Metabolizam tvari i energije, pojam intermedijarne izmjene. Enzimi.

Metabolizam (sin.: metabolizam) - ukupnost svih kemijskih transformacija u tijelu koje osiguravaju njegovu vitalnu aktivnost. Postoje dva aspekta metabolizma - asimilacija, tijekom koje tijelo sintetizira njemu specifične tvari, i disimilacija, tijekom koje dolazi do cijepanja (oksidacije) organskih tvari i oslobađanja energije sadržane u njima.

Razmjena energije. Za čovjeka je svojstveno pretvaranje kemijske energije oksidativnih procesa u toplinsku i mehaničku energiju stvaranja najsloženijih organskih molekula. Konzumacijom hrane i kisika tijelo koristi te tvari za dobivanje energije koju zatim otpušta u okolni prostor u obliku topline ili u obliku mehaničkih pokreta predmeta ili dijelova vlastitog tijela.

Enzimi (lat. fermentum - vrenje, početak vrenja) - složene bjelančevine životinjskih i biljnih organizama koje obavljaju funkcije bioloških katalizatora, ubrzavajući kemijske reakcije i metabolizam u stanicama.

Razlikuju opći (vanjski) metabolizam, uzimajući u obzir unos tvari u organizam i njihovo izlučivanje, i intermedijarni metabolizam , koji pokriva transformaciju tih tvari u tijelu.

Metabolizam bjelančevina, masti, ugljikohidrata, vode, mineralnih soli.

Iz udžbenika:

Metabolizam proteina- skup kemijskih transformacija proteina u tijelu, koji završava njihovom razgradnjom na vodu, ugljični dioksid, amonijak i oslobađanjem energije sadržane u njima. Proteine ​​tijelo koristi za obnovu i

izgradnja novih tkiva, enzimi, izvor su energije. Prilikom cijepanja 1 g proteina oslobađa se 4,1 kcal energije.

Metabolizam masti- skup kemijskih transformacija masti u tijelu, koji završava njihovom razgradnjom (na vodu i ugljični dioksid) i oslobađanjem energije. Masti tijelo koristi za obnavljanje i izgradnju novih tkiva, enzima, hormona, kao i za dobivanje energije potrebne tijelu.

Prilikom cijepanja 1 g masti oslobađa se 9,3 kcal energije.

Izmjena mineralnih soli- skup procesa potrošnje, korištenja mineralnih soli u organizmu i njihovog otpuštanja u okoliš. Mineralne soli se koriste u tijelu za održavanje osmotskog tlaka, acidobazne ravnoteže (pH) krvi, dio su enzima, vitamina, hormona.

Metabolizam ugljikohidrata- skup kemijskih transformacija ugljikohidrata u tijelu, koji završava njihovom razgradnjom i oslobađanjem energije. Ugljikohidrati su glavni izvor energije u tijelu. Prilikom cijepanja 1 g ugljikohidrata oslobađa se 4,1 kcal energije.

S interneta, jer Mislio sam da udžbenik nije dovoljan:

Metabolizam proteina. Bjelančevine čine oko 25% ukupne tjelesne težine. Ovo je najteži dio toga. Proteini su polimerni spojevi sastavljeni od aminokiselina. Skup proteina svake osobe je strogo jedinstven, specifičan. U tijelu se bjelančevine iz hrane razgrađuju probavnim sokovima na svoje jednostavne sastojke – peptide i aminokiseline, koji se potom apsorbiraju u crijevima i ulaze u krvotok. Od 20 aminokiselina, samo 8 je neophodno za ljude. Tu spadaju: triptofan, leucin, izoleucin, valin, treonin, lizin, metionin i fenilalanin. Tijelo koje raste također treba histidin.

Nedostatak bilo koje esencijalne aminokiseline u prehrani uzrokuje ozbiljne povrede vitalna aktivnost organizma, posebno rastućeg. Proteinsko gladovanje dovodi do kašnjenja, a zatim do potpunog prestanka rasta i tjelesni razvoj. Dijete postaje letargično, dolazi do oštrog gubitka težine, obilne otekline, proljeva, upale kože, anemije, smanjenja otpornosti tijela na zarazne bolesti itd. To je zbog činjenice da je protein glavni plastični materijal tijela, od kojeg se formiraju različite stanične strukture. Osim toga, proteini su dio enzima, hormona, nukleoproteina, tvore hemoglobin i krvna antitijela.

Ako posao nije povezan s intenzivnom tjelesnom aktivnošću, ljudsko tijelo u prosjeku treba primiti oko 1,1-1,3 g proteina na 1 kg tjelesne težine dnevno. S povećanjem tjelesna aktivnost povećava se i potreba organizma za bjelančevinama. Za organizam koji raste, potreba za proteinima je mnogo veća. U prvoj godini postnatalnog razvoja dijete bi trebalo dobiti više od 4 g proteina po 1 kg tjelesne težine, u dobi od 2-3 godine - 4 g, u dobi od 3-5 godina - 3,8 g itd.

Metabolizam masti i ugljikohidrata. Ove organske tvari imaju jednostavniju strukturu, sastoje se od tri kemijski elementi: ugljik, kisik i vodik. Isti kemijski sastav masti i ugljikohidrata omogućuje tijelu s viškom ugljikohidrata da iz njih izgradi masti, i obrnuto, ako je potrebno, ugljikohidrati se lako stvaraju iz masti u tijelu.

Ukupna količina masti u ljudskom tijelu je u prosjeku oko 10-20%, a ugljikohidrati - 1%. Najveći dio masti nalazi se u masnom tkivu i rezervna je energetska rezerva. Manji dio masti se koristi za izgradnju novih membranskih struktura stanica i zamjenu starih. Neke tjelesne stanice mogu pohraniti masnoću ogromne količine, obavljajući ulogu toplinske i mehaničke izolacije u tijelu.

U prehrani zdrave odrasle osobe masti bi trebale činiti oko 30% ukupnog kalorijskog sadržaja hrane, odnosno 80-100 g dnevno. Nedovoljna ponuda ovih masne kiseline u ljudskom tijelu dovodi do metaboličkih poremećaja i razvoja aterosklerotskih procesa u kardiovaskularnom sustavu.

Potrebe djece i adolescenata za mastima imaju svoje dobne značajke. Dakle, do 1,5 godine nema potrebe za biljnim mastima, a ukupna potreba je 50 g dnevno, od 2 do 10 godina potreba za mastima se povećava za 80 g dnevno, a za biljnim mastima - do 15 g, tijekom puberteta potreba za mastima kod dječaka je 110 g dnevno, a kod djevojčica - 90 g, a potreba za biljnim mastima kod oba spola je ista - 20 g dnevno.

Ugljikohidrati se u tijelu razgrađuju na glukozu, fruktozu, galaktozu itd., a zatim se apsorbiraju u krv. Sadržaj glukoze u krvi odrasle osobe je konstantan i iznosi prosječno 0,1%. S povećanjem količine šećera u krvi na 0,11-0,12% glukoza iz krvi ulazi u jetru i mišićna tkiva, gdje se taloži u obliku životinjskog škroba - glikogena. S daljnjim povećanjem šećera u krvi na 0,17%, bubrezi su uključeni u njegovo izlučivanje iz tijela, a šećer se pojavljuje u mokraći. Taj se fenomen naziva glikozurija.

Tijelo koristi ugljikohidrate uglavnom kao energetski materijal. Dakle, do 1 godine potreba za ugljikohidratima je 110 g dnevno, od 1,5 do 2 godine - 190 g, u dobi od 5-6 godina - 250 g, u dobi od 11-13 godina - 380 g, a kod mladića - 420 g. g, a za djevojčice - 370 g. U dječjem tijelu postoji potpunija i brža apsorpcija ugljikohidrata i veća otpornost na višak šećera u krvi.

Razmjena soli. Uz isključenje iz prehrane životinja minerali dolazi do ozbiljnih poremećaja u organizmu pa i smrti. Prisutnost minerala povezana je s fenomenom ekscitabilnosti - jednim od glavnih svojstava živih bića. O sadržaju minerala ovisi rast i razvoj kostiju, živčanih elemenata, mišića; određuju reakciju krvi (pH), doprinose normalne aktivnosti srca i živčani sustav, koriste se za stvaranje hemoglobina (željeza), klorovodične kiselineželučani sok (klor).

Mineralne soli stvaraju određeni osmotski tlak, koji je toliko potreban za život stanica.

Mješovitom prehranom odrasla osoba dobiva sve potrebne minerale u dovoljnim količinama. Samo se kuhinjska sol dodaje ljudskoj hrani tijekom njezine kulinarske obrade. Rastući dječje tijelo osobito kod potrebe dodatnog unosa mnogih minerala.

Tijelo neprestano gubi određenu količinu mineralnih soli mokraćom, znojem i izmetom. Stoga mineralne soli, poput vode, moraju stalno ulaziti u tijelo. Sadržaj pojedinih elemenata u ljudskom tijelu nije isti.

Izmjena vode. Za vitalnu aktivnost tijela voda igra mnogo veću ulogu od ostalih sastojaka hrane. Činjenica je da je voda u ljudskom tijelu istovremeno gradevinski materijal, katalizator svih metaboličkih procesa i regulator tjelesne temperature. Ukupna količina vode u tijelu ovisi o dobi, spolu i težini. U prosjeku, tijelo muškarca sadrži preko 60% vode, dok tijelo žene sadrži 50%.

Sadržaj vode u djetetovom tijelu znatno je veći, osobito u ranoj fazi razvoja. Prema embriolozima, sadržaj vode u tijelu 4-mjesečnog fetusa doseže 90%, au 7-mjesečnog fetusa 84%.U tijelu novorođenčeta volumen vode je od 70 do 80%. U postnatalnoj ontogenezi sadržaj vode brzo opada. Dakle, dijete ima 8 mjeseci. sadržaj vode je 60%, kod djeteta od 4,5 godine - 58%, kod dječaka od 13 godina - 59%, a kod djevojčica iste dobi - 56%. Veći sadržaj vode u tijelu djece očito je povezan s većim intenzitetom metaboličkih reakcija povezanih s njima brz rast i razvoj. Ukupne potrebe djece i adolescenata za vodom povećavaju se kako tijelo raste. Ako a beba od godinu dana potrebno vam je oko 800 ml vode dnevno, zatim u dobi od 4 godine - 1000 ml, u dobi od 7-10 godina - 1350 ml, au dobi od 11-14 godina - 1500 ml.

Voda i mineralne soli nisu izvori energije, ali je njihov normalan unos i izlučivanje iz organizma uvjet za njegovo normalno funkcioniranje. Oni stvaraju unutarnje okruženje tijela, budući da su glavna komponenta krvne plazme, limfe i tkivne tekućine. Sve transformacije tvari u tijelu odvijaju se u vodenom okolišu. Voda otapa i prenosi otopljene hranjive tvari koje su ušle u tijelo. Zajedno s mineralima sudjeluje u izgradnji stanica iu mnogim metaboličkim reakcijama. Voda je uključena u regulaciju tjelesne temperature; isparavajući, hladi tijelo, štiteći ga od pregrijavanja. U ljudskom tijelu voda je raspoređena između stanica i međustaničnih prostora (tablica 12.8).

Voda se apsorbira u probavnom traktu. Minimum dnevne potrebe u vodi osobe težine 70 kg - 2-2,5 litara. Od toga samo 350 ml nastaje u oksidativnim procesima, oko 1 litra ulazi u tijelo s hranom, a oko 1 litra - s tekućinom koju pijete. Otprilike 60% vode izlučuje se iz tijela putem bubrega, 33% kroz kožu i pluća, 6% kroz crijeva, a samo 2% tekućine se zadržava.

Tijelo novorođenčeta sadrži relativno veliku količinu vode (slika 12.11; tablica 12.9). Na dijetečini 75% tjelesne težine, a kod odrasle osobe - 50-60%. S godinama se povećava volumen unutarstanične tekućine, a smanjuje količina vode u međustaničnoj tvari. Zbog veće površine djetetovog tijela i intenzivnijeg metabolizma nego kod odraslog čovjeka, kod djece se voda intenzivnije izlučuje kroz pluća i kožu nego kod odraslih. Na primjer, dijete težine 7 kg dnevno oslobađa 1/2 izvanstanične tekućine, a odrasla osoba - 1/7. Voda se u crijevima kod djece apsorbira mnogo brže nego kod odraslih. Zbog nerazvijenog osjećaja žeđi i niske osjetljivosti osmoreceptora, djeca su sklonija dehidraciji nego odrasli.

Antidiuretik Hormon stražnje hipofize (ADH) pospješuje reapsorpciju vode iz primarnog urina

Tablica 12.8

Raspodjela tekućine u tijelu odrasle osobe

Raspodjela tekućine u tijelu djece različite dobi,

% od tjelesne težine

Riža. 12.11.Količina vode (u% od tjelesne težine) u ljudskom tijelu u različitim godinama

Tablica 12.9

u tubulima bubrega (zbog čega se smanjuje količina urina), a također utječe na sastav soli u krvi. Sa smanjenjem količine ADH u krvi razvija se dijabetes insipidus, pri čemu se dnevno izlučuje do 10-20 litara mokraće. Zajedno s hormonima kore nadbubrežne žlijezde, ADH regulira metabolizam vode i soli u tijelu.

Soli koje su topive u vodi neophodne su za održavanje puferskih sustava i pH vrijednosti tekućina ljudskog tijela. Najvažniji od njih su kloridi i fosfati natrija, kalija, kalcija, magnezija. S nedostatkom ili viškom u hrani određenih soli, osobito natrija i kalija, postoje kršenja ravnoteža vode i soli, što dovodi do dehidracije, edema i poremećaja krvnog tlaka.

Prisutnost minerala povezana je s fenomenom ekscitabilnosti (natrij, kalij, klor), rastom i razvojem kostiju (kalcij, fosfor), živčanih elemenata, mišića. Doprinose normalnom radu srca i živčanog sustava, koriste se za stvaranje hemoglobina (željezo), želučane klorovodične kiseline (klor).

Kako dijete raste, količina soli u tijelu se nakuplja: u novorođenčeta soli čine 2,55% tjelesne težine, u odrasloj osobi - 5%. Organizmu djeteta koji raste posebno je potreban dodatni unos brojnih minerala. U djece je posebno velika potreba za kalcijem i fosforom koji su neophodni za nastanak koštano tkivo. Najveća potreba za kalcijem bilježi se u prvoj godini života i tijekom puberteta. U prvoj godini života kalcija je potrebno osam puta više nego u drugoj, a 13 puta više nego u trećoj godini, tada se potreba za kalcijem smanjuje. U predškolskoj i školskoj dobi dnevne potrebe za kalcijem iznose 0,68-2,36 g.

U odraslih, sa smanjenjem unosa kalcija u tijelo, on se ispire iz koštanog tkiva u krv, osiguravajući postojanost njegovog sastava (slika 12.12). U djece s nedostatkom kalcija u hrani, naprotiv, zadržava ga koštano tkivo, što dovodi do još većeg smanjenja njegove količine u krvi.

Riža. 12.12.

u i. Za normalan proces okoštavanja kod djece predškolska dob omjer unosa kalcija i fosfora trebao bi biti jednak jedan. U dobi od 8-10 godina kalcij je potreban nešto manje od fosfora, u omjeru 1:1,5. U višoj školskoj dobi ovaj se omjer mijenja u smjeru povećanja sadržaja fosfora i trebao bi biti jednak 1:2. Dnevna potreba za fosforom je 1,5-4,0 g.

Kod ljudi paratireoidne žlijezde proizvode paratiroidni hormon(PtH), regulirajući razmjenu kalcija i fosfora u tijelu. Kod hipofunkcije paratireoidnih žlijezda dolazi do smanjenja sadržaja kalcija u krvi, što dovodi do grčevitih kontrakcija mišića nogu, ruku, trupa i lica, tzv. tetanija. Ti su fenomeni povezani s povećanjem ekscitabilnosti neuromuskularnog tkiva zbog nedostatka kalcija u krvi, a posljedično iu citoplazmi stanica. S nedovoljnim oslobađanjem PTH, kosti postaju slabije, prijelomi slabo zarastaju, a zubi se lako lome. Do nedostatnosti hormonska funkcija paratireoidne žlijezde posebno su osjetljive na djecu i dojilje. U metabolizmu kalcija sudjeluju i estrogeni koje proizvode spolne žlijezde – jajnici, te hormon štitnjače kalcitonin.

Pitanja i zadaci za samokontrolu

• 1. Recite nam nešto o metabolizmu i njegovim fazama.
• 2. Koje metode procjene energetskih troškova tijela poznajete?
• 3. Dajte obilježje opće razmjene. Koje su razlike u metabolizmu između muškaraca i žena?
• 4. Što je bazalna izmjena? Koje je njegovo značenje? Koje su metode evaluacije? Kako se bazalni metabolizam mijenja s godinama?
• 5. Što znaš o razmjeni energije? Kako se mijenja s godinama?
• 6. Opišite specifično dinamičko djelovanje niše.
• 7. Kako razmijeniti osnovni hranjivim tvarima mijenja li se s godinama?
• 8. Recite nam nešto o izmjeni vode i minerala. Kolika je potreba za vodom za djecu i odrasle?
• 9. Kako se provodi hormonska regulacija metabolizma bjelančevina, masti, ugljikohidrata, minerala? Kako se mijenja s godinama?

Voda u odrasloj osobi je 60%, au novorođenčadi - 75% tjelesne težine. To je sredina u kojoj se odvijaju metabolički procesi u stanicama, organima i tkivima. Stalna opskrba tijela vodom jedan je od glavnih uvjeta za održavanje njegove vitalne aktivnosti. Oko 70% sve vode u tijelu dio je protoplazme stanica, čineći tzv intracelularna voda. Izvanstanična voda dio je tkivo ili intersticijske tekućine(oko 25%) i voda krvne plazme(oko 5%). Bilanca vode sastoji se od njezine potrošnje i izlučivanja. Uz hranu, osoba prima oko 750 ml vode dnevno, u obliku pića i čiste vode - oko 630 ml. Oko 320 ml vode nastaje u procesu metabolizma tijekom oksidacije bjelančevina, ugljikohidrata i masti. Tijekom isparavanja dnevno se s površine kože i alveola pluća oslobađa oko 800 ml vode. Ista količina potrebna je za otapanje osmotski aktivnih tvari izlučenih putem bubrega pri maksimalnoj osmolarnosti urina. Fecesom se izluči 100 ml vode. Dakle, minimalna dnevna potreba je oko 1700 ml vode.

Protok vode reguliran je njezinom potrebom, koja se očituje osjećajem žeđi, što ovisi o osmotskoj koncentraciji tvari u tekućinama i njihovom volumenu. Taj se osjećaj javlja kada se stimulira centar za piće u hipotalamusu.

Tijelo treba stalnu opskrbu ne samo vodom, već i mineralnim solima (regulacija metabolizma vode i soli opisana je u poglavlju 8).

mineralne soli.Natrij(Na+) je glavni kation u izvanstaničnim tekućinama. Njegov sadržaj u izvanstaničnom mediju je 6-12 puta veći od sadržaja u stanicama. Natrij u količini od 3-6 g dnevno ulazi u tijelo u obliku kuhinjske soli i apsorbira se uglavnom u tanki odjel crijeva. Uloga natrija u organizmu je raznolika. Sudjeluje u održavanju acidobaznog stanja, osmotskog tlaka izvanstaničnih i unutarstaničnih tekućina, sudjeluje u formiranju akcijskog potencijala, utječe na aktivnost gotovo svih tjelesnih sustava; ima veliki značaj u nastanku niza bolesti. Konkretno, vjeruje se da natrij posreduje u razvoju arterijska hipertenzija kako zbog povećanja volumena izvanstanične tekućine tako i zbog povećanja otpora mikrožila. Ravnotežu natrija u tijelu uglavnom održava aktivnost bubrega (vidi Poglavlje 8).

Najvažniji izvori natrija su kuhinjska sol, mesne konzerve, sir, sir, kiseli krastavci, rajčica, kiseli kupus, slana riba. Uz nedostatak kuhinjske soli dolazi do dehidracije, gubitka apetita, povraćanja, grčeva u mišićima; predoziranje - žeđ, depresija, povraćanje. Konstantan višak natrija povećava krvni tlak.

Kalij(K +) je glavni kation unutarstanične tekućine. Stanice sadrže 98% kalija. Kalij se apsorbira u tankom i debelom crijevu. Kalij je od posebne važnosti zbog svoje potencijalotvorne uloge na razini održavanja membranskog potencijala u mirovanju. Kalij također aktivno sudjeluje u regulaciji ravnoteže acidobaznog stanja stanica. Čimbenik je održavanja osmotskog tlaka u stanicama. Regulaciju njegovog izlučivanja provode uglavnom bubrezi (vidi Poglavlje 8).

Kalijumom su najviše bogati krumpir s korom, češnjak, peršin, bundeva, tikvice, suhe marelice, marelice, grožđice, suhe šljive, banane, marelice, mahunarke, meso, riba.

S nedostatkom kalija dolazi do gubitka apetita, aritmije, pada krvnog tlaka; s predoziranjem - slabost mišića, srčana aritmija i rad bubrega.

Kalcij(Ca 2+) ima visoku biološku aktivnost. Glavna je strukturna komponenta kostiju kostura i zuba, gdje se nalazi oko 99% ukupnog Ca 2+. NA u velikom broju Kalcij je djeci potreban zbog intenzivnog rasta kostiju. Kalcij se apsorbira uglavnom u duodenumu u obliku monobazičnih soli fosforne kiseline. Otprilike 3/4 kalcija se izluči probavni trakt, gdje endogeni kalcij ulazi s tajnama probavnih žlijezda, a */ 4 - putem bubrega. Uloga kalcija u provedbi vitalne aktivnosti tijela je velika. Kalcij sudjeluje u stvaranju akcijskih potencijala, u pokretanju mišićne kontrakcije, nužna je komponenta sustava zgrušavanja krvi, povećava refleksnu ekscitabilnost leđna moždina i ima simpatički učinak.

Glavni dobavljači kalcija su mlijeko i mliječni proizvodi, sir, jetra, riba, žumanjak, grožđice, žitarice, datulje.

S nedostatkom kalcija pojavljuju se grčevi u mišićima, bolovi, grčevi, ukočenost, kod djece - deformacija kostiju, kod odraslih - osteoporoza, kod sportaša - konvulzije, tinitus, hipotenzija. U slučaju predoziranja bilježe se gubitak apetita, težina, slabost, groznica i zatvor. Regulaciju provode uglavnom hormoni - tireokalcitonin, paratiroidni hormon i vitamin Z) 3 (vidi poglavlje 10).

Magnezij(Mg 2+) nalazi se u ioniziranom stanju u krvnoj plazmi, eritrocitima, u sastavu koštanog tkiva u obliku fosfata i bikarbonata. Magnezij ima antispazmodičko i vazodilatacijsko djelovanje, potiče crijevnu peristaltiku i pojačava izlučivanje žuči. Sastav je mnogih enzima koji oslobađaju energiju iz glukoze, potičući aktivnost enzima, te djeluje umirujuće na srce i živčani sustav.

Magnezij se nalazi u integralnom kruhu, žitaricama (heljda, punozrnata riža, žitarice), kokošje jaje, grah, grašak, banane, špinat. U mlijeku i mliječnim proizvodima magnezij se nalazi u malim količinama, ali se dobro apsorbira.

S nedostatkom magnezija bilježe se konvulzije, bolovi u mišićima, vrtoglavica, apatija i depresija. Nedostatak magnezija povećava količinu kalcija u srcu i skeletni mišićišto dovodi do nepravilnog rada srca i drugih bolesti. U slučaju predoziranja, funkcije dišnog i središnjeg živčanog sustava su inhibirane.

Klor(SG) sudjeluje u stvaranju želučanog soka, ulazi u ljudski organizam kao dio kuhinjske soli i zajedno s natrijem i kalijem sudjeluje u stvaranju membranskog potencijala i provođenja živčani impuls, održava acidobaznu ravnotežu, potiče transport ugljičnog dioksida crvenim krvnim stanicama. Klor se može taložiti u koži, zadržavati se u tijelu prekomjernim unosom.

Klor se uglavnom nalazi u kuhinjskoj soli, mesnim konzervama, siru, siru.

Uz nedostatak klora, znojenje, proljev, nedovoljno izlučivanje želučanog soka, razvija se edem. Do povećanja sadržaja klora dolazi kada je tijelo dehidrirano i kada je poremećena funkcija izlučivanja bubrega.

Fosfor(P) - vitalna tvar koja je dio koštanog tkiva i glavni je dio jezgri stanica živčanog sustava, posebno mozga. Aktivno sudjeluje u metabolizmu bjelančevina, masti i ugljikohidrata; neophodan za formiranje kostiju i zuba, normalan rad živčanog sustava i srčanog mišića; sudjeluje u sintezi enzima, proteina i nukleinskih kiselina (DNA i RNA). U tjelesnim tkivima i prehrambenim proizvodima fosfor se nalazi u obliku fosforne kiseline i organski spojevi(fosfati).

Fosfor se nalazi u životinjskim proizvodima: mlijeko, svježi sir, sir, jetra, meso, jaja; u pšenične mekinje, integralni kruh, proklijala pšenica; razne žitarice, krumpir, mahunarke, sušeno voće, orašasti plodovi, sjemenke suncokreta, plodovi mora i, posebno, riba bogati su fosforom.

Nedostatak fosfora primjećuje se tijekom dugotrajnog posta (tijelo troši fosfor koji se nalazi u tkivima). Simptomi: slabost, daljnji gubitak apetita, bolovi u kostima, metabolički poremećaji u miokardu. S viškom fosfora dolazi do smanjenja razine kalcija u krvi, a moguć je i poremećaj srčanog ritma. Kod djece koja se hrane na bočicu može se razviti višak fosfora. U regulaciji sudjeluju parathormon i tireokalcitonin (vidi poglavlje 10).

Sumpor(S) je dio proteina, hrskavice, kose, noktiju, uključen je u sintezu kolagena. Neophodan je za neutralizaciju u jetri otrovnih tvari koje dolaze iz debelog crijeva kao rezultat truljenja.

Najvažniji izvor sumpora su proteinski proizvodi: meso, riba, mliječni proizvodi, jaja, mahunarke.

Dnevne potrebe, manjak i predoziranje nisu pouzdano utvrđeni. Vjeruje se da se dnevne potrebe nadoknađuju uobičajenom prehranom.

Željezo(Fe) je glavna komponenta mnogih tjelesnih tkiva i nekih enzima. Značajna količina željeza nalazi se u eritrocitima, oko 70% - u hemoglobinu. Glavno fiziološko značenje željeza je sudjelovanje u procesu hematopoeze, prijenos kisika i ugljičnog dioksida te osiguranje staničnog disanja. Željezo se može taložiti u tijelu. Takvi "depoi" za njega su slezena, jetra i koštana srž.

Željezo je posebno potrebno djevojčicama koje ulaze u pubertet i maloj djeci. Nedostatak željeza u tijelu može dovesti do razvoja anemije i potiskivanja obrambenih snaga organizma. Željeza ima u mesu, jetri (osobito svinjetini), srcu, mozgu, žumanjku jajeta, vrganjima, grahu, grašku, češnjaku, hrenu, cikli, mrkvi, rajčici, bundevi, bijelom kupusu, salati, špinatu.

Nedostatak željeza smanjuje aktivnost dišnih enzima, što može dovesti do poremećaja tkivnog disanja, razvoja anemija uzrokovana nedostatkom željeza(anemija). Mnoge modne dijete s ciljem brzog mršavljenja dovode do nedostatka željeza. Višak željeza može narušiti funkciju jetre i probave.

Jod(I -) sudjeluje u stvaranju tiroksina - hormona štitnjače, pomaže u smanjenju razine kolesterola u krvi, povećava apsorpciju kalcija i fosfora u tijelu.

Najviše joda ima u algama (morskoj travi), morskoj ribi, jajima, mesu, mlijeku, povrću (cikla, mrkva, zelena salata, kupus, krumpir, luk, celer, rajčica), voću (jabuke, šljive, grožđe). Treba imati na umu da se tijekom dugotrajnog skladištenja prehrambenih proizvoda koji sadrže jod i njihove toplinske obrade gubi do 60% joda.

Nedostatak joda u organizmu dovodi do hipotireoze, povećanja štitne žlijezde (guše), djetinjstvo- do kretenizma (zaustavljanje rasta i smanjenje inteligencije). Višak joda dovodi do hipertireoze ( otrovna struma). Za profilaksu se uzima jodirana sol (vidi Poglavlje 10).

Bakar(Cu) sudjeluje u stvaranju niza enzima i hemoglobina, potiče apsorpciju željeza u crijevima, oslobađanje energije iz masti i ugljikohidrata; ioni bakra sudjeluju u reakcijama oksidacije tvari u tijelu. Sadržaj bakra u ljudskom tijelu povezan je sa spolom, dobi, dnevnim i sezonskim kolebanjima temperature te upalnim bolestima.

Bakra ima u mesu, jetri, plodovima mora (lignje, rakovi, škampi), svom povrću, dinjama i mahunarkama, orašastim plodovima, žitaricama (zobene pahuljice, heljda, proso, itd.), gljivama, voću (jabuke, kruške, marelice, šljive) , bobičasto voće (jagode, jagode, brusnice, ogrozd, maline itd.).

Nedostatak bakra u bolestima šarlaha, difterije, Botkinove bolesti, plućne tuberkuloze komplicira njihov tijek. Kod trudnica s nedostatkom bakra češće se javlja toksikoza. Nedostatak bakra u hrani smanjuje aktivnost oksidativnih enzima i dovodi do razne forme slabokrvnost (anemija). Predoziranje bakrom dovodi do trovanja.

Fluor(F -) sadržan je u malim količinama u svim tkivima organizma, ali njegova glavna uloga je sudjelovanje u stvaranju dentina, zubne cakline i koštanog tkiva. Glavni izvor fluorida je voda za piće. Fluor se u dovoljnim količinama nalazi u hrani - ribi, jetri, janjetini, orašastim plodovima, zobenim pahuljicama, čaju i voću. Od povrća fluorom su bogati zelena salata, peršin, celer, krumpir, bijeli kupus, mrkva i cikla.

Oštar pad fluorida u vodi za piće dovodi do karijesa i karijesa, povećan sadržaj depresivno djelovanje na Štitnjača i dovodi do razvoja fluoroze (pjegavih lezija zuba).

Cinkov(Zn 2+) sudjeluje u sintezi proteina, RNA, u stvaranju većine enzima i hematopoezi, nalazi se u koštanom sustavu, koži i kosi, sastavni je dio muškog spolnog hormona – testosterona, pospješuje zacjeljivanje rana. , povećava imunitet, sudjeluje u mehanizmu diobe stanica, normalizira metabolizam ugljikohidrata. Kronični psihoemocionalni stres, alkohol, pušenje oštećuju apsorpciju cinka. Nedostatak cinka u prehrani može dovesti do neplodnosti, anemije, kožne bolesti, usporavanje rasta noktiju i ispadanje kose, pojačan rast tumora, usporen spolni razvoj, usporen rast u pubertetu.

S nedostatkom cinka, rane slabo zacjeljuju, primjećuje se gubitak apetita, slabi okus i mirisna osjetljivost, pojavljuju se čirevi u ustima, na jeziku, a na koži se stvaraju pustule. Predoziranje povećava rizik od trovanja. U velikim količinama cink djeluje kancerogeno, pa se ne preporuča čuvanje vode i hrane u pocinčanom posuđu.

Cink se nalazi u orasi, plodovi mora, meso, perad, svo povrće, posebno češnjak i luk, mahunarke, žitarice (osobito zobene pahuljice). Probavljivost cinka iz životinjskih proizvoda je preko 40%, a biljnih - do 10%.

Regulacija većine elemenata u tragovima praktički nije proučavana.

Odrasla osoba dnevno unese oko 2,5 litre vode. Osim toga, u tijelu se stvara oko 300 ml metaboličke vode kao jedan od krajnjih produkata energetske izmjene. Prema potrebama, čovjek tijekom dana izgubi oko 1,5 l vode u obliku urina, 0,9 l isparavanjem kroz pluća i kožu (bez znojenja) i približno 0,1 l fecesom. Dakle, izmjena vode u normalnim uvjetima ne prelazi 5% tjelesne težine dnevno. Povišena tjelesna temperatura i visokokalorična hrana potiču oslobađanje vode kroz kožu i pluća, povećavajući njezin unos.

Uskraćivanje tijelu vode i mineralnih soli uzrokuje ozbiljno oštećenje i smrt.

Normalno funkcioniranje tkiva osigurava ne samo prisutnost određenih soli u njima, već i njihovi strogo definirani kvantitativni omjeri. Pretjeranim unosom mineralnih soli u organizam one se mogu taložiti u obliku rezervi. Natrij i klor talože se u potkožnom tkivu, kalij - u skeletnim mišićima, kalcij i fosfor - u kostima.

Svi mineralni elementi potrebni tijelu dolaze s hranom i vodom. Većina mineralnih soli lako se apsorbira u krv; njihovo izlučivanje iz tijela događa se uglavnom s urinom i znojem. Intenzivnom mišićnom aktivnošću povećava se potreba za određenim mineralima.

Regulaciju metabolizma vode uglavnom kontroliraju hormoni hipotalamusa, hipofize i nadbubrežne žlijezde.. Mineralne soli stvaraju određeni osmotski tlak, koji je toliko potreban za život stanica.

Mješovitom prehranom odrasla osoba dobiva sve potrebne minerale u dovoljnim količinama.

Vitamini imaju ulogu katalizatora u metaboličkim procesima. To su tvari kemijske prirode neophodne za normalan metabolizam, rast, razvoj tijela, održavanje visokih performansi i zdravlja.

Vitamini se dijele na topljivi u vodi (skupina B, C, P, itd.) i.

topljivi u mastima (A, D, E, K).

Dovoljan unos vitamina u organizam ovisi o pravilna prehrana hrana

i normalna funkcija probavni procesi; neke vitamine (K, B) sintetiziraju bakterije u crijevima. Nedovoljan unos vitamina u tijelo (hipovitaminoza) ili njihov potpuni nedostatak (avitaminoza) dovode do kršenja mnogih funkcija.

vitamini- biološki djelatne tvari različite kemijske prirode. Potrebni su nam za normalan metabolizam i tijek fizioloških procesa, razvoj i rast tijela, povećanje njegove otpornosti na različite nepovoljne čimbenike okoliša.

vitamin A- Neophodan za normalan rast i razvoj organizma.

Vitamin B1- igra važnu ulogu u funkcioniranju probavnih organa i središnjeg živčanog sustava (SŽS)

Vitamin B2- igra važnu ulogu u metabolizmu ugljikohidrata, proteina i masti, procesima disanja tkiva, potiče proizvodnju energije u tijelu.

Vitamin C (Vitamin C) - povećava otpornost organizma na štetne čimbenike vanjsko okruženje posebno na infektivne agense.

Vitamin D- regulira transport kalcija i fosfata, sudjeluje u sintezi koštanog tkiva, pospješuje njegov rast.

Bazalni metabolizam, čimbenici koji utječu na njegovu vrijednost. Uvjeti definicije. Dnevna potrošnja energije na različite vrste aktivnosti.

Ovisno o aktivnosti organizma i utjecaju okolišnih čimbenika na njega, razlikuju se tri razine energetskog metabolizma: osnovni metabolizam, potrošnja energije u mirovanju i potrošnja energije tijekom različitih oblika rada.

BX- troškovi energije povezani su s održavanjem minimalne razine oksidativnih procesa potrebnih za život stanica i s aktivnošću organa i sustava koji stalno rade - dišnih mišića, srca, bubrega, jetre. Neki dio potrošnje energije u smislu bazalnog metabolizma povezan je s održavanjem tonusa mišića. Oslobađanje toplinske energije tijekom svih ovih procesa osigurava proizvodnju topline koja je neophodna za održavanje tjelesne temperature na konstantnoj razini, obično višoj od temperature vanjskog okoliša.

Uvjeti definicije bazalni metabolizam: subjekt mora biti

1) u stanju mišićnog odmora (ležeći položaj s opuštenim mišićima), bez izlaganja iritacijama koje uzrokuju emocionalni stres;

2) natašte, tj. 12-16 sati nakon obroka;

3) na vanjskoj temperaturi "udobnosti" (18-20 ° C), koja ne uzrokuje osjećaj hladnoće ili topline.

BX utvrđeno u budnom stanju. Tijekom spavanja, razina oksidativnih procesa i, posljedično, energetski troškovi tijela su 8-10% niži nego u mirovanju tijekom budnosti. Većina bazalne izmjene odrasle osobe zdravi ljudi prosječno oko 1 800-2100 kcal. Uz aktivnu mišićnu aktivnost, potrošnja energije raste vrlo brzo: i što je takav mišićni rad teži, to više energije osoba troši.

PoglavljeIV.13.

Razmjena minerala

Metabolizam minerala je skup procesa apsorpcije, distribucije, asimilacije i izlučivanja mineralnih tvari koje se u organizmu nalaze uglavnom u obliku anorganskih spojeva.

Ukupno se u tijelu nalazi preko 70 elemenata tablice D.I. Mendeljejeva, njih 47 stalno su prisutni i nazivaju se biogeni. Minerali imaju važnu ulogu u održavanju acidobazne ravnoteže, osmotskog tlaka, sustava zgrušavanja krvi, regulacije brojnih enzimskih sustava itd., tj. ključni su za uspostavljanje i održavanje homeostaze.

Prema količinskom sadržaju u organizmu dijele se na makronutrijenata, ako ima više od 0,01% tjelesne mase (K, Ca, Mg, Na, P, Cl) i elementi u tragovima ( Mn, Zn, Cr, Cu, Fe, Co, Al, Se). Glavni dio mineralnih tvari u tijelu su kloridi, fosfati i karbonatne soli natrija, kalcija, kalija, magnezija. Soli u tjelesnim tekućinama su u djelomično ili potpuno disociranom obliku, pa su minerali prisutni u obliku iona – kationa i aniona.

Funkcije minerala:

1) plastika (kalcij, fosfor, magnezij);

2) održavanje osmotskog tlaka (kalij, natrij, klor);

3) održavanje međuspremnika biološke tekućine(fosfor, kalij, natrij);

4) održavanje koloidnih svojstava tkiva (svi elementi);

5) detoksikacija (željezo u sastavu citokroma P-450, sumpor u sastavu glutationa);

6) provođenje živčanog impulsa (natrij, kalij);

7) sudjelovanje u enzimskoj katalizi kao kofaktor ili inhibitor;

8) sudjelovanje u hormonskoj regulaciji (jod, cink i kobalt su dio hormona).

Intermedijarni i završni metabolizam minerala

Minerali ulaze u tijelo u slobodnom ili vezanom obliku. Ioni se već apsorbiraju u želucu, glavni dio minerala - u crijevima aktivnim transportom uz sudjelovanje proteina nosača. Iz gastrointestinalnog trakta ulaze u krv i limfu, gdje se vežu za specifične transportne proteine. Mineralne tvari oslobađaju se uglavnom u obliku soli i iona.

S urinom: natrij, kalij, kalcij, magnezij, klor, kobalt, jod, brom, fluor.

S izmetom:željezo, kalcij, bakar, cink, mangan, molibden i teški metali.

Karakteristike pojedinih elemenata

Natrij - glavni kation izvanstaničnog odjeljka. Čini 0,08% tjelesne težine. Ima važnu ulogu u održavanju osmotskog tlaka. U nedostatku ili ograničenju unosa natrija u organizam, njegovo izlučivanje urinom gotovo potpuno prestaje. Apsorbirano u gornji dio tankog crijeva uz sudjelovanje proteina nosača i zahtijeva utrošak ATP-a. Dnevne potrebe variraju ovisno o opskrbljenosti organizma solima izlučivanja. Taloži se u koži i mišićima. Uz proljev dolazi do gubitka natrija u crijevima.

1) sudjeluje u nastanku i održavanju elektrokemijskog potencijala na plazma membranama stanica;

2) regulira stanje metabolizma vode i soli;

3) sudjeluje u regulaciji enzima;

4) komponenta K + - Na + pumpa.

Klor je najvažniji anion u izvanstaničnom prostoru. Iznosi 0,06% tjelesne težine. Najviše ga se nalazi u želučanom soku. Sudjeluje u održavanju osmotske ravnoteže. Aktivira amilazu i peptidazu. Apsorbira se u gornjem dijelu crijeva, izlučuje se uglavnom urinom. Koncentracija klora i natrija obično se mijenja paralelno.

Kalij - iznosi 0,25% tjelesne težine. Samo 2% ukupne količine sadržano je u izvanstaničnom prostoru, a ostatak je u stanicama, gdje je povezan s ugljikohidratnim spojevima. Apsorbira se kroz cijeli gastrointestinalni trakt. Dio kalija taloži se u jetri i koži, a ostatak ulazi u opći krvotok. Razmjena se odvija vrlo brzo u mišićima, crijevima, bubrezima i jetri. U eritrocitima i živčanim stanicama sporija izmjena kalija. Ima vodeću ulogu u stvaranju i provođenju živčanih impulsa. Neophodan za sintezu proteina (po 1 g proteina - 20 mg kalijevih iona), ATP, glikogen, sudjeluje u formiranju potencijala mirovanja. Izlučuje se uglavnom urinom, a manje fecesom.

Kalcij je izvanstanični kation. Čini 1,9% tjelesne težine. Sadržaj se povećava tijekom rasta ili trudnoće. Djeluje kao sastavni dio potpornih tkiva ili membrana, sudjeluje u provođenju živčanog impulsa i inicijaciji mišićne kontrakcije te je jedan od čimbenika hemokoagulacije. Osigurava cjelovitost membrana (utječe na propusnost), budući da potiče gusto pakiranje membranskih proteina. Kalcij ograničeno sudjeluje u održavanju osmotske ravnoteže. Zajedno s inzulinom aktivira prodiranje glukoze u stanice. Apsorbira se u gornjem dijelu crijeva. Stupanj njegove asimilacije ovisi o pH medija (kalcijeve soli su netopljive u kiselom mediju). Masti i fosfati ometaju apsorpciju kalcija. Za potpunu apsorpciju iz crijeva neophodna je prisutnost aktivnog oblika vitamina D3.

Najveći dio kalcija nalazi se u koštanom tkivu (99%) u sklopu mikrokristala karbonatnog apatita 3Ca 2 (PO 4) 2· CaCO 3 i hidroksilapatit 3Ca 2 (PO 4) 2· SaOH. Ukupni kalcij u krvi uključuje tri frakcije: vezanu na proteine, ioniziranu i neioniziranu (koja se sastoji od citrata, fosfata i sulfata).

Magnezij - iznosi 0,05% tjelesne težine. Njegove stanice sadrže 10 puta više nego u izvanstaničnoj tekućini. Puno magnezija u mišićnom i koštanom tkivu, kao iu živčanom i jetrenom. Formira komplekse s ATP-om, citratom, nizom proteina.

1) dio je gotovo 300 enzima;

2) kompleksi magnezija s fosfolipidima smanjuju fluidnost staničnih membrana;

3) sudjeluje u održavanju normalne tjelesne temperature;

4) sudjeluje u radu neuromuskularnog aparata.

anorganski fosfor - nalaze se uglavnom u koštanom tkivu. Čini 1% tjelesne težine. U krvnoj plazmi pri fiziološkom pH, fosfor je 80% dvovalentni i 20% jednovalentni anion fosforne kiseline. Fosfor je dio koenzima, nukleinskih kiselina, fosfoproteina, fosfolipida. Zajedno s kalcijem, fosfor tvori apatit, osnovu koštanog tkiva.

Bakar dio je mnogih enzima i biološki aktivnih metaloproteina. Sudjeluje u sintezi kolagena i elastina. Je li komponenta citokrom c transportni lanac elektrona.

Sumpor – iznosi 0,08 posto. U tijelo ulazi u vezanom obliku kao dio AA i sulfatnih iona. Uključen u žučne kiseline i hormoni. Kao dio glutation sudjeluje u biotransformaciji otrova.

Željezo dio je proteina koji sadrže željezo i hema hemoglobina, citokroma, peroksidaza.

Cinkov - je kofaktor za niz enzima.

Kobalt dio vitamina B12.

Izmjena vode i elektrolita

Metabolizam vode i elektrolita je skup procesa unosa, apsorpcije, distribucije i izlučivanja vode i elektrolita iz organizma. Osigurava postojanost ionskog sastava, acidobazne ravnoteže i volumena tekućina unutarnje okoline tijela. Vodeću ulogu u njemu ima voda.

Funkcije vode:

1) unutarnje okruženje tijela;

2) strukturalni;

3) apsorpcija i transport tvari;

4) sudjelovanje u biokemijskim reakcijama (hidroliza, disocijacija, hidratacija, dehidracija);

5) krajnji proizvod razmjene;

6) izlučivanje krajnjih proizvoda metabolizma uz sudjelovanje bubrega.

Voda koja dolazi alimentarnim (s hranom) putem naziva se egzogena, a ona koja nastaje kao produkt biokemijskih transformacija endogena.