Обменные процессы в организме

Между организмом и окружающей его средой непрерывно происходят обменные процессы различных веществ и энергии.

Обмен веществ обычно идёт в два этапа:

первый этап ─ пластический обмен;

второй этап – энергетический обмен.

Пластический обмен начинается с поступления в организм воды и питательных веществ. В пищеварительном канале часть веществ расщепляется до более простых, они переходят во внутреннюю среду организма – кровь и лимфу.

 С кровью вещества попадают в клетки, где происходят процессы их химических превращений. То есть из простых веществ синтезируются более сложные.

Главный смысл пластического обмена – это превращение поступивших веществ в вещества, необходимые организму.

Энергетический обмен – второй этап обменных процессов в организме.

Потому что при расщеплении образовавшихся веществ выделяется энергия, необходимая для жизнедеятельности клеток, тканей и всего организма в целом.

В результате этих реакций выделяется не только энергия, но и образовываются такие вещества, как углекислый газ, аммиак и другие соединения фосфора, натрия, хлора, которые выводятся из организма. 

Обмен веществ — это набор химических реакций, которые возникают в живом организме для поддержания его жизнедеятельности. Эти процессы позволяют организмам расти, развиваться, размножаться, а также отвечать на воздействия окружающей среды.

Также можно сказать, что обмен веществ – это получение необходимых организму веществ из окружающей среды, преобразование их в организме и выведение продуктов распада, то есть ненужных веществ.

В результате обмена организм получает вещества для построения клеток и энергию для жизненных процессов.

Обменные процессы органических веществ (белков, жиров и углеводов), а также обменные процессы неорганических веществ (воды и минеральных солей)

Обмен белков в организме

С пищей в организм поступают «строительные материалы» ─ белки, которые содержатся в молочных, мясных, рыбных и других продуктах (их называют пищевыми белками). Поступив в желудок, они перевариваются, то есть расщепляются ферментом желудочного сока – пепсином.

Фермент — это белковая молекула, которая ускоряет химические реакции в организме.

Далее пищевые белки следуют в двенадцатиперстную кишку, где они расщепляются ферментом поджелудочной железы трипсином до аминокислот.

Аминокислоты – это органические соединения, из которых состоит белок.

Аминокислоты через кровеносные капилляры ворсинок кишечника поступают в печень. Там они превращаются в жиры и углеводы, необходимые организму.

А в клетках аминокислоты строятся в белки тела.

Проще говоря, пищевые белки, попав в организм, расщепляются до аминокислот, а уже из аминокислот преобразовываются новые белки - белки тела, которые необходимы для определённых реакций.

Функции белков

Белки входят в состав ядер, цитоплазмы и мембран клеток.

Они являются ферментами.

Принимают участие в свёртывании крови и транспортировке кислорода.

Входят в состав кости.

При расщеплении белков выделяется энергия, необходимая организму.

Обмен жиров

Жиры содержатся в таких продуктах, как мясо, сало, жирные сорта рыбы, растительные масла, орехи и другие.

Попав в желудок, жиры расщепляются на глицерин и жирные кислоты.

В клетках кишечника из глицерина и жирных кислот синтезируется жир, характерный для организма.

Через лимфатическую систему синтезированный жир направляется в жировое депо и клетки, где он используется как запасное вещество и строительный материал.

Функции жиров

Они входят в состав клеточных мембран.

В жирах растворяются некоторые витамины (жирорастворимые).

Из жиров образуются некоторые гормоны и биологически активные вещества.

Гормоны – это специальные химические посредники, которые регулируют работу организма и заставляют работать определённые клетки.

Также жиры выполняют защитную функцию, предохраняя некоторые органы от сотрясения.  Подкожный жир плохо проводит тепло, что способствует сохранению постоянной температуры тела.

Они являются богатым источником энергии.  При расщеплении одного грамма жира освобождается в два раза больше энергии, чем при расщеплении одного грамма белков или углеводов.

При распаде жиров выделяется также вода, которая необходима для поддержания водного обмена.

Обмен углеводов

Углеводы содержатся во многих растительных продуктах: в зёрнах злаков, сахаре, мёде, картофеле, ягодах и фруктах.

Некоторые углеводы начинают распадаться в ротовой полости под действием фермента слюны – амилазы.

В двенадцатиперстной кишке под действием ферментов поджелудочной железы углеводы расщепляются до глюкозы и других простых углеводов. Глюкоза и простые углеводы всасываются в тонком кишечнике, попадают в кровь и направляются в печень.

Там они превращаются в гликоген и другие соединения, которые распределяются между клетками тела. 

Гликоген – это основной запасной углевод животных.

Он образует энергетический резерв, который может быстро восполнить внезапный недостаток глюкозы в крови.

Уровень глюкозы в крови постоянный, он регулируется гормоном поджелудочной железы – инсулином.

Под действием инсулина избыток глюкозы в крови превращается в гликоген, запасы которого откладываются в печени и мышцах.

При недостатке гормона инсулина возникает тяжёлое заболевание – сахарный диабет, при котором избыточная глюкоза накапливается в крови.

А при недостатке глюкозы в крови гликоген превращается в глюкозу под действием гормона поджелудочной железы – глюкагона.

Функции углеводов в организме человека:

·        энергетическая функция.

В качестве основного энергетического источника в организме используется свободная глюкоза или запасные углеводы в виде гликогена.

Головной мозг может нормально функционировать только в том случае, если к нему в качестве энергетического материала поступает глюкоза;

·        транспортная функция. Углеводы участвуют в передаче наследственной информации, в составе нуклеиновых кислот, таких как ДНК и РНК.

Нуклеиновые кислоты ДНК и РНК присутствуют в клетках всех живых организмов и выполняют важнейшие функции по хранению, передаче и реализации наследственной информации;

·        защитная фикция. Сложные углеводы входят в состав компонентов иммунной системы и защищают от проникновения бактерий и вирусов, а также от механических повреждений.

Процессы обмена веществ в организме взаимосвязаны. Белки могут превращаться в жиры и углеводы, а некоторые углеводы в жиры. Жиры могут стать источником углеводов, а недостаток углеводов может пополниться за счёт жиров и белков.

Однако, недостаток белков в организме не восполним, так как белки строятся из аминокислот, а аминокислоты не все образуются в организме. 

Все обменные процессы органических веществ (белков, жиров и углеводов), а также их биохимические реакции проходят в водной среде.

Обмен неорганических веществ воды и минеральных солей

Основную часть таких жидкостей тела человека, как кровь, лимфа, пищеварительные соки составляет вода. Она содержится в ядрах клеток и цитоплазме.

Внутренняя среда человека содержит до 90 % воды. Вода в организме либо химически связана с другими соединениями, либо содержит в себе растворенные минеральные соли и органические вещества.

Транспорт питательных веществ и кислорода, а также выход продуктов распада осуществляется благодаря наличию воды.

Таким образом, в организме поддерживается баланс между поступающей и выделяемой водой. 

Чтобы не допустить обезвоживание, необходимо ежедневно восполнять потери воды. В среднем взрослому мужчине необходимо около 3 литров жидкости − это 15 стаканов объёмом 200 миллилитров. Таковы рекомендации института питания. Причём чистой питьевой воды необходимо пить около 8 стаканов, остальное количество приходится на суп, чай, компот и прочее.

Почему нужно пить именно воду?

Дело в том, что организму необходимо совершать дополнительные усилия, чтобы выделить чистую воду, скажем, из чая или сока. Потребляя простую воду, вы помогаете своему телу, избавляете его от лишних усилий по добыванию чистой воды. Чай, кофе, молоко, компот и соки организм воспринимает как пищу. В древности даже говорили не «попить молока», а «поесть молока».

Обменные процессы неорганических веществ – минеральных солей

Так, например, соли кальция необходимы в процессе свёртывания крови, калий и кальций участвуют в механизме мышечного сокращения.

Минеральные соли составляют основу межклеточного вещества костной ткани.

Они содержатся в клеточных ядрах и цитоплазме, в жидкостях, образующих внутреннюю среду, а также в пищеварительных соках.

В состав минеральных солей входят различные элементы, их подразделяют на макро- и микроэлементы.

К макроэлементам относят: кальций, калий, натрий, фосфор, хлор и другие.

К микроэлементам относят: железо, кобальт, цинк, фтор, йод и другие.

Сохранение водно-солевого равновесия очень важно для организма.

Если в крови и тканевой жидкости концентрация соли увеличивается, то вода начинает выходит из клеток, в результате чего клетки обезвоживаются.

А если в крови и тканевой жидкости концентрация соли уменьшается, то вода, наоборот, поступает в клетки, в результате чего клетки начинают увеличиваться, а их работа нарушается.

Минералы содержатся во всех продуктах, поэтому все необходимые организму минеральные вещества можно получить, если употреблять разнообразную пищу.

В противном случае стоит использовать поливитаминные комплексы, в состав которых входят не только витамины, но и минеральные вещества.