Белковый и углеводный обмен в организме человека конспект
Обновлено: 07.07.2024
Цель урока: представлять схему обмена питательных веществ в организме, значение воды и минеральных веществ для нормальной жизнедеятельности, общую характеристику обмена энергии, основной обмен и рабочую прибавку, пути повышения теплопродукции, знать роль витаминов их классификацию и возможные заболевания.
План изложения нового материала
1. Общая характеристика обмена веществ и энергии
2. Виды обмена веществ: водно-солевой обмен, белков, углеводов, жиров
4. Распад и окисление питательных веществ
Общая характеристика обмена веществ и энергии
В организм человека поступают вещества (белки, жиры, углеводы), витамины, вода и минеральные соли. Кислород воздуха проникает в кровь через легкие, частично — через кожу. Они необходимы клеткам и тканям, в которых происходят биохимические процессы, образуются специфические вещества (полезные и вредные) и энергия Продукты обмена веществ (экскреты) выводятся через почки, легкие, кожу и органы желудочно-кишечного тракта.
Обмен веществ и энергии ( метаболизм) — это совокупность физиологических процессов , направленных на обеспечение организма необходимыми для его жизнедеятельности веществами, их превращение и использование для получения энергии и построения клеточных структур, и в конечном итоге на удаление во внешнюю среду ненужных продуктов происшедших реакций. Метаболизм — это превращение в организме сложных веществ в простые и удаление продуктов распада.
Метаболизм связан с процессами синтеза и распада различных структур. В клетках образуются разнообразные вещества, используемые для построения, обновление структур клеток Синтез новых веществ проходит с затратой энергии . Процесс синтеза веществ называется анаболизмом, ассимиляцией . Это пластический обмен веществ , которому необходима энергия ,она образуется при распаде сложных полимеров на мономеры, воду, углекислый газ.
Реакции расщепления питательных веществ с выделением энергии , называется катаболизмом, диссимиляцией . Они сопровождаются энергетическим обменом веществ с участием ферментов.
Метаболизм включает процессы анаболизм и катаболизм, которые происходят в организме постоянно в течение всей жизни .Процессы анаболизма преобладают в детском возрасте, необходимы для роста. Преобладание процессов диссимиляции ведут к истощению, старению, гибели организма.
Питательные вещества, минеральные соли имеют определенное значение для организма, для них характерны свои процессы метаболизма, витамины играют в основном роль катализаторов биохимических процессов, так как большинство из них входят в состав ферментов.
Обмен воды и минеральных солей.
Обмен воды. На долю воды в организме приходится в среднем 65-70% массы тела. В разных органах процент воды отличается.
в костях около 20%
в головном мозге около 95%
Вода бывает внеклеточная и внутриклеточная. Около 300 мл образуется в организме в результате метаболизма.
С продуктами питания, при питье в сутки необходимо 1,5-2,5 л воды, такое же количество воды должно удаляться из организма: с потом 0,5л , с мочой 1,5л , при дыхании 0,5л ,с калом 0,1 л, что зависит от окружающей температуры воздуха
Вода выполняет жизненно важные функции:
1) растворитель веществ для метаболитических процессов
2) с водой в организм поступают минеральные вещества, водорастворимые витамины
3) участвует в терморегуляции, выделяясь с потом
4) участвует в биохимических процессах
Нарушение водного обмена связано с а) обезвоживанием организма при кровотечении, рвоте, диарее, опасно для жизни б) задержка в организме с образованием отеков, асцита. В подкожно-жировой клетчатке задержка воды - анасарка.
Минеральные вещества выполняют разнообразные функции..Общий вес минеральных веществ 4-5% от массы тела
регулирует кислотность и осмотическое давление крови, проводят импульсы
процессы возбуждения и торможения
поддерживает водно-солевой обмен влияет на работу мышц, миокарда, проводит нервные импульсы
картофель,греча,яблоки,абрикосы, курага, хлеб, мясо
процессы возбуждения и торможения
сердечнососудистую систему, передача нервных импульсов в синапсах, в гемостазе
молочные продукты, яйца, греча,горох,лук
сердечнососудистые, костной системы
нуклеиновые кислоты ,костной системе
зерновые и бобовые продукты
кроветворение, образование гемоглобина, процесс дыхания
костеобразование, обмен углеводов, сосудорасширяюшее действие, деторождение , снижает нервное возбуждение, улучшает половую функцию
глухота, деформация суставов
образование гормонов щитовидной железы
морская рыба и морские продукты питания, салат иодированный(красный),шампиньоны
построение зубов, костей
морские продукты, чай,изюм, тыква,просо,орех
для функции половых желез, кроветворения, в состав ферментов
аллергия, инфекционные болезни, пятна на ногтевых пластинках
кроветворения, тканевого дыхания, образование коллагена, меланина, в состав ферментов
мясо,рыба, продукты моря,греча,овсянка,картофель,орех
анемия, облысение, дерматозы
влияет на выработку иммунитета,задерживает развитие онкоклеток, для образования семенной жидкости
морская рыба и морские продукты, печень,мясо, яйца,дрожжи,подсолнух
регулирует обмен холестерина,образование инсулина
нарушение функции ногтей, волос,кожи,костей
для построение костей, эмали,половых гормонов,ЖВС,
остеопороз, эрозия и рак женских половых органов
для щитовидной железы, ЦНС(успокаивает
сердечнососудистую систему, снижает уровень холестерина, улучшает зрение
сахарный диабет, атеросклероз
кроветворение,образование витаминаВ12,всостав ферментов,
кроветворение,ЖВС,снижает артериальное давление крови,
чечевица, бобовые,груша, кукуруза,
влияет на иммунитет
бактерицидное,противовоспалительное,вяжущее действие, как антибиотик
Обмен белков.
"Жизнь — есть способ существования белковых тел" Ф.Энгельс. Все живое состоит из азотсодержащих веществ белков. Это полимеры-полипептиды, состоящие из мономеров- аминокислот (10 являются заменимыми, 10 незаменимыми).
Заменимые аминокислоты могут образовывать из других аминокислот, незаменимые должны поступать с пищей. Белки пищи, содержащие полный набор аминокислот, называются полноценными животного происхождения. Отсутствие в пищевом рационе даже одной аминокислоты приводит к заболеваниям.
Переваривание белков начинается в желудке под действием пепсина, он расщепляет их на молекулы меньшего размера.
В тонкой кишке ферменты кишечного и панкреатического соков (трипсин, химотрипсин, карбоксипептидаза, аминопептидаза) расщепляют белки до аминокислот, которые и всасываются в кровь в тонкой кишке. С током крови они проходят через печень, где гепатоциты синтезируют из аминокислот белки крови свертывающей системы( протромбин). Аминокислоты переносятся ко всем органам и тканям. для построения собственных белков, специфичных для организма. Синтез белков (первичная структура ) происходит на рибосомах под действием ферментов, затем образование вторичной, третичной структуры в комплексе Гольджи.
Белки азотсодержащие вещества. Организму в сутки необходимо 100— 110 г белка. Соотношение количества азота, поступившего в организм и удаленного из него, называют азотистым балансом. У взрослого человека в норме количество белка, поступившего в организм, равно количеству распавшегося. Это соотношение можно определить понятием азотистое равновесие. В детском возрасте для роста ребенка необходимо больше белков, чем выделяется , как и больным при выздоровлении. Это положительный азотистый баланс . В старческом возрасте, при длительном голодании и у ослабленных больных преобладает распад белков над его поступлением — это отрицательный азотистый баланс, или азотистый дефицит .
1)пластическая, входят в состав всех клеток, тканей
2)ферментативная - ферменты - это белки
3)регуляторная , гормоны , медиаторы - это белки Гормон роста (соматотропин), гормоны щитовидной железы (тироксин, трийодтиронин) оказывают анаболическое действие на метаболизм белков.
4)энергетическая , при расщеплении 1 г белка образуется 4,1 ккал тепла
5)специфические функции (актин и миозин в мышечной ткани выполняют сократительную, фибриноген сыворотки крови — свертывающую, иммуноглобулины крови — защитную и т.д.
Белки не депонируются в организме и при их дефиците происходит разрушение белков, они участвуют преимущественно в пластическом обмене. Конечный распад белков приводит к образованию воды, углекислого газа и аммиака, который затем преобразуется в мочевину.
Обмен углеводов
Углеводы поступают в организм в основном в виде полисахаридов (крахмала и гликогена) и дисахаридов (например, сахарозы). Ферменты слюны амилаза и мальтаза , кишечного и панкреатического сока продолжают действовать на углеводы и расщепляют их до моносахаридов (глюкоза, фруктоза.), которые всасываются в кишечнике. По воротной вене глюкоза поступает в печень, где образуется гликоген, полимер глюкозы. При мышечной нагрузке гликоген расщепляется на моносахариды, которые поступают в кровь, к органам и тканям Гликоген образуется и в мышечной ткани, во внутренних органах, кроме головного мозга Углеводный обмен регулирует поджелудочная железа, вырабатывающая гормон инсулин, он уменьшает количество сахара в крови. К гормонам, увеличивающим количество глюкозы в плазме крови, относятся адреналин, глюкагон.. Нормальная концентрация глюкозы в крови — 4,2 —6,4 ммоль/л. Понижение уровня глюкозы ниже 4,2 ммоль/л называется гипогликемией. Повышение выше нормы — гипергликемией. Суточное количество углеводов 400-500г.
Функции углеводов:
1. энергетическая функция - при распаде 1 г глюкозы выделяется 4,1 ккал энергии.
2.пластическая функция- излишнее количество углеводов превращается в жиры, жирные кислоты
Конечные продукты выводятся через почки вода и легкие (С02).При недостатке глюкозы в крови возникает обморок. Больше других органов в глюкозе нуждается головной мозг.
Обмен жиров.
Жиры плохо растворяются в воде. После обработки пищи в ротовой полости и желудке химус содержит их в виде крупных скоплений, капель. Желчные кислоты, содержащиеся в желчи, эмульгируют жиры, образуют из них мелкие капли и на нейтральные жиры начинают действовать липазы кишечного и панкреатического соков, а на сложные жиры фосфолипиды - фосфолапаза. Жиры расщепляются на жирные кислоты и глицерин., которые всасываются в лимфу ворсинок тонкого кишечника . С током лимфы липиды попадают в кровь ко всем клеткам и тканям. Больше всего липидов в жировой ткани (до 90%) подкожной жировой клетчатке -гиподерме . В сутки необходимо около 100 г жиров. Соотношение белков: жиров: углеводов - 1:1:4.
Употребление большого количества жиров приводит к ожирению, образованию бляшек в сосудах и развитию атеросклероза, нарушению кровотока, образованию камней в желчных путях. Жиры могут синтезироваться из белков и углеводов.
Функции липидов:
1) пластическая - входят в структуры клеток ( мембраны);
2) энергетическая -при их распаде 1 г жира образуется 9,3 ккал
3) гормональная- половые гормоны стероидного происхождения, жироподобные вещества
4) в организм поступают жирорастворимые витамины (A, D, Е, К);
5)терморегуляторная -жиры подкожной жировой клетчатки участвуют в поддержании температурного гомеостаза организма.
6)источник воды-при окислении 100г жира образуется 118 мл. воды.
Витамины делятся на жирорастворимые и водорастворимые. Жирорастворимые витамины поступают в организм с жирами пищи, без которых невозможно их всасывание. Обозначаются витамины латинскими буквами и имеют название. Жирорастворимые витамины A, D, Е, К. Водорастворимые витамины группы В, С.
таблица 14 Витамины
расстройства,заболе-
жирорастворимые витамины
на рост,выработку родопсина
куриная слепота, ксерофтальмия
ультрафиолетовое излучение,яйца,масло,молоко,рыбий жир
злаки, масло, зеленые овощи, шпинат
противостерильный, от бесплодия,на половую систему
крапива,образуется в толстом кишечнике,шпинат, капуста
водорастворимые витамины
антицинготный,повышает сопротивляемость к инфекциям, простуде,на построение коллагена
укрепляет стенку капилляров
синтезируется в кишечнике,мясо,печень,яйца,дрожжи
пеллагра(три Д) дерматит,диарея,деменция. анемия
влияет на нервную систему
синтезируется в кишечнике
синтезируется в желудке,содержится в печени,мясе,яйцах
антианемический,влияет на кроветвореие
синтезируется в толстом кишечнике
В продуктах питания часто находятся провитамины, которые в организме превращаются в активные витамины, например, каротин моркови в ретинол.
Распад и окисление органических веществ в клетках
Для жизнедеятельности организма постоянно требуется энергия. Она образуется при распаде органических соединений — в основном углеводов и жиров, в меньшей степени — белков. Белки нужны организму человека для обеспечения анаболических процессов. Энергия выделяется при разрушении химических связей.
Для окислительных процессов в организме необходим кислород . Дефицит кислорода наблюдается в клетках при чрезмерной физической нагрузки. . При окислении веществ образуется молочная кислота. При значительном накоплении молочной кислоты возникают болезненные ощущения, связанные с закислением внутренней среды организма.
1.Теплопроведение— это отдача тепла через непосредственное соприкосновение тела человека с другими физическими телами (например, одеждой, водой). (15 %)
2.Излучение—это отдача тепла в окружающую среду поверхностью тела посредством инфракрасных волн.( воздух аудиторий нагревается) ( 66%)
Конвекция— способ отдачи тепла при контакте тела с движущимися потоками воздуха.
3. Теплоиспарение - это отдача тепла испарением пота с поверхности тела при физической работе или влаги с поверхности слизистых оболочек (19%.). Количество жидкости за 1 час может выделится при физической работе до 2 литров. 1 мл пота выделяет 0,58 ккал тепла.
Основную роль в теплоотдаче играет кожа. При высокой температуре воздуха кровеносные сосуды расширяются , усиливается потоотделение . При пониженной температуре воздуха сосуды суживаются и тепло сохраняется в организме.
На отдачу тепла имеют значение влажность воздуха, движение ветра, одежда, температура воздуха, физическая работа.
Регуляция обмена веществ
Регуляция теплообмена происходит нейрогуморальным путем.
Центр терморегуляции находится в гипоталамусе (промежуточном мозге, к нему поступают импульсы от терморецепторов, которые воспринимают изменение температуры различных участков тела человека даже на 0,01 градуса. Этот отдел головного мозга включает в себя важные центры обмена веществ: голода и насыщения, жажды, терморегуляции через вегетативную нервную систему. Эндокринная система оказывает решающее влияние на регуляцию обмена веществ и энергии. Гормоны действуют на биохимические превращения непосредственно в клетке, вызывая изменения в функциях всего организма. Соматотропный гормон гипофиза оказывает анаболическое действие, ускоряя синтез пластических веществ, ускоряет рост. Гормоны мозгового вещества надпочечников усиливают окислительные процессы, энергообразование. Тироксин и трийодтиронин (гормоны щитовидной железы) стимулируют синтез белка из аминокислот и разрушение жиров и углеводов .
ЦЕЛЬ: Представлять общую схему обмена веществ в организме, обмен белков, жиров, углеводов и проявления патологии этих видов обмена.
1. Поступив в организм, молекулы пищевых веществ участвуют во множестве различных реакций. Эти реакции, а также остальные химические проявления жизнедеятельности называются обменом веществ, или метаболизмом. Пищевые вещества либо используются в качестве сырья для синтеза новых клеток, либо окисляются, доставляя организму энергию. Часть этой энергии необходима для непрерывного построения новых тканевых компонентов. Другая часть расходуется в процессе функционирования клеток: при сокращении мышц, передаче нервных импульсов, секреции клеточных продуктов. Остальная энергия освобождается в виде тепла.
Процессы обмена веществ принято разделять на анаболические и катаболические. Анаболизмом (ассимиляцией) называют химические процессы, при которых более простые вещества соединяются между собой с образованием более сложных веществ, что приводит к накоплению энергии, построению новой протоплазмы и росту. Катаболизмом (диссимиляцией) называют расщепление этих сложных веществ, приводящее к освобождению энергии, при этом происходит разрушение протоплазмы и расходование ее веществ.
Сущность обмена веществ заключается:
1) в поступлении в организм из внешней среды различных питательных веществ;
2) в усвоении и использовании их в процессе жизнедеятельности как источников энергии и материала для построения тканей;
3) в выделении образующихся продуктов обмена во внешнюю среду.
Специфические функции обмена веществ:
1) извлечение энергии из окружающей среды в форме химической энергии органических веществ;
2) превращение экзогенных веществ в строительные блоки, т.е. предшественники макромолекулярных компонентов клетки;
3) сборка белков, нуклеиновых кислот и других клеточных компонентов из этих строительных блоков;
4) синтез и разрушение тех биомолекул, которые необходимы для выполнения различных специфических функций данной клетки.
2. Обмен белков - это совокупность пластических и энергетических процессов превращения белков в организме, включая обмен аминокислот и продуктов их распада. Белки составляют основу всех клеточных структур и являются материальными носителями жизни. Биосинтез белков определяет рост, развитие и самообновление всех структурных элементов в организме и тем самым их функциональную надежность. Суточная потребность в белках (белковый оптимум) для взрослого человека в среднем составляет 100-120 г (при трате энергии 3000 ккал/сутки).
В распоряжении организма должны быть все аминокислоты (20) з определенном соотношении и количестве, иначе белок не может быть синтезирован. Многие составляющие белок аминокислоты (валин, лейцин, изолейцин, лизин, метионин, треонин, фенилаланин, триптофан) не могут синтезироваться в организме и должны поступать с пищей. Это т.н. незаменимые аминокислоты. Другие аминокислоты могут быть синтезированы в организме и называются заменимыми (12: гликокол, аланин, глутаминовая кислота, пролин, оксипролин, серии, тирозин, цистеин, аргинин, гистидин и др.). Белки делят на биологически полноценные (с полным набором всех восьми незаменимых аминокислот) и неполноценные (при отсутствии одной или нескольких незаменимых аминокислот).
Основными этапами обмена белков являются:
1) ферментативное расщепление белков пищи до аминокислот и всасывание последних;
2) превращение аминокислот;
3) биосинтез белков;
4) расщепление белков;
5) образование конечных продуктов распада аминокислот.
Всосавшись в кровеносные капилляры ворсинок слизистой оболочки тонкого кишечника, аминокислоты по воротной вене поступают в печень, где они либо немедленно используются, либо задерживаются в качестве небольшого резерва. Часть аминокислот остается в крови и попадает в другие клетки тела, где они включаются в состав новых белков. Белки тела непрерывно и быстро расщепляются и синтезируются заново. Период обновления общего белка в организме составляет у человека 80 дней. Если пища содержит больше аминокислот, чем это необходимо для синтеза клеточных белков, ферменты печени отщепляют от них аминогруппы NH2, т.е. производят дезаминирование.
Нарушения обмена белков в организме могут быть количественные и качественные. О количественных изменениях белкового обмена судят по азотистому балансу, т.е. по соотношению количества азота, поступившегo в организм с пищей и выделенного из него. В норме у взрослого человека при адекватном питании, как правило, количество введенного в организм азота равно количеству азота, выведенного из организма (азотистое равновесие). Когда поступление азота превышает его выделение, говорят о положительном азотистом балансе, при этом происходит задержка азота в организме. Наблюдается в период роста организма, во время беременности, при выздоровлении. Когда количество выведенного из организма азота превышает количество поступившего, говорят об отрицательном азотистом балансе. Он отмечается при значительном снижении содержания белка в пище (белковом голодании).
Качественные изменения белкового обмена приводят к изменениям в структуре клеток и тканей - белковым дистрофиям - диспротеинозам.
3. Обмен жиров - это совокупность процессов превращения липидов (жиров) в организме. Жиры являются энергетическим и пластическим материалом, входят в состав оболочки и цитоплазмы клеток. Часть жиров накапливается в виде запасов, составляющих 10-30% массы тела. Основная масса жиров - это нейтральные липиды (триглицериды олеиновой, пальмитиновой, стеариновой и других высших жирных кислот). Суточная потребность в жирах для взрослого человека составляет 70-100 г. Биологическая ценность жиров определяется тем, что некоторые ненасыщенные жирные кислоты (линолевая, линоленовая, арахидоновая), необходимые для жизнедеятельности, являются незаменимыми и не могут образовываться в организме человека из других жирных кислот, поэтому они должны обязательно поступать с пищей (растительные и животные жиры). Суточная потребность в незаменимых жирных кислотах для взрослого человека составляет 10-12 г.
Основными этапами жирового обмена являются:
1) ферментативное расщепление жиров пищи в желудочно-кишечном тракте до глицерина и жирных кислот и всасывание последних в тонком кишечнике;
2) образование липопротеидов в слизистой оболочке кишечника и в печени и транспорт их кровью;
3) гидролиз этих соединений на поверхности клеточных мембран ферментом липопротеидлипазой, всасывание жирных кислот и глицерина в клетки, где они используются для синтеза собственных липидов клеток органов и тканей. После синтеза липиды могут подвергаться окислению, выделяя энергию, и превращаться в конечном итоге в углекислый газ и воду (100 г жиров дает при окислении 118 г воды). Жир может трансформироваться в гликоген, а затем подвергаться окислительным процессам по типу углеводного обмена. При избытке жир откладывается в виде запасов в подкожной клетчатке, большом сальнике, вокруг некоторых внутренних органов.
С пищей, богатой жирами, поступает некоторое количество липоидов (жироподобных веществ) - фосфатидов и стеринов. Фосфатиды необходимы организму для синтеза клеточных мембран, они входят в состав ядерного вещества, цитоплазмы клеток. Фосфатидами особенно богата нервная ткань. Главным представителем стеринов является холестерин. Он также входит в состав клеточных мембран, является предшественником гормонов коры надпочечников, половых желез, витамина D, желчных кислот. Холестерин повышает устойчивость эритроцитов к гемолизу, служит своеобразным изолятором для нервных клеток, обеспечивая проведение нервных импульсов. Нормальное содержание общего холестерина в плазме крови 3,11-6,47 ммоль/л.
Патология жирового обмена проявляется чаще всего в общем увеличении нейтрального жира в организме, называемом общим ожирением (тучностью). Причиной этого могут быть нейроэндокринные расстройства, а также избыточное питание, алкоголизм, малоподвижный образ жизни.
4. Обмен углеводов - это совокупность процессов превращения углеводов в организме. Углеводы являются источниками энергии для непосредственного использования (глюкоза) или образуют депо энергии (гликоген), являются компонентами ряда сложных соединений (нуклеопротеиды, гликопротеиды), используемых для построения клеточных структур. Суточная потребность в углеводах взрослого человека составляет 400-500 г.
Основными этапами углеводного обмена являются:
1) расщепление углеводов пищи в желудочно-кишечном тракте и всасывание моносахаридов в тонком кишечнике;
2) депонирование глюкозы в виде гликогена в печени и мышцах или непосредственное ее использование в энергетических целях;
3) расщепление гликогена в печени и поступление глюкозы в кровь по мере ее убыли в крови (мобилизация гликогена);
4) синтез глюкозы из промежуточных продуктов (пировиноградной и молочной кислот) и неуглеводных предшественников;
5) превращение глюкозы в жирные кислоты;
6) окисление глюкозы с образованием углекислого газа и воды.
Углеводы всасываются в пищеварительном канале в виде глюкозы, фруктозы и галактозы. Они поступают по воротной вене в печень, где фруктоза и галактоза превращаются в глюкозу, накапливающуюся в виде гликогена (полисахарид). Процесс синтеза гликогена в печени из глюкозы называется гликогенезом (в печени содержится в виде гликогена около 150-200 г углеводов). Часть глюкозы попадает в общий кровоток и разносится по всему организму, используясь как основной энергетический материал и как компонент сложных соединений (гликопротеиды, нуклеопротеиды).
Глюкоза является постоянной составной частью (биологической константой) крови. Содержание глюкозы в крови человека в норме 4,44-6,67 ммоль/л, при увеличении ее содержания (гипергликемии) до 8,34-10 ммоль/л она выводится с мочой в виде следов. При понижении уровня глюкозы в крови (гипогликемии) до 3,89 ммоль/л появляется чувство голода, до 3,22 ммоль/л - возникают судороги, бред и потеря сознания (кома).
При окислении глюкозы в клетках для получения энергии она в конечном итоге превращается в углекислый газ и воду. Распад гликогена в печени до глюкозы - гликогенолиз. Биосинтез углеводов из продуктов их распада или продуктов распада жиров и белков - гликонеогенез. Расщепление углеводов при отсутствии кислорода с накоплением энергии в АТФ и образованием молочной и пировиноградной кислот - гликолиз.
Когда поступление глюкозы превышает потребность, печень превращает глюкозу в жир, который откладывается про запас в жировых депо и может быть использован в будущем как источник энергии.
Нарушение нормального обмена углеводов проявляется повышением содержания глюкозы в крови. Постоянная гипергликемия и глюкозурия, связанная с глубоким нарушением углеводного обмена наблюдается при сахарном диабете. В основе болезни лежит недостаточность инкреторной функции поджелудочной железы. Вследствие недостатка или отсутствия инсулина в организме нарушается способность тканей использовать глюкозу, и она выводится с мочой.
Обмен веществ — совокупность реакций пластического и энергетического обменов.
Пластический и энергетический обмен, их взаимосвязь.
Пластический обмен (ассимиляция) — совокупность реакций синтеза сложных органических веществ (белков, жиров, углеводов и нуклеиновых кислот) из более простых. Энергетический обмен (диссимиляция) — совокупность реакций, обеспечивающих клетку энергией, в ходе которых происходит расщепление и окисление сложных органических веществ.
Этапы обмена веществ:
- поступление веществ в организм;
- изменение веществ в ходе ассимиляции и диссимиляции;
- выведение конечных продуктов обмена.
Водно-минеральный обмен в организме.
Суточная потребность организма в воде в среднем составляет 2-2,5 л. Вода поступает в организм при питье (около 1 л), с пищей (около 1 л), небольшое количество (300— 350 мл) ее образуется в результате окисления органических веществ. Вода всасывается в кишечнике (тонком и толстом), ротовой полости и желудке. Из организма вода выводится с мочой (1,2-1,5 л), с потом (500-700 мл), выдыхаемым воздухом (350-800 мл), калом (100-150 мл).
Минеральные соли в организме могут быть в твердом состоянии в виде кристаллов — Са3(Р04)2 и СаСО3 в костной ткани; в диссоциированном состоянии в виде катионов и анионов. Анионы создают фосфатную буферную систему, поддерживающую внутри клеток слабокислую среду (pH 6,9), и бикарбонатную буферную систему, поддерживающую слабощелочную реакцию внеклеточной среды (pH 7,4). Общее количество минеральных солей около 4,5%. Потребности организма в них удовлетворяются продуктами питания. Железа много в яблоках, йода — в морской капусте, кальция — в молочных продуктах. Человеку необходимо постоянное поступление натрия и хлора (до 10 г поваренной соли в сутки). Всасывание солей происходит вместе с водой в толстом кишечнике. Попавшие в кровь минеральные соли доставляются клеткам. Излишки минеральных солей выводятся с мочой, потом и калом.
Обмен белков.
Суточная потребность организма в белках составляет 72-92 г. Источником белков являются преимущественно продукты животного происхождения. По содержанию аминокислоты белки делятся на полноценные (белки молока, мяса, рыбы и др.) и неполноценные, которые не содержат ни одной из незаменимых аминокислот. Особенно важны десять незаменимых аминокислот, не синтезируемых в организме (лизин, валин, лейцин, изолейцин, треонин, фенилаланин, триптофан, метионин, аргинин, гистидин).
Протеолитические ферменты расщепляют белки до полипептидов и аминокислот. Аминокислоты всасываются в кровеносные капилляры ворсинок тонкого кишечника и разносятся кровью по организму. В клетках из них образуются белки, свойственные организму. При избытке белки преобразуются в углеводы и жиры. Часть аминокислот, не использованных в синтезе белка, окисляется с освобождением энергии (17,6 кДж на 1 г вещества) и образованием воды, диоксида углерода, аммиака и др. Аммиак в печени превращается в мочевину. Продукты диссимиляции белков выводятся с мочой, потом и частично с выдыхаемым воздухом.
Обмен жиров.
Суточная потребность организма в жирах составляет 81-110 г. Животные жиры поступают в организм в виде сливочного масла, сыра, сметаны, свиного сала; растительные — в виде растительного масла. Липолитические ферменты расщепляют жиры до глицерола и жирных кислот. Жиры всасываются в лимфу, затем поступают в кровь и разносятся по всем клеткам. Часть жира, попавшего в клетки, является строительным материалом. Большая же его часть откладывается в подкожной клетчатке. При окислении 1 г жира выделяется 38,9 кДж энергии. Жиры могут синтезироваться из углеводов и белков. Конечные продукты окисления жиров — диоксид углерода и вода, удаляются с выдыхаемым воздухом, мочой, потом.
Обмен углеводов.
В сутки человек должен получать 358—484 г углеводов. Основной их источник — продукты растительного происхождения (картофель, хлеб). Углеводы в организме могут образовываться из белков и жиров. Амилолитические ферменты расщепляют углеводы до дисахаридов и моносахаридов. Моносахариды всасываются в кровеносные капилляры ворсинок кишечника и разносятся кровью по организму. Избыток глюкозы превращается в печени в гликоген. При чрезмерном поступлении углеводов они превращаются в жиры. В клетках глюкоза окисляется до диоксида углерода и воды, которые удаляются с выдыхаемым воздухом, мочой, потом, при этом выделяется энергия (17,6 кДж на 1 г глюкозы).
Цели: познакомить учащихся с обменом и ролью белков, жиров и углеводов.
I. Организационный момент.
2. Подготовка класса к работе.
3. Наличие учащихся.
П. Проверка домашнего задания.
1.Провести фронтальный опрос уч-ся по д/з. ( слайд 4-5 )
III. Изучение нового материала.
1.Рассказать новую тему урока с элементами беседы используя презентацию.
С пищей человеку в организм поступают органические вещества, но они не могут усваиваться организмом пока не произойдут с ними превращения, которые проходят в пищеварительном тракте. Схему обмена белков перерисуйте к себе в тетрадь. Рассказать по схеме ( слайд 7 )
А как же происходит обмен жиров в организме? Мы можем рассмотреть на слайде 8 . Схему обмена жиров перерисуйте в тетрадь.
А теперь давайте определим кто сколько употребляет жиров, для этого надо ответить на вопросы анкеты и подсчитать баллы. ( слайд 9-12 )
Теперь посмотрим, как проходит обмен углеводов в организме? Слайд 13.
Но органические вещества могут взаимопревращаться друг в друга. Слайд 14.
Проведём физкультминутку, а то вы устали, давайте немного разомнёмся. Олег Дмитриев проводи физкультминутку.
Теперь перейдём к следующему этапу урока. Рассмотрим роль белков в организме. С лайд 15.
Одна из основных функций белков - пластическая: они входят в состав ядра протоплазмы, мембран клеток всех тканей и органов; участвуют в процессах производства живой материи; выполняют опорную функцию, так как входят в состав костной и хрящевой тканей.
Белки - это катализаторы, так как все ферменты имеют белковую природу. Они поддерживают защитные функций организма, так как при попадании в организм токсинов образуют с ними соединения, которые затем выводятся из организма. Белки препятствуют большим кровопотерям. так как процесс свертывания крови протекает при участии белков плазмы.
Белки пищи оказывают влияние на процессы возбуждения и торможения в коре головного мозга (регуляторная функция белков). Белок гемоглобин выполняет транспортную функцию, так как обеспечивает перенос питательных веществ и кислорода. Белки являются источником энергии: при окислении 1 г белка освобождается в организме человека энергия, равная 4,0 ккал.
Одной из важнейших функций белков является передача наследственных свойств организма. Ведущая роль здесь отводится нуклеиновым кислот, рибонуклеиновой (РНК) и дезоксирибонуклеиновой (ДНК).
Белок, входящий в состав зрительного пурпура сетчатки глаз обеспечивает восприятие света; белок лизоцим растворяет некоторые виды микробов; белок интерферон препятствует размножению вирус в организме.
Согласно данным Института питания АМН, для лиц, работа которые не связана с интенсивным физическим трудом, норма белка должна примерно составлять около 1 г на 1 кг массы тела. Но для лиц. занят физическим трудом, спортсменов эта норма повышается. Запишите функции белков в организме в тетрадь.
Роль жиров в организме огромна. Слайд 16.
Жиры в организме человека не только источник энергии, но с выполняют важную пластическую роль, являясь структурной часть клеток. Жиры растворяют витамины и служат источником биологически активных веществ, участвуют в построении тканей организма, входа состав протоплазмы клеток. Суточная норма потребления жира трудоспособного населения составляют 60-154 г в зависимости возраста, пола, характера труда и климата. Запишите функции жиров в тетрадь.
Рассмотрим роль углеводов в организме. Слайд 17.
Углеводы покрывают 58 % потребность организма в энергии. Организм человека содержит небольшое количество углеводов (до 1 % от массы тела человека). Велико значение углеводов в защитных реакциях организма особенно протекающих в печени.
IV. Закрепление знаний.
Задание на дом: изучить текст и рисунки в учебнике на с. 163; выполнить задания в рабочей тетради.
1. Тема урока: Обмен и роль белков, жиров, углеводов.
2 . Цель урока: Познакомить учащихся с обменом и ролью белков, жиров и углеводов.
3. Проблемный вопрос. Для чего необходимо знать об происходящем обмене органических веществ в организме?
1. Вспомните основные признаки живых организмов?
Для живых организмов характерен обмен веществ, питание, дыхание, выделение продуктов жизнедеятельности, рост, развитие, размножение, подвижность, раздражимость.
Являются компонентами или составными частями обмена веществ.
Это поступление из внешней среды в организм одних веществ и выделение из организма во внешнюю среду других.
4. Что такое питание?
Это процесс получения организмом из внешней среды веществ и энергии
5. Что такое дыхание?
Это газообмен между организмами и внешней средой: из внешний среды в организм поступает кислород, а из организма во внешнюю среду выделяется углекислый газ.
6. Что называется выделением у живых организмов?
Это процесс удаления из организма во внешнюю среду ненужных, вредных и ядовитых веществ.
7. Остаются ли неизменными вещества и энергия, поступившие из внешней среды в организм?
8. Что с веществами происходит в организме?
Вещества, поступившие из внешней среды в организм, подвергаются различным превращениям.
Организм человека состоит из белков (19,6 %), жиров (14,7) углеводов (1 %)
Белки пищи Фермент пепсин в желудке
Фермент трипсин в тонком кишечнике
Кровь Синтез видоспецифических белков (миозин, козеин и др.)
Органоиды клеток тела, мембраны, ферменты
Липиды пищи Фермент липаза в 12-перстной кишке.
Фермент липаза в тонком кишечнике.
Жирные кислоты, глицерин
Жировое депо (сальник, подкожная клетчатка)
1г жира при расщеплении дает 38,9 кДж
1. Как часто вы едите жареную пищу?
а) почти каждый день; б) один-два раза в неделю; в) изредка или никогда.
2. Что вы любите заказывать в столовой или кафе?
а) пиццу с сыром и колбасой;
б) мясо или курицу с жирной подливкой;
в) макароны с томатным соусом и салатом.
3. Какое молоко вы пьете?
а) цельное молоко; б) полужирное молоко; в) обезжиренное или соевое молоко
4. Часто ли вы едите мясо, включая мясо на бутербродах?
а) примерно раз в день или чаще; б) несколько раз в неделю; в) редко или никогда.
5. Какой десерт вы бы предпочли?
а) яблочный торт с двойной порцией взбитых сливок;
б) фруктовый салат и мороженое; в) свежие фрукты.
6. Какие бутерброды вы предпочитаете?
а) жирный сыр, сосиски, майонез;
б) холодное мясо, курицу, тунца, лосося, в) салат, творог.
7. Чем бы вы, скорее всего, заправили готовый картофель?
а) сливочным маслом; б) сметаной;
в) творогом, йогуртом или сливочным сыром.
8. Какой из приведенных ниже вариантов больше всего соответствует вашему обычному завтраку?
а) яичница с ветчиной;
б) тосты со сливочным маслом или маргарином; в) сухой завтрак и фрукты.
9. Как вы готовите ветчину, отбивные, сосиски или другое жирное мясо?
а) поджариваю; б) поджариваю на гриле; в) не ем жирного мяса.
10. В каком виде вы любите овощи?
а) запеченные и подаваемые со сливочным маслом или с густым сырным соусом;
б) запеченные в микроволновой печи, сваренные в воде или на пару, приправленные небольшим количеством сливочного или оливкового масла;
в) запеченные в микроволновой печи, сверенные в воде или на пару и нечем не приправленные.
15-20 - потребление нормального количества жира, но здесь важно иметь в виду тип жира и его количество.
9-14 - потребление жира немного превышает норму, и это в дальнейшем может привести к возникновению проблем со здоровьем. Следует внести незначительные изменения, которые не ведут к полному отказу от любимых блюд.
8 или меньше - чрезмерное потребление жира. В этом случае необходимо полностью перестроить. Диету, заменив в ней жирные продукты, все жареное, торты и сладости на блюда с большим количеством круп, бобов и овощей.
13. Обмен углеводов.
Печень (гликоген). Мышцы.
Глюкоза. Окисление с выделением энергии.
14. Обмен веществ и его регуляция.
Превращения веществ идут на ферментных системах клеток печени
Взаимное превращение веществ в организме
Регуляция обмена веществ
Гипоталамус Эндокринные железы
Регуляция обмена белков, жиров, Гормоны участвуют в регуляции ОВ и Е,
углеводов, воды, солей, обмена тепла влияя на проницаемость мембран,
и потребление пищи. активируя ферментные системы организма.
15. Роль белков в организме.
- Пластическая;
- Защитная;
- Транспортная;
- Передача наследственных свойств организма;
- Регуляторная;
- Обеспечивает восприятие света;
- Строительная;
- Источник энергии.
16. Роль жиров в организме.
- Источник энергии;
- Пластическая;
- Строительная;
- Растворяют витамины;
- Защитная.
17. Роль углеводов в организме.
- Источник энергии;
- Защитная;
- Строительная
18. Закрепление изученного материала.
1.Какая роль белка в организме?
2.Какая роль жиров в организме?
3.Какая роль углеводов в организме?
4.Сколько выделяется энергии при расщеплении 1 г. белков, жиров, углеводов.
5.Сколько в организм человека входит % белков, жиров и углеводов?
Укажите номера верных утверждений
1. Все питательные вещества, поступающие в организм, подвергаются перевариванию.
- Для учеников 1-11 классов и дошкольников
- Бесплатные сертификаты учителям и участникам
ОБМЕН ВЕЩЕСТВ.
Обмен веществ (метаболизм) — совокупность всех хими ческих реакций, протекающих в организме (совокупность реакций ассимиляции и диссимиляции).
Выделяют две составные части метаболизма — ассими ляция и диссимиляция.
► Диссимиляция (катаболизм, энергетический обмен) — совокупность реакций распада сложных веществ на более простые с выделением энергии (часть простых веществ используется для биосинтеза, а другая часть распадается до конечных продуктов CO 2 , H 2 O , NH 3 с образованием АТФ).
► Ассимиляция (анаболизм, пластический обмен) — совокупность реакций синтеза сложных веществ из более простых с затратами энергии.
В период роста организма ассимиляция преобладает над диссимиляцией и приводит к накоплению массы. В старческом возрасте ассимиляция отстает от диссимиляции.
Обмен белков.
Белки – это сложные высокомолекулярные соединения, содержащие азот.
Они состоят из разного количества и сочетания 20 аминокислот.
Аминокислоты белков, подразделяют на заменимые и незаменимые.
Заменимые аминокислоты могут синтезироваться в организме из других аминокислот и допускают замену другими аминокислотами (серии, глицин, тирозин).
Незаменимые аминокислоты не могут быть синтезированы в организме (валин, лизин, лейцин, аргинин, триптофан и др.10 штук). Они поступают в организм только с пищей.
Белки, содержащие все необходимые организму аминокислоты называют ▪ полноценными (белки животного происхождения: яйцо, молоко, мясо).
Белки, в которых отсутствует или находится в недостаточном количестве та или иная незаменимая аминокислота, называют ▪ неполноценными (белки растительного происхождения: кукуруза, соя, бобы, фасоль).
Функции белков в организме :
● являются основным пластическим материалом
● входят в состав ферментов и гормонов
● гемоглобин переносит О 2 и СО 2
● фибриноген участвует в свёртывании крови
● энергетическая ( при окис лении 1 г белка выделяется 17,6 кДж)
● сократительная (актин и миозин)
В среднем белки организма человека обновляются за 80 суток .
Суточная потребность человека в белках составляет около 80-150 и зависит от интенсивности физической нагрузки. Ни жиры, ни углеводы не могут компенсировать нехватку в пище белков.
Поступившие в организм белки расщепляются до аминокислот. Аминокислоты доставляются клеткам тела, где из них синтезируются белки свойственные человеческому организму. В то же время белки могут быть использованы в качестве источника энергии . При окис лении 1 г белка выделяется 17,6 кДж . Конечные продукты распада белков — углекислый газ, вода, мочевина, мочевая кислота .
В регуляции белкового обмена участвуют гормоны ▪ щитовидной железы ( тироксин ), ▪ гипофиза ( соматотропный ) и ▪ коры надпочечников ( гидрокортизон, кортикостерон ).
Обмен углеводов.
Углеводы делятся на простые и сложные . В пище содержатся главным образом сложные углеводы: крахмал, гликоген, молочный, свекловичный сахар и др.
Поступившие в организм человека углеводы расщепляются до простых сахаров – моносахаридов ( глюкозы, фруктозы и галактозы ) и поступает в кровь. Далее через воротную вену они поступают в клетки печени. Здесь фруктоза и галактоза превращаются в глюкозу , часть которой откладывается в мышцах и печени в виде гликогена. Запас гликогена в организме составляет 150-200 г . Распад гликогена в мышцах служит основным источником мышечных сокращений. Избыток углеводов откладывается также в жировых депо в виде жира. Другая часть глюкозы окисляется до воды и углекислого газа.
Углеводы — основной источник энергии в организме . Мозг почти исключительно питается глюкозой. При расщеплении 1 г углеводов выделяется 17,6 кДж энергии . Суточное потребление углеводов должно составлять около 500 г . В организм углеводы поступают главным образом с растительной пищей (хлеб, овощи, крупы, фрукты). При избытке в пище углеводы могут превращаться в жиры, а при недостатке они могут образовываться из белков и жиров.
Образование гликогена идёт под влиянием инсулина , а расщепление под влиянием глюкагона и адреналина . В крови, в норме, уровень глюкозы 4,44-6,66 ммоль/л . Состояние, когда уровень глюкозы в крови становится меньше 4,44 ммоль/л называется гипогликемией , повышение выше 6,66 ммоль/л называется гипергликемией .
Функции углеводов :
Энергетическая – основной источник энергии в организме.
Структурная – входят в состав клеточных мембран в виде гликопротеидов , используются для синтеза гликолипидов, липополисахаридов, гликопептидов .
Центры углеводного обмена находятся в продолговатом и промежуточном мозге . В регуляции углеводного обмена также принимают участие гормоны щитовидной железы, гипофиза, коры надпочечников.
Обмен жиров.
К липидам относятся ▪ нейтральные жиры , состоящие из глицерина и жирных кислот и ▪ липоиды (лецитин, холестерин) в состав которых входят многоатомные спирты, фосфорные кислоты и азотистые соединения.
Жиры расщепляются до глицерина и жирных кислот . Конечными продуктами распада жиров, как и углеводов, являются углекислый газ и вода.
Жиры содержат наибольшие запасы энергии . При распаде 1 г выделяется 38,9 кДж энергии . Суточная потребность в жирах составляет 80-100 г. Из них 20-25 г. должны составлять растительные масла.
Роль липидов в организме :
Являются основными компонентами клеточных мембран (фосфолипиды)
Являются источником синтеза стероидных гормонов (прогестерон, тестостерон)
Являются источником энергии (1 г жира – 38,9 кДж энергии).
Гликолипиды образуют миелиновые оболочки нервов .
Являются источником образования эндогенной воды (при расщеплении 100 г. жира образуется 107 г. воды).
Триглицериды откладываются в запас в жировых депо – подкожной клетчатке, сальнике.
В регуляции жирового обмена принимает участие центральная нервная система гормоны половых желёз, надпочечников, гипофиза и щитовидной железы.
Процессы превращения жиров, углеводов и белков взаимосвязаны между собой . При распаде этих веществ образуются общие промежуточные продукты , из которых в определённых условиях могут образовываться либо аминокислоты, либо углеводы, либо жирные кислоты.
Водно-солевой обмен.
● Вода составляет около 70% массы тела (2/3). Содержание воды в разных тканях не одинаково:
• в жировой ткани – 10% • в костях – 20% • в головном мозге – 85% • в крови – 90%
Суточная потребность в воде для взрослого организма около 2,5 л . Воду, используемую организмом, разделяют на экзогенную и эндогенную.
Экзогенная вода поступает в организм человека извне в виде питья (1500 мл) и в составе пищи (1000-1200 мл) .
Эндогенная вода образуется в организме при окислении белков, жиров и углеводов (около 300 мл) .
В зависимости от места нахождения в организме воду делят на внутриклеточную и внеклеточную . ▪ Внутриклеточная вода содержится в протоплазме клеток (72%).
▪ Внеклеточная вода входит в состав крови, лимфы, спинномозговой жидкости (28%).
► Выделяется вода из организма:
• почками (1200—1500 мл), • кожей (500 мл), • лёгкими в виде водяного пара (500 мл), через • кишечник с калом (100-150 мл).
Поступление воды контролируется потребностью в ней, проявляющейся в чувстве жажды. Это чувство возникает при возбуждении питьевого центра в гипоталамусе .
● Минеральные вещества .
Потребность в минеральных солях различная. В основную группу входят 7 так называемых макроэлементов : N а, К, Са, С l , S , Р, F е. Организму необходимы ещё 15 элементов общее количество которых составляет менее 0,01% массы тела. Это микроэлементы : натрий, железо, медь, цинк, кобальт, марганец, молибден, кремний, фтор, йод, никель, ванадий, олово, мышьяк, селен. В большинстве случаев микроэлементы – это составная часть ферментов, гормонов и витаминов.
Витамины — группа биологически активных органических соединений различной химической природы, поступающих в организм с пищей, необходимые для нормального протекания обмена веществ в организме.
Витамины входят в состав многих ферментов . Отсутствие витаминов приводит к нарушению биохимических реакций и к расстройству обмена веществ. Большинство витаминов не образуется в организме человека. Недостаток того или иного витамина называется ▪ гиповитаминоз , его полное отсутствие – ▪ авитаминоз . К нарушению метаболизма приводит и избыток витаминов в организме – ▪ гипервитаминоз.
Авитаминоз и гиповитаминоз возникают при отсутствии витаминов или их предшественников в пище, при нарушении их всасывания, при подавлении антибиотиками микрофлоры кишечника. Авитаминоз имеет свои характерные симптомы. Он быстро излечивается при даче соответствующего витамина.
Известно около 50 витаминов. Их делят на ▪ водора створимые ( В 1 В 2 , В 6 , В 12 , РР, С и др.) и ▪ жирораствори мые ( A , D , Е, К ).
Читайте также: