Пластический и энергетический обмен

Организму для построения новых структур и получения энергии постоянно необходимы питательные вещества, вода, кислород и минеральные соли. В процессе жизнедеятельности образуются конечные продукты метаболизма, которые зачастую оказываются токсичными и удаляются из организма. Совокупность всех этих химических реакций называется обменом веществ. Он состоит из двух взаимосвязанных  одновременно протекающих процессов: пластического и энергетического обмена.

В ходе пластического обмена, или ассимиляции в организм поступают вещества, из которых образуются новые структуры, то есть происходит биосинтез. При энергетическом обмене, или диссимиляции происходит распад и окисление органических веществ, получение из них энергии. Энергия частично рассеивается по организму в виде тепла, но основная часть идёт на синтез АТФ. Если клетка нуждается в энергии, АТФ разрушается и высвободившаяся энергия расходуется на протекание процессов жизнедеятельности.

Суточные затраты энергии каждого человека индивидуальны и зависят от характера деятельности, массы, возраста, условий жизни и т.д. Энергия расходуется даже при полном физиологическом покое, а при мышечных нагрузках расход повышается.

Согласно современной теории сбалансированного питания, количество потребляемой пищи должно соответствовать энергетическим затратам организма. Установлено, что при сжигании 1 г углеводов и 1 г белков освобождается 17220 Дж, а 1 г жира — 39060 Дж.

Для получения энергии все питательные вещества должны расщепиться до более простых соединений: белки — до аминокислот, углеводы — до глюкозы, жиры — до глицерина и жирных кислот. Эти процессы происходят под действием ферментов и определяют подготовительный этап обмена веществ.

Белки под действием пищеварительных ферментов распадаются до аминокислот, которые всасываются в тонком кишечнике и с током крови разносятся по всему организму. В особых структурах клетки — рибосомах, происходит синтез новых белков, необходимых организму.

При распаде аминокислоты образуют воду, углекислый газ и аммиак, который в печени превращается в мочевину, а затем выводится из организма в составе мочи. Углекислый газ выводится в процессе дыхания.

Углеводы под действием ферментов желудочно-кишечного тракта распадаются до глюкозы, которая, всосавшись через ворсинки тонкого кишечника, с током крови разносится по всему организму. При распаде глюкозы образуются углекислый газ и вода, а также выделяется энергия. Пройдя через печень, глюкоза откладывается там в виде гликогена. Когда в организме наблюдается нехватка глюкозы, гликоген снова превращается в глюкозу, тем самым восполняя её недостаток.

Жиры в кишечнике расщепляются до глицерина и жирных кислот и всасываются в лимфатические капилляры ворсинок тонкой кишки и далее с током лимфы поступают в кровь. В виде мельчайших капелек жиры разносятся по всему организму и откладываются в подкожной жировой клетчатке и прослойке между органами, а часть служит для получения энергии. Так, большая часть энергетических потребностей мышц, печени, почек покрывается за счёт окисления жиров. Продукты распада жиров (углекислый газ и вода) выводятся таким же путём, как продукты расщепления углеводов.

Организму нужны не только белки, жиры и углеводы, но и минеральные соли, микроэлементы, содержащиеся в организме в ничтожно малых количествах (долях миллиграмма). В теле человека содержатся почти все элементы периодической системы, но, к сожалению, роль многих из них до сих пор не изучена. В организме находятся разные макроэлементы. В сутки в организм должно поступать: 4,4 г натрия, 5 г хлора, 2 г калия, 1 г кальция, 1 г фосфора, 0,2 г железа.

Попадая в организм, минеральные вещества не расщепляются в кишечнике, а сразу всасываются и разносятся с кровью к различным органам и тканям.

Важнейшее место в обмене веществ организма занимает вода. Взрослый человек на 65 % состоит из воды, а человеческий зародыш содержит около 90 % воды. Без воды человек в состоянии прожить 5-6 дней, в то время как без еды люди могут обходиться около 50 дней. В результате обмена веществ в сутки расходуется 2 — 2,5 л воды. Часть этого объёма человек восполняет пищей, но около 1,5 л организм должен получать в виде жидкости.

Итак, в нашем организме непрерывно происходят сложные биохимические процессы, сопровождающиеся превращением энергии. Эти процессы и составляют обмен веществ.