Обмін основних поживних речовин в організмі

В організмі при обміні речовин між окремими речовинами, особливо між вуглеводами і жирами, є тісні взаємозв'язки, завдяки яким забезпечується перехід цих речовин з одних в інші. Активність процесів обміну всіх речовин регулюються за допомогою вегетативної нервової системи і гормонів.

Обмін білків. Під час росту організму, під впливом соматотропного гормону гіпофіза, стимулюється збільшення маси всіх органів і тканин. Під впливом цього гормону у дорослих підвищується проникність клітинних мембран для амінокислот, посилюється синтез інформаційної РНК, і пригнічується активність внутрішньоклітинних протеолітичних ферментів.

Гормони щитоподібної залози — тироксин і трийодтиронін також стимулюють синтез білка, забезпечуючи зростання, розвиток і дифе­ренціювання. У регуляції білкового обміну велика роль належить і гормону підшлункової залози —- інсуліну. Цей гормон стимулює білковий синтез, що особливо виражений в м'язовій тканині. Стимулює білковий синтез і чоловічий статевий гормон — тестостерон. Анаболічний ефект притаманний і жіночим статевим гормонів, зокрема естрогену, але пряма вираженість дії цих гормонів значно менша.

Гормони кори наднирків — глюкокортикоїди, навпаки, підсилюють розпад білка в більшості тканин. Виключення складає печінка, де під їх дією прискорюється синтез білків.

Обмін вуглеводів. Основним завданням системи регуляції вуглеводного обміну є підтримка рівня глюкози в крові в межах від 4,4 до 6,7 ммоль/л. Печінка, підшлункова залоза, кровоносні судини і вентромедіальний відділ гіпоталамуса містять глюкорецептори. Центральною ланкою регуляції вуглеводного обміну, як і обміну інших речовин, є гіпоталамус. Звідси регулюючі впливи передаються за допомогою вегетативних нервів і гормонів. Через гіпоталамус реалізуються впливи інших відділів мозку аж до кори великих півкуль.

Більшість гормонів, що беруть участь у регуляції вуглеводного обміну, підвищує вміст глюкози крові, і лише один інсулін (гормон підшлункової залози) — знижує. Концентрацію глюкози збільшують такі гормони як: глюкагон (підшлункова залоза), адреналін і глюкокортикоїди (надниркові залози), соматотропний (гіпофіз), тироксин і трийодтиронін (щитовидна залоза). Надходження глюкози з крові в клітини відбувається за допомогою спеціального транспортного мембранного білка. Глюкоза надходить за градієнтом концентрації. Проте в більшості органів і тканин (за винятком печінки і мозку) цей процес проходить дуже повільно, а стимулятором його надходження є кількість інсуліну.

Жировий обмін тісно пов'язаний з обміном вуглеводів. При надлишку вуглеводів в їжі вони відкладаються в жировій тканині у вигляді тригліцеридів, а при недостатності — тригліцериди розщеплюються з утворенням переетерифікованих жирних кислот, що використовуються для утворення енергії.

Впливи симпатичної нервової системи гальмують цей синтез, підсилюючи розпад тригліцеридів. Парасимпатичні нерви виконують протилежну дію. Активність цих впливів контролюється гіпоталамусом.

Виражений жиромобілізуючий ефект мають гормони мозкового шару наднирників — адреналін і норадреналін. Соматотропний гормон гіпофіза і гормон щитовидної залози тироксин також стимулюють розпад жиру. Гормони наднирників — глюкокортикоїди, навпаки, гальмують мобілізацію жиру, що, ймовірно, зумовлене збільшенням рівня глюкози в крові під впливом гормонів. А зростання глюкози крові гальмує розпад жиру. Аналогічно діє і гормон підшлункової залози інсулін.

Обмін мінеральних речовин і води. Протягом доби з їжею повинно надходити не менше 1700 мл води і повний набір необхідних мінеральних речовин. Надходження води в організм регулюється відчуттям спраги.

Регуляція обміну енергії. Вже на рівні окремих клітин можна спос­терігати наявність місцевих механізмів регуляції процесу енергоутворення. Так, сам початок скорочення м'яза запускає процеси ресинтезу використаної АТФ. Регуляція процесів енергоутворення загалом в організмі здійснюється вегетативною нервовою і ендокринною системами. Основними регуляторами є гормони щитовидної залози — тироксин трийодтиронін, а також адреналін — гормон наднирників, що стимулює ці процеси. Причому, під впливом цих гормонів знаходиться і перерозподіл метаболітов, які використовуються для утворення енергії. Так, при фізичному навантаженні, з печінки, жирових депо в кров надходить глюкоза, жирні кислоти, які використовуються в м'язах. Особлива роль у регуляції належить гіпоталамусу мозку, через який реалізуються нервово-рефлекторні (еферентами є нервові волокна вегетативної нервової системи) і ендокринні механізми. За їх допо­могою забезпечується участь вищевказаних відділів ЦНС у регуляції обмінних процесів. Так, у спортсмена перед стартом, у робітника перед виконанням роботи активуються обмінні процеси. Гіпнотичне навіювання виконання важкої м'язової роботи може призвести до підвищення обміну.

Обмін енергії є складовою частиною обміну речовин. Адже всі хімічні перетворення, які проходять в організмі, супроводжуються виділенням або поглинанням енергії. Співвідношення між кількістю енергії, яка надійшла в організм з їжею, і кількістю енергії, витраченої організмом, називається енергетичним балансом. При надмірному харчуванні відбувається нагромадження енергетичних запасів (збільшення маси тіла) — позитивний енергобаланс; в умовах недостатнього харчування спостерігається зменшення енергії в організмі (зменшення маси тіла) — негативний баланс.

Потреба людини в енергії є досить індивідуальною і залежить від багатьох чинників: конституції, ваги, зросту, віку, виду діяльності.

В стані спокою та при виконанні легкої роботи енергозабезпечення на 50 % здійснюється за рахунок жирів, а решта — за рахунок вуглеводів. При виконанні важкої роботи переважаючим в енергозабезпеченні діяльності є використання вуглеводів. При виконанні максимально напруженої фізичної роботи майже вся енергія надходить від вуглеводів. Тривале виконання напруженої м'язової роботи, призводить до вичерпання вуглеводних запасів і настання втоми.

Енергетичні витрати людини складаються із витрат на:

· основний обмін;

· у фізичну і розумову діяльність;

· у процеси травлення та засвоєння їжі (специфічно-динамічну дію їжі).

Основний обмін (ОО) - кількість енергії, яка необхідна організму для його функціонування у стані спокою: на роботу серця і кровозабезпечення, легенів, нирок, ендокринних залоз;

У підтримання сталості температури тіла, м'язового тонусу та інших постійних функцій.

Основний обмін визначається спеціальним дослідженням у стані м'язового та нервового спокою за комфортної температури повітря (через 14-16 годин після прийому їжі, лежачи, при 20° С) або за спеціальними формулами та таблицями.

Основний обмін збільшується при:

· збільшенні мускулатури;

· підвищенні температури тіла;

· зростанні функцій щитоподібної залози;

· секреції адреналіну.

Основний обмін зменшується при:

· У старінні організму;

· У накопиченні жиру;

· У ослабленні функцій щитоподібної залози;

· У недоїданні та виснаженні організму.

Специфічно-динамічна дія їжі (СДД) - витрати енергії на процеси перетравлення та засвоєння їжі і залежать від нутрієнтного складу їжі.

Білки, жири і вуглеводи мають неоднакову здатність стимулювати основний обмін організму, його інтенсивність. Найбільших витрат енергії потребують білки, менших - вуглеводи та жири. Встановлено, що при змішаному харчуванні та оптимальному співвідношенні білків, жирів та вуглеводів затрати становлять 10-15 % від основного обміну. Прийом білків підвищує основний обмін на 30-40 %, прийом жирів - на 4-14 %, а вуглеводів - на 4-7 %. Прийом жирів до початку їжі не тільки не підвищує швидкості основного обміну, але навіть знижує її.

Енергія на трудову діяльність - затрати енергії на виконання фізичної та розумової праці і залежить від її інтенсивності.

Енерговитрати людини визначаються за формулою:

Доросла людина в середньому затрачує на добу 188 кДж на 1 кг. маси тіла. Добова потреба в енергії для осіб трудового віку складає 9240-12 600 кДж. Люди, зайняті фізичною працею, витрачають більше енергії, ніж представники інших професій. У дітей у зв'язку з високою інтенсивністю обмінних процесів підвищені й енергетичні витрати. Добова потреба в енергії у них міняється з віком і складає у дітей від одного року до двох років 376—418 кДж на 1 кг. маси тіла, а у підлітків від 14 до 17 років — 209-272 кДж.

Знаючи енергетичну цінність харчових продуктів, можна розрахувати, яку кількість їх потрібно вживати людям різних професій, віку і статі. При складанні норм живлення слід ураховувати, що співвідношення білків, жирів і вуглеводів повинно бути 1:1:5. Так, на добу людині потрібно 80-100 г білків (з них 50-60 г. тваринних), 80—100 г. жирів (60-80 г тварин) і близько 500 г вуглеводів. Окрім енергетичної цінності необхідно ураховувати якісний склад їжі. Вона повинна містити достатню кількість вітамінів і мінеральних солей.

Література:

1. Зубар Н.М. Основи фізіології та гігієни харчування - К.: Центр учбової літератури, 2010. - 336 с.

2. Малигіна В.Д. та ін. Мікробіологія та фізіологія харчування. – К.: Кондор, 2009. – 241 с.

3. Плахтій П.Д. Фізіологія людини. Обмін речовин і енергозабезпечення м’язової діяльності. – К.: Професіонал. – 2006. – 463 с.

Дата добавления: 2014-01-04