Читать книгу Эндокринология. Большая медицинская энциклопедия - Каллум Хопкинс, Коллектив авторов, Сборник рецептов - Страница 11

Обмен веществ и энергий – это способ существования белковых тел. Он предполагает прием из внешней среды продуктов питания, их сложную обработку для получения энергии на выполнение функций в организме и во внешней среде и для выработки строительного материала взамен отмерших клеток и тканей. Все это происходит под влиянием ферментативных клеточных систем и гормонов эндокринной системы.

Белки, жиры, углеводы, требующиеся для создания новых клеток, их органов, межклеточного вещества, строятся из питательных веществ, которые поступают в клетку в результате пластического обмена (это совокупность реакций соединения, идущих с поглощением энергии в организме человека), противоположностью которому является энергетический обмен (совокупность реакций разложения, идущих с выделением энергии).

В процессе распада и синтеза органических соединений образуются ядовитые продукты. Для их нейтрализации в организме проходят реакции разрушения и связывания, образования неядовитых веществ, не имеющих ни энергетического, ни пластического значения.

Изучением обмена веществ занимаются такие науки, как физиология человека и биохимия.

Организм человека из внешней среды получает продукты, содержащие углеводы (в виде полисахаридов), жиры (в виде эфиров жирных кислот и глицерина), а также белки – высокомолекулярные агрегаты, состоящие из соединения основных структурных единиц, аминокислот. Энергетический обмен заключается в разложении этих веществ и выработке энергии для внутриклеточных работ. Это происходит в 2 этапа. На первом этапе пищевые продукты разлагаются в желудочно-кишечном тракте по типу гидролиза. На втором этапе разрушаются внутримолекулярные связи в основных структурных единицах пищевых веществ. Глюкоза и жиры распадаются до углекислоты и воды; аминокислоты отщепляют группу NH₂ и далее превращаются в углекислоту и воду; т. е. происходит расщепление молекул (десмолиз). Большое количество энергии освобождается для дальнейшей организации работ.

Десмолитические и синтетические процессы формируют новые высокомолекулярные соединения, которые откладываются «про запас» в протоплазме клеток. Депонированные вещества могут использоваться по мере необходимости (между приемами пищи, при голодании, повышенных физических или умственных нагрузках).

Совместные десмолитические и синтетические процессы интерпретируются как интермедиарный (промежуточный) тканевый обмен.

За счет углеводного обмена происходит освобождение энергии, необходимой для внутриклеточной работы. Белки и жиры как энергетический материал используются частично. Большая часть этих веществ превращается в углеводы, которые в виде глюкозы циркулируют в крови, а их излишки – в виде полисахарида, отложившегося в печени или в мышцах.

Углеводный обмен

Это сложный процесс. Крахмал пищи в кишечнике разлагается до моносахарида глюкозы и всасывается в кровь, где подвергается обратному синтезу в полисахарид гликоген. По мере необходимости гликоген поступает в кровь, которая разносит его к местам потребления. Но этот процесс является не единственным источником глюкозы. Продукты гидролиза белков и жиров также могут частично превращаться в печени в гликоген.

Итак, углеводный обмен в организме человека проходит несколько этапов:

1) гидролитический распад полисахаридов пищи в системе пищеварения до стадии моносахаридов;

2) транспорт кровью в виде глюкозы;

3) гликогенобразовательный процесс в печени и мышцах (гликогенез);

4) образование гликогена в печени из белков и жиров (гликогенез);

5) гликогенолитический процесс в печени, освобождающий депонированный гликоген в глюкозу и направляющий ее в кровь (гликогенолиз);

6) процесс распада углеводов в тканях с освобождением энергии (гликолиз).

Регуляция углеводного обмена производится путем воздействия ферментов и гормонов на все его звенья. Этот процесс регулируется центральной нервной системой.

Жировой обмен

Жиры пищи всасываются в кишечнике лимфатическими сосудами в виде нейтрального жира. Затем они через грудной лимфатический проток направляются в кровь. В тканях жир окисляется до СO₂ и Н₂O, освобождая энергию для внутриклеточных процессов. У человека с избыточным весом «про запас» жир откладывается в подкожной жировой клетчатке и на брюшине. Эти жиры являются запасным пищевым продуктом (депо), они используются при голодании. Жир поступает в кровь, где превращается в гликоген, далее – в клетки и ткани, где подвергается энергетическому распаду.

Пополнение жира осуществляется не только за счет принимаемой жирной пищи, но и за счет излишка углеводов, которые в виде гликогена поступают в печень и ткани (мышцы), а небольшая их часть превращается в жир и откладывается в жировых местах в качестве резерва для питания.

По данным некоторых авторов, в жир превращаются также и белки по следующей цепочке: белки – гликоген – жир. Но это возможно только при большом поступлении белков в организм человека.

Метаболические превращения, которым подвергается жир, бывают 3 видов.

1. Жир может подвергаться непосредственному окислению, освобождая энергию для тканевого процесса.

2. Жир может превращаться в гликоген и использоваться тканями, проходя все стадии углеводного обмена.

3. Жир служит исходным материалом для ряда важных пластических синтезов и образует ряд сложных комплексов, относящихся к группе липоидов, которые входят в структуру протоплазмы.

Белковый обмен

Белки переваренной пищи, всосавшись в кровь в виде аминокислоты, доставляются к тканям организма. Дальнейшие превращения идут путем внутриклеточной перестройки продуктов пищеварительного гидролиза белков под влиянием гормонов и тканевых ферментов. Белки в основном выполняют пластическую роль. Неиспользованные белки, так же как жиры и углеводы, расходуются как энергетический материал.

Аминокислоты, осевшие в печени, подвергаются дезаминированию, от азотистого комплекса отщепляется молекула аммиака, из которой в печени синтезируется мочевина. Безазотистый остаток молекулы аминокислоты превращается в глюкозу и встает на путь углеводного обмена. Часть аминокислот печени вновь превращается в белок плазмы крови, а аминокислоты, осевшие в тканях, расходуются в качестве пластического материала клеток и тканей. Небольшая часть аминокислот расходуется на получение энергии.

Основной обмен

Энергия, освобождающаяся человеком при гликолизе, служит для проявлений жизнедеятельности организма, которые можно разделить на 2 категории. К первой категории относится состояние полного мышечного покоя. Энергия, освобождаемая организмом при полном мышечном покое, называется основным обменом. К другой категории относится энергия, затраченная на производство внешних работ, которая носит название «рабочий обмен организма».

Существует методика определения основного обмена: пациент принимает пищу за 12 ч до проведения процедуры. Его укладывают в постель и предлагают расслабить все группы мышц. После 30 мин полного покоя пациента подключают к дыхательному аппарату, по данным которого определяют газообмен и вычисляют величину основного энергетического обмена (количество килокалорий на 1 кг массы тела). При этих условиях освобождаемая энергия расходуется на работу сердца, центральной нервной системы, желез внутренней секреции, на функцию дыхательных мышц, на поддержание температуры тела не ниже 37 °С и химических процессов в органах и тканях.

В абсолютных величинах основной обмен взрослого человека колеблется у мужчин от 1000 до 2000 ккал в сутки (например, величина основного обмена у мужчины весом 70 кг составляет около 1700 ккал в сутки (1 ккал на 1 кг веса в 1 ч), у женщин – от 1000 до 1700 ккал.

Средняя нормальная величина будет составлять около 960 ккал на 1 м² поверхности тела.

Основной обмен зависит от возраста (чем моложе, тем интенсивнее), пола, веса и др.

Регуляция обмена веществ

Обмен веществ является сложным механизмом взаимоотношений и воздействий функций органов, систем и организма в целом. Стимулы клетки и ткани получают через трофические нервы или через кровь, в которые поступают гормоны, влияющие на тканевой обмен. Но секреция гормонов происходит рефлекторным путем, поэтому и регуляция обмена веществ осуществляется центральной нервной системой. Обмен веществ как основа жизнедеятельности организма человека приспосабливается к постоянно меняющимся условиям внешней среды.

В ходе опытов человеку предлагалось совершать работу по словесному сигналу, и после нескольких сочетаний сам сигнал к работе вызывал повышение обмена веществ. Если же сигнал к мышечной работе перестал подкрепляться, то выработанный условный рефлекс подвергался угасанию.

Кора головного мозга осуществляет регулирующее влияние на обмен веществ через гипоталамическую область и через симпатические нервы.

Влияют на обмен веществ и железы внутренней секреции, особенно щитовидная железа и гипофиз, являясь эффекторами условных и безусловных рефлексов, регулирующих тканевой обмен.

Питание

Основными принципами рационального питания являются разработки пищевого рациона, учитывающие потребность организма человека как в энергетических, так и в пластических пищевых веществах – белках, жирах и углеводах, а также в витаминах и минеральных солях. При этом учитываются процесс обработки пищи в системе пищеварения, чувство насыщения и повышения аппетита. Принимаются во внимание и другие аргументы: усвояемость пищи, ее воздействие на секреторную и двигательную системы желудка и кишечника, а также усвояемость белков, жиров и углеводов. Чем больше эта разница, тем больше всосалось белков, жиров и углеводов в кровь. Животные продукты питания полнее усваиваются в организме, чем растительные продукты. Например, из 18,75 г белка мяса усваивается 18 г, а из 8,68 г белка в 100 г ржаного хлеба усваивается лишь 4 г, т. е. менее половины. Но в пищевых продуктах растительного происхождения содержится больше клетчатки, которая защищает белки от воздействия пищеварительных ферментов. Размолотые зерна усваиваются тем лучше, если мельче помол. Так, при грубом помоле из ржаного хлеба белков усваивается 1/2, а при тонком помоле – 3/4.

Поэтому при оценке пищевой ценности продуктов питания учитываются степень усвояемости (при расчете норм питания) и теплота сгорания.

Клетчатка пищи существенно влияет на двигательную функцию кишечника. Хорошо усвояемая пища формирует небольшое количество каловых масс, слабо раздражается кишечник, нарушается его двигательная функция, возникают запоры. Содержимое кишечника подвергается бактерийному разложению с образованием большого количества газа. Начинается интоксикация организма.

Определенное значение придается вкусу пищи, вызывающей аппетит. Чем лучше аппетит, тем больше сокоотделения и тем лучше происходит перевариваемость пищи. Это имеет особое значение при рациональном питании человека. Необходимо, чтобы пища возбуждала аппетит запахом, видом и вкусом. Пища должна приниматься в один и тот же промежуток времени, т. е. следует соблюдать режим питания.

Пластическая ценность пищи определяется качеством и количеством белков. Жиры и углеводы к этому имеют меньшее отношение. В жир могут превращаться белки и углеводы. В углеводы превращаются белки и жиры.

Жир в организме человека играет двоякую роль. Во-первых, он наиболее богат энергией. Во-вторых, жир является растворителем для некоторых витаминов.

Углеводы, превращаясь в углекислоту и воду, дают энергию для мышечной работы.

Белки покрывают потребности организма в аминокислотах. Они могут быть заменимыми и незаменимыми. Из 22 аминокислот 10 не могут быть синтезированы в организме, они должны поступать с пищей в готовом виде. Остальные 12 аминокислот создаются в клеточном метаболизме из азота пищи.

Белковый минимум определяется качеством белка пищи. Для оценки качества белков введено понятие биологической ценности белка. Животные белки имеют большую биологическую ценность, чем белки растительного происхождения.

Рациональное питание должно быть рассчитано на белковый оптимум. Лишь он создает наилучшие условия для обмена веществ. В суточном рационе белка должно быть не менее 120 г. Кроме того, в пище должно содержаться достаточно витаминов и минеральных солей.