Углеводный обмен веществ

Обмен веществ

1. Сущность обмена веществ. Промежуточный обмен. Обмен белков и его регуляция.

2. Обмен углеводов и его регуляция.

3. Обмен жиров и его регуляция.

4. Обмен энергии. Основной обмен. Теплообмен.

5. Водно-солевой обмен.

 

Обязательным условием существования всех живых организмов, в том числе и человека, является постоянный обмен веществами и энергией с внешней средой. Из окружающей среды в организм человека поступают питательные вещества, кислород, вода, минеральные соли, витамины, необходимые для построения и обновления структурных элементов клеток и образования энергии, обеспечивающей протекание жизненных процессов. В клетках организма непрерывно происходят процессы химических превращений веществ: синтез свойственных организму белков, жиров и углеводов, одновременное расщепление сложных органических соединений с высвобождением энергии, выделение во внешнюю среду образующихся продуктов распада — воды, углекислого газа, аммиака, мочевины. Таким образом, обмен веществ— это совокупность процессов химического превращения веществ с момента их поступления в организм до выделения конечных продуктов.

Обмен веществ представляет собой единство двух процессов: ассимиляции и диссимиляции.

Анаболический процесс – это синтез сложных соединений из простых, с потреблением энергии.

Катаболический процесс – это распад сложных соединений до простых с выделением энергии.

Анаболический и катаболический процессы составляют промежуточный обмен. Промежуточный обмен начинается с момента всасывания питательных веществ из желудочно-кишечного тракта, в результате происходит синтез необходимых и свойственных организму органических веществ с образованием промежуточных и конечных продуктов обмена веществ. Конечные продукты выводятся из организма.

Промежуточный обмен бывает:

1. Белковый.

2. Липидный.

3. Углеводный.

4. Водный.

5. Минеральный.

Белковый обмен веществ.

Белок в организме не депонируется. Белок выполняет следующие функции:

1. Он является строительным материалом (для клеток, гормонов и т.д.).

2. Он необходим для образования энергии, а при его избытки переводится в жир и углеводы.

Белок состоит из аминокислот. Аминокислоты делятся на заменимые и незаменимые. Заменимые аминокислоты синтезируются в организме, незаменимые – не синтезируются. Незаменимых аминокислот 8:валин, лейцин, изолейцин, метионин, трионин, лизин, триптофан, фенилаланин. Заменимых аминокислот тоже 8: аланин, аспарагин, глутамин, глицин пролин, серин, аспарагиновая кислота, глутаминовая кислота. Частично заменимых аминокислот 4: аргинин, гистидин, цистеин, тирозин. Белки, включающие в свой состав все заменимые, незаменимые и частично заменимые аминокислоты – называются полноценными белками. Полноценные белки имеют животное происхождение (молоко, яйцо, рыба и т.д.). Белки, которые содержат в своем составе часть незаменимых аминокислот, или неполное их количество – называются неполноценными белками. Это белки растительного происхождения.

Обмен белков изучают с помощью метода азотного баланса, при этом учитывают, что в 100 гр. белка находится 16% азота. Проводя азотистый баланс, учитывают поступающий азот с кормом и выделяющийся с калом, мочой и потом.

Отрицательный азотистый баланс – это когда выводится азота больше, чем поступает (свидетельствует о превалировании катаболического процесса).

Положительный азотистый баланс – это когда азота выводится меньше, чем поступают (преимущество анаболического процесса).

Азотистое равновесие – это когда количество поступившего азота соответствует выделенному азоту (анаболический и катаболический процессы в равновесии).

Количество белка необходимое для поддержания азотистого равновесия – называют белковым минимумом.

Белковый минимум, превышающий количество белка, которое выводится из организма в покое и без белкового питания – называется коэффициентом белкового изнашивания.

При поступлении аминокислот в кровь, а затем в печень с ними происходят определенные превращения. Часть аминокислот используется для построения новых аминокислот необходимых организму. Из данных аминокислот синтезируются необходимые для организма белки. Излишек аминокислот превращается в жир и гликоген. Часть аминокислот служит для образования энергии. При этом окислении аминокислот образуется вода, углекислый газ и аммиак. Аммиак в печени превращается в мочевину и выводится с мочой. У рептилий и птиц из аммиака образуется мочевая кислота. У жвачных животных большая часть мочевины поступает из печени в кровь, слюну и затем в рубец. Из мочевины в рубце используется микрофлорой аминогруппа, для построения белка.

Регуляция белкового обмена.

Нейрогуморальная. Центр регуляции находится в гипоталамусе промежуточного мозга. В регуляции обмена белков большую роль играет кора больших полушарий.

Парасимпатическая нервная система усиливает анаболический процесс, а симпатическая – усиливает катаболический процесс.

Гуморальная регуляция. Синтез белка стимулирует инсулин и гормон роста. Распад белка стимулируют глюкокортикоиды, адреналин, гормон щитовидной железы – тироксин. Недостаточность функции щитовидной железы приводит к снижению анаболических процессов.

Углеводный обмен веществ.

Животные с кормом употребляют до 70% от общего количества корма углеводов. Углеводы депонируются в организме в виде гликогена в мышцах и печени. Углеводы необходимы как ценный энергетический материал. Избыток углеводов может переводиться в жир. Углеводы входят в состав клеток. В крови животных постоянно поддерживается определенная концентрация углеводов. В плазме крови животных основной углевод представлен глюкозой, а в эритроцитах в основном содержится фруктоза и пентоза. Основной источник углеводов у жвачных животных – клетчатка. Клетчатка расщепляется до глюкозы. Часть глюкозы используется микроорганизмами, часть всасывается в кровь, часть используется для образования летучих жирных кислот. Поэтому в крови жвачных животных уровень глюкозы ниже, чем в крови животных с однокамерным желудком. Из летучих жирных кислот только пропионовая может использоваться для образования гликогена, а остальные идут на образование жира. Глюкоза может являться источником образования белка и жира в промежуточном обмене (глюконеогенез).

В организме существует два способа окисления углеводов:

1. Анаэробное окисление – (гликолиз). В результате гликолиза при окислении одной молекулы глюкозы образуется молочная кислота и две молекулы АТФ. Анаэробное окисление происходит почти во всех тканях организма (мышцы, головной мозг, печень). Значение гликолиза – это основной процесс снабжения тканей энергией в анаэробных условиях. При активной мышечной работе энергии гликолиза хватает на первые две минуты работы.

2. Аэробное окисление – происходит при доступе кислорода. При этом окислении образуется молочная кислота, которая переводится или в гликоген, или окисляется до воды и углекислого газа. В этом процессе при окислении одной молекулы глюкозы образуется до 38 молекул АТФ. Аэробное окисление углеводов интенсивно протекает в ЦНС, печени, почках, сердечной мышце. Это основной путь окисления углеводов.

Регуляция углеводного обмена.

Нейрогуморальная. Центр регуляции находится в продолговатом мозге на дне 4-го мозгового желудочка, в гипоталамусе и в коре больших полушарий.

Парасимпатическая нервная система стимулирует образование гликогена. Симпатическая нервная система стимулирует его распад, с повышение уровня сахара в крови.

Гуморальная регуляция. Уровень сахара в крови понижает инсулин. Он переводит глюкозу в гликоген, или стимулирует. Повышает уровень сахара в крови глюкогон, адреналин, норадреналин, гормон роста, тироксин, глюкокортикоиды. Тироксин стимулирует окисление углеводов. Глюкокортикоиды также активизируют глюконеогенез – это образование гликогена из белков и жира.