Метаболизмът и енергията включва комплекс от сложни биохимични реакции, които за обикновения човек може да бъде доста трудно да разбере. Тази статия ще ви помогне да разберете какви процеси протичат в организма с необходимите съединения, които консумираме с храната и които влияят на метаболизма ни.

Общи характеристики на метаболизма и енергията

Обменът на енергия и метаболизма протичат по общата схема:

  • приемът на вещества в организма, превръщането и усвояването му;
  • употреба в организма;
  • отстраняване или съхранение на излишък.

Всички метаболитни процеси са разделени на 2 вида:

  1. Асимилация (пластичен метаболизъм, анаболизъм) - образуването на специфични за тялото съединения от вещества, постъпили в него.
  2. Дисимилация - процесите на разлагане на сложни органични съединения в по-прости, от които след това ще се образуват нови, специални вещества. Реакциите на дисимилация протичат с освобождаването на енергия, така че съвкупността от този тип процеси се нарича още обмен на енергия или катаболизъм.

Тези процеси са противоположни един на друг, но са тясно свързани. Те продължават непрекъснато, осигурявайки нормален живот. Нервната система е отговорна за регулирането на метаболизма и енергията. Основният отдел на централната нервна система, който контролира всички видове метаболизъм, е хипоталамусът.

Основните видове

В зависимост от формите на съединения, които претърпяват трансформация в организма, се разграничават няколко вида метаболизъм. Всеки от тях има своите специфики.

протеини

Протеините или пептидите са полимери, образувани от аминокиселини.

Изпълнява много жизненоважни функции:

  • структурна (присъства в структурата на тъканните клетки, които съставляват човешкото тяло);
  • ензимни (ензимите са протеини, участващи в почти всички биохимични процеси);
  • двигателни (взаимодействието на актинови и миозинови пептиди осигурява всички движения);
  • енергия (разлагане, освобождаване на енергия);
  • защитни (протеините - имуноглобулините участват във формирането на имунитета);
  • участва в регулирането на водно-солевия баланс;
  • транспорт (осигуряват доставка на газове, биологично активни вещества, лекарства и др.).

Веднъж попаднали в организма с храната, протеините се разграждат до аминокиселини, от които след това се синтезират нови характерни за организма пептиди. При малък прием на протеини с храна, 10 от 20-те необходими аминокиселини могат да бъдат произведени от организма, останалите са незаменими.

Етапи на протеиновия метаболизъм:

  • прием на протеини от храната;
  • разграждането на пептиди до аминокиселини в храносмилателния тракт;
  • преместване на последния към черния дроб;
  • разпределение на аминокиселини в тъканите;
  • биосинтеза на специфични пептиди;
  • екскреция на неизползвани аминокиселини под формата на соли от организма.

мазнини

Видовете метаболизъм и енергия в човешкото тяло включват метаболизма на мазнините. Мазнините са съединения на глицерол и мастни киселини. Дълго време се смяташе, че употребата им не е необходима за пълноценното функциониране на организма. Въпреки това, някои видове такива вещества съдържат значителни антисклеротични компоненти.
Мазнините, бидейки важен източник на енергия, спомагат за задържането на протеини в тялото, които започват да се използват за производството им с липса на въглехидрати и липиди. Мазнините са от съществено значение за усвояването на витамини A, E, D. Също така липидите се съдържат в цитоплазмата и клетъчната стена.

Биологичната стойност на мазнините се определя от вида на мастните киселини, с които са се образували. Тези киселини могат да имат два вида:

  1. Наситените, които нямат двойни връзки в структурата си, се считат за най-вредни, тъй като прекомерната консумация на храни с високо съдържание на този вид киселина може да причини атеросклероза, затлъстяване и други заболявания. Присъства в масло, сметана, мляко, тлъсто месо.
  2. Ненаситени - полезни за организма. Те включват омега-3, -6 и -9 киселини. Те помагат за укрепване на имунитета, възстановяване на хормоналните нива, предотвратяване на отлагането на холестерол, подобряване на външния вид на кожата, ноктите и косата. Източници на такива съединения са масла от различни растения и рибено масло.

Етапи на липиден метаболизъм:

  • прием на мазнини в тялото;
  • разпад в храносмилателния тракт до глицерол и мастни киселини;
  • образуването на липопротеини в черния дроб и тънките черва;
  • транспорт на липопротеини в тъканите;
  • образуването на специфични клетъчни липиди.

Мастният излишък се отлага под кожата или около вътрешните органи.

въглехидрати

Въглехидратите или захарите са основният източник на енергия в организма.

Метаболизъм на въглехидрати:

  • превръщането на въглехидратите в храносмилателния тракт в прости захари, които след това се абсорбират;
  • превръщането на глюкозата в гликоген, нейното натрупване в черния дроб и мускулите или използване за генериране на енергия;
  • превръщането на гликоген в глюкоза от черния дроб в случай на спад на кръвната захар;
  • създаването на глюкоза от въглехидратни компоненти;
  • превръщането на глюкозата в мастни киселини;
  • кислородно разлагане на глюкоза до въглероден диоксид и вода.

В случай на прекомерна консумация на храни, богати на глюкоза, въглехидратът се превръща в липиди. Те се отлагат под кожата и могат да бъдат използвани за по-нататъшно преобразуване на енергията в клетките.

Стойността на водата и минералните соли

Водно-солевият метаболизъм е комплекс от процеси на прием, употреба и отстраняване на вода и минерали. По-голямата част от течността навлиза в тялото отвън. И също така се отделя в малки количества в организма по време на разграждането на хранителните вещества.

Функции на водата в тялото:

  • структурна (необходим компонент на всички тъкани);
  • разтваряне и транспортиране на вещества;
  • осигуряване на много биохимични реакции;
  • основен компонент на биологичните течности;
  • осигурява постоянен водно-солев баланс, участва в терморегулацията.

Течността се отделя от тялото с помощта на белите дробове, потните жлези, пикочната система и червата.

Минералните соли, получени с храната, могат да бъдат разделени на макро- и микроелементи. Първите включват минерали, съдържащи се в значителни количества - магнезий, калций, натрий, фосфор и други. Микроелементите са необходими на организма в много малко количество. Те включват желязо, манган, цинк, йод и други елементи.

Липсата на минерали може да повлияе неблагоприятно върху дейността на различни телесни системи. Така че, при недостиг на магнезий и калий се наблюдава неправилно функциониране на централната нервна система, мускулите (включително миокарда). Липсата на калций и фосфор може да повлияе на здравината на костите, а недостигът на йод може да повлияе на функцията на щитовидната жлеза. Нарушенията на водно-солевия баланс могат да причинят уролитиаза.

витамини

Витамините са голяма група от прости съединения, необходими за пълноценното функциониране на всички системи на тялото.

Витамините са разделени на 2 групи:

  • водоразтворими (витамини от група В, витамин С и РР), които не се натрупват в организма;
  • мастноразтворими (A, D, E) с подобно свойство на натрупване.

Определени съединения (витамин В12, фолиева киселина) се произвеждат от чревната микрофлора. Много витамини са част от различни ензими, без които осъществяването на биохимичните процеси е невъзможно.

Етапи на обмяна на витамини:

  • прием на храна;
  • преместване до мястото на натрупване или обезвреждане;
  • превръщане в коензим (компонент на ензим с небелтъчен произход);
  • комбинацията от коензим и апоензим (протеинова част от ензима).

При липса на какъвто и да е витамин се развива хиповитаминоза, с излишък - хипервитаминоза.

Обмен на енергия

Енергийният метаболизъм (катаболизъм) е комплекс от реакции на разлагане на сложни хранителни вещества до по-прости с освобождаването на енергия, без които растеж и развитие, движение и други прояви на жизненоважна дейност са невъзможни. Получената енергия се натрупва под формата на АТФ (универсален източник на енергия в живите организми), който се съдържа във всички клетки.

Количеството енергия, отделено след консумация на хранителен продукт, се нарича неговата енергийна стойност. Този показател се измерва в килокалории (kcal).

Обменът на енергия се извършва на няколко етапа:

  1. Подготвителна. Тя предполага разграждането на сложни хранителни вещества в храносмилателния тракт до по-прости.
  2. Безкислородна ферментация е трансформацията на глюкоза без участието на кислород. Процесът протича в цитоплазмата на клетките. Крайните продукти на етапа са 2 ATP молекули, вода и пировинова киселина.
  3. Кислородна или аеробна фаза. Преминава в митохондрии (специални органели на клетките), докато пирувиновата киселина се разлага с участието на кислород, образувайки 36 молекули АТФ.

thermotaxis

Терморегулацията е способността на жив организъм да поддържа постоянна телесна температура, което е важен показател за топлообмен. За да е стабилен този показател, трябва да се спазва равенството между топлопредаването и производството на топлина.

Производство на топлина - освобождаване на топлина в тялото. Нейният източник е тъкан, в която протичат реакции с освобождаването на енергия. Така че черният дроб играе важна роля в терморегулацията, защото в него се извършват много биохимични процеси.

Преносът на топлина или физическото регулиране може да се извърши по три начина:

  • топлопроводимост - пренос на топлина в околната среда и предмети в контакт с кожата;
  • топлинна радиация - пренасянето на топлина във въздуха и околните предмети чрез излъчване на инфрачервени (топлинни) лъчи;
  • изпарение - пренос на топлина чрез изпаряване на влагата с пот или в процеса на дишане.

Какво влияе на метаболитния процес

Метаболизмът на всеки конкретен организъм има свои собствени характеристики. Скоростта на метаболизма се определя от няколко фактора:

  • пол (обикновено при мъжете метаболитните процеси са малко по-бързи, отколкото при жените);
  • генетичен фактор;
  • пропорцията на мускулната маса (хората с развита мускулатура се нуждаят от повече енергия за мускулна работа, така че процесите, които се случват, ще бъдат по-бързи);
  • възраст (с годините скоростта на метаболизма намалява);
  • хормонален фон.

Огромно влияние върху процеса на метаболизма оказва храненето. Тук са важни както диетата, така и приемът на храна. За правилното функциониране на тялото се нуждаете от оптималното количество консумирани протеини, мазнини, въглехидрати, витамини, минерали и течности. Важно е да запомните, че яденето малко по-добре, но често, тъй като големите почивки между храненията помагат да се забави метаболизма, което означава, че те могат да доведат до затлъстяване.

Свързан софтуер:Още от автора: