Головна ⇒ 📌Довідник з біології ⇒ ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ОБМІНУ РЕЧОВИН І ЕНЕРГІЇ – ОБМІН РЕЧОВИН – ЛЮДИНА ТА ЇЇ ЗДОРОВ’Я

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ОБМІНУ РЕЧОВИН І ЕНЕРГІЇ – ОБМІН РЕЧОВИН – ЛЮДИНА ТА ЇЇ ЗДОРОВ’Я

Довідник з біології

ЛЮДИНА ТА ЇЇ ЗДОРОВ’Я

ОБМІН РЕЧОВИН

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ОБМІНУ РЕЧОВИН І ЕНЕРГІЇ.

Обмін речовин, або метаболізм – сукупність хімічних перетворень, які протікають у живих організмах, забезпечуючи їх зростання, життєдіяльність, відтворення, постійний контакт і обмін з навколишнім середовищем. Завдяки обміну речовин відбувається розщеплення і синтез молекул, які входять до складу клітин, утворення, руйнування й оновлення клітинних структур і міжклітинної речовини. Таким чином, обмін речовин складається

з двох протилежних процесів – синтезу та розпаду.

Сукупність реакцій біосинтезу називається асиміляцією, або пластичним обміном. Протилежний процес – розпад і окислення клітиною органічних речовин – називається дисиміляцією, або енергетичним обміном. Для біосинтезу речовин необхідна енергія, що вивільняється при дисиміляції і акумулюється в АТФ. Розпад органічних сполук можливий тоді, коли кількість їх в клітині постійно поповнюється. Джерелом енергії для організму є органічні речовини: вуглеводи, жири, білки. Для нормального обміну необхідні також вода, мінеральні солі та вітаміни.

Вода

входить до складу клітин, міжклітинної речовини, тканинної рідини та лімфи. Вона становить 65-70 % маси тіла людини, а кров і лімфа містить понад 90 % води. Значення води полягає в тому, що всі хімічні перетворення відбуваються тільки у водних розчинах. Вода – розчинник органічних і неорганічних сполук. У клітинах вона пов’язана з білками, вуглеводами й іншими речовинами, наприклад, утворює сольватні оболонки навколо білкових молекул. Добова потреба людини у воді 2,5-3 л, але вона змінюється залежно від умов зовнішнього середовища. Вода поступає при питті та з їжею і всмоктується в кишечнику в незміненому вигляді.

Мінеральні солі необхідні для підтримки постійного складу внутрішнього середовища організму, для транспортування кров’ю кисню і вуглекислого газу (залізо у складі гемоглобіну), для нормального процесу згортання крові (кальцій), для процесу кровотворення (залізо, мідь), для побудови тканин (кальцій для кісткової тканини), для виникнення збудження в нервових і м’язових клітинах (калій, натрій) тощо. Загальна кількість мінеральних речовин в тілі людини – близько 3,46 %. До їх складу входять близько 60 елементів. Потреби організму в мінеральних солях в основному задовольняються за рахунок продуктів харчування. Виняток становить тільки хлористий натрій, який додають до їжі (5-6 г на добу). У деяких регіонах в куховарську сіль додають йод (у зв’язку з недоліком його у воді й місцевих продуктах харчування). Надлишки води та мінеральних солей виводяться з організму з сечею, потом і калом.

Білки, або протеїни, високомолекулярні органічні сполуки, побудовані із залишків амінокислот. Відіграють першорядну роль у життєдіяльності всіх організмів, беруть участь у їх побудові, розвитку й обміні речовин. Входять до складу цитоплазми, оболонки та ядра клітин, ферментів, плазми крові, більшості гормонів і гемоглобіну. їх джерелом для людини служать переважно продукти тваринного (м’ясо, риба, молоко, сир, яйця тощо) і частково рослинного походження (особливо боби). Білки розщеплюються в шлунку і в кишечнику до амінокислот і всмоктуються в кров. Особливо важливі 10 амінокислот, які не можуть синтезуватися в 9рганізмі і називаються незамінними. Відсутність в їжі деяких з них приводить до порушення синтезу білків. За змістом необхідних для організму амінокислот білки діляться на повноцінні (білки молока, м’яса, риби тощо) і неповноцінні, які не містять хоча б однієї з незамінних кислот. Добова потреба в білках складає 80- 100 г. У клітинах з амінокислот утворюються білки, властиві даному організму. При надлишку білки перетворяться на вуглеводи й жири. Частина амінокислот, не використаних в синтезі білка, розщеплюється з вивільненням енергії (17,6 кДж на 1 г речовини) й утворенням продуктів розпаду, таких як вода, діоксид вуглецю, аміак, сечовина та ін. Продукти розпаду виводяться з організму у складі сечі, поту, частково з повітрям, що видихається.

Вуглеводи, або цукри, поліоксикарбональні сполуки та їх численні (у тому числі полімерні) похідні, компоненти всіх без винятку живих організмів. Вуглеводи ділять на моносахариди, олігосахариди та полісахариди. В організмі служать основним джерелом енергії. На добу людина повинна одержувати 400-500 г вуглеводів. Основним джерелом є продукти рослинного походження (картопля, хліб, фрукти тощо). У шлунково-кишковому тракті вони розщеплюються до глюкози, котра всмоктується в кров. Рівень глюкози в крові відносно постійний і складає 4,4-7,0 ммоль/л. Надлишок глюкози перетворюється в печінці на тваринний крохмаль – глікоген. У клітинах глюкоза розщеплюється до кінцевих продуктів – вуглекислого газу й води; при цьому виділяється енергія (17,6 кДж на 1 г глюкози). При надмірному вуглеводному харчуванні вони можуть перетворюватися на жири.

Жири та жироподібні речовини входять до складу клітинних мембран, цитоплазми, ядра. Вони надходять в організм з рослинною і тваринною їжею. Жири всмоктуються в лімфу, потім поступають у кров і розносяться по всіх клітинах. Добова потреба в них складає 80-100 г. Частина жиру, що потрапив у клітини, є будівельним матеріалом. Велика ж його частина відкладається у підшкірній клітковині, в сальнику й інших органах. Цей жир є резервним і використовується організмом при недостатньому харчуванні. Жири також є важливим джерелом енергії: при розщеплюванні 1 г жиру виділяється 38,9 кДж енергії. Кінцевими продуктами окислення жирів є діоксид вуглецю та вода. В організмі людини жири можуть синтезуватися з вуглеводів і білків.

Вітаміни (від лат. vita – життя) – низькомолекулярні органічні сполуки різної хімічної природи, виконуючі найважливіші біохімічні та фізіологічні функції у живих організмах. Дія їх виявляється в малих кількостях і виражається в регулюванні процесів обміну речовин.

Основоположник вчення про вітаміни – російський лікар М. І. Лунін. Термін “вітаміни” запропонований в 1912 році польським хіміком К. Функом. Лунін показав значення вітамінів для життєдіяльності організмів. Вітаміни входять до складу молекул більшості ферментів і деяких фізіологічно активних речовин, тому при їх відсутності – авітамінозі або недоліку – гіповітамінозі порушується синтез ферментів і обмін речовин, унаслідок чого розвиваються важкі захворювання. Вітаміни в основному неміцні сполуки: вони швидко руйнуються при нагріванні харчових продуктів. Натуральні вітаміни містяться в продуктах рослинного й тваринного походження і, за рідкісним винятком (вітамін D), не синтезуються в організмі людини.

Відкрито декілька десятків речовин, які відносяться до вітамінів.

Дані про значення деяких вітамінів, вмісті їх в продуктах і добовій потребі в них людини наведені в табл. 6.

Характеристика основних вітамінів, необхідних людині

Вітамін	Вияв недостачі вітаміну	Продукти, що містять вітамін	Добова потреба
Жиророзчинні вітаміни
А	Уповільнення зростання, погіршення зору, поразка шкіри, рогівки очей, кишечнику	Вершкове масло, яєчний жовток, морква, помідори, печінка	1-3 мг
D	Розвиток рахіту у дітей (викривлення ніг, сплощення грудини, велика голова). У дорослих – зменшення мінералізації кісток (ламкість)	Печінка, яєчний жовток, риб’ячий жир	0,02- 0,06 Мг.
Водорозчинні	Вітаміни
С	Цинга (кровоточивість – підвищена ламкість капілярів, крововиливу, слабкість, болі в м’язах), зниження опору інфекційним захворюванням	Шипшина, чорна смородина, лимон, капуста, цибуля, часник, журавлина	50-100 мг.
В1	Захворювання бері – бері: поразка нервової системи з розвитком паралічів кінцівок і атрофією м’язів	Борошно грубого помелу, жовток яйця, капуста, яблука, дріжджі	2-3 мг.
В2	Затримка зростання, порушення зору, поразка слизової порожнини рота	Молоко, яєчний білок, овочі, м’ясо	1-2 мг.
В6	Недокрів’я, поразка шкіри – дерматит	Молоко, м’ясо, яйця, дріжджі, хліб	1,5-3,0 мг
В12	Недокрів’я, захворювання нервової системи	Тільки тваринні продукти: печінка, м’ясо, сир, яйця	3 мкг.

Надмірне надходження вітамінів в організм викликає стан, який називається гіпервітамінозом. Звичайно це спостерігається при вживанні синтетичних препаратів вітамінів і супроводиться найрізноманітнішими ознаками отруєння. Найтоксичнішими є вітаміни А і D, які часто дають маленьким дітям. Іноді гіпервітаміноз А виникає при прийомі в їжу продуктів, що містять велику кількість цього вітаміну (овочі, печінка морських тварин). З водорозчинних вітамінів найтоксичнішим є вітамін В,, великі дози якого можуть приводити до сильних алергічних реакцій. При тривалому прийомі вітаміну B6 може спостерігатися підвищення здатності згущення крові.

Способи збереження вітамінів у харчових продуктах. Для збереження вітамінів у їжі, що готується, необхідно знати, що висока температура руйнує вітамін С і значно знижує вміст вітамінів групи В. Одним з кращих методів збереження продуктів з порівняно невеликими втратами вітамінів є консервація за допомогою низької температури, тобто шляхом охолоджування та заморожування.

Охолодження передбачає підтримку в товщі продукту температури в межах 0…+4С. Заморожування пов’язане з утворенням в цитоплазмі клітин кристалів льоду. Особливо цінним є метод швидкого заморожування продуктів, оскільки при цьому добре зберігаються вітаміни. У цьому випадку потрібно також використовувати швидке розморожування.

Звичайна природна (сонячна) сушка продуктів супроводиться значним руйнуванням вітамінів. Найбільшою мірою забезпечує збереження вітамінів вакуумна сушка. Вона проводиться в умовах розрідження при температурі не вище 50 °С.

Одним із способів збереження вітамінів є квашення продуктів, коли в процесі молочнокислого бродіння утворюється молочна кислота, сприяюча збереженню в заквашуваних продуктах вітаміну С.