканях.

Аккумулированная в АТФ энергия в последующем используется для осуществления в организме химических, транспортных, электрических процессов, производства механической работы и в конечном итоге тоже превращается в теплоту, получившую название вторичной.

В названиях первичная и вторичная теплота отражено представление о двухступенчатости полного превращения всей энергии химических связей питательных веществ в тепло (первая ступень — образование первичной теплоты в процессе биологического окисления, вторая ступень — образование вторичной теплоты в процессе затраты энергии макроэргов на производство различных видов работы). Таким образом, если измерить все количество тепла, образовавшегося в организме за час или сутки, то это тепло станет мерой суммарной энергии химических связей питательных веществ, подвергшихся за время измерения биологическому окислению. По количеству образовавшегося в организме тепла можно судить о величине энергетических затрат, произведенных на осуществление процессов жизнедеятельности.

Основным источником энергии для осуществления в организме процессов жизнедеятельности является биологическое окисление питательных веществ. На это окисление расходуется кислород. Следовательно, измерив количество потребленного организмом кислорода за минуту, час, сутки, можно судить о величине энергозатрат организма за время измерения.

Между количеством потребленного за единицу времени организмом кислорода и количеством образовавшегося в нем за это же время тепла существует связь, выражающаяся через калорический эквивалент кислорода (КЭ02). Под КЭ02 понимают количество тепла, образующегося в организме при потреблении им 1 л кислорода.

Способы оценки энергетических затрат организма. Прямая калориметрия. Непрямая калориметрия.

Прямая калориметрия основана на измерении количества тепла, непосредственно рассеянного организмом в теплоизолированной камере. При прямой калориметрии достигается высокая точность оценки энергозатрат организма, однако из-за громоздкости и сложности способ используется только для специальных целей.

Непрямая калориметрия основана на измерении количества потребленного организмом кислорода и последующем расчете энергозатрат с использованием данных о величинах дыхательного коэффициента (ДК) и КЭ02. Под дыхательным коэффициентом понимают отношение объема выделенного углекислого газа к объему поглощенного кислорода.

Таблица 12.3. Значение ДК и КЭ при окислении в организме различных питательных веществ

Сущность непрямой калориметрии видна на примере окисления глюкозы. Этот процесс описывается следующими превращениями:

С6Н1206 + 602 = 6С02 + 6Н20 + 675 ккал.

При окислении 1 г глюкозы количество выделяющейся энергии составляет 675:180 (масса 1 моля глюкозы) = 3,75 ккал. На окисление 1 моля глюкозы затрачивается 6 молей 02 или 134,4 (6 х 22,4) л. Калорический эквивалент 1 л 02, использованного на окисление глюкозы, равен 675 ккал : : 134,4 л = 5,02 ккал/л. Так как смесь углеводов пищевых продуктов имеет более высокую, чем чистая глюкоза, энергетическую ценность, то при окислении их в организме КЭ02 = 5,05 ккал/л. Из приведенного уравнения реакции окисления глюкозы видно, что объем выделенного в процессе окисления углекислого газа равен объему затраченного кислорода. Следовательно, при окислении глюкозы:

ДК=6С02:602 = 1.

В случае окисления жиров, в которых на 1 атом углерода приходится меньше атомов кислорода, чем в углеводах и белках, величина ДК имеет значение 0,7. При окислении белковой, а также смешанной пищи величина ДК принимает промежуточное значение между 1,0 и 0,7. Поскольку в организме все питательные вещества одновременно подвергаются окислению, то, определив величину ДК, можно условно судить о преимущественном окислении в организме того или иного вида питательных веществ. Так как для каждого питательного вещества характерна своя энергетическая ценность, то по величине дыхательного коэффициента можно рассчитать значение калорического эквивалента кислорода. Величины этих значений представлены в табл. 12.3.

В условиях интенсивной физической нагрузки и при состояниях, когда в организме имеет место накопление углекислоты, ДК может принимать значение > 1,0. В этих случаях по нему нельзя судить о природе окисляемых веществ.

Основной обмен. Уравнения для расчета величины основного обмена. Закон поверхности тела.

Под основным обменом понимают минимальный уровень энергозатрат, необходимых для поддержания жизнедеятельности организма в условиях относительно полного физического, эмоционального и психического покоя. В состоянии относительного покоя энергия затрачивается на осуществление функций нервной системы, постоянно идущий синтез веществ, работу ионных насосов, поддержание температуры тела, деятельность дыхательной мускулатуры, гладких мышц, работу сердца и почек.

Энергозатраты организма возрастают при физической и умственной работе, психоэмоциональном напряжении, после приема пищи, при понижении температуры среды. Для того, чтобы исключить влияние перечисленных факторов на величину энергозатрат, определение основного обмена проводят в стандартных строго контролируемых условиях: утром, в положении лежа, при максимальном расслаблении мышц, в состоянии бодрствования, в условиях температурного комфорта (около 22 °С), натощак (через 12—14 ч после приема пищи). Полученные в таких условиях величины основного обмена характеризуют исходный «базальный» уровень энергозатрат организма.

Для взрослого человека среднее значение величины основного обмена равно 1 ккал/кг/ч (4,19 кДж). Следовательно, для взрослого мужчины массой 70 кг величина энергозатрат составляет около 1700 ккал/сут (7117 кДж), для женщин — около 1500 ккал/сут. Интенсивность основного обмена тесно связана с размерами поверхности тела, что обусловлено прямой зависимостью величины отдачи тепла от площади поверхности тела. У теплокровных организмов, имеющих разные размеры тела, с 1 м2 поверхности тела в окружающую среду рассеивается одинаковое количество тепла. На этом основании сформулирован закон поверхности тела, согласно которому энергетические затраты теплокровного организма пропорциональны величине поверхности тела.

Таблица 12.4. Уравнения для расчета величины основного обмена.

Величины основного обмена определяют методами прямой или непрямой калориметрии. Его должные величины можно рассчитать по уравнениям с учетом пола, возраста, роста и массы тела (табл. 12.4).

Нормальные величины основного обмена у взрослого человека можно рассчитать также по формуле Дрейера:

Н = W/K • А,

где W —масса тела (г), А —возраст, К —константа (0,1015 для мужчин и 0,1129 — для женщин).

Величина основного обмена зависит от соотношения в организме процессов анаболизма и катаболизма. Преобладание в детском возрасте процессов анаболической направленности в обмене веществ над процессами катаболизма обусловливает более высокие значения величин основного обмена у детей (1,8 и 1,3 ккал/кг/ч у детей 7 и 12 лет соответственно) по сравнению со взрослыми людьми (1 ккал/кг/ч), у которых уравновешены в состоянии здоровья процессы анаболизма и катаболизма.

Так как показатели теплопродукции, артериального давления и пульса взаимосвязаны, то можно рассчитать величину основного обмена и его отклонения от нормы по следующей формуле:

ПО = 0,75 • (ЧСС + ПД • 0,74) - 72,

где ПО — процент отклонения от нормы, ЧСС — частота сердечных сокращений, ПД — пульсовое давление.

Для каждой возрастной группы людей установлены и приняты в качестве стандартов величины основного обмена. Это дает возможность при необходимости измерить его величину у человека и сравнить полученные у него показатели с нормативными. Отклонение величины основного обмена от стандартной не более чем на +10 % считается в пределах нормы. Более значительные отклонения основного обмена могут служить диагностическими признаками таких состояний организма, как нарушение функции щитовидной железы; выздоровление после тяжелых и длительных заболеваний, сопровождающееся активацией метаболических процессов; интоксикация и шок, сопровождающиеся угнетением метаболизма.

Интенсивность основного обмена в различных органах и тканях неодинакова. По мере уменьшения энерготрат в покое их можно расположить в таком порядке: внутренние органы—мышцы—жировая ткань.

← Предыдущая
Страница 1
Следующая →

Питательные вещества и пищевые продукты. Пищеварение в ротовой полости. Энергетический обмен и питание. Белки и их роль в организме. Белки. Клеточные липиды. Гомеостаз.

У нас самая большая информационная база в рунете, поэтому Вы всегда можете найти походите запросы

Искать ещё по теме...

Похожие материалы:

Альфа-адреномиметики, Бета-адренолитики

Селективные альфа-адренолитики, Празозин, Доксазозин, Тамсулозин, Фентоламина гидрохлорид, метаносульфат. Альфа 1- и альфа2-адренолитики

Податок на майно. Туристичний збір. Збір за місце для паркування транспортних засобів

Платниками податку є фізичні та юридичні особи, в тому числі нерезиденти, які є власниками об\'єктів житлової нерухомості. Платниками збору є юридичні особи, їх філії (відділення, представництва)

Теории управления персоналом Тейлор

Тейлор разработал систему, которая является совокупностью методов распределения норм труда, организации и управления производством.

Изготовление съёмных пластиночных протезов с металлизированным базисом

Дипломная работа. Специальность: Стоматология ортопедическая. Технология изготовления съёмных пластиночных протезов с металлизированным базисом. Изучение и освоение лабораторных этапов съёмных пластиночных протезов с металлизированным базисом

Урология. Ответы

Ответы на экзаменационные билеты по урологии. Дисциплина: Хирургические болезни. Кафедра Факультетской хирургии с курсом урологии

Сохранить?

Пропустить...

Введите код

Ok