Metabolizmas ir energija apima sudėtingas biochemines reakcijas, kurias paprastam žmogui gali būti gana sunku suprasti. Šis straipsnis padės suprasti, kokie procesai organizme vyksta su reikalingais junginiais, kuriuos vartojame su maistu ir kurie veikia mūsų medžiagų apykaitą.

Bendrosios metabolizmo ir energijos savybės

Energijos mainai ir medžiagų apykaita vyksta pagal bendrą schemą:

  • medžiagų įsisavinimas organizme, jos virsmas ir absorbcija;
  • naudojimas kūne;
  • pertekliaus pašalinimas ar saugojimas.

Visi medžiagų apykaitos procesai yra suskirstyti į 2 tipus:

  1. Asimiliacija (plastinis metabolizmas, anabolizmas) - organizmui būdingų junginių susidarymas iš į jį patenkančių medžiagų.
  2. Disimiliacija - sudėtingų organinių junginių skilimo į paprastesnius procesus, iš kurių vėliau bus formuojamos naujos, specialios medžiagos. Išsiskyrimo reakcijos vyksta išleidžiant energiją, todėl šio tipo procesų visuma taip pat vadinama energijos mainais arba katabolizmu.

Šie procesai yra priešingi vienas kitam, tačiau yra glaudžiai susiję. Jie tęsiasi nuolat, užtikrindami normalų gyvenimą. Nervų sistema yra atsakinga už medžiagų apykaitos ir energijos reguliavimą. Pagrindinis centrinės nervų sistemos skyrius, kontroliuojantis visų rūšių medžiagų apykaitą, yra pagumburis.

Pagrindinės rūšys

Atsižvelgiant į junginių, kurie organizme virsta, formas, išskiriami keli metabolizmo tipai. Kiekvienas iš jų turi savo specifiką.

Voverės

Baltymai arba peptidai yra polimerai, sudaryti iš aminorūgščių.

Atlikite daugelį gyvybiškai svarbių funkcijų:

  • struktūrinės (esančios audinių ląstelių, sudarančių žmogaus kūną, struktūroje);
  • fermentinis (fermentai yra baltymai, dalyvaujantys beveik visuose biocheminiuose procesuose);
  • variklis (aktino ir miozino peptidų sąveika suteikia visus judesius);
  • energija (suyra, išskirdama energiją);
  • apsauginiai (baltymai - imunitetas formuojasi imunoglobulinai);
  • dalyvauti reguliuojant vandens ir druskos balansą;
  • transportas (parūpinkite dujų, biologiškai aktyvių medžiagų, vaistų ir kt.).

Patekę į organizmą su maistu, baltymai suskaidomi iki aminorūgščių, iš kurių vėliau sintetinami nauji organizmui būdingi peptidai. Mažai vartojant baltymų su maistu, organizmas gali pagaminti 10 iš 20 būtinų aminorūgščių, likusios yra būtinos.

Baltymų apykaitos etapai:

  • baltymų vartojimas iš maisto;
  • peptidų suskaidymas į aminorūgštis virškinamajame trakte;
  • pastarojo perkėlimas į kepenis;
  • aminorūgščių pasiskirstymas audiniuose;
  • specifinių peptidų biosintezė;
  • nepanaudotų amino rūgščių išsiskyrimas iš druskos pavidalu.

Riebalai

Žmogaus kūno medžiagų apykaitos ir energijos rūšys apima riebalų apykaitą. Riebalai yra glicerolio ir riebalų rūgščių junginiai. Ilgą laiką buvo manoma, kad jų naudojimas nėra būtinas visapusiškam kūno funkcionavimui. Tačiau tam tikros rūšies tokios medžiagos turi reikšmingų antisklerotinių komponentų.
Riebalai, būdami svarbiu energijos šaltiniu, padeda organizme sulaikyti baltymus, kurie pradedami gaminti jo gamybai, kai trūksta angliavandenių ir lipidų. Riebalai yra būtini vitaminų A, E, D pasisavinimui. Taip pat lipidai yra citoplazmoje ir ląstelės sienelėje.

Riebalų biologinę vertę lemia riebalų rūgščių rūšis, su kuriomis jie buvo sudaryti. Šios rūgštys gali būti dviejų rūšių:

  1. Sočiosios, neturinčios dvigubų jungčių savo struktūroje, laikomos kenksmingiausiomis, nes besaikis maisto produktų, turinčių daug šios rūšies rūgščių, vartojimas gali sukelti aterosklerozę, nutukimą ir kitas ligas. Pateikiama svieste, grietinėlėje, piene, riebioje mėsoje.
  2. Nesočiosios - naudingos kūnui. Tai apima omega-3, -6 ir -9 rūgštis. Jie padeda stiprinti imunitetą, atkurti hormonų kiekį, užkerta kelią cholesterolio nusėdimui, pagerina odos, nagų ir plaukų išvaizdą. Tokių junginių šaltiniai yra įvairių augalų aliejai ir žuvų taukai.

Lipidų apykaitos etapai:

  • riebalų suvartojimas organizme;
  • skilimas virškinamajame trakte iki glicerolio ir riebalų rūgščių;
  • lipoproteinų susidarymas kepenyse ir plonojoje žarnoje;
  • lipoproteinų transportavimas į audinius;
  • specifinių ląstelių lipidų susidarymas.

Riebalų perteklius nusėda po oda arba aplink vidaus organus.

Angliavandeniai

Angliavandeniai ar cukrus yra pagrindinis kūno energijos šaltinis.

Angliavandenių apykaita:

  • angliavandenių virtimas virškinamajame trakte į paprastus cukrų, kurie paskui absorbuojami;
  • gliukozės pavertimas glikogenu, jos kaupimasis kepenyse ir raumenyse arba panaudojimas energijai gaminti;
  • glikogeno pavertimas gliukoze kepenyse sumažėjus cukraus kiekiui kraujyje;
  • gliukozės sukūrimas iš ne angliavandenių komponentų;
  • gliukozės pavertimas riebalų rūgštimis;
  • deguonies skilimas gliukozėje iki anglies dioksido ir vandens.

Jei vartojama per daug maisto produktų, kuriuose gausu gliukozės, angliavandeniai virsta lipidais. Jie nusėda po oda ir gali būti naudojami toliau transformuoti energiją ląstelėse.

Vandens ir mineralinių druskų vertė

Vandens ir druskos metabolizmas yra vandens ir mineralų suvartojimo, naudojimo ir pašalinimo procesų kompleksas. Didžioji dalis skysčio patenka į kūną iš išorės. Taip pat mažais kiekiais jis išsiskiria iš organizmo, skaidydamasis maistines medžiagas.

Vandens funkcijos organizme:

  • struktūrinis (būtinas visų audinių komponentas);
  • medžiagų ištirpinimas ir transportavimas;
  • teikia daugybę biocheminių reakcijų;
  • svarbus biologinių skysčių komponentas;
  • užtikrina nuolatinį vandens ir druskos balansą, dalyvauja termoreguliacijoje.

Skystis iš organizmo pašalinamas naudojant plaučius, prakaito liaukas, šlapimo sistemą ir žarnas.

Mineralinės druskos, gaunamos su maistu, gali būti suskirstytos į makro- ir mikroelementus. Pirmieji apima mineralus, kurių yra dideliais kiekiais - magnį, kalcį, natrį, fosforą ir kitus. Mikroelementų organizmui reikia labai nedaug. Tai apima geležį, manganą, cinką, jodą ir kitus elementus.

Mineralų trūkumas gali neigiamai paveikti įvairių kūno sistemų veiklą. Taigi, kai trūksta magnio ir kalio, sutrinka centrinės nervų sistemos, raumenų (taip pat ir miokardo) veikla. Kalcio ir fosforo trūkumas gali paveikti kaulų stiprumą, o jodo trūkumas gali paveikti skydliaukės veiklą. Vandens ir druskos pusiausvyros pažeidimai gali sukelti urolitiazę.

Vitaminai

Vitaminai yra didelė paprastų junginių grupė, būtina visapusiškai funkcionuoti visoms kūno sistemoms.

Vitaminai yra suskirstyti į 2 grupes:

  • vandenyje tirpūs (B grupės vitaminai, vitaminas C ir PP), kurie nesikaupia organizme;
  • riebaluose tirpūs (A, D, E), turintys panašią kaupimosi savybę.

Tam tikrus junginius (vitaminą B12, folio rūgštį) gamina žarnyno mikroflora. Daugelis vitaminų yra įvairių fermentų dalis, be kurių neįmanoma įgyvendinti biocheminių procesų.

Vitaminų mainų etapai:

  • maisto vartojimas;
  • perkėlimas į kaupimo ar šalinimo vietą;
  • konversija į koenzimą (ne baltymų kilmės fermento komponentą);
  • koenzimo ir apoenzimo (baltymo fermento dalis) derinys.

Trūkstant vitaminų vystosi hipovitaminozė, o pertekliui - hipervitaminozė.

Energijos mainai

Energijos apykaita (katabolizmas) yra sudėtingų maistinių medžiagų skilimo reakcijų į paprastesnes, išskiriant energiją, procesas, be kurio augimas ir vystymasis, judėjimas ir kitos gyvybinės veiklos apraiškos yra neįmanomos. Gauta energija kaupiama ATP (visuotinis energijos šaltinis gyvuose organizmuose) pavidalu, kuris yra visose ląstelėse.

Energijos kiekis, išsiskiriantis valgant maisto produktą, vadinamas jo energine verte. Šis rodiklis matuojamas kilokalorijomis (kcal).

Energijos mainai vyksta keliais etapais:

  1. Parengiamasis. Tai reiškia, kad sudėtingas virškinamojo trakto maistines medžiagas galima suskaidyti į paprastesnes.
  2. Fermentacija be deguonies yra gliukozės transformacija nedalyvaujant deguoniui. Procesas vyksta ląstelių citoplazmoje. Galutiniai etapo produktai yra 2 ATP molekulės, vanduo ir piruvo rūgštis.
  3. Deguonies arba aerobinė fazė. Jis praeina mitochondrijose (specialios ląstelių organelės), o piruvo rūgštis skyla dalyvaujant deguoniui ir sudaro 36 ATP molekules.

Termoreguliacija

Termoreguliacija yra gyvo organizmo sugebėjimas palaikyti pastovią kūno temperatūrą, kuri yra svarbus šilumos mainų rodiklis. Kad šis rodiklis būtų stabilus, reikia gerbti šilumos perdavimo ir šilumos gamybos lygybę.

Šilumos gamyba - šilumos išsiskyrimas organizme. Jo šaltinis yra audinys, kuriame vyksta energijos išsiskyrimo reakcijos. Taigi kepenys vaidina svarbų vaidmenį termoreguliacijoje, nes joje atliekama daugybė biocheminių procesų.

Šilumos perdavimas arba fizinis reguliavimas gali vykti trimis būdais:

  • šilumos laidumas - šilumos perdavimas aplinkai ir daiktams, liečiantiems su oda;
  • šilumos spinduliuotė - šilumos perdavimas į orą ir aplinkinius objektus infraraudonųjų (šiluminių) spindulių spinduliuote;
  • garinimas - šilumos perdavimas išgarinant drėgmę prakaitu arba kvėpuojant.

Kas turi įtakos medžiagų apykaitos procesui

Kiekvieno specifinio organizmo metabolizmas turi savo ypatybes. Metabolizmo greitį lemia keli veiksniai:

  • lytis (paprastai vyrams medžiagų apykaitos procesai vyksta šiek tiek greičiau nei moterims);
  • genetinis faktorius;
  • raumenų masės dalis (žmonėms su išsivysčiusiais raumenimis reikia daugiau energijos raumenų darbui, todėl vykstantys procesai bus greitesni);
  • amžius (bėgant metams metabolizmo greitis mažėja);
  • hormoninis fonas.

Didžiulę įtaką medžiagų apykaitos procesui daro mityba. Čia svarbu ir dieta, ir maisto vartojimas. Tinkamam organizmo funkcionavimui reikalingas optimalus suvartotų baltymų, riebalų, angliavandenių, vitaminų, mineralų ir skysčių kiekis. Svarbu atsiminti, kad valgyti reikia šiek tiek geriau, tačiau dažnai, nes didelės pertraukos tarp valgymų gali sulėtinti medžiagų apykaitą, vadinasi, jos gali sukelti nutukimą.

Panašūs:Daugiau iš autoriaus: