ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.12.2023
Просмотров: 956
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Полисахариды образуются при соединении множества молекул моносахаридов; к ним относят, например, гликоген (животный крахмал), крахмал (продукт растительного происхождения), целлюлозу (клетчатку).
70% углеводов окисляется в тканях до углекислого газа и воды, 25—28% превращается в жир и 2—5% используется для синтеза гликогена.
В организме человека большую роль играет гликоген — полимер глюкозы. В печени 60% глюкозы, поступающей с пищей, преобразуется в гликоген. Гликоген синтезируется в печени и при отсутствии глюкозы, из жиров и белков, и откладывается в клетках печени и мышц. Резерв гликогена в организме составляет 300—400 г. При снижении уровня глюкозы в крови гликоген расщепляется до глюкозы, при повышении уровня глюкозы снова накапливается гликоген. Процесс контролируется гормонами, в основном, глюкагоном, инсулином.
431
Учебный модуль 17. Обмен веществ и энергии
Анатомия и физиология
Наибольшее количество глюкозы необходимо мозгу, покрывающему энергетические затраты исключительно за счёт глюкозы. В мозге расходуется около 60% глюкозы, выделяемой печенью. Здесь глюкоза окисляется до углекислого газа и воды. Небольшая её часть превращается в молочную кислоту. При уменьшении количества глюкозы обменные процессы в нервной ткани нарушаются, приводя и к нарушению функций мозга.
В печени глюкоза распадается как в присутствии кислорода (аэробный гликолиз), так и без участия кислорода (анаэробный гликолиз). Большую роль в обмене углеводов играют мышцы, захватывающие из крови значительную часть глюкозы и синтезирующие гликоген. Распад гликогена — один из источников энергии мышечного сокращения. При распаде гликогена в мышцах образуются пировиноградная и молочная кислоты, попадающие в кровь. Во время отдыха в мышцах (и печени) из этих кислот ресинтезируется гликоген.
Кроме простых полисахаридов, состоящих из мономеров, встречаются полисахариды с более длинной и сложной молекулой. Так,
гликопротеиды и гликолипиды входят в состав клеточных оболочек, определяя антигенные свойства клеток.
Углеводам принадлежит пластическая и энергетическая функции. В клетках организма глюкоза расщепляется до углекислого газа и воды с выделением энергии.
Этапы углеводного обмена:
Высшие центры регуляции углеводного обмена расположены в гипоталамусе: при раздражении некоторых его областей возникает гипергликемия — повышение количества глюкозы в крови (в норме — 4,44—6,67 ммоль/л). Постоянная гипергликемия и глюкозурия (повышение содержания глюкозы в моче) характерны для сахарного диабета. Существенную роль играет продолговатый мозг: укол в область ромбовидной ямки повышает уровень глюкозы в крови и моче.
432
Парасимпатические нервные воздействия на поджелудочную железу уменьшают количество сахара в крови.
Гипергликемия — наиболее частое нарушение углеводного обмена — отмечается при избыточном выделении глюкагона, глюкокорти- коидов, адреналина, тиреоидина и соматотропина. Глюкагон, выделяемый при симпатической стимуляции а-клеток поджелудочной железы, усиливает расщепление гликогена в печени. Соматотропный гормон увеличивает выделение глюкагона и уменьшает потребление глюкозы тканями. Глюкокортикоиды стимулируют синтез ферментов, расщепляющих гликоген. При резком увеличении уровня глюкозы в крови возникает гипергликемическая кома.
Гипогликемия — уменьшение количества глюкозы в крови — развивается, например, при опухолях гипоталамуса, гипофункции щитовидной железы или тяжёлой мышечной работе. При резком снижении количества глюкозы в крови возникает гипогликемическая кома.
Липиды (жиры) — соединения высших жирных кислот с трёхатомным спиртом. Различают заменимые и незаменимые жирные кислоты. Заменимые (насыщенные) жирные кислоты синтезируются в организме и входят в состав преимущественно животных жиров. При чрезмерном потреблении этих жиров развивается гиперхолестеринемия (повышение содержания холестерина в крови). Гиперхолестеринемия — фактор риска многих заболеваний (например, атеросклероза). Незаменимые (ненасыщенные) жирные кислоты (в том числе важнейшая из них линолевая кислота) не синтезируются в организме, они содержатся, в основном, в растительных маслах. Ненасыщенные жирные кислоты используются для синтеза фосфолипидов — компонентов клеточных мембран. Длительное отсутствие в пищевом рационе незаменимых жирных кислот приводит к гематурии, кожным заболеваниям, повреждению митохондрий, замедлению роста молодых животных и потере способности к размножению у взрослых вследствие нарушения обмена веществ. Кроме того, незаменимые жирные кислоты важны для профилактики атеросклероза (две столовых ложки растительного масла содержат их суточную дозу).
Различают простые, сложные липиды и стероиды. Простые липиды — нейтральные жиры и воски. Сложные липиды содержат, кроме спирта и жирных кислот, другие вещества: углеводы или белки. Например, гликолипиды входят в состав миелиновых оболочек. Фосфолипиды содержатся в нервной ткани. К стероидам относят половые
433
Учебный модуль 17. Обмен веществ и энергии
Анатомия и физиология
гормоны, гормоны коркового слоя надпочечников, холестерин и витамины группы D. Содержание жира в организме колеблется от 10—20% (в норме) до 50% (при ожирении). Большая часть жира находится в составе жировой ткани; меньшая — в клеточных мембранах.
Функции жиров:
Гликолипиды миелиновых оболочек играют роль изоляторов при проведении нервных импульсов. При расщеплении 1 г жиров выделяется вдвое больше энергии, чем при расщеплении белков и углеводов, поэтому жиры считают основным источником энергии: за счёт окисления нейтрального жира образуется около 50% энергии взрослого человека.
После всасывания жиры окисляются с выделением энергии либо откладываются в жировых депо как энергетический запас. Жир запасается в виде жировых капель в клетках депо жира, преимущественно в подкожно-жировом слое. Белки и углеводы, в отличие от жиров, запасаются лишь в незначительном количестве. При избытке этих веществ в пище они выводятся из организма или превращаются в жир и в таком виде откладываются.
Этапы жирового обмена :
Возможно преобразование жира в гликоген.
Патология жирового обмена чаще всего проявляется в увеличении количества нейтрального жира в организме, ожирении, самом распространённом нарушении обмена веществ. Смертность у людей 40—55 лет, страдающих ожирением, на 50% выше, чем у людей с нормальной массой тела. Чаще всего причиной ожирения служит нарушение нейрогуморальной регуляции.
При нарушении обмена холестерина возникает атеросклероз, образуются камни в жёлчном пузыре.
434
ВОДА
Вода, в среднем, составляет до 50—60% массы тела (40—45 л). Физико-химические свойства воды (полярность её молекул и способность образовывать водородные связи) определяют её исключительно важную роль в процессах жизнедеятельности. Большинство внутриклеточных химических реакций осуществляется в водной среде. Общее количество водородных связей воды зависит от температуры: при 0 С разрушается 15% связей, при 40 С — половина, при испарении — 100%. Этим объясняется высокая удельная теплоёмкость воды. Большое поглощение тепла при испарении воды делает этот механизм теплоотдачи высокоэффективным.
Вода уменьшает трение соприкасающихся поверхностей в организме человека.
В качестве растворителя вода участвует в осмотических процессах. Осмосом называют процесс диффузии растворителя из менее концентрированного раствора в более концентрированный (подробнее см. Модуль 3, свойства крови). Различают внутриклеточную (72%) и внеклеточную (28%) воду. Внеклеточная вода, в частности, находится в сосудистом русле, входит в состав межклеточной и спинномозговой жидкости.
70% углеводов окисляется в тканях до углекислого газа и воды, 25—28% превращается в жир и 2—5% используется для синтеза гликогена.
В организме человека большую роль играет гликоген — полимер глюкозы. В печени 60% глюкозы, поступающей с пищей, преобразуется в гликоген. Гликоген синтезируется в печени и при отсутствии глюкозы, из жиров и белков, и откладывается в клетках печени и мышц. Резерв гликогена в организме составляет 300—400 г. При снижении уровня глюкозы в крови гликоген расщепляется до глюкозы, при повышении уровня глюкозы снова накапливается гликоген. Процесс контролируется гормонами, в основном, глюкагоном, инсулином.
431
Учебный модуль 17. Обмен веществ и энергии
Анатомия и физиология
Наибольшее количество глюкозы необходимо мозгу, покрывающему энергетические затраты исключительно за счёт глюкозы. В мозге расходуется около 60% глюкозы, выделяемой печенью. Здесь глюкоза окисляется до углекислого газа и воды. Небольшая её часть превращается в молочную кислоту. При уменьшении количества глюкозы обменные процессы в нервной ткани нарушаются, приводя и к нарушению функций мозга.
В печени глюкоза распадается как в присутствии кислорода (аэробный гликолиз), так и без участия кислорода (анаэробный гликолиз). Большую роль в обмене углеводов играют мышцы, захватывающие из крови значительную часть глюкозы и синтезирующие гликоген. Распад гликогена — один из источников энергии мышечного сокращения. При распаде гликогена в мышцах образуются пировиноградная и молочная кислоты, попадающие в кровь. Во время отдыха в мышцах (и печени) из этих кислот ресинтезируется гликоген.
Кроме простых полисахаридов, состоящих из мономеров, встречаются полисахариды с более длинной и сложной молекулой. Так,
гликопротеиды и гликолипиды входят в состав клеточных оболочек, определяя антигенные свойства клеток.
Углеводам принадлежит пластическая и энергетическая функции. В клетках организма глюкоза расщепляется до углекислого газа и воды с выделением энергии.
Этапы углеводного обмена:
-
расщепление углеводов пищи в пищеварительном тракте до моносахаридов: глюкозы, фруктозы, галактозы, и всасывание их в тонкой кишке; -
превращение фруктозы и галактозы в глюкозу, депонирование последней в виде гликогена в печени (и мышцах) или расщепление в энергетических целях; -
расщепление гликогена в печени, и поступление глюкозы в кровь по мере её использования; -
синтез глюкозы из промежуточных продуктов: пировиноград- ной и молочной кислот; из других соединений; -
превращение глюкозы в жирные кислоты; -
расщепление глюкозы до углекислого газа и воды с выделением энергии.
Высшие центры регуляции углеводного обмена расположены в гипоталамусе: при раздражении некоторых его областей возникает гипергликемия — повышение количества глюкозы в крови (в норме — 4,44—6,67 ммоль/л). Постоянная гипергликемия и глюкозурия (повышение содержания глюкозы в моче) характерны для сахарного диабета. Существенную роль играет продолговатый мозг: укол в область ромбовидной ямки повышает уровень глюкозы в крови и моче.
432
Парасимпатические нервные воздействия на поджелудочную железу уменьшают количество сахара в крови.
Гипергликемия — наиболее частое нарушение углеводного обмена — отмечается при избыточном выделении глюкагона, глюкокорти- коидов, адреналина, тиреоидина и соматотропина. Глюкагон, выделяемый при симпатической стимуляции а-клеток поджелудочной железы, усиливает расщепление гликогена в печени. Соматотропный гормон увеличивает выделение глюкагона и уменьшает потребление глюкозы тканями. Глюкокортикоиды стимулируют синтез ферментов, расщепляющих гликоген. При резком увеличении уровня глюкозы в крови возникает гипергликемическая кома.
Гипогликемия — уменьшение количества глюкозы в крови — развивается, например, при опухолях гипоталамуса, гипофункции щитовидной железы или тяжёлой мышечной работе. При резком снижении количества глюкозы в крови возникает гипогликемическая кома.
-
ОБМЕН ЛИПИДОВ
Липиды (жиры) — соединения высших жирных кислот с трёхатомным спиртом. Различают заменимые и незаменимые жирные кислоты. Заменимые (насыщенные) жирные кислоты синтезируются в организме и входят в состав преимущественно животных жиров. При чрезмерном потреблении этих жиров развивается гиперхолестеринемия (повышение содержания холестерина в крови). Гиперхолестеринемия — фактор риска многих заболеваний (например, атеросклероза). Незаменимые (ненасыщенные) жирные кислоты (в том числе важнейшая из них линолевая кислота) не синтезируются в организме, они содержатся, в основном, в растительных маслах. Ненасыщенные жирные кислоты используются для синтеза фосфолипидов — компонентов клеточных мембран. Длительное отсутствие в пищевом рационе незаменимых жирных кислот приводит к гематурии, кожным заболеваниям, повреждению митохондрий, замедлению роста молодых животных и потере способности к размножению у взрослых вследствие нарушения обмена веществ. Кроме того, незаменимые жирные кислоты важны для профилактики атеросклероза (две столовых ложки растительного масла содержат их суточную дозу).
Различают простые, сложные липиды и стероиды. Простые липиды — нейтральные жиры и воски. Сложные липиды содержат, кроме спирта и жирных кислот, другие вещества: углеводы или белки. Например, гликолипиды входят в состав миелиновых оболочек. Фосфолипиды содержатся в нервной ткани. К стероидам относят половые
433
Учебный модуль 17. Обмен веществ и энергии
Анатомия и физиология
гормоны, гормоны коркового слоя надпочечников, холестерин и витамины группы D. Содержание жира в организме колеблется от 10—20% (в норме) до 50% (при ожирении). Большая часть жира находится в составе жировой ткани; меньшая — в клеточных мембранах.
Функции жиров:
-
энергетическая; -
пластическая; -
теплоизоляционная; -
гормональная (стероиды).
Гликолипиды миелиновых оболочек играют роль изоляторов при проведении нервных импульсов. При расщеплении 1 г жиров выделяется вдвое больше энергии, чем при расщеплении белков и углеводов, поэтому жиры считают основным источником энергии: за счёт окисления нейтрального жира образуется около 50% энергии взрослого человека.
После всасывания жиры окисляются с выделением энергии либо откладываются в жировых депо как энергетический запас. Жир запасается в виде жировых капель в клетках депо жира, преимущественно в подкожно-жировом слое. Белки и углеводы, в отличие от жиров, запасаются лишь в незначительном количестве. При избытке этих веществ в пище они выводятся из организма или превращаются в жир и в таком виде откладываются.
Этапы жирового обмена :
-
расщепление пищевых жиров в пищеварительном тракте до глицерина и жирных кислот и всасывание последних в тонкой кишке; -
образование липопротеидов в слизистой оболочке тонкой кишки и в печени и транспорт их кровью; -
гидролиз этих соединений на поверхности клеточных мембран и всасывание глицерина и жирных кислот в клетки, где они используются для синтеза собственных липидов; -
окисление синтезированных липидов до углекислого газа и воды с выделением энергии.
Возможно преобразование жира в гликоген.
Патология жирового обмена чаще всего проявляется в увеличении количества нейтрального жира в организме, ожирении, самом распространённом нарушении обмена веществ. Смертность у людей 40—55 лет, страдающих ожирением, на 50% выше, чем у людей с нормальной массой тела. Чаще всего причиной ожирения служит нарушение нейрогуморальной регуляции.
При нарушении обмена холестерина возникает атеросклероз, образуются камни в жёлчном пузыре.
434
-
ВОДНО-СОЛЕВОЙ ОБМЕН
ВОДА
Вода, в среднем, составляет до 50—60% массы тела (40—45 л). Физико-химические свойства воды (полярность её молекул и способность образовывать водородные связи) определяют её исключительно важную роль в процессах жизнедеятельности. Большинство внутриклеточных химических реакций осуществляется в водной среде. Общее количество водородных связей воды зависит от температуры: при 0 С разрушается 15% связей, при 40 С — половина, при испарении — 100%. Этим объясняется высокая удельная теплоёмкость воды. Большое поглощение тепла при испарении воды делает этот механизм теплоотдачи высокоэффективным.
Вода уменьшает трение соприкасающихся поверхностей в организме человека.
В качестве растворителя вода участвует в осмотических процессах. Осмосом называют процесс диффузии растворителя из менее концентрированного раствора в более концентрированный (подробнее см. Модуль 3, свойства крови). Различают внутриклеточную (72%) и внеклеточную (28%) воду. Внеклеточная вода, в частности, находится в сосудистом русле, входит в состав межклеточной и спинномозговой жидкости.