Обмен белков, жиров, углеводов и воды в организме человека

Процесс метаболизма начинается с поступления в пищеварительный тракт необходимых питательных веществ. На первом этапе принятая пища обрабатывается ферментами, в результате чего происходит расщепление белков до аминокислот, углеводов – до моно- и дисахаридов и жиров – до глицерина и жирных кислот. В таком виде эти вещества всасываются из кишечника в кровь и частично в – лимфу.

На втором этапе метаболизма происходит транспортировка питательных веществ кровью к тканям и клеткам, где осуществляются все сложные химические реакции катаболизма (расщепление сложных органических соединений на простые) и анаболизма (синтез гормонов, частей цитоплазмы и т. д).

В ходе расщепления питательных веществ (процессов диссимиляции) выделяется энергия, которая используется клетками для восстановления структур и обеспечения функционирования органов и тканей, а также работы всего организма в целом.

На третьем этапе конечные продукты распада и метаболиты выводятся из клеток, после чего транспортируются к экскреторным органам и выделяются из организма.

Процессы обмена белков, углеводов, жиров, микроэлементов и воды тесно взаимосвязаны между собой. Между тем в катаболизме и анаболизме каждого из них есть свои характерные особенности.

Обмен белков

Белки являются основным пластическим материалом в клетках и тканях человеческого организма и находятся в состоянии постоянного обновления. В норме объем расщепленного за сутки белка должен равняться объему выработанного. Это значит, что потребность организма в белке определяется тем количеством, которое сможет уравновесить его потери.

Клетки человеческого организма могут синтезировать только десять аминокислот, необходимых для выработки белка. Остальные десять, называемые незаменимыми, организм должен получить с пищей.

Некоторый объем аминокислот, полученных в ходе пищеварения, организм использует в качестве источника энергии, поэтому подвергает расщеплению. При этом происходит отделение группы Nh3, и аминокислота превращается в кетокислоты с образованием аммиака. Последний является ядовитым для организма и обезвреживается клетками печени, превращаясь в мочевину. Дальнейший катаболизм кетокислот ведет к образованию углекислого газа и воды, что сопровождается выходом энергии.

Об общем объеме белка, расщепленного организмом за сутки, можно судить по количеству выведенного азота. Поскольку в 100 г белка содержится около 16 г азота, выделение из организма 1 г азота говорит о расщеплении 6,25 г белка. В норме из организма здорового взрослого человека за сутки выводится около 3,7 г азота. Следовательно, общая масса белка, подвергшегося расщеплению, составляет 23 г.

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.

Суточная норма белка, необходимого для нормальной работы организма, составляет 80-90 г.

Обмен жиров

Жиры (липиды), представляющие собой сложные эфиры высших жирных кислот и глицерина, играют в организме две основные роли – энергетическую и пластическую. В результате окисления поступающих с пищей жиров вырабатывается количество энергии, составляющее половину всей энергетической потребности взрослого организма.

Кроме того, жиры, откладываясь в виде резерва в подкожной жировой клетчатке, сальнике и других местах, служат запасом питания и потенциальной энергии организма. К этому резерву организм обращается в состоянии голода, стресса или во время физической нагрузки, когда есть необходимость в дополнительном источнике энергии. В состоянии покоя и при избыточном поступлении жирной пищи в организм, жиры, напротив, активно депонируются. 

Обмен углеводов

Главным источником энергии в организме являются углеводы. Кроме того, некоторые промежуточные продукты их обмена используются в качестве пластических материалов (например, пентозы, входящие в состав нуклеиновых кислот и нуклеотидов).

В организм углеводы поступают преимущественно в виде полисахарида крахмала и полисахарида гликогена. Под воздействием пищеварительных ферментов в ЖКТ происходит их расщепление до глюкозы, фруктозы и других моносахаридов. Последние всасываются в кровеносное русло, а затем через систему воротной вены направляются в печень.

В случае избыточного поступления в печень глюкозы, она депонируется в виде гликогена, которого в печени взрослого человека может накапливаться до 200 г. Этот запас активно используется организмом, если в потребляемой пище наблюдается дефицит углеводов, а также при снижении концентрации глюкозы в крови.

Метаболизм воды

Объем воды в организме здорового взрослого человека составляет около 73 % от общей массы тела. В сутки из организма выводится до 1400 мл мочи.

Кроме того, вода испаряется через дыхательные пути и кожу (приблизительно 900 мл), а также выводится с калом (около 100 мл). Это значит, что для сохранения водного баланса ежесуточно в организм должно поступать около 20-40 мл/кг, что в общей сложности составляет 2-2,5 л в сутки.

Избыток или недостаток воды в организме приводит к развитию функциональных расстройств и патологических состояний.