1. Ce este metabolismul? 2. Care sunt caracteristicile metabolismului în plante și animale? 3. Care proteine sunt deficitare?
Între corp și mediul său există un schimb continuu de substanțe și energie. Metabolismul începe cu aportul de apă și alimente în organism. În procesul de procesare a acestor substanțe, organismul primește energia și materialele necesare pentru a-și construi propriile celule și țesuturi. Nu se utilizează ca urmare a transformărilor de substanțe, reziduuri, precum și anumite produse de activitate vitală, sunt excretate din organism.
Astfel, metabolismul în organism nu este doar un curent constant de substanțe prin structurile sale principale, ci și totalitatea tuturor reacțiilor chimice care au loc în el. În acest caz, reacțiile asociate cu transformarea substanțelor pot fi atribuite a două procese: metabolismul plastic și energetic.
Metabolismul metabolic este procesul în care se formează propriile molecule și organoizi (biosinteza), diviziunea celulară, creșterea organismului, înlocuirea moleculelor și celulelor deteriorate. Cu alte cuvinte, schimbul de plastic este agregatul reacțiilor de sinteză a substanțelor organice într-o celulă care utilizează energie.
În procesele de metabolism energetic, substanțele nutritive obținute din alimente sunt distruse (dezintegrate) la compuși simpli. Aceste procese, numite oxidare biologică. se procedează destul de încet și conduc la eliberarea energiei stocate în legăturile chimice ale moleculelor de alimente ecologice. Energia eliberată este parțial disipată sub formă de căldură, dar o parte semnificativă a acesteia este cheltuită pe sinteza ATP (vezi § 11, 20).
Dacă există o nevoie de energie în celule, ATP se descompune. În același timp, se eliberează energie, datorită căruia apar diverse procese de activitate vitală. Corpul uman consumă multă energie, deoarece activitatea mușchilor, a rinichilor, a creierului și a altor sisteme necesită costuri constante. Diferiți nutrienți în timpul oxidării produc o cantitate diferită de energie, a cărei unitate de măsură este joule (J).
Anterior, cantitatea de căldură a fost determinată de o modificare a temperaturii de 1 g de apă cu 1 ° C. Această unitate a fost denumită calorie (fecale). 1 calorie este aproximativ egală cu 4,19 J. Experții care se ocupă cu nutriția umană, folosesc adesea o altă unitate - calorii (scrise cu majuscule). De fapt, este un kilocaloriu (1 kcal), egal cu 1000 de calorii. Toate aceste unități sunt utilizate la calcularea valorii energetice a consumului de produse și energie a organismului sub diferite tipuri de sarcină.
Schimbul de proteine
Corpul uman conține aproximativ 20 de tipuri de aminoacizi, combinate într-o ordine strict definită pentru fiecare tip de proteină în lanțuri lungi. proteine produse alimentare dezintegrare în tractul gastrointestinal pentru a separa aminoacizii absorbiți în intestinul subțire în fluxul sanguin și răspândirea celulelor individuale ale corpului, și în care sinteza de noi proteine este uman.
Dezintegrând, aminoacizii formează apă, dioxid de carbon și amoniac toxic. În celulele hepatice, amoniacul este transformat în uree. Apa și ureea sunt eliminate din organism ca parte a urinei și dioxidul de carbon este expirat prin plămâni.
Când se oxidează 1 g de proteină, este eliberată energia de 17,2 kJ (4,1 kcal). Cu toate acestea, organismul utilizează rar un număr mare de proteine pentru a-și acoperi costurile de energie, deoarece proteinele sunt necesare pentru a îndeplini alte funcții.
Se estimează că jumătate din proteinele corpului uman, adică aproximativ 400 g de proteine pe zi, se dezintegrează în 80 de zile. Cu toate acestea, aminoacizii formați în timpul dezintegrării proteinelor proprii ale organismului nu sunt derivați din acesta, ci sunt utilizați din nou, fiind incluși în proteinele sintetizate. O zi cu alimente în organism ar trebui să primească cel puțin 40 de grame de proteine (de preferință 100-150 g). Proteinele vegetale sunt inferioare oamenilor, prin urmare, cu o dietă vegetariană, este necesar să se selecteze dieta corectă, astfel încât mai multe proteine vegetale să înlocuiască o proteină animală completă.
Schimbul de carbohidrați
Carbohidrații organism vin sub formă de diferiți compuși: amidon, glicogen, zaharoză sau fructoză și alți carbohidrați absorbite ca glucoza si vilozităților a intestinului subțire în sânge .. Cu o cantitate mare de carbohidrați în produsele alimentare, excesul se transformă în glicogen de polizaharidă și este depozitat "în rezervă". De exemplu, până la 300 g de glicogen pot fi depuse în ficatul uman. Produsele de descompunere a carbohidratilor sunt excretate din organism prin rinichi (apa) si plamani (dioxid de carbon).
Carbohidrații sunt principala sursă de energie în organism. Când se oxidează 1 g de carbohidrați, este eliberată energia de 17,2 kJ (4,1 kcal). Glucoza este necesară în special pentru funcția normală a creierului. Reducerea nivelului de glucoză în plasma sanguină de la 0,1 la 0,05% duce la pierderea rapidă a conștienței, convulsii și deces.
Un adult ar trebui să primească cel puțin 150 de grame de carbohidrați pe zi cu alimente. În consecință, rezerva de glicogen în ficat poate fi suficientă pentru nu mai mult de două zile sau chiar pentru o perioadă mai scurtă, deoarece cu activitatea activă a carbohidraților este nevoie de mult mai mult - până la 500 g pe zi.
Schimbul de grăsimi
Grăsimile sunt compuși care includ acizi grași și glicerină. Sub acțiunea enzimelor pancreatice și în intestinul subțire, și cu implicarea grăsimilor biliare digerate și absorbite în capilarele limfatice ale vilozitățile intestinului subțire și mai departe cu fluxul limfatic în sânge.
În organismul uman, grăsimile provin atât din produsele alimentare, cât și din cele vegetale. Excesul de grăsime este depozitat în țesutul adipos subcutanat și pot fi formate magazine de grăsimi care acoperă costurile de grăsime pentru multe zile. Ca și carbohidrații, grăsimile se descompun la dioxid de carbon și apă și se excretă în același mod.
Grăsimile sunt cea mai importantă sursă de energie pentru corpul uman. Oxidarea 1 g de grăsimi duce la eliberarea de 38,9 kJ (9,3 kcal) de energie. Nevoia de grăsimi este determinată de nevoile energetice ale organismului în ansamblu și este în medie 80-100 g pe zi. O parte semnificativă a nevoilor energetice ale ficatului, mușchilor, rinichilor (dar nu creierului) este acoperită de oxidarea grăsimilor.
Schimb de apă și săruri minerale
Apa este cea mai obișnuită substanță din corpul nostru. O persoană adultă este formată din aproximativ 65% apă, iar un embrion uman conține aproximativ 90% apă. În ziua în care corpul uman pierde aproximativ 2,0-2,5 litri de apă. Aceeași sumă pe care o primește în total cu o băutură (1 litru) și o mâncare (1 litru). Sărurile de apă și minerale dizolvate în acesta sunt absorbite pe tractul gastro-intestinal, dar mai ales prin vilii intestinului subțire. Deshidratarea organismului duce la moartea rapidă. O persoană fără apă poate trăi nu mai mult de 5-6 zile, în timp ce fără hrană, poate gestiona mai mult de 50 de zile.
Corpul, pe lângă apă, are nevoie de o cantitate constantă de săruri minerale. Și, deși nu reprezintă mai mult de 4% din greutatea corporală, setul lor este foarte divers. Noaptea în corpul uman trebuie sa fie aprovizionate cu alimente și băuturi de cel puțin 4,4 g de clorură de sodiu 5 g, 2 g de potasiu, 1 g de calciu, fosfor, 1 g, 0,2 g de fier. Aceste substanțe se numesc macrocelule.
Elementele chimice conținute în organism în concentrații scăzute (fracțiuni de miligram), dar necesare pentru viața sa normală, se numesc oligoelemente. Acestea afectează creșterea, reproducerea, hematopoieza și alte procese. Următoarele elemente includ cupru, iod, zinc, fluor, magneziu și multe alte substanțe. Se poate spune că majoritatea elementelor din tabelul lui DI Mendeleyev au fost găsite în corpul uman.
Laboratorul meu
Metabolismul în celulă. Totalitatea tuturor reacțiilor asociate metabolismului (de obicei la nivel celular) se numește metabolism. În acest caz, setul de reacții de biosinteză a substanțelor necesare corpului, însoțit de costurile energiei, se numește asimilare sau anabolism. și setul de reacții de descompunere a substanțelor, în principal de origine alimentară, însoțit de primirea și stocarea energiei - prin disimilare sau catabolism.
Evident, disimilarea fără asimilare și invers este imposibilă. Într-un corp sănătos, ambele procese sunt strict echilibrate, deși într-o perioadă de creștere rapidă, asimilarea poate supraviețui temporar peste disimilare. Se estimează că un adult pentru o viață normală are nevoie de cel puțin 1500-1700 de calorii pe zi. Din această cantitate de energie, 15-35% sunt cheltuite pentru necesitățile organismului, iar restul este cheltuit pe căldură.
Schimb de plastic. Schimbul de energie. Oxidarea biologică. calorie
Răspunde la întrebări
1. Ce este metabolismul? 2. Ce este schimbul de plastic și energie și unde se întâmplă? 3. Care este semnificația ATP pentru metabolism? 4. Ce unități sunt folosite pentru a descrie energia stocată în nutrienți și care sunt caracteristicile recalculației lor reciproce? 5. Descrieți caracteristicile schimbului de substanțe de bază în corpul uman.
Cum poți dovedi că energia din corpul uman se schimbă?