Физиология человека

Химические превращения пищевых веществ начинаются в пищеварительном тракте. Здесь сложные белки, жиры и углеводы расщепляются до более простых, способных всосаться через слизистую оболочку кишечника и стать строительным материалом в процессе ассимиляции. В пищеварительном тракте при переваривании высвобождается незначительное количество энергии. Вещества, поступившие в результате всасывания в кровь и лимфу, приносятся в клетки, где и претерпевают основные изменения. Образовавшиеся сложные органические вещества входят в состав клеток и принимают участие в осуществлении их функций. Энергия, освободившаяся при распаде веществ клеток, используется для жизнедеятельности организма. Не использованные организмом продукты обмена различных органов и тканей выделяются из него.

Роль ферментов во внутриклеточном обмене

Основные процессы превращения веществ совершаются внутри клеток нашего тела. Эти процессы лежат в основе внутриклеточного обмена. Решающая роль во внутриклеточном обмене принадлежит многочисленным ферментам клетки. Благодаря их деятельности с веществами клетки происходят сложные превращения, разрываются внутримолекулярные химические связи в них, что приводит к высвобождению энергии. Особое значение здесь приобретают реакции окисления и восстановления. Конечные продукты процессов окисления в клетке — углекислый газ и вода. При участии специальных ферментов осуществляются и другие типы химических реакций в клетке.

Освобождающаяся при этих реакциях энергия используется для построения новых веществ в клетке, для поддержания процессов жизнедеятельности организма. Основным аккумулятором и переносчиком энергии, используемой при многих синтетических процессах, является аденозинтрифосфорная кислота (АТФ). В молекуле АТФ содержатся три остатка фосфорной кислоты. АТФ используется во всех реакциях обмена, требующих затраты энергии. В молекуле АТФ при этом разрывается химическая связь с одним или двумя остатками фосфорной кислоты, освобождая запасенную энергию (отщепление одного остатка фосфорной кислоты приводит к освобождению около 42 000 дж на 1 грамм-молекулу).

2. Обмен белков

Роль белков в обмене веществ

Белки в обмене веществ занимают особое место. Ф. Энгельс так оценил эту роль белков: "Жизнь — это способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка". И на самом деле, везде, где есть жизнь, находят белковые тела.

Белки входят в состав цитоплазмы, гемоглобина, плазмы крови, многих гормонов, иммунных тел, поддерживают постоянство водно-солевой среды организма. Без белков нет роста. Ферменты, обязательно участвующие во всех этапах обмена веществ, имеют белковую природу.

Специфичность белков

Белки обладают большой специфичностью. Белки животных разных видов, разных индивидуумов одного и того же вида, более того, разных органов и тканей одного и того же организма отличаются друг от друга. Такая специфичность белков делает невозможным введение в организм нерасщепленных чужеродных белков. Если такие чужеродные белки попадают в организм, то это вызывает образование защитных веществ против введенных белков, могут наступить тяжелые нарушения и даже гибель организма. Этим объясняются неудачи при пересадке тканей и органов от животных человеку или даже от одного человека другому. При таких операциях пересаженный орган не приживается и отмирает.

Белковые вещества пищи, проходя через пищеварительный тракт, расщепляются до аминокислот. Аминокислоты легко усваиваются организмом.

Нормы белка в питании

В зависимости от возраста, выполняемой деятельности, пола и т. п. меняется норма белков в питании. Для взрослого человека в суточном рационе должно содержаться в среднем 100-110 г белков. При физической работе норма белков в пище увеличивается до 130-140 г. Растущий организм ребенка нуждается в дополнительном количестве белков, обеспечивающих рост и формирование тела. Если для взрослого человека нужно на 1 кг массы тела около 1,5 г белков в сутки, то для ребенка в первые годы жизни эта норма должна быть примерно в три раза выше.

Биологическая ценность белков пищи

Аминокислоты, идущие на построение белков организма, неравноценны. Некоторые аминокислоты незаменимы для организма (лейцин, метионин, фенилаланин и др., табл. 12). Если в пище отсутствует незаменимая аминокислота, то синтез белков в организме резко нарушается. Но есть аминокислоты, которые могут быть заменены другими или синтезированы в самом организме в процессе обмена веществ, — это заменимые аминокислоты.

Таблица 12. Заменимые и незаменимые аминокислоты