Между организмом и окружающей его средой непрерывно происходит обмен веществами и энергией. Обмен веществ с внешней средой начинается с поступления в организм воды и пищевых продуктов. В пищеварительном канале часть веществ расщепляется до более простых, они переходят во внутреннюю среду организма – в кровь и лимфу. С кровью вещества попадают в клетки. В клетках происходят процессы их химических превращений: обменом веществ называют сложную цепь превращений веществ в организме, начиная с момента их поступления из внешней среды и кончая удалением продуктов распада.
Превращения веществ происходят под действием ферментов и регулируются нервно гуморальным путем. Выделение конечных продуктов обмена веществ происходит с мочой, калом, потом и выдыхаемым воздухом.
В результате обмена организм получает вещества для построения клеток и энергию для жизненных процессов.
Обмен белков. Белки служат основным строительным материалом клеток, с ними связаны многие жизненные функции, такие, как перенос кислорода, иммунные процессы, сокращение мышц.
Все химические реакции в клетках катализируются белками ферментами, из белков построены все органоиды клеток.
Белки бесконечно разнообразны, хотя построены примерно из 20 аминокислот, которые комбинируясь друг с другом, образуют белковые молекулы разного строения. Белки содержатся в продуктах растительного и животного происхождения.
В пищеварительном тракте белки пищи расщепляются до аминокислот, которые поступают в кровь. В клетках из аминокислот синтезируются белки, свойственные организму.
Обмен углеводов. Углеводы служат источником энергии для клеток мозга и мышц. В результате их окисления в тканях образуются углекислый газ и вода, и освобождается большое количество энергии. Сложные углеводы расщепляются в пищеварительном канале до более простых, например глюкозы, которая всасывается в кровь. Уровень глюкозы в крови постоянный (0,10–0,15%) и регулируется гормоном поджелудочной железы – инсулином. Благодаря этому гормону избыток глюкозы превращается в животный крахмал – гликоген, запасы которого откладываются в печени и мышцах. Другой гормон поджелудочной железы – глюкагон способствует превращению гликогена в глюкозу при ее недостатке в крови, т. е. оказывает противоположное действие. При недостатке инсулина возникает тяжелое заболевание, при котором глюкоза накапливается в крови. Часть ее непрерывно удаляется с мочой, поэтому заболевание называют сахарным диабетом. До искусственного получения инсулина это заболевание было смертельным. Теперь больным регулярно вводят гормон инсулин, а из рациона больного исключаются углеводы.
Углеводы содержатся во многих растительных продуктах: в зернах злаков, картофеле, ягодах и фруктах.
Обмен жиров. Откладываясь в запас в соединительнотканных оболочках, жиры препятствуют смещению и механическим повреждениям органов. Подкожный жир плохо проводит тепло, что способствует сохранению постоянной температуры тела. При расщеплении 1 г жира освобождается в 2 раза больше энергии, чем при расщеплении 1 г белков или углеводов.
Жиры пищи расщепляются в пищеварительном тракте до глицерина и жирных кислот, которые попадают в лимфу, а затем в кровь. С пищей необходимо потреблять жиры как животного, так и растительного происхождения. Жидкие растительные жиры содержат незаменимые компоненты, которых нет в жирах животного происхождения.
Большая часть жиров откладывается в запас. Запасы жиров используются в организме при недостатке пищи и затратах энергии.
Превращение в организме органических соединений. Процессы обмена веществ в организме взаимосвязаны. Белки могут превращаться в жиры и углеводы, а некоторые углеводы — в жиры. В свою очередь, жиры могут стать источником углеводов, а недостаток углеводов может пополняться за счет жиров и белков. Следовательно, если в организме недостает одних веществ, то они могут образовываться из других.
Недостаток белков в пище невосполним, так как они строятся только из аминокислот, а аминокислоты не все образуются в организме. Недопустимо белковое голодание для растущего организма.
Людям необходима пища как животного, так и растительного происхождения. Белки растений не содержат всех необходимых человеку аминокислот, нужных для образования характерных для человека белков. В продуктах животного происхождения — мясе, рыбе, яйцах, молоке — состав аминокислот соответствует потребностям организма.
1. Что называют обменом веществ. 2. Какова роль белков в организме? 3. Как происходит обмен белков? 4. Как происходит обмен углеводов? 5. Как регулируется постоянство глюкозы в крови? 6. Какова роль жиров в организме? 7. Назовите продукты, содержащие белки. 8. Почему людям необходима пища как животного, так и растительного происхождения?
