Обмен веществ – это процесс поступления в организм различных веществ, их усвоения и переработки и выведения из внутренней среды образовавшихся конечных продуктов. Он сопровождается превращением энергии. Обмен веществ состоит из процессов ассимиляции (анаболизм, пластический обмен) и диссимиляции (катаболизм, энергетический обмен). Пластический обмен – это совокупность всех процессов усвоения, биосинтеза и накопления веществ в организме. Реакции биосинтеза идут с затратой энергии, которая высвобождается в процессе распада сложных органических веществ до более простых (диссимиляция).Энергетический обмен – это совокупность всех реакций, обеспечивающих клетку энергией. Основным источником энергии является процесс клеточного аэробного дыхания – кислородного окисления органических веществ, который происходит в митохондриях. Все процессы обмена взаимосвязаны. Для энергетического обмена необходимы ферменты, синтезируемые в пластическом обмене. Для реакций пластического обмена, в свою очередь, необходима энергия. Основные вещества, участвующие в обмене, – это вода, минеральные соли, белки, углеводы и жиры. При этом обмен одних веществ связан с обменом других: так белки могут превращаться в жиры и углеводы, а углеводы – в жиры. Превращение углеводов или жиров в белки невозможно, поскольку для их образования необходимы аминокислоты, из которых 10 не могут синтезироваться в организме человека (т. н. незаменимые аминокислоты).
Белки поступают в организм с пищей, расщепляются в кишечнике до аминокислот, которые всасываются в кровь и с током крови аминокислоты разносятся по всему организму. В клетках из них синтезируются собственные белки, свойственные данному организму. Часть аминокислот распадается, при этом кроме углекислого газа и воды образуется аммиак, из которого в печени синтезируется мочевина, экскретируемая с мочой и потом. При распаде 1 г белка выделяется 17,6 кДж энергии. В сутки для возмещения потерь взрослый человек должен получать 100–120 г белков.
Жиры выполняют структурную, защитную, энергетическую функции, служат источником метаболической воды. Жиры пищи расщепляются в тонком кишечнике на глицерин и жирные кислоты, которые поступают в кишечный эпителий. Там они соединяются вновь и переносятся в лимфатические капилляры кишечных ворсинок. Жиры используются для построения мембран клеток и в процессе дыхания. При расщеплении 1 г жира до углекислого газа и воды выделяется 38,9 кДж энергии и образуется 1,1 г воды. Незаменимыми компонентами являются полиненасыщенные жирные кислоты, содержащиеся в растительных жирах. Суточная потребность в жирах составляет 80–100 г., из них как минимум треть должна быть растительного происхождения. Избыток жира откладывается в жировой клетчатке.
Углеводы являются важным источником энергии для организма. Нервная ткань может использовать для дыхания только глюкозу, поэтому её содержание в крови поддерживается на постоянном уровне (0,08–0,12 %). Крахмал и гликоген пищи расщепляются до моносахаридов, которые всасываются в кровь в пищеварительном тракте. Избыток глюкозы запасается в печени и мышцах в виде гликогена или превращается в жир. При расщеплении 1 г углеводов до углекислого газа и воды выделяется 17,6 кДж энергии. Суточное потребление глюкозы составляет 400–500 г.
При определении норм питания необходимо учитывать общие энергозатраты человека. Они составляют от 12600 кДж у работников умственного труда до 19000 кДж и более при тяжёлой физической работе. Кроме этого, необходимо обеспечить организм всеми необходимыми веществами, в том числе витаминами.
Витамины – это биологически активные вещества, участвующие в обмене и не вырабатывающиеся (или вырабатывающиеся в недостаточных количествах) в организме человека. Чаще всего они играют роль активаторов (кофакторов) ферментов или переносчиков различных химических групп в ферментативных реакциях. Они практически не запасаются в организме и должны регулярно поступать с пищей. При недостатке или отсутствии витаминов развиваются заболевания – гиповитаминозы или авитаминозы. Избыток большинства витаминов вреден и вызывает отравления. Витамины подразделяют на водорастворимые (С, витамины группы В) и жирорастворимые (А, D, Е, К) (таблица 2 «Основные витамины»).
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Таблица 1. Основные витамины |
Нормальное питание обеспечивает организм всеми необходимыми веществами и энергией. Нарушения обмена могут приводить к тяжёлым заболеваниям (диабет, подагра, ожирение).
