анатомия. 1. Значение пищеварения. Общий план строения пищеварительной системы
 Скачать 46.31 Kb.
|
900 мл).
1400 мл), кала (
900 мл) и воды, образующейся в организме в ходе обменных процессов (эндогенной воды (1. Значение пищеварения. Общий план строения пищеварительной системы Для нормальной жизнедеятельности организма, его роста и развития необходимо регулярное поступление пищи, содержащей сложные органические вещества (белки, жиры, углеводы), минеральные соли, витамины и воду. Все эти вещества необходимы для удовлетворения потребности организма в энергии, для осуществления биохимических процессов, протекающих во всех органах и тканях. Органические соединения используются также как строительный материал в процессе роста организма и воспроизведения новых клеток взамен отмирающих. Основные питательные вещества в том виде, в каком они находятся в пище, не могут использоваться организмом, а должны быть подвергнуты специальной обработке—пищеварению. Пищеварением называют процесс физической и химический обработки пищи и превращения ее в более простые и растворимые соединения, которые могут всасываться, переноситься кровью усваиваться организмом. Физическая обработка заключается в измельчении пищи, ее протирании, растворении. Химические изменения представляют собой сложные реакции, происходящие в различных отделах пищеварительной системы, где под влиянием ферментов, содержащихся в секретах пищеварительных желез, происходит расщепление сложных нерастворимых органических соединений, содержащихся в пище, превращение их в растворимые и легко усваиваемые организмом вещества. Ферменты—это биологические катализаторы, вырабатываемые организмом и отличающиеся определенной специфичностью. Каждый фермент действует только на определенные химические соединения: одни расщепляют белки, другие—жиры, третьи—углеводы. В пищеварительном тракте в результате химической обработки белки расщепляются до аминокислот, жиры—до глицерина и жирных кислот, углеводы (поли-сахариды)—до моносахаридов. В каждом из отделов пищеварительной системы происходят специализированные операции по обработке пищи, связанные с наличием в каждом из них специфических ферментов. Система органов пищеварения состоит из ротовой полости с дремя парами крупных слюнных желез, глотки, пищевода, желудка, тонкой кишки, в состав которой входит двенадцатиперстная кишка (в нее открываются протоки печени и поджелудочной жедезы, тощая и подвздошная кишки), и толстой кишки, состоящей из слепой, ободочной и прямой кишок. В ободочной кишке различают восходящую, нисходящую и сигмовидную кишки. 2. Пищеварение в ротовой полости, желудке, кишечнике. Роль печени, поджелудочной железы в пищеварении В ротовой полости начинается физическая и химическая обработка пищи, а также осуществляется ее апробирование. С помощью специальных рецепторов в слизистой оболочке ротовой полости и языка мы распознаем вкус пищи, от их функции зависит удовлетворение и неудовлетворение едой. Специфической функцией ротовой полости является механическое измельчение пищи при ее пережевывании. Особый эффект физической обработки достигается наличием в ротовой полости костной основы, что отличает ее от других органов пищеварения, и языка. Язык—подвижный мышечный орган— имеет важнейшее значение не только в осуществлении речевой функции, но и в пищеварении. Передвижение .пищи с помощью языка — необходимый компонент жевания. Измельчение пищи осуществляется зубами. По функции и форме различают резцы, клыки, малые и большие коренные зубы. Наряду с измельчением пищи в ротовой полости происходит смачивание ее слюной и начальный гидролиз некоторых пищевых веществ. В ротовую полость открываются протоки трех пар крупных слюнных желез: околоушные, поднижнечелюстнне и подъязыаньие. Кроме крупных есть мелкие слизистые слюнные железки. Они разбросаны почти по всей слизистой оболочке ротовой полости и языка. Слюна, содержащая 99% воды, смачивает измельченную пищу. В составе ее органических веществ содержатся ферменты, осуществляющие химическую обработку пищи. Основной из этих ферментов — амилаза — расщепляет сложные углеводы до мальтозы. Расщепление углеводов не заканчивается в ротовой полости, но продолжается в желудке до тех пор, пока пищевой комок не пропитается желудочным соком, так, как ферменты, расщепляющие углеводы, действуют только в щелочной среде. В слюне содержится также слизистое органическое вещество муцин. Он способствует тому, что обработанный в ротовой полости комок становится скользким и легко проходит по пищеводу—мышечной трубке, выстланной внутри слизистой оболочкой. Длина пищевода с возрастом увеличивается. У новорожденных она составляет 10 см, у 5-летних детей— 16 см, у 15-летних— 19 см, у взрослых—25 см. Слюнные железы функционируют с момента рождения ребенка. Пищеварение в желудке. Желудок имеет вид изогнутого мешка, вмещающего 1—2 л пищи. В желудке различают вход (кардиальная часть), дно (фундальная часть) и выход (пилорическая, или привратниковая, часть). Привратник открывается в двенадцатиперстную кишку.Изнутри желудок выстлан слизистой оболочкой, образующей много складок. В толще слизистой оболочки находятся железы, трубчатые по форме. Железы вырабатывают желудочный сок. Различают три типа клеток желудочных желез: главные вырабатывают ферменты желудочного сока, обкладочные—соляную кислоту, добавочные—слизь. Желудочный сок человека — бесцветная жидкость кислой реакции, с большим содержанием соляной кислоты (0,5%) и слизи. Слизь, вырабатываемая клетками слизистой оболочки желудка, предохраняет ее от механических и химических повреждений. Соляная кислота обладает способностью губительно действовать на бактерии, выполняя тем самым защитную функцию. Под влиянием соляной кислоты активизируется основной фермент желудочного сока пепсин, расщепляющий белки до альбумоз и пептонов. Желудочный сок содержит также фермент, расщепляющий жиры — липазу. В желудке распадаются на глицерин и жирные кислоты только жиры, находящиеся в состоянии эмульсии (жиры молока). В желудочном соке детей, особенно в период вскармливания их молоком, содержится сычужный, фермент—химозин, вызывающий свёртывание молока. Отделение желудочного сока начинается рефлекторно, уже тогда, когда пища попадает в полость рта. Оно может возникнуть и условнорефлекторно. Обычно акт еды начинается с вида и запаха пищи. И. П. Павлов назвал желудочный сок, который начинает выделяться до поступления пищи, аппетитным или запальным. Он подготавливает желудок к перевариванию пищи и является важным условием, облегчающим этот процесс. Под влиянием различных воздействий отделение желудочного сока может тормозиться. Вид несвежей пищи, неприятный запах ее, неряшливая обстановка, чтение во время еды приводят к торможению желудочной секреции, при этом снижается пищеварительное действие соков и пища усваивается хуже. Когда пища поступает в желудок, на нее продолжает рефлекторно вырабатываться желудочный сок за счет механического раздражения слизистой оболочки желудка. Важная роль здесь также принадлежит химическим веществам, циркулирующим в крови при пищеварении и гуморальным путем возбуждающим желудочную секрецию. Особенно активны в этом отношении вещества, содержащиеся в мясном бульоне, капустном отваре, отварах рыбы, грибов, овощей. Кроме того, под влиянием соляной кислоты или продуктов переваривания в слизистой оболочке желудка образуется особый гормон—гастрин, который всасывается в кровь и усиливает секрецию желудочных желез. От характера пищи зависит время переваривания ее в желудке. Так, у детей грудного возраста при правильном грудном вскармливании желудок освобождается от пищи через 2,5—3 ч, при питании коровьим молоком—через 3—4 ч. Пища, содержащая значительные количества белков и жиров, задерживается в желудке 4,5—6,5 ч. Роль печени и поджелудочной железы в пищеварении. Частично переварившееся содержимое желудка в виде пищевой кашицы, пропитанной кислым желудочным соком, перемещается движениями мускулатуры желудка к его пилорическому отделу, а оттуда порциями поступает в начальный отдел тонкого кишечника—двенадцатиперстную кишку. Здесь пищевая масса обрабатывается соком двух основных пищеварительных желез—печени и поджелудочной железы, и соком мелких кишечных желез. Под влиянием содержащихся в них ферментов происходит наиболее интенсивная химическая переработка белков, жиров и углеводов, которые, подвергаясь дальнейшему расщеплению, доводятся в двенадцатиперстной кишке до такого состояния, что могут всасываться и усваиваться организмом. Сок, выделяемый поджелудочной железой,— бесцветная прозрачная жидкость щелочной реакции. В нем есть фермент трипсин, расщепляющий белковые вещества до аминокислот; трипсин вырабатывается в неактивной форме клетками железы и активируется ферментом кишечного сока; содержащийся в соке фермент липаза активируется желчью, поступающей из печени и желчного пузыря, и, действуя на жиры, превращает их в глицерин и жирные кислоты. Ферменты амилаза и мальтаза превращают сложные углеводы в моносахариды типа глюкозы. Отделение поджелудочного сока продолжается 6—14 ч и зависит от состава и свойств принятой пищи. 3. Всасывание и моторные функции кишечника Из двенадцатиперстной кишки в основном переварившиеся пищевые вещества поступают в тонкий кишечник, откуда в подвздошную кишку. В тонком кишечнике продолжается переваривание питательных веществ, находящихся в химусе. В составе кишечного сока обнаружено свыше 20 ферментов, способных катализировать расщепление пищевых веществ. Однако основной функцией тонкого кишечника является всасывание. Ферментативная обработка пищи в толстой кишке весьма незначительна. В толстой кишке живут многочисленные бактерии. Одни из них расщепляют растительную клетчатку, так как в пищеварительных соках человека нет ферментов для ее переваривания. В толстой кишке синтезируются, бактериями витамин К и некоторые витамины группы В. Хотя' всасывание происходит и в других отделах пищеварительного тракта, например в желудке хорошо всасывается алкоголь, частично глюкоза, в толстом кишечнике вода, именно в тонком кишечнике, строение которого приспособлено к этой функции, осуществляются основные процессы всасывания пищевых веществ. Внутренняя поверхность кишки человека имеет многочисленные складки и достигает 0,65—0,70 м2. Она увеличивается за счет пальцевидных выступов — ворсинок: на площади 1 см2 располагается 2000—3000 ворсинок. Благодаря наличию ворсинок площадь внутренней поверхности кишечника увеличивается до 4—5 м2, т. е. в 2—3 раза превышает поверхность тела человека. Эпителий ворсинок, в свою очередь, имеет многочисленные выросты — микроворсинки, что еще более увеличивает всасывающую поверхность тонкой кишки. Всасывание — сложный физиологический процесс, происходящий главным образом за счет активной работы клеток кишечного эпителия. Белки всасываются в кровь в виде водных растворов аминокислот, В связи с тем, что для детей харктерна повышеная проницаемость кишечной стенки, в небольшом количестве у них из кишечника всасываются натуральные белки молока, яичный белок. Избыточное поступление в организм ребенка нерасщепленных белков приводит к разного рода кожным высыпаниям, зуду и другим неблагоприятным явлениям. В связи с тем, что проницаемость кишечной стенки у детей повышена, чужеродные вещества и кишечные яды, образующиеся в процессе гниения пищи, продукты неполного переваривания могут попадать из кишечника в кровь, вызывая разного рода токсикозы, хотя часть этих вредных продуктов обезвреживается в печени, выполняющей барьерную функцию. Углеводы всасываются в кровь главным образом в виде глюкозы. Жиры всасываются преимущественно в лимфу в виде жирных кислот и глицерина. В толстом кишечнике в основном всасывается вода, однако возможно и всасывание углеводов, что используется в клинике при необходимости искусственного питания (клизмы). Важной функцией кишечника является его моторика. За счет моторной деятельности кишечника происходит перемешивание пищевой кашицы с пищеварительными соками, ее продвижение по кишке, а также повышение внутрикишечного давления, что способствует всасыванию некоторых компонентов из полости кишки в кровь и лимфу. Моторика осуществляется продольными и кольцевыми мышцами кишечника, сокращения которых вызывают два типа кишечных движений — сегментацию и перистальтику. Сегментация или кольцеобразные сокращения повторяются через определенные интервалы времени (около 10 раз в минуту). Участки сокращения сменяются участками расслабления, и наоборот. Таким образом пищевые массы, двигаясь взад и вперед, перемешиваются. Перистальтические движения распространяются медленными волнами (1—2 см/с) вдоль кишечника по направлению от полости рта и способствуют проталкиванию пищи. Мышечный слой кишечника и его эластические волокна развиты у детей менее, чем у взрослых. В связи с этим перистальтика у детей слабее. Этим отчасти объясняется склонность к запорам у детей. У детей кишечник относительно длиннее, чем у взрослых. У взрослого человека длина кишечника превышает длину его тела в 4—5 раз, а у грудного ребенка—в 6 раз. Особенно интенсивно кишечник растет в длину от 1 до 3 лет в связи с переходом от молочной пищи к смешанной и от 10 до 15 лет. 4. Защитные пищевые рефлексы Пищевые рефлексы. Рефлекторная деятельность пищеварительного канала: слюноотделение, отделение желудочного и поджелудочного соков, желчи, сосание, жевание, глотание, двигательная работа желудочно-кишечного канала и т.п. Пищевые рефлексы Сложные рефлекторные реакции, направленные на поиск, захват, продвижение по пищеварительной системе и переработку пищи. Безусловные пищевые рефлексы связаны преимущественно с непосредственным раздражением рецепторов полости рта, пищевода и желудочно-кишеогочного тракта (слюноотделение, глотание, секреция, работа мышц пищеварительного тракта, сфинктеров и др.). Дистантное действие пищевых веществ, прежде всего на обонятельные рецепторы, сопровождается пищевыми рефлексами, отнесёнными И. П. Павловым к категории натуральных рефлексов. Косвенные признаки пищи, воспринятые с помощью зрения или слуха, могут активировать. Пищевые рефлексы по законам условно рефлекторной деятельности, при этом принято говорить о пищедобывательных рефлексах, включающихся в состав более сложного пищевого поведения. 5. Гигиена питания, режим питания, нормы питания Под режимом питания понимают кратность приемов пищи в течение суток, часы ее приема, определенные интервалы между приемами пищи и распределение суточного рациона по отдельным приемам. Прием пищи в строго определенное время имеет физиологическое значение, так как благодаря этому вырабатывается условный рефлекс деятельности пищеварительных желез. Пища попадает в желудок, подготовленный к ее перевариванию, вследствие чего усвояемость пищевых веществ значительно повышается. В зависимости от возраста и условий трудовой деятельности человека рекомендуется трое- или четырехкратный прием пищи в течение суток. Распределение количества пищи и набор блюд для отдельных приемов зависят от возраста и характера трудового режима. Для детей дошкольного возраста рекомендуется четырехразовое питание с равномерным распределением рациона между четырьмя приемами. Часы приема пищи определяются режимом работы детского учреждения и должны строго соблюдаться. Целесообразность равномерного распределения пищи между отдельными приемами для детей дошкольного возраста доказана наблюдениями, проведенными на больших группах. Режим питания детей младшего школьного возраста и подростков устанавливается в зависимости от распорядка школьных занятий (первая или вторая смена), но в обоих случаях рекомендуется четырехразо-вый прием пищи (изменяется лишь завтрак или полдник). При занятии школьника в первой смене целесообразен следующий режим питания: первый завтрак 20—25% суточной калорийности, второй завтрак — 15— 20%, обед—35%, ужин— 20—25%. При занятиях во вторую смену завтрак — 20—25%, обед — 35%, полдник— 10—20%, ужин — 20—25% суточной калорийности. Для взрослых также наилучшим в физиологическом отношении является четырех-разовый прием пищи. Варианты распределения суточного рациона по отдельным приемам пищи зависят от характера трудовой деятельности, а также от того, в какую часть суток человек работает. Если работа протекает в первую половину дня, то калорийность рациона распределяется следующим образом: первый завтрак — 20%, второй завтрак — 10—15%, обед — 40—45%, ужин — 20%. При работе во второй половине дня суточный рацион строится с учетом введения полдника с горячим напитком (чай, кофе, какао) на рабочем месте. Для лиц, работающих в ночную смену, предусматривается прием пищи в течение этого времени, так как это улучшает самочувствие работающих, повышает их работоспособность. Однако калорийность ночного приема пищи должна составлять не менее 25% общей калорийности рациона. При этом обязательны горячие напитки: лучше кофе или какао, менее желателен чай. Интервалы между приемами пищи должны быть не более 6 ч. При троекратном приеме пищи интервал между завтраком и обедом следует делать не более 6 ч, при четырехразовом питании интервалы между первым и вторым завтраком, а также между обедом и ужином должны быть короткими (4—41/2 ч). Продолжительность приема пищи также имеет большое физиологическое значение. На обед должно отводиться 45—50 мин, на прочие приемы — 30 мин Питание- это процесс попадания и усвоения веществ в организм, необходимых для покрытия пластических и энергетических затрат, возобновления и построения тканей тела человека и регуляции функций. Питание — важнейшая составляющая часть обмена веществ. Питание как наука охватывает многие вопросы связанные с физиологией человека. Другими словами, питание — это прием пищи, еды с последующей ее переработкой, для поддержания жизнедеятельности человека, занятиями спортом, физическими упражнениями и т.п. Питание человека — один из основных факторов окружающей среды, значительно влияющий на работоспособность, здоровье и продолжительность жизни человека. Разработкой баз рационального питания для здоровых, нормальных людей занимается гигиена питания, для больных людей— диетология. Наука исследующая питание изучает, как полноценность поступающих с едой в организм человека жизненно необходимых веществ, так и оптимальные условия синтеза данных веществ в самом организме. Очень важное значение придаётся оценке состояния и исследованию питания населения различных стран; находятся пути увеличения продовольственных ресурсов стран, создания новейших пищевых продуктов (прежде всего — белковых продуктов), повышения биологической ценности продуктов питания, обогащения их витаминами, минеральными солями и прочими биологически активными веществами. Неадекватное, неполноценное питание приводит как к нарушению работы отдельных органов и систем так и к общему ослаблению функций организма — то есть к истощению. Взрослому человеку при среднем утомлении при работе требуется суточный рацион около 3 тыс. ккал (1 ккал равняется 4.19 кдж). Плохое или недостаточное питание особенно отрицательно отражается на детях, задерживая их физическое и психическое развитие, рост, снижает способность сопротивляться различным болезням. Недостаточное количество витаминов вызывает авитаминозы и гиповитаминозы. Недостаточное количество в пище белка может у детей вызвать тяжёлую дистрофию — квашиоркор. Избыточное питание может привести к ожирению, сахарному диабету, атеросклерозу, нарушению обмена веществ и другим заболеваниям. С питанием напрямую связано возникновение тяжёлых заболеваний (пищевые отравления, пищевые токсикоинфекции, дизентерия и др.). Рациональное питание — это сбалансированное, достаточное в количественном и качественное в полноценном отношении питание, то есть оптимальное соотношение составляющих пищи (заменимых и незаменимых аминокислот, жиров, витаминов, полиненасыщенных жирных кислот, сахаров, фосфоритов, стеринов, органических кислот, минеральных веществ и т.д.). Больше 60 пищевых веществ, нуждаются в корректном сочетании. Рациональное питание обеспечивает поступление таких веществ как: энергетических, пластических и регуляторных, которое нужны для нормальной жизнедеятельности организма. Энергетические пищевые вещества — служат источником энергии для всего организма. К ним относятся: жиры, углеводы, частично белки. Пластические пищевые вещества - используются в организме человека для построения новых и замещения старых клеток и тканей. К ним относятся: частично жиры, белки и некоторые минеральные вещества (фосфор, кальций, и др.). Регуляторные пищевые вещества — берут участие в обмене веществ а также осуществляют каталитические и другие регуляторные функции. К ним относятся: витамины, микроэлементы и др. При однообразном питании (исключение отдельных групп пищевых продуктов на длительный срок) нарушается сбалансированность пищевых компонентов, а также понижается синтез веществ и усвояемость. Основы полноценности и сбалансированности питания- это соотношение веществ: жиров, углеводов, белков в пропорции 1: 1: 4. Для обеспечения суточной калорийности требуется правильный подбор:
При этом 75—80% от общего количества жира обязаны составлять животные жиры а остальные 20—25% — это растительные масла. Для того что бы питание было рациональным, обязательно в пищевом рационе должны быть включены: молочные продукты, рыба, мясо (основные источники жиров и белков), а также фрукты, овощи (источники витаминов, углеводов, минеральных веществ). В социально-географическом плане полноценные питание характерно для более развитых стран (Западная Европа, Австралии, США, Канаде). Это достигается высоким жизненным уровнем. Обратное наблюдается в значительной части стран Африки и Азии, калорийность суточного пищевого рациона приблизительно в среднем бывает ниже 2500 ккал, часто даже ниже 2000 ккал. И при этом качественно рационов весьма неполноценно: они бедны белками (протеином), а также жирами. По данным ООН, около половины населения земли недоедает, и именно данная половина находится в слабо развивающихся странах. Систематически это недоедание перестает в настоящий голод. Отдельно можно выделить возрастное питание: Режим питания— это ежедневное употребление пищи в точно отведенное время. Взрослому человеку оптимально четырёх разовое употребление еды с интервалом 4—5 ч. Благодаря таким условиям создаётся равномерная нагрузка в пищеварительном тракте и обеспечивается наиболее полная обработка еды, добротными по переваривающей активности соками. От распорядка дня зависит распределение пищевого рациона при четырёх разовом питании:
Для лиц пожилого возраста и людей умственного труда, режим питания может быть равномерным, без выделения завтрака и обеда. Общественное питание в современное время играет значительную роль. 6. Обмен веществ и энергии в организме, его основные этапы Обменом веществ называют сложные комплекс различных взаимозависимых и взаимообусловленных процессов, которые происходят в организме с момента поступления в него этих веществ и до момента их выделения. Обмен веществ является необходимым условием жизни. Он составляет одно из обязательных ее проявлений. Для нормального функционирования организма необходимо поступление из внешней среды органического пищевого материала, минеральных солей, воды и кислорода. За период, равный средней продолжительности жизни человека, им потребляется 1,3 т жиров, 2,5 т белков, 12,5 т углеводов и 75 т воды. Обмен веществ складывается из процессов поступления веществ в организм, их изменений в пищеварительном тракте, всасывания, превращений внутри клеток и выведения продуктов их распада. Процессы, связанные с превращением веществ внутри клеток, называют внутриклеточным или промежуточным обменом. В результате внутриклеточного обмена веществ синтезируются гормоны, ферменты и самые различные соединения, используемые как структурный материал для построения клеток и межклеточного вещества, что обеспечивает обновление и рост развивающегося организма. Процессы, в результате которых образуется живая материя, называют анаболизмом или ассимиляцией. Другая сторона обмена веществ заключается в том, что вещества, образующие живую структуру, подвергаются расщеплению. Этот процесс разрушения живой материи называют катаболизмом или диссимиляцией. Процессы ассимиляции и диссимиляции очень тесно связаны между собой, хотя и противоположны по своим конечным результатам. Так, известно, что продукты расщепления различных веществ способствуют усиленному их синтезу. Окисление продуктов расщепления служит источником энергии, которую постоянно тратит организм даже в состоянии полного покоя. При этом окислению могут подвергаться те же вещества, которые используются и для синтеза более крупных молекул. Например, в печени из части продуктов расщепления углеводов синтезируется гликоген, а энергию для этого синтеза дает другая их часть, включающаяся в обменные или метаболические процессы. Процессы ассимиляции и диссимиляции происходят при обязательном участии ферментов. 7. Возрастные особенности обменных процессов Обмен веществ и энергии – основа процессов жизнедеятельности организма. В организме человека, в его органах, тканях, клетках идет непрерывный процесс синтеза, т. е. образования сложных веществ из более простых. Одновременно с этим происходит распад, окисление сложных органических веществ, входящих в состав клеток организма. Работа организма сопровождается непрерывным его обновлением: одни клетки погибают, другие их заменяют. У взрослого человека в течение суток гибнет и заменяется 1/20 часть клеток кожного эпителия, половина всех клеток эпителия пищеварительного тракта, около 25 г крови и т. д. Рост и обновление клеток организма возможны только случае непрерывного поступления в организм кислорода и питательных веществ. Питательные вещества являются именно тем строительным и пластическим материалом, из которого строится организм. Для непрерывного обновления, построения новых клеток организма, работы его органов и систем – сердца, желудочно-кишечного тракта, дыхательного аппарата, почек и другого, для совершения человеком работы нужна энергия. Эту энергию человек получает при распаде и окислении в процессе обмена веществ. Следовательно, питательные вещества, поступающие в организм, служат не только пластическим строительным материалом, но и источником энергии, необходимой для нормальной жизнедеятельности организма. Таким образом, под обменом веществ понимают совокупность изменений, которые претерпевают вещества от момента их поступления в пищеварительный тракт и до образования конечных продуктов распада, выделяемых из организма. Анаболизм и катаболизм Обмен веществ, или метаболизм, является тонко согласованным процессом взаимодействия двух взаимно противоположных процессов, протекающих в определенной последовательности. Анаболизмом называют совокупность реакций биологического синтеза, требующих затрат энергии. К анаболическим процессам относятся биологический синтез белков, жиров, липоидов, нуклеиновых кислот. За счет этих реакций простые вещества, поступая в клетки, с участием ферментов вступают в реакции обмена веществ и становятся веществами самого организма. Анаболизм создает основу для непрерывного обновления износившихся структур. Энергия для анаболических процессов поставляется реакциями катаболизма, при которых происходит расщепление молекул сложных органических веществ с освобождением энергии. Конечными продуктами катаболизма являются вода, углекислый газ, аммиак, мочевина, мочевая кислота и др. Эти вещества недоступны для дальнейшего биологического окисления в клетке и удаляются из организма. Процессы анаболизма и катаболизма неразрывно связаны. Катаболические процессы поставляют для анаболизма энергию и исходные вещества. Анаболические процессы обеспечивают построение структур, идущих на восстановление отмирающих клеток, формирование новых тканей в связи с процессами роста организма; обеспечивают синтез гормонов, ферментов и других соединений, необходимых для жизнедеятельности клетки; поставляют для реакций катаболизма подлежащие расщеплению макромолекулы. Все процессы метаболизма катализируются и регулируются ферментами. Ферменты являются биологическими катализаторами, которые «запускают» реакции в клетках организма. Превращение веществ. Химические превращения пищевых веществ начинаются в пищеварительном тракте, где сложные вещества пищи расщепляются до более простых (чаще всего мономеров), способных всосаться в кровь или лимфу. Вещества, поступившие в результате всасывания в кровь или лимфу, приносятся в клетки, где и претерпевают главные изменения. Образовавшиеся из поступивших простых веществ сложные органические соединения входят в состав клеток и принимают участие в осуществлении их функций. Превращения веществ, происходящие внутри клеток, составляют существо внутриклеточного обмена. Решающая роль во внутриклеточном обмене принадлежит многочисленным ферментам клетки, которые разрывают внутримолекулярные химические связи с высвобождением энергии. Главное значение в энергетическом обмене имеют реакции окисления и восстановления. При участии специальных ферментов осуществляются также и другие типы химических реакций, например реакции переноса остатка фосфорной кислоты (фосфорилирование), аминогруппы NH2 (переаминирование), группы метила СН3 (трансметилирование) и др. Освобождающаяся при этих реакциях энергия используется для построения новых веществ в клетке, на поддержание жизнедеятельности организма. Конечные продукты внутриклеточного обмена частично идут на построение новых веществ клетки, неиспользуемые клеткой вещества удаляются из организма в результате деятельности органов выделения. АТФ. Основным аккумулирующим и переносящим энергию веществом, используемым при синтетических процессах как клетки, так и всего организма, является аденозинтрифосфорная кислота, или аденозинтрифосфат (АТФ). В состав молекулы АТФ входят азотистое основание (аденин), сахар (рибоза) и фосфорная кислота (три остатка фосфорной кислоты). Под влиянием фермента АТФазы в молекуле АТФ разрываются связи между фосфором и кислородом и присоединяется молекула воды. Это сопровождается отщеплением молекулы фосфорной кислоты. Отщепление каждой из двух концевых фосфатных групп в молекуле АТФ протекает с выделением больших количеств энергии. Вследствие этого две концевые фосфатные связи в молекуле АТФ получили название богатых энергией связей, или макроэргических. 8. Обмен белков, жиров и углеводов Обмен белков. Белки используются в организме в первую очередь в качестве пластических материалов. Потребность в белке определяется тем его минимальным количеством, которое будет уравновешивать его потери организмом. Белки находятся в состоянии непрерывного обмена и обновления. В организме здорового взрослого человека количество распавшегося за сутки белка равно количеству вновь синтезированного. Десять аминокислот из 20 (валин, лейцин, изолейцин, лизин, метионин, триптофан, треонин, фенилаланин, аргинин и гистидин) в случае их недостаточного поступления с пищей не могут быть синтезированы в организме и называются незаменимыми. Другие десять аминокислот (заменимые) могут синтезироваться в организме. Из аминокислот, полученных в процессе пищеварения, синтезируются специфические для данного вида, организма и для каждого органа белки. Часть аминокислот используются как энергетический материал, т.е. подвергаются расщеплению. Сначала они дезаминируются - теряют группу Nh3 в результате образуются аммиак и кетокислоты. Аммиак является токсическим веществом и обезвреживается в печени путем превращения в мочевину. Кетокислоты после ряда превращений распадаются на СО2 и Н2О. Скорость распада и обновления белков организма различна - от нескольких минут до 180 суток (в среднем 80 суток). О количестве белка, подвергшегося распаду за сутки, судят по количеству азота, выводимого из организма человека. В 100 г белка содержится 16 г азота. Таким образом, выделение организмом 1 г азота соответствует распаду 6,25 г белка. За сутки из организма взрослого человека выделяется около 3,7 г азота, т.е. масса разрушившегося белка составляет 3,7 х 6,25 = 23 г, или 0,028-0,075 г азота на 1 кг массы тела в сутки (коэффициент изнашивания Рубнера). Если количество азота, поступающего в организм с пищей, равно количеству азота, выводимого из организма, то организм находится в состоянии азотистого равновесия. Если в организм поступает азота больше, чем выделяется, то это свидетельствует о положительном азотистом балансе (ретенция азота). Он возникает при увеличении массы мышечной ткани (интенсивные физические нагрузки), в период роста организма, беременности, во время выздоровления после тяжелого заболевания. Состояние, при котором количество выводимого из организма азота превышает его поступление в организм, называют отрицательным азотистым балансом. Оно возникает при питании неполноценными белками, когда в организм не поступают какие-либо из незаменимых аминокислот, при белковом или полном голодании. Необходимо потребление не менее 0,75 г белка на 1 кг массы тела в сутки, что для взрослого здорового человека массой 70 кг составляет не менее 52,5 г полноценного белка. Для надежной стабильности азотистого баланса рекомендуется принимать с пищей 85 - 90 г белка в сутки. У детей, беременных и кормящих женщин эти нормы должны быть выше. Физиологическое значение в данном случае означает, что белки в основном выполняют пластическую функцию, а углеводы - энергетическую. Обмен жиров (липидов). Липиды являются сложными эфирами глицерина и высших жирных кислот. Жирные кислоты бывают насыщенными и ненасыщенными (содержащими одну и более двойных связей). Липиды играют в организме энергетическую и пластическую роль. За счет окисления жиров обеспечивается около 50% потребности в энергии взрослого организма. Жиры служат резервом питания организма, их запасы у человека в среднем составляют 10 - 20% от массы тела. Из них около половины находятся в подкожной жировой клетчатке, значительное количество откладывается в большом сальнике, околопочечной клетчатке и между мышцами. В состоянии голода, при действии на организм холода, при физической или психоэмоциональной нагрузке происходит интенсивное расщепление запасенных жиров. В условиях покоя после приема пищи происходит ресинтез и отложение липидов в депо. Главную энергетическую роль играют нейтральные жиры - триглицериды, а пластическую осуществляют фосфолипиды, холестерин и жирные кислоты, которые выполняют функции структурных компонентов клеточных мембран, входят в состав липопротеидов, являются предшественниками стероидных гормонов, желчных кислот и простагландинов. Липидные молекулы, всосавшиеся из кишечника, упаковываются в эпителиоцитах в транспортные частицы (хиломикроны), которые через лимфатические сосуды поступают в кровоток. Под действием липопротеидлипазы эндотелия капилляров главный компонент хиломикронов - нейтральные триглицериды - расщепляются до глицерина и свободных жирных кислот. Часть жирных кислот может связываться с альбумином, а глицерин и свободные жирные кислоты поступают в жировые клетки и превращаются в триглицериды. Остатки хиломикронов крови захватываются гепатоцитами, подвергаются эндоцитозу и разрушаются в лизосомах. В печени формируются липопротеиды для транспорта синтезированных в ней липидных молекул. Это липопротеиды очень низкой и липопротеиды низкой плотности, которые транспортируют из печени к другим тканям триглицериды, холестерин. Липопротеиды низкой плотности захватываются из крови клетками тканей с помощью липопротеидных рецепторов, эндоцитируются, высвобождают для нужд клеток холестерин и разрушаются в лизосомах. В случае избыточного накопления в крови липопротеидов низкой плотности, они захватываются макрофагами и другими лейкоцитами. Эти клетки, накапливая метаболически низкоактивные эфиры холестерина, становятся одними из компонентов атеросклеротических бляшек сосудов. Липопротеиды высокой плотности транспортируют избыточный холестерин и его эфиры из тканей в печень, где они превращается в желчные кислоты, которые выводятся из организма. Кроме того, липопротеиды высокой плотности используются для синтеза стероидных гормонов в надпочечниках. Как простые, так и сложные липидные молекулы могут синтезироваться в организме, за исключением ненасыщенных линолевой, линоленовой и арахидоновой жирных кислот, которые должны поступать с пищей. Эти незаменимые кислоты входят в состав молекул фосфолипидов. Из арахидоновой кислоты образуются простагландины, простациклины, тромбоксаны, лейкотриены. Отсутствие или недостаточное поступление в организм незаменимых жирных кислот приводит к задержке роста, нарушению функции почек, заболеваниям кожи, бесплодию. Биологическая юность пищевых липидов определяется наличием в них незаменимыx жирных кислот и их усвояемостью. Сливочное масло и свиной жир усваиваются на 93 - 98%, говяжий - на 80 - 94%, подсолнечное масло - на 86- 90%, маргарин - на 94-98%. Обмен углеводов. Углеводы являются основным источником энергии, а также выполняют в организме пластические функции, в ходе окисления глюкозы образуются промежуточные продукты - пентозы, которые входят в состав нуклеотидов и нуклеиновых кислот. Глюкоза необходима для синтеза некоторых аминокислот, синтеза и окисления липидов, полисахаридов. Организм человека получает углеводы главным образом в виде растительного полисахарида крахмала и в небольшом количестве в виде животного полисахарида гликогена. В желудочно-кишечном тракте осуществляется их расщепление до уровня моносахаридов (глюкозы, фруктозы, лактозы, галактозы). Моносахариды, основным из которых является глюкоза, всасываются в кровь и через воротную вену поступают в печень. Здесь фруктоза и галактоза превращаются в глюкозу. Внутриклеточная концентрация глюкозы в гепатоцитах близка к ее концентрации в крови. При избыточном поступлении в печень глюкозы она фосфорилируется и превращается в резервную форму ее хранения - гликоген. Количество гликогена может составлять у взрослого человека 150-200 г. В случае ограничения потребления пищи, при снижении уровня глюкозы в крови происходит расщепление гликогена и поступление глюкозы в кровь. В течение первых 12 часов и более после приема пищи поддержание концентрации глюкозы крови обеспечивается за счет распада гликогена в печени. После истощения запасов гликогена усиливается синтез ферментов, обеспечивающих реакции глюконеогенеза - синтеза глюкозы из лактата или аминокислот. В среднем за сутки человек потребляет 400-500 г углеводов, из которых обычно 350 - 400 г составляет крахмал, а 50 - 100 r - моно- и дисахариды. Избыток углеводов депонируется в виде жира. 9. Водно-солевой обмен. Значение воды и минеральных солей в процессе роста и развития ребенка. Обмен воды и минеральных веществ. Содержание воды в организме взрослого человека составляет в среднем 73,2±3% от массы тела. Водный баланс в организме поддерживается за счет равенства объемов потерь воды и ее поступления в организм. Суточная потребность в воде колеблется от 21 до 43 мл/кг (в среднем 2400 мл) и удовлетворяется за счет поступления воды при питье ( |