На что распадаются жиры: 3. Обмен органических соединений (белков, жиров и углеводов)

3. Обмен органических соединений (белков, жиров и углеводов)

Белковый обмен

Белковый обмен — использование и преобразование аминокислот белков в организме человека.

При окислении \(1\) г белка выделяется \(17,2\) кДж (\(4,1\) ккал) энергии.

Но организм редко использует большое количество белков для покрытия своих энергетических затрат, так как белки нужны для выполнения других функций (основная функция — строительная). Организму человека нужны не белки пищи, сами по себе, а аминокислоты, из которых они состоят.

В процессе пищеварения белки пищи, распадаясь в желудочно-кишечном тракте до отдельных аминокислот, всасываются в тонком кишечнике в кровяное русло и разносятся к клеткам, в которых происходит синтез новых собственных белков, свойственных человеку.

 

 

Уровень содержания аминокислот в крови регулирует печень. Распадаясь, аминокислоты образуют воду, углекислый газ и ядовитый аммиак. В клетках печени из образовавшегося аммиака синтезируется мочевина (которая затем выводится вместе с водой почками в составе мочи и частично кожей), а углекислый газ выдыхается через лёгкие.

 

 

Остатки аминокислот используются как энергетический материал (преобразуются в глюкозу, избыток которой превращается в гликоген).

Углеводный обмен

Углеводный обмен — совокупность процессов преобразования и использования углеводов.

Углеводы являются основным источником энергии в организме. При окислении \(1\) г углеводов (глюкозы) выделяется \(17,2\) кДж (\(4,1\) ккал) энергии.

Углеводы поступают в организм человека в виде различных соединений: крахмал, гликоген, сахароза или фруктоза и др. Все эти вещества распадаются в процессе пищеварения до простого сахара глюкозы, всасываются ворсинками тонкого кишечника и попадают в кровь.

 

 

Глюкоза необходима для нормальной работы мозга. Снижение содержания глюкозы в плазме крови с \(0,1\) до \(0,05\) % приводит к быстрой потере сознания, судорогам и гибели.

 

Основная часть глюкозы окисляется в организме до углекислого газа и воды, которые выводятся из организма через почки (вода) и лёгкие (углекислый газ).

Часть глюкозы превращается в полисахарид гликоген и откладывается в печени (может откладываться до \(300\) г гликогена) и мышцах (гликоген является основным поставщиком энергии для мышечного сокращения).

Уровень глюкозы в крови постоянный (\(0,10\)–\(0,15\) %) и регулируется гормонами щитовидной железы, в том числе инсулином. При недостатке инсулина уровень глюкозы в крови повышается, что ведёт к тяжёлому заболеванию — сахарному диабету.

Инсулин также тормозит распад гликогена и способствует повышению его содержания в печени.

Другой гормон поджелудочной железы — глюкагон — способствует превращению гликогена в глюкозу, тем самым повышая её содержание в крови (т. е. оказывает действие, противоположное инсулину).

 

 

При большом количестве углеводов в пище их избыток превращается в жиры и откладывается в организме человека.

 

\(1\) г углеводов содержит значительно меньше энергии, чем \(1\) г жиров. Но зато углеводы можно окислить быстро и быстро получить энергию.

Обмен жиров

Обмен жиров — совокупность процессов преобразования и использования жиров (липидов).

 

При распаде \(1\) г жира выделяется \(38,9\) кДж (\(9,3\) ккал) энергии (в \(2\) раза больше, чем при расщеплении \(1\) г белков или углеводов).

Жиры являются соединениями, включающими в себя жирные кислоты и глицерин. Жирные кислоты под действием ферментов поджелудочной железы и тонкого кишечника, а также при участии желчи, всасываются в лимфу в ворсинках тонкого кишечника. Далее с током лимфы липиды попадают в кровоток, а затем в клетки. 

 

 

Как и углеводы, жиры распадаются до углекислого газа и воды и выводятся тем же путём.

 

 

В гуморальной регуляции уровня жиров участвуют железы внутренней секреции и их гормоны.

 

Значение жиров

• Значительная часть энергетических потребностей печени, мышц, почек (но не мозга!) покрывается за счёт окисления жиров.
• Липиды являются структурными элементами клеточных мембран, входят в состав медиаторов, гормонов, образуют подкожные жировые отложения и сальники.
• Откладываясь в запас в соединительнотканных оболочках, жиры препятствуют смещению и механическим повреждениям органов.
• Подкожный жир плохо проводит тепло, что способствует сохранению постоянной температуры тела.

Потребность в жирах определяется энергетическими потребностями организма в целом и составляет в среднем \(80\)–\(100\) г в сутки. Избыток жира откладывается в подкожной жировой клетчатке, в тканях некоторых органов (например печени), а также и на стенках кровеносных сосудов.

 

 

Если в организме недостаёт одних веществ, то они могут образовываться из других. Белки могут превращаться в жиры и углеводы, а некоторые углеводы — в жиры. В свою очередь жиры могут стать источником углеводов, а недостаток углеводов может пополняться за счёт жиров и белков. Но ни жиры, ни углеводы не могут превращаться в белки.

 

 

Подсчитано, что взрослому человеку для нормальной жизнедеятельности необходимо не менее \(1500\)–\(1700\) ккал в сутки. Из этого количества энергии на собственные нужды организма уходит \(15\)–\(35\) %, а остальное затрачивается на выработку тепла и поддержание температуры тела.

на какие составные части распадаются белки,жиры и сложные углеводы

Укажите стрелкой корковый слой почки.​

Срочно нужно выполнить это задание . ​

это безусловный раздражитель а включить лампочки да-да опытов без кормления включить звонок выделение слюны на пищу во рту выделение слюны на свет лам … почки включение лампочки во время кормления​

сроно варианты ответов:1) однонаправленное 2) противоположное3) несогласованное ​

Одним из основных положений хромосомной теории наследственности является хромосомы находятся в ядре клетки генов больше чем хромосом число групп сцеп … ления генов, соответствует числу хромосом в гаплоидном наборе гены передаются от родителей потомкам в чистом виде, не смешиваясь и не разбавляя друг друга, через хромосомы гамет не аллельные гены находящиеся в разных парах не гомологичных хромосом расходятся в мейозе независимо друг от друга.

Помогите пожалуйста ​

1. Клеточный цикл состоит из трех главных стадий: интерфаза, митоз и кариокинез. Интерфазасостоит из трех периодов: Gl, S, G2.Кратко опишите особеннос … ти S-периода интерфазы.Какие изменения могут произойти в клетке, если будут отклонения в периодах интерфазы?​

Задания:1. Грегора Иоганна Менделя называют отцом генетики, однако его вклад в биологию получил признание только после его смерти, в начале XX в. Г. М … ендель разработал и положил в основу своих опытов гибридологический метод. Суть его заключается в скрещивании (гибридизации) организмов, отличающихся друг от друга по одному или нескольким признакам. Однако ученые (Дж. Госс, Огюстен Сажрэ, Ш. Ноден) проводили такие опыты и до Менделя.(a) Объясните, почему именно работы Менделя оказали наибольший вклад в генетику.____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________2. Решите задачу на моногибридное скрещивание:У человека тонкие губы – рецессивный признак, а нормальные – доминантный. Какое потомство будет у тонкогубой женщины и тонкогубого мужчины. Опишите все генотипы и фенотипы.3. Скрестили два сорта клубники, один из которых имеет красные ягоды и усы, а у второго белые ягоды и усы отсутствуют. Обе особи гомозиготные. Определите фенотипы и генотипы, изучаемых особей.4. Опишите отличие неполного доминирования от полного.________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________5. Для некоторых пород собак стандартом считается чёрная масть, которая является доминантной. Иногда в потомстве чёрных собак появляются рыжие щенята, которые считаются отступлением от стандарта и ценятся значительно меньше. Для профессионального собаковода приобретение породистой чёрной собаки, но гетерозиготной по рецессивному гену b крайне нежелательно. (а) Определите фенотип и генотип партнера для скрещивания, чтобы проверить генотип собаки. (b) Определите генотипы и фенотипы щенков F1 в результате такого скрещивания, при условии, что черная собака была гомозиготной по генотипу.6. У пары, имеющей II и III группу крови, родился ребенок, имеющий I группу крови. (а) Определите генотипы родителей.(b) Определите возможные генотипы групп крови детей у данных родителей.Сор по Биологии ​

1. Определите, какие группы крови могутбыть у ребенка, родившегося от бракамежду мужчиной, имеющим первуюгруппу крови – I(O) и женщины, имеющейчетверт … ую группу крови – IV(АВ).​

каковы условия проявления законов менделя? Может ли проявится их действие при малом числе потомков?​

Окислительный распад жиров — Справочник химика 21

    Распад жиров начинается с их гидролиза. В тканях организма, особенно в печени, эта реакция катализируется тканевыми липазами. Продукты гидролиза жиров — глицерин и высокомолекулярные жирные кислоты значительно отличаются друг от друга по своей химической природе, и пути распада их различны. Распад глицерина, в основном, повторяет путь распада глюкозы. О тесной связи глицерина с об.меном углеводов говорит хотя бы тот факт, что в дрожжах при распаде глюкозы в присутствии бисульфита натрия (вторая форма спиртового брожения, стр. 287) образуется глицерин. Опыты, проведенные на животных, в пище которых углеводы были заменены глицерином, показали, что из глицерина в организме образуется гликоген. Вместе с этим глицерин может подвергаться непосредственному окислительному распаду. 

[c.307]
    Иной путь окислительного распада наблюдается для таких аминокислот как лейцин, изолейцин, фенилаланин, тирозин и триптофан. При окислении в печени лейцина и изолейцина, начинающемся также с окислительного дезаминирования, образуется ацетоуксусная кислота. Фенилаланин окислйется вначале в тирозин, который далее подвергается своеобразному окислительному распаду также с образованием ацетоуксусной кислоты или аланина и ацетоуксусной кислоты. Приводим путь окислительного распада некоторых аминокислот. Обмен этих аминокислот может «быть связан как с реакциями цикла трикарбоновых кислот, так и с обменом жиров ( через ацетоуксусную кислоту). Схемы приведены на стр. 193, 196, 197. [c.194]

    Биологическое окисление — источник энергии живых организмов. Окислительные превращения охватывают все виды питательных веществ белки, углеводы и жиры, которые распадаются под влиянием ферментов пищеварительного тракта на аминокислоты, моносахариды, глицерин и жирные кислоты. Продукты расщепления образуют метаболический фонд биосинтеза и получения энергии. 

[c.320]

    Катаболическая фаза обмена жиров включает реакции окислительного распада фосфорного эфира глицерина и жирных кислот, образующихся при ферментативном расщеплении тканевого жира. Фосфорный эфир глицерина окисляется через диоксиацетонфосфат, фосфоглицериновый альдегид и пировиноградную кислоту до конечных продуктов обмена, т е. до СОа и Н2О. Жирные кислоты в печени подвергаются р-окислению [c.128]

    Жиры в тканях расщепляются при участии липаз. Образующиеся при этом глицерин и жирные кислоты могут подвергаться полному окислительному распаду. Глицерин превращается, повидимому, через фосфоглицериновый альдегид или в глюкозу, или в пировиноградную кислоту (см. Гликолиз ). [c.409]

    В организмах животных жирные карбоновые кислоты, образующиеся при гидролизе жиров, подвергаются окислительному распаду под действием ряда ферментов, в результате чего образуются низшие кислоты с четным числом атомов углерода. Основным механизмом является р-окисление, что ведет к образованию р-оксикислот, затем р-кетокислот, распадающихся сперва на две кислоты, содержащие j и С 2, а затем и С 4 и т. д.  [c.223]

    Сырье для производства витамина Е — пшеничные зародыши— не выдерживает длительного хранения и при комнатной температуре быстро прогоркает в результате окислительного распада жиров, при котором образуется ряд неприятно пахнущих веществ [c.311]

    Таким образом, реакции цикл трикарбоновых кислот являются промежуточными реакциями обмена как углеводов, так и жиров. Поэтому нарушения в течении реакций аэробной фазы обмена углеводов являются в то же время и нарушениями окислительного распада жиров. При недостатке углеводов в организме (углеводном голодании) и особенно при сахарном диабете, когда окислительный распад углеводов в организме нарушен, происходит накопление в крови избыточного количества ацетоуксусной кислоты, окисление которой в таких случаях замедлено. Это приводит, с одной стороны, к ацидозу, а с другой—к выделению ацетоуксусной кислоты с мочой. Кроме ацетоуксусной кислоты в случае нарушения обмена с мочой выделяются всегда р-оксимасляная кислота и ацетон  [c.130]

    Авитаминоз Е у самцов сопровождается патологическими изменениями семенников и атрофией семенных канальцев. Он приводит к дегенеративным изменениям сперматозоидов, а у самок теряется способность к нормальному вынашиванию плода. В отсутствие витамина Е при окислительном распаде жиров образуются некоторые токсические продукты, отрицательно действующие на развивающийся эмбрион. [c.164]

    ОКИСЛИТЕЛЬНЫЙ РАСПАД ЖИРОВ [c.306]

    Указанный окислительный распад, равно как и упомянутый путь переноса водорода, не являются единственным, представляющим реакции аэробного обмена углеводов в живой клетке. Следует также иметь в виду, что реакция аэробного окисления входят в цепь реакций обмена не только углеводов, но и жиров и белков (см. стр. 198). [c.105]

    Имеются также указания, что в окислительном превращении пировиноградной кислоты, начиная с момента образования уксусной кислоты, точнее, ацетильного радикала, находящегося в связанном состоянии (стр. 260), участвует ферментная система, в состав коферментной группы которой входит пантотеновая кислота (стр. 262). Эти данные имеют, по-видимому, наиболее общее значение, так как окислительный распад уксусной кислоты до углекислоты и воды представляет собой последний этап в образовании конечных продуктов обмена белков, жиров и углеводов. [c.169]

    Следует обратить внимание на тот факт, что уксусная кислота является одним из самых многочисленных продуктов обмена веществ в клетках и тканях, образующихся при аэробном распаде углеводов, жиров (глицерина и жирных кислот) и ряда аминокислот. Расчеты показывают, что при ежедневном приеме с нишей 400 г углеводов из них образуется 267 г уксусной кислоты (в виде ацетильного производного кофермента А) и /з углерода (углеводов) выделяется в виде углекислого газа. То же самое наблюдается и при окислительном распаде глицерина и жирных кислот. При ежесуточном приеме с пищей 100 г белка и 70 г жира из них образуется на определенном этапе распада около 100 г уксусной кислоты. Следовательно, ежесуточно в организме человека в среднем образуется около 370 г уксусной кислоты. Однако в организме она не накапливается и быстро подвергается дальнейшим превращениям. Длительное время исследователи не могли разгадать механизм превращения уксусной кислоты, так как свободная уксусная кислота очень медлен- [c.342]

    Органические кислоты образуются в ходе двух биологических процессов дыхания —основной функции всего живого и фотосинтеза. Органические кислоты играют большую роль в обмене веществ и энергии в растениях. Большинство из них образуется как промежуточные продукты окислительного распада углеводов. Превращение ди- и трикарбоновых кислот в этом цикле сопровождается переходом потенциальной энергии в кинетическую в форме макроэргических связей АТФ, а также синтезом белков и жиров, [c.375]

    Большое значение в разнообразных процессах обмена в-в имеет ферментативное Д. Существует два типа подобных р-ций простое Д. (обратимая р-ция) и окислительное Д., в к-ром происходит сначала Д., а затем дегидрирование субстрата. По последнему типу в организме животных и растений осуществляется ферментативное Д. пировиноградной и а-кетоглутаровой к-т-промежуточных продуктов распада углеводов, жиров и белков (см. Трикарбоновых кислот цикл). Широко распространено также ферментативное Д. аминокислот у бактерий и животных. [c.19]

    К группе окислительно-восстановительных ферментов относятся ферменты, катализирующие окисление органических веществ, образующихся в организме в результате гидролитического распада белков, жиров и углеводов. [c.114]

    Под действием кислот (ионов водорода) происходит гидролиз многих органических веществ, например жиров, белков, крахмала, дисахаридов при помощи губчатой платины катализируются разнообразные окислительные процессы другие неорганические катализаторы способны ускорять многие химические реакции. В отличие от неорганических катализаторов действие ферментов более ограничено, более специфично. Если бы фе,рменты не обладали специфичностью, то это приводило бы к быстрому распаду всех веществ в клетках и к гибели организма. [c.49]

    Кинетические измерения часто указывают на то, что реакции окисления, в присутствии энзимов, являются цепными процессами . Так, при малых концентрациях реакция обычно псевдомо-номолекулярна и идет со скоростью, пропорциональной концентрации окисляющегося метаболита. Но при высоких концентрациях достигается максимальная скорость, не зависящая от концентрации метаболита и постепенно падающая со временем но мере того, как коэнзим подвергается необратимому разрушению. Поскольку цепные реакции принадлежат в основном к гемолитическому типу (стр. 23), имеет смысл рассмотреть вопрос о возможности реакций со свободными радикалами в энзиматических системах. Свыше тридцати лет назад Дэкин указал, что перекись водорода является единственным из всех химических окислителей, который вызывает в жирах, углеводах и аминокислотах такие же процессы окислительного распада, как и энзимы. Поэтому он считал что перекисная теория окисления, выдвинутая Бахом и Энглером, применима к живым клеткам так же, как и к другим областям химии. [c.291]

    Ацетил-КоА является общим, как бы обезличенным промежуточным продуктом окислительного распада жиров, углеводов и белков. Взаимодействуя с щавелевоуксусной к-той, он вводит остаток уксусной к-ты в цикл трикарбоновых кислот, в к-ром этот остаток сгорает до СОа и Н,0. В то же время ацетил-КоА является исходным продуктом при биосинтезе высших жирных к-т и функционирует в качестве ацетили-рующего агента, при участии к-рого образуются такие важные для организма соединения, как ацетилхолин. [c.522]

    Распад жиров в организме происходит с образованием конечных продуктов — углекислого газа и воды. Эмпирическую формулу, среднюю для различных жиров С55Н,о405, и валовое уравнение полного окислительного распада жира можно представить следующим образом  [c.306]

    Печень играет важную роль в обмене жиров. Жиры пищи в печени, подвергаясь ряду превращений (удлинению или укорочению углеродных цепей жирных кислот, дегидрированию), образуют жиры, характерные для данного вида животнрмх. Далее, в печепи преимущественно сосредоточен процесс Р-окисления жирных кислот, приводящий к появлению молекул ацетил SKoA и конденсации их в молекулы ацетоуксусной кислоты, поступающей в кровь. Распад жирных кислот начинается в печени и заканчивается в различных органах, где ацетоуксусная кислота распадается с образованием углекислого газа и воды. В печени используется только лишь часть потенциальной энергии высших жирных кислот, другая же часть освобождается в различных органах нри окислительном распаде ацетоуксусной кислоты. Как и в случае превращения углеводов, в печени при превращении жирных кислот образуется продукт (ацетоуксусная кислота), основная масса которого используется за ее пределами, в различных тканях и органах. [c.486]

    При окислительном распаде а- и у-каротинов образуется только по одной молекуле витамина А, поскольку эти провитамины содержат по одному 3-иононовому кольцу. Расщепление каротинов на молекулы витамина А происходит преимущественно в кишечнике под действием специфического фермента 3-каротин-диоксигеназы (не исключена возможность аналогичного превращения и в печени) в присутствии молекулярного кислорода. При этом образуются 2 молекулы ретиналя, которые под действием специфической кишечной редуктазы восстанавливаются в витамин А. Степень усвоения каротинов и свободного витамина А зависит как от содержания жиров в пище, так и от наличия свободных желчных кислот, являющихся абсолютно необходимыми соединениями для процесса всасывания продуктов распада жиров. [c.213]

    Изменение жиров. Молочнокислые бактерии обладают довольно активными липолитическими. ферментами. Поэтому с ,амого начала созревания происходит активный гидролиз триглицеридов с образованием значительного количества жирных кислот. В свою очередь, свободные жирные кислоты под злиянием ферментов, выделяемых молочнокислыми бактериями, химических превращений под влиянием кислорода, катализируемых микроэлементами сыра, могут распадаться с образованием различных альдегидов и кетонов (см. с. 37 — окислительный распад жирных кислот), участвующих в образовании аромата и вкуса сыров. [c.161]

    П]ри дальнейшем течении окислительного процесса происходят вторичные реакции окислительного распада и окислительного уплотнения, в результате которых образуются вещества, достаточно резко изменяющие органолептические свойства. Из соединений, образующихся в результате окислительного распада жирных кислот и жиров, обнаружены метил ал кил кетоны, альдегиды (эпигидриновый, муравьиный, гептиловый, каприловый и др.), кислоты( муравьиная, уксусная, пропионовая, масляная, капроновая, каприловая и др.), и также возможно образование окиси-, эпокси- и дикетокислот. [c.123]

    Выяснилась тесная связь пантотена с реакцией ацетилирования в животном организме. Как известно, при реакции ацетилирования остаток уксусной кислоты — ацетильный радикал (СН3СО—) присоединяется к ацетилируемому соединению. Таким путем происходят, например, превращения ароматических аминов в соответствующие ацетилированные производные в печени и холина в ацетилхолин в ткани мозга. Оказалось, что в состав коферментной группы, осуществляющей указанную реакцию ацетилирования (коэнзим А), входит пантотеновая кислота. Коэнзим А участвует в переносе не только ацетильного, но и других кислотных (ацильных) радикалов, образуя соответствующие ацилкоэнзимы А (ацетил-, бутирил-, сукцинил-коэнзим А и т. п., стр. 274 и 307). В окислительном превращении пировиноградной кислоты, начиная с момента образования уксусной кислоты, точнее, ацетильного радикала, находящегося в связанном состоянии (стр. 275), также участвует коэнзим А, в который входит пантотеновая кислота (стр. 274). Эти данные имеют, по-видимому, наиболее общее значение, так как окислительный распад уксусной кислоты до углекислоты и воды представляет собой последний этап в образовании конечных продуктов обмена белков, жиров и углеводов. [c.176]

    Окислительная порча жиров и масел растительного и животного происхождения в первую очередь связана с образованием пероксидных соединений, которые распадаясь, образуют карбонильные производные, ответственные за ухудшение вкуса и запаха продукта. В фармации использование масел, содержащих пероксид— ные соединения, вызывает кроме неприятных вкусовых ощущений порчу других компонентов лекарств из-за окисляющего действия пероксидов. В состав перокси— дных соединений жиров и масел входят как гидропероксиды, так и эндопероксиды — продукты присоединения молекул кислорода к диеновым системам ненасыщенных радикалов кислотной части жиров и масел, 0 —оксипероксиды — продукты взаимодействия гид— ропероксидов с карбонильными соединениями и другие. [c.52]

    Лавуазье сравнивал окислительные процессы, происходящие в живых организмах,. с горением. Эта аналогия справедлива только в том отношении, что как нри горении, так и при биохимическом окислении образуются одинаковые конечные продукты — СОз, Н 0 п др. Однако, как показали последующие исследования, в живых организмах окислительный распад таких веществ, как жиры, белки и углеводы, быстро протекает до конечных продуктов при умеренной температуре. Вне организма такой результат достигается только при высокой гемиературе или при действии энергичных окислителей (марганцовокислый калий, хромовая кислота и др.). Немецкий ученый Траубе в 1858 г. в работе Теория ферментативного действия высказал мысль, что окислительные процессы в живых организмах протекают с участием особых веществ, так называемых ферментов, играющих роль переносчиков кислорода воздуха. Ферменты сначала образуют нестойкое соединение с кислородом, а затем отщепляют его, способствуя таким путем процессу биохимического окисления. [c.80]

    Использованием энергии, заключенной в окисляемом органическом веществе, не исчерпывается биологическое значение процесса дыхания. Распад органических молекул в процессе дыхания проходит через длинную цепь сложных химических превращений, включающих в качестве обязательных промежуточных звеньев образование разнообразных соединений. Источником возникновения последних в живой ткани служит окислительный распад таких соединений, как углеводы, белки, жиры и др. Эти промежуточные продукты обладают высокой реагентоспособностью и весьма неустойчивы в химическом отношении. В силу этого они широко используются в обмене веществ как материал для синтеза разнообразных и важных в биологическом отношении соединений, необходимых для процессов становления и обновления всех составных частей клетки. [c.310]

    Установлено, например, что жирные кислоты, появляющиеся в тканях при гидролизе жиров, прежде чем подвергнуться окислительному распаду, связываются с КоА-8Н. Синтез сложных эфиров (жиров и др,) происходит в клетках и в тканях в )езультате взаимодействия спиртов с активирован ными жирн111мп кислотами, т. е. жирными кислотами, у которых к карбо ксильной группе присоединен кофермент ацилирования. Активирование жирных КИСЛО происходит следующим образом КоАЗН взаимодействует с АТФ с образованием своего нирофосфатного производного и адениловой кислоты  [c.254]

    До сих пор излагались данные об окислительном распаде насыщенных жирных кислот. Естественно возникает вопрос, как окисляются ненасыщенные жирные кислоты. На первый взгляд может показаться, что этот вопрос разрешается просто. Ведь известно, что при р-окислении, уже на первом его этапе, при дегидрировании, образуется из насыщенной кислоты ненасыщенная, поэтому можно предположить, что ненасыщенные жирные кислоты являются промежуточными продуктами окисления насыщенных жирных кислот. Этому, однако, противоречат следующие обстоятельства. Во-первых, при Р Окислении возникает ненасыщенная связь между атомами углерода в положенги а- и Р- по отношению к карбоксилу. Между тем как в жирах, так и в фосфатидах встречаются жирные кислоты, имеющие не одну, а несколько ненасыщенных связей. Даже в случае одной ненасыщенной связи, например, з олеиновой кислоте, она расположена далеко от карбоксила — между 9-м и 10-м атомами углерода. Во-вторых, некоторые жирные кислоты с несколькими ненасыщенными связями (линолевая, линоленовая и арахи-доновая) н( могут образоваться в организме животных из других веществ и должны доставляться с нищей. Эти жирные кислоты содержатся в растительных жирах и поэтому эти жиры биологически более ценны, чем жиры животного происхождения. [c.316]

    Ацетоуксусная кислота, возникающая в тканях из углеводов, а также поступающая в ткани из печени, при нормальных условиях подвергается окислительному распаду с образованием углекислого газа и воды. Содержание ее в тканях и в крови незначительно. Незначительно также содержание в них веществ, легко образующихся из ацетоуксусной кислоты— Р-оксимасляной кислоты и ацетона. При нарушении обмена веществ происходит накопление ацетоуксусной кислоты в тканях и в крови. С подобным явлением встречаются в случаях голодания и истощения организма. Накопление ацетоуксусной кислоты в этих случаях, по-видимому, связано с тем, что в организме интенсивно используются запасные жиры, и образуюш,аяся в печени ацетоуксусная кислота, в связи с общим снижением обмена веществ, используется в организме не столь интенсивно, как обычно. [c.319]

    Возможность синтеза углеводов из жиров получила подтверждение в результате изучения промежуточных продуктов обмена углеводов и жиров в организме животных, а также ферментов, катализирующих их образование. Ацетильное производное кофермента А, как оказалось, является общим промежуточным продуктом обмена как углеводов, так и жирных кислот. Из ацетил SKoA, возникающего при окислительном распаде жирных кислот, могут в результате ряда фер.ментативных реакций синтезироваться углеводы. [c.463]

    Ошибочным оказался взгляд, что нри использовании в организме жирных кислот они проходят стадию образования углеводов. Образование из них на определенном этапе превращения ацетил SKoA вовсе пе означает, что он по мере своего образования превращается в углеводы точно так же, как образующаяся при окислительном распаде углеводов ацетоуксусная кислота не обязательно превращается в жиры. Превращения возникающего [c.463]

    Уже давно известно, что большинсгво жиров при хранении, особенно ири доступе света и воздуха, прогоркает. Раньше были склонны считать, что прогорклый запах вызывается присутствием отщепленных жирных кислот. Однако новейшие работы Фирца и Штеркле, Халлера и Чирха показали, что при прогоркании протекают разнообразные процессы распада. Прогоркание ненасыщенных жиров может происходить прн действии света, кислорода воздуха и воды н в отсутствие бактерий или грибков. При этом ненасыщенные жирные кислоты, возможно также и рицинолевая кислота, в результате окислительных процессов распадаются с образованием альдегидов, кетонов и кислот. Насыщенные жирные кислоты в этих условиях не изменяются. [c.270]

    Научные работы посвящены изучению обмена веществ в организме животных. Показал (1932), каким образом аминокислота, образующаяся при диссимиляции белков, превращается в организме млекопитающих в мочевину (орни-тиновый цикл). Открыл (19371 путь окислительных превращений дк- и трикарбоновых кислот, образующихся как промежуточные продукты при распаде белков, жиров и углеводов в организме животных. [c.264]

---

Расщепление жиров в организме. Обмен жиров.

Надеемся, что наши материалы будут полезны для вас.

Сегодня мы с вами разберёмся в том, как происходит образование и расщепление жира в нашем организме. Этот процесс в целом носит название липидный обмен (или обмен жиров).

На самом деле, в организме происходит такое колоссальное количество химических реакций и превращений, что для детального объяснения всего процесса обмена жиров потребовался бы ряд многочасовых лекций и отличные познания в области биохимии.

Разумеется, я не собираюсь нагружать вас простынями формул, поэтому, мы будем рассматривать обмен жиров в очень упрощённом варианте и только с той стороны, которая важна для нас с вами — с точки зрения похудения.

Для начала детально обсудим процесс образования жиров в нашем организме.

Интересно то, что наш организм умеет получать жиры не только непосредственно из жиров, которые находятся в пище, но и из углеводов и даже белков. И сейчас мы рассмотрим все 3 способа получения жиров подробнее.

Итак, жиры, входящие в состав пищи, попадают в ЖКТ, где расщепляются на жирные кислоты и глицерин. Затем это всё всасывается и попадает в кровь и лимфу, с помощью которых доставляется клеткам нашего организма. Если каким-то клеткам требуется жир (к примеру, клеткам мышц нужна энергия), то жирные кислоты потребляются этими клетками. Если организму энергия не требуется, то попадая в специальные жировые клетки (липоциды), жирные кислоты могут откладываться “про запас” в виде веществ под названием “триглицериды”. В жировых клетках хранятся наши жировые запасы и именно жировые клетки с большим количеством накопленных триглицеридов создают нам дискомфорт в виде избыточного веса.

Образование жировых отложений из углеводов выглядит следующим образом: сначала углеводы расщепляются до глюкозы и фруктозы, а затем в жировых клетках при участии инсулина из них образуются триглицериды. 

Процесс образования жировых отложений из белков существенно сложнее. Чтобы получить жир из белка, сначала необходимо расщепление белка до аминокислот, затем в печени аминокислоты превращаются в глюкозу, а затем уже из глюкозы при участии инсулина образуются триглицериды в жировых клетках.

Из этого мы сразу можем сделать довольно важный вывод:

“Сделать” жир из белков нашему организму сложнее всего!

На этом факте основано множество разнообразных диет, например, диета Дюкана. Однако подобные диеты имеют негативные последствия для здоровья и я рекомендую их избегать. Есть гораздо более правильные и простые способы сбросить лишний вес, чем изнурять себя “чудо-диетами”. 

Стоит заметить, что у жира в нашем организме есть множество функций. Он не только служит основным энергетическим запасом нашего организма, но и является строительным материалом для клеточных мембран и ряда гормонов. Поэтому полностью избавиться от жировой ткани мы не можем. Без жировой ткани наш организм не сможет нормально функционировать. Когда мы ведём речь о похудении, мы стараемся избавиться от излишков жира, но не от всего жира. Некоторый процент всё равно остаётся.

Стоит отметить, что организм женщины более склонен к накоплению жира и менее склонен затем этот жир расщеплять. Это связано с репродуктивной функцией. Для выполнения данной функции необходим огромный запас энергии. Огромное количество энергии тратится на формирование плода, на его жизнедеятельность и развитие. Также, в период формирования плода происходит активное строительство новых клеток, которым необходимы мембраны, которые строятся из жиров. В мире природы нет гарантии, что пища всегда будет доступна и поэтому необходимы запасы энергии. 

Минимальное количество жира в организме, ниже которого возникает угроза смерти:

• у мужчин: порядка 5%
• у женщин: порядка 10%

Теперь нам нужно понять, а как же достаются, расщепляются и, затем, расходуются жировые запасы нашего организма.

Итак, жир отложился в виде триглицеридов в жировой клетке. И пришло время его использовать. Это происходит, когда из пищеварительной системы поступает недостаточно энергии или жир требуется как строительный материал для мембран клеток. В этот момент жировым клеткам отдаётся сигнал. Этот сигнал отдаётся гуморальным способом (то есть с помощью гормонов). Это не один какой-то гормон, а целый набор различных гормонов, обладающих липолитическим действием (способностью расщеплять жиры). 

К примеру, в момент стресса, организм выделяет специальный гормон — адреналин, расщепляющий жир (организм готовится к тому, чтобы была энергия активных действий — к примеру, убегать от опасности).

Если человек давно не ел, пищеварительная система пустая, в крови падает уровень глюкозы. Выделяется специальный гормон — “глюкогон”, который достаёт глюкозу из печени. Также, этот гормон обладает и липолитическим действием.

Если человек очень долго не ест, или испытывает физические или эмоциональные перегрузки, выделяется гормон — кортизол.
Также жир расщепляет соматотропин. Он стимулирует синтез белка и в том числе для этого, он даёт команду расщепиться жирам. Так как синтез белка требует огромного количества энергии, которая получается в виде АТФ из жиров.

Еще расщепляют жир гормоны щитовидной железы и многие другие гормоны. 

Получив команду от гормонов, жировая клетка расщепляет жир на:

• глицерин
• жирные кислоты

Которые поступают в кровоток и лимфоток.

При этом жирные кислоты, которые сами по себе транспортироваться не могут, соединяются со специальными белками и образуют “жиро-белки” или, по-научному “липопротеины”.

Далее липопротеины, “проезжая” мимо клетки, которой требуется энергия, взаимодействуют со специальными ферментами на мембране клетки, которые расщепляют липопротеины и забирают жирную кислоту для дальнейшего использования (получения энергии или строительства мембран). 

Стоит отметить, что часто из процесса обмена жиров делаются неверные выводы. К примеру, человек услышал, что сигнал к расщеплению жира даёт адреналин, который выделяется в момент стресса. И есть специальные пилюли, которые стимулируют выработку адреналина, и их надо кушать, чтобы расщеплялся жир. Но расщепление жира, это ещё не его окисление (то есть, просто расщепление и поступление его в кровь — это ещё НЕ расход жира). Окисление (то есть непосредственно расход жира на энергию или строительство мембран) начнёт происходить только тогда, когда этот жир нужен клеткам, мимо которых он “проплывает”. Если энергия никаким клеткам не требуется, то всё закончится просто тем, что жиры выйдут в кровь и будут там плавать. Эти жиры будут откладываются на стенках сосудов, что очень плохо и может привести к атеросклерозу, закупорке сосудов инсультам и т.д. Поэтому люди, которые часто нервничают более подвержены данного рода заболеваниям.

Таким образом, необходимо не просто расщеплять жиры, но и создавать условия для того, чтобы они потреблялись клетками (создавать недостаток энергии в клетках).

Если вам понравилась статья, подписывайтесь на блог и первыми узнавайте о выходе новых полезных статей об эффективном и безопасном похудении.

Автор статьи:

Юлия Лакмэн

© Hudeem-s-profi.ru. При копировании любой части статьи обязательна ссылка на первоисточник

Читайте также:

15.05.2017

06.04.2017

05.01.2017

Будьте с нами в соц. сетях! Для полноценной работы сайта необходимо включить JavaScript

Как организм превращает жир в энергию, и с какой эффективностью это происходит?

Жиры – это наиболее насыщенные энергией питательные вещества. При расщеплении одного грамма жира вырабатывается больше молекул АТФ, чем при расщеплении грамма белка или углеводов. АТФ служит универсальной энергетической валютой клетки: любой энергозатратный процесс в живом организме можно выразить в количестве молекул АТФ, необходимых для его протекания.

Поэтому жиры используются как энергетический резерв для организма: избыток питательных веществ, полученных с пищей в течении дня, откладывается в виде жировых капель в адипоцитах – клетках жировой ткани. Между приемами пищи жирные кислоты, из которых состоят жиры, могут поступать в кровь и использоваться в качестве источника энергии. Это происходит в процессе липолиза – отщепления жирной кислоты от молекулы триглицерида (жира). Липазы, отщепляющие жирные кислоты, активируются под действием адреналина или глюкагона – двух гормонов, разгоняющих обмен веществ, когда возникает дефицит питательных веществ, например, при голодании или большой физической нагрузке. Жирные кислоты связываются с альбумином и переносятся кровью к клеткам, которым необходима энергия.

Внутрь клеток жирные кислоты переносятся специальным транспортером. В цитоплазме клетки к жирной кислоте присоединяется кофермент А: затем в виде ацил-КоА жирная кислота переносится внутрь митохондрии – энергетической станции клетки. Там происходит процесс бета-окисления – от длинной углеродной цепочки жирной кислоты отсоединяется по 2 углеродных атома, до тех пор пока вся цепочка не расщепится полностью на двухуглеродные фрагменты в виде ацетил-КоА. Образованные в ходе бета-окисления молекулы ацетил-КоА поступают в цикл лимонной кислоты, где в процессе получения АТФ полностью расщепляются на воду и углекислый газ; за каждый оборот цикла в клетке образуется около 10 молекул АТФ. Общая энергоэффективность процесса будет зависеть от длины углеродной цепочки в составе жирных кислот.

Если исключить из диеты углеводы, жирные кислоты могут использоваться по-другому. В этому случае в клетках печени из них образуются кетоновые тела, которые поступают в кровь и могут использоваться как альтернативный глюкозе источник энергии.

Расщепление жиров – более трудоемкий и долгий процесс, чем использование углеводов. При физической нагрузке в первые несколько секунд для получения энергии используется накопленный АТФ, затем начинает расходоваться глюкоза, циркулирующая в крови, после этого начинает расщепляться гликоген, запасенный в мышцах. Примерно через 10-20 мин активных физических нагрузок все большую роль в обеспечении организма энергией начинает играть расщпление жиров.

Переваривание и всасывание макронутриентов | Tervisliku toitumise informatsioon

Переваривание и всасывание белков

Белки – это состоящие из аминокислот макромолекулы. Во рту переваривания белков не происходит. Содержащаяся в желудке соляная кислота коагулирует пищевые белки. Это значит, что крупные молекулы пищевых белков разворачиваются и образующийся в желудке фермент пепсин может начинать частичное переваривание (гидролиз) белков.

Ферменты, необходимые для окончательного переваривания белков, выбрасываются поджелудочной железой в верхний отдел тонкой кишки – двенадцатиперстную кишку. Работающий в желудке пепсин вместе с работающими в двенадцатиперстной кишке трипсином и другими ферментами расщепляют большинство пищевых белков до аминокислот. Образуется также небольшое количество коротких пептидов, которые расщепляются до аминокислот под воздействием ферментов каемчатых энтероцитов тонкой кишки.

Во время нахождения перевариваемой пищевой массы в тощей кишке, среднем отделе тонкой кишки, происходит всасывание образовавшихся из белков или присутствовавших в пище свободных аминокислот. Получившиеся вещества всасываются непосредственно в кровоток или лимфатическую систему. Кровь доставляет питательные вещества в первую очередь в печень, где происходит задействование аминокислот.

Переваривание и всасывание липидов

Жиры (триглицериды – состоят из трех жирных кислот и глицерола) составляют 95–98 % пищевых липидов. Основными присутствующими в пище липидами как раз и являются жиры. Существенного расщепления жиров во рту не происходит. Тем не менее, во рту присутствует образующийся под языком фермент липаза, который расщепляет небольшие количества жиров. 

В желудке присутствует фермент желудочная липаза. Он обладает несильным действием, но поскольку он относительно стоек к воздействию кислоты, то в желудке происходит умеренное расщепление некоторого количества триглицеридов.

Триглицериды должны быть сначала преобразованы в верхнем отделе тонкой кишки – в двенадцатиперстной кишке – в тонкую эмульсию, и только затем соответствующие ферменты (липазы) смогут расщепить их на глицерол и жирные кислоты.

Чрезвычайно большую роль в образовании эмульсии играют желчные соки и их соли. Молочные белки (казеины) – тоже очень хорошие тонкие эмульгаторы пищи. Образованию тонкой эмульсии способствует также то, что выбрасываемые поджелудочной железой бикарбонаты реагируют с поступающей из желудка кислотной пищевой массой, в результате чего образуются необходимые для пищеварения газы, основательно перемешивающие эту пищевую массу. Перистальтика стенок кишечника также помогает перемешивать его содержимое.

Из поджелудочной железы в двенадцатиперстную кишку поступает главный фермент процесса переваривания жиров – панкреатическая липаза. Он вместе с другими ферментами расщепляет пищевые липиды на простые соединения (триглицериды, глицерол, свободные жирные кислоты), а фосфолипиды – на их первичные компоненты.

Во время нахождения перевариваемой пищевой массы в среднем отделе тонкой кишки происходит всасывание образовавшихся из пищевых жиров глицерола и жирных кислот. Получившиеся вещества всасываются непосредственно в кровоток или лимфатическую систему.

Переваривание и всасывание крахмала

С точки зрения переваривания сложных углеводов наиболее важным является расщепление именно крахмала.

Из всех пищевых углеводов только крахмал начинает перевариваться во рту. Это осуществляется за счет содержащегося в слюне фермента амилазы. Под его воздействием часть крахмала расщепляется на более мелкие составляющие. Если долго пережевывать богатую крахмалом пищу (а это очень полезно), то небольшая часть крахмала будет расщеплена до гликозина (так при долгом жевании хлеба он становится сладким). Прочие содержащиеся в пище углеводы (например, сахароза и лактоза) во рту не расщепляются.

Поскольку в желудке из-за соляной кислоты среда сильно кислотная, дальнейшего переваривания углеводов там практически не происходит. Соляная кислота нужна в первую очередь для превращения расщепляющего белки фермента пепсиногена в пепсин и высвобождения многих гормонов, обеспечивающих работу желудочного сока. Соляная кислота также истребляет бактерии.

Из поджелудочной железы в верхний отдел тонкой кишки, двенадцатиперстную кишку, выбрасывается панкреатическая амилаза. Это самый важный фермент для переваривания углеводов, который расщепляет основную часть крахмала. Панкреатическая амилаза вместе с собственными ферментами тонкой кишки доводит до конца процесс расщепления крахмала до глюкозы. Под воздействием ферментов каемчатых энтероцитов тонкой кишки (сахаразы, лактазы и других) происходит расщепление на компоненты также и сахарозы и лактозы.

Во время нахождения перевариваемой пищевой массы в тощей кишке, среднем отделе тонкой кишки, происходит всасывание образовавшихся из сложных углеводов или присутствовавших в пище свободных глюкозы и фруктозы, которые всасываются напрямую в кровоток или лимфатическую систему. Кровь доставляет питательные вещества в первую очередь в печень, где происходит их использование.

Микроорганизмы, обитающие в толстой кишке, расщепляют клетчатку, которую пищеварительные ферменты расщепить не в состоянии. В ходе этого процесса образуются короткие жирные кислоты, которые всасываются в кровь и которые организм может использовать для получения энергии, а также активизации перистальтики. Микрофлора толстой кишки помогает расщепить значительную часть целлюлозы, в результате чего также образуются короткие жирные кислоты. Значительная часть этих жирных кислот всасывается в клетки слизистой оболочки толстой кишки, в которых их расщепление покрывает часть энергетической потребности данных клеток.

Где в клетке расщепляются жиры. Расщепление (распад) жира в организме человека

Расщепление (распад) жира

В процессе аэробного распада глюкозы происходят 6 реакций дегидрирования. Энергия, выделяющаяся в процессе полного распада глюкозы до СО2 и Н2О, составляет 2880 кДж/моль.

В чём заключается сходство брожения и клеточного дыхания? Учитель: Обмен веществ и энергии состоит из двух взаимосвязанных и противоположных процессов с одним из них мы уже познакомились.

В подобных случаях включается процесс, который протекает без кислорода и заканчивается образованием лактата из пировиноградной кислоты.

Брожение – процесс бескислородного расщепления органических веществ, преимущественно углеводов, происходящий под действием ферментов.

Чем обусловлено использование дрожжей в виноделии? В хлебопечении? Использование дрожжей в хлебопечении связано с тем, что пузырьки углекислого газа, образующегося в процессе спиртового брожения, разрыхляют тесто, делая его пышным. Уксуснокислое брожение лежит в основе получения пищевого уксуса.

Это может объясняться поступлением кислорода в среду, где происходит брожение. При наличии кислорода наряду со спиртовым брожением протекает также уксуснокислое, и чем выше содержание кислорода, тем сильнее смещается равновесие в сторону образования уксусной кислоты.

Синтез АТФ при расщеплении глюкозы. Выделение энергии из гликогена

Чем брожение отличается от клеточного дыхания? До момента образования ПВК процессы брожения и клеточного дыхания протекают одинаково. Конечные продукты брожения – различные органические вещества (за исключением СО2), в которых заключён значительный запас энергии. У эукариот заключительный (кислородный) этап клеточного дыхания протекает в митохондриях.

Примечание: массу глюкозы можно установить и без расчётов, достаточно обратить внимание на состав молекул глюкозы и молочной кислоты (С6Н12О6 = 2С3Н6О3).

Поэтому масса глюкозы равна массе образовавшейся молочной кислоты. В результате было образовано 61,6 г углекислого газа. Какое максимальное количество АТФ (моль) могло образоваться при этом в клетках дрожжей?

Примечание: Расчёт химического количества глюкозы также можно вести с помощью системы уравнений.

Что это за процесс? 1. Подготовительный этап (пищеварение) – протекает вне клеток в пищеварительном тракте под действием ферментов, секретируемых пищеварительными железами.

В первую очередь для расщепления используются углеводы. Белки вовлекаются в обмен после израсходования всех запасов углеводов и жиров, при длительном голодании.

Гликолиз ( греч. glycos – сладкий, lysis – расщепление).Это сложный многоступенчатый процесс, представляющий каскад следующих друг за другом 10 реакций .Протекает в цитоплазме клетки.

Если же дальнейшее кислородное окисление, возможно, то ПВК поступает из цитоплазмы в митохондрии, где претерпевает дальнейшие превращения.

Гликолиз – эволюционно наиболее древний путь расщепления глюкозы. В кислородном процессе принимают участие, кроме субстратов, многочисленные ферменты, молекулы-переносчики, вода, молекулярный кислород.

Существенно, что при окислении глюкозы, жирных кислот и некоторых аминокислот образуется одинаковый конечный продукт — ацетил–КоА.

При этом происходит «обезличивание» первичного источника энергии. Следовательно, в цикл трикарбоновых кислот поступают молекулы ацетил – КоА из разных источников.

Во что преобразуется в них энергия дыхания?

Большинство организмов используют для клеточного дыхания в первую очередь: а) углеводы; б) белки и углеводы; в) белки и липиды; г) липиды и углеводы. В определённых ситуациях обеспечение кислородом тканей может не соответствовать их потребностям.

Например, на начальных стадиях интенсивной мышечной работы при стрессе сердечные сокращения могут не достигать нужной частоты, а потребности мышц в кислороде для аэробного распада глюкозы велики.

Расщепление (распад) жира в организме человека

Жиры в организме человека обеспечивают потребности в энергии на обеспечение собственно процессов жизнедеятельности в состоянии покоя, затрат на усвоение пищи, затрат на двигательную активность (мышечную деятельность) организма. Этот расход довольно стабилен – от 1200 до 1600 килокалорий в сутки. От величины физической нагрузки и других внешних факторов зависит общий расход, который может изменяться весьма значительно.

При правильном питании до 30% энергии организм должен получать от жиров (это примерно 100 граммов в сутки), которые расходуются также и на создание структуры человеческих тканей – протоплазматический жир входит в состав клеток.

Излишки жира организм откладывает про запас в своеобразных хранилищах, они называются жировыми депо, и представляют опасность, когда превышают некоторые размеры. При составлении меню для правильного питания нужно помнить, что жиры содержат очень много калорий, к примеру сало содержит до 900 килокалорий, а молоко 58 килокалорий на 100 граммов продукта.

Так же как и белки, не все жиры в организме одинаково полезны.  Польза жиров зависит от их состава, а именно от содержания ненасыщенных жирных кислот.

Ненасыщенные жирные кислоты (архидоновая, линоевая и др.) обеспечивают обменные процессы в организме, их много содержится в маслах растительного происхождения. Животные жиры содержат много холестерина и сложных углеводородов, что считается неполезным для организма.

Но тем не менее соотношение жиров при правильном питании должно быть 2:1 в пользу растительных жиров.

Жиры в организме человека кроме вышеназванных строительных и энергетических функций являются растворителями для некоторых химических веществ, для витаминов, масел. К примеру, нормальное функционирование желез внутренней секреции обеспечивают жирорастворимые А и Д витамины.

Жировая ткань служит в организме основным «депо» жира. В этой ткани откладывается не столько жир, содержащийся в пище  (вниманию желающим похудеть!), сколько тот, что образовался из углеводов.

Особенно быстро усваиваются такие углеводы, как свекловичный сахар, глюкоза, фруктоза (мед).

Переход углеводов в жиры в организме осуществляется непосредственно в жировой ткани. Этот процесс находится под регулирующим влиянием гормона поджелудочной железы — инсулина. Вот почему исхудавшим после длительной болезни и желающим пополнеть людям в ряде случаев вводят инсулин с глюкозой для ускорения накопления жира в организме.

С другой стороны, длительное, пусть даже небольшое усиление функции бета-клеток поджелудочной железы, где происходит образование инсулина, может стать причиной ожирения.

Способствует переходу углеводов в жиры в организме и пролактин, или лактогенный гормон. Он образуется в передней доле гипофиза. Этот гормон, усиленно вырабатывающийся у женщин в период кормления ребенка грудью, регулирует секрецию молока и содержание в нем жира.  Если после прекращения кормления пролактин продолжает выделяться, у женщины может развиться общее ожирение.

Витамин В1 (тиамин) в сочетании даже с очень малым количеством алкоголя активизирует процесс образования жира в организме из углеводов.

Именно сочетанием витамина B1 и алкоголя в пиве и объясняется склонность к ожирению у любителей этого напитка. Широко известна рекомендация исхудавшим больным для того, чтобы пополнеть, пить кумыс, в состав которого также входят витамин B1 и небольшая доза алкоголя.

Жир в организме является основным резервом энергии. Он содержит наибольшее количество потенциальной энергии по сравнению с другими веществами. При полном сгорании грамм жира дает 9,3 килокалории, грамм углевода и белка — по 4,1 килокалории.

Что же обеспечивает выход жира из «депо», или, как принято говорить, мобилизацию и применение жиров в качестве источника энергии?

В химическом отношении он представляет собой триглицерид — соединение глицерина с тремя жирными кислотами.

Для того, чтобы жир мог выйти из жировой ткани, он должен предварительно расщепиться на глицерин и свободные жирные кислоты. Кислоты поступают в кровяное русло и, сгорая, поставляют энергию организму. Расщепление триглицеридов осуществляется с помощью особых ферментов, называемых липолитическими. У липолитических ферментов есть стимуляторы, которые усиливают их действие, активизируют применение жиров в качестве источника энергии.

Известны жиромобилизующие свойства симпатической нервной системы.

При ее возбуждении, обусловленном мышечным напряжением, отрицательными эмоциями, возможна убыль жира в жировой ткани – исхудание. При слабой возбудимости симпатической нервной системы понижается расщепление жира и это приводит к ожирению.

Местное ожирение, к примеру, в области живота, бедер связывают с пониженной возбудимостью определенных симпатических нервных образований.

Регулируют мобилизацию жира и железы внутренней секреции. Гормон щитовидной железы стимулирует его энергетическое использование.

Соматотропный гормон гипофиза (гормон роста) усиливает как выход жирных кислот из жировой ткани, так и их переработку. Выделяющаяся при этом энергия обеспечивает синтез белка, с которым связан рост организма. Этим объясняется исхудание подростков в период их быстрого роста.

В гипофизе также обнаружен ряд стимулирующих применение жиров веществ — полипептидов.

Жирные кислоты в первую очередь используются как источник энергии в мышцах.

В этом процессе активное участие принимает содержащееся в мышцах особое вещество — карнитин. Когда, например, варится мясо, карнитин переходит в бульон.

Расщепление жиров в организме. Что способствует и продукты для расщепления жиров

Вот почему чашка крепкого бульона «бодрит».

Часть неиспользованных в энергетическом обмене жирных кислот, поступая в печень, соединяется в ней с глицерином. Так вновь образуются триглицериды. Комплексируясь с белками, они становятся растворимыми и выделяются из печени в кровь. Комплекс жира с белками получил название липопротеидов.

В их состав входят также холестерин и лецитин. Циркулирующие в крови липопротеиды являются вторым, мобильным запасом жиров в организме – из них при воздействии липопротеиновой липазы высвобождаются жирные кислоты.

Жир является также источником образования воды в организме. 100 граммов жира при полном окислении (сгорании) дают около 107 граммов воды, тогда как из 100 граммов углеводов образуется 55,5 грамма, а из 100 граммов белка — 41,3 грамма воды. Это имеет существенное значение для животных — обитателей безводных пустынь и степей — верблюдов, овец курдючной породы, а также зимоспящих животных.

Так, в горбах верблюдов «хранится» до 100 — 120 килограммов жира. В условиях водного голодания этот жир, окисляясь, может выделить 40 и больше литров воды.

Не удивительно, что верблюд в состоянии обойтись без питья до 8 и даже 10—13 дней.

Когда врачи ограничивают питьевой режим у тучных людей, возникающая у них жажда вызывает рефлекс, стимулирующий выход из жировой ткани жира и его сгорание с образованием «внутренней» воды. Жиры играют немалую роль в регуляции теплового баланса. Плохо проводя тепло, жировой слой ограничивает теплоотдачу.

Эластичная жировая ткань в качестве своеобразной подкладки для ряда органов (глаз, почки) или отложения на ладонях и подошвах защищают от механических воздействий. Кроме того, жир, выделяемый сальными железами, представляет собой смазку, предохраняющую кожу от высыхания и растрескивания.

Жир, наконец, служит источником витаминов А, Д и Е.

Как происходит переваривание, всасывание и усвоение жира, поступающего в наш организм с пищей? В двенадцатиперстной и тонкой кишках жир обрабатывается пищеварительными соками. Под влиянием желчи он превращается в тончайшую эмульсию и становится доступным действию фермента поджелудочной железы — липазы, которая расщепляет жир на глицерин и жирные кислоты. Эти кислоты, образуя комплексные соединения с желчными кислотами, проникают через ворсинки кишечника в его стенку.

Следовательно, жир в организме всасывается в присутствии желчи и при условии нормальной функции поджелудочной железы. В случае недостаточной секреции желчи и липазы происходит нарушение жирового обмена.

Жирные кислоты, проникнув в стенку кишечника, вновь образуют с глицерином жир — триглицерид.

Этот жир, как и непосредственно всосавшийся, соединяясь с небольшим количеством белка, образует так называемые хиломикроны — разновидность липопротеидов. Из стенки кишечника хиломикроны попадают в лимфатическое русло, а уже оттуда в кровь и затем в легкие. Таким образом, первым органом, через который проходит всосавшийся в составе хиломикронов жир, являются легкие. Этим жиры отличаются от углеводов и аминокислот — продуктов расщепления белка в кишечнике, которые непосредственно всасываются в кровь и прежде всего поступают в печень.

Легкие играют важную роль в обмене всосавшегося жира.

Наряду с клетками, обеспечивающими газообмен, в этом органе есть особые клетки — гистиоциты, которые обладают способностью захватывать жир. Когда жир всасывается в избытке, он временно задерживается гистиоцитами. Легкие, таким образом, являются как бы губкой, предохраняющей артериальную кровь от избыточного поступления в нее пищевого жира.

Это имеет определенный физиологический смысл. Ведь значительное повышение концентрации жира в артериальной крови может привести к неприятным последствиям — повышению ее свертываемости, закупорке мелких сосудов, а также усилению отложения жира в организме.

В легких жир не только задерживается, но и расщепляется.

Здесь же происходит частичное окисление освободившихся жирных кислот. Тепло, образующееся при их сгорании, согревает поступающий в легкие холодный воздух — еще одно применение жиров.

На этом основана рекомендация жителям северных областей включать зимой в рацион относительно большое количество жира. Если соотношение в легких между клетками, которые захватывают жир и участвуют в дыхании, изменяется в пользу последних, то легкие больше пропускают жир. Возможно, что именно благодаря этому факту у профессиональных певцов, у которых длительное время форсирована дыхательная функция легких, развивается тенденция к ожирению.

Поступающие из легких в кровь хиломикроны частично проходят через стенку капилляров в жировую ткань, частично в печень, где, соединяясь с белками, образуют липопротеиды.

Часть хиломикронов, которые циркулируют в крови, расщепляется липопротеиновой липазой. Освобождающиеся при этом жирные кислоты утилизируются как источник энергии.

Промежуточные продукты обмена жирных кислот, так называемые ацетоновые тела, окисляются до конца при участии веществ, образующихся в процессе обмена углеводов.

Существует даже крылатое выражение: «Жиры сгорают в огне углеводов». Дефицит углеводов в пище в случае обильного поступление жира может привести к недостаточному сгоранию ацетоновых тел и накоплению их в крови. Такая ситуация складывается порой при тяжелой мышечной работе, когда углеводы полностью израсходованы и обмен веществ в организме переходит на жировые «рельсы». Увеличение концентрации ацетоновых тел в крови оказывает вредное влияние главным образом на центральную нервную систему.

Не удивительно, что мы инстинктивно стремимся есть жиры вместе с углеводами (хлеб, кашу, салат с маслом и т. д.).

Когда в организм систематически поступает большое количество жира, он может накопиться в печени. А это неблагоприятно отражается на ее функции, может возникнуть жировой гепатоз печени. Выведению жира из печени способствует ряд так называемых липотропных веществ. К ним относятся холин, входящий в состав лецитина, и метионин, являющийся составной частью белка казеина, которого много в твороге.

Липотропными свойствами обладают препарат поджелудочной железы — липокаин и витамин В12. При заболеваниях печени, когда особенно важно избегать жирового гепатоза, рекомендуются пищевые продукты, богатые липотропными веществами.

Разложение жиров и жирных кислот

Под действием различных физико-химических факто­ров внешней среды, а также микроорганизмов жиры могут подвергаться значительным изменениям.

Воздействие микроорганизмов на жир начинается обыч­но с гидролиза его при участии ферментов липаз на глице­рин и свободные Жирные кислоты.

Продукты гидролиза под­вергаются дальнейшим превращениям. Глицерин использу­ется многими микроорганизмами и может быть полностью окислен до СО2 и Н2О.

Жирные кислоты окисляются медленнее, но и они, в первую очередь ненасыщенные, постепенно окисляются. Некоторые микроорганизмы, помимо липолитических фер­ментов (липаз), обладают окислительным ферментом — ли-поксигеназой, катализирующей процесс окисления кислоро­дом воздуха некоторых ненасыщенных жирных кислот.

В результате образуются перекиси жирных кислот, легко под­вергающиеся дальнейшему окислению с образованием раз­личных промежуточных продуктов кето- и оксикислот, аль­дегидов, кетонов и других, придающих жиру специфичес­кие неприятные вкус (прогорклость) и запах.

Промежуточные продукты окисления жирных кислот в свою очередь могут быть использованы микроорганизмами в процессах их метаболизма и в конечном счете могут превра­титься в СО2 и Н2О.

Возбудителями процессов разложения жирам жирных кислот являются различные палочковидные бактерии, а так­же микрококки, многие мицелиальные грибы, некоторые дрожжи» и актиномицеты.

Из бактерий очень активны бакте­рии рода Рзеийотоп аз, особенно продуцирующие пигменты. Из мицелиальных грибов значительной липолитической ак­тивностью обладают Oidium iactis. Cladosporiun herbarum, многие виды Aspergillus и Peniillus. Многие жирорасщепляющие микроорганизмы являются психротрофами, способными развиваться при низких положительных температурах.

Порча пищевых жиров и жира, содержащегося в раз­личных продуктах (молочных, рыбных, крупяных и др.), очень распространена и нередко наносит большой ущерб народному хозяйству.

При длительным хранении жиров в условиях, не до­пускающих развития микробов, порча жира может быть результатом химических процессов.

под влиянием света, кис­лорода воздуха.

Превращения азотсодержащих веществ

Гнилостные процессы

В метаболизме микроорганизмов азотсодержащие ве­щества подвергаются разнообразным превращениям.

Гниение — это процесс глубокого разложения белко­вых веществ микроорганизмами. Продукты разложения бел­ков микроорганизмы используют для синтеза веществ клет­ки, а также в качестве энергетического материала.

Химизм разложения белковых веществ. Гниение — слож­ный, многоступенчатый биохимический процесс, характер и конечный результат которого зависят от состава белков, усло­вий процесса и видов вызывающих его микроорганизмов.

Белковые вещества не могут поступать непосредствен­но в клетки микроорганизмов, поэтому использовать белки могут только микробы, которые обладают протеолитическими ферментами — экзопротеазами, выделяемыми клет­ками в окружающую среду.

Процесс распада простых белков начинается с их гидро­лиза.

Первичными продуктами гидролиза являются пептиды. Они поступают в клетку и гидролизуются внутриклеточны­ми протеазами до аминокислот.

Такие белки, как нуклеопротеиды, под действием гнилостных микробов расщепляются на белковый комплекс и нуклеиновые кислоты.

Затем белки разлагаются до амино­кислот, а нуклеиновые кислоты распадаются на фосфорную кислоту, углеводы и смесь азотсодержащих оснований.

Лммнокислоты непосредственно используются микроор­ганизмами на синтез клетки или подвергаются ими дальней­шим изменениям, например дезаминированию, в результате чего образуются аммиак[6]’ и разнообразные органические соединения. Различают дезаминирование гидролитическое, окислительное и восстановительное.

Гидролитическое дезаминирование сопровождается образованием оксикислот и аммиака.

Если при этом происходит и декарбоксилирование аминокислоты, то образуются спирт, аммиак и углекислый газ:

RСНМН 2СООН + Н 20 -> RСНОНСООН + NН3

RСНNН 2СООН + Н 2 O — RCH 2ОН + Nh4 + СО2

При окислительном дезаминировании образуются кето-кислоты и аммиак:

RСНМН 2СООН + 1/202 —. RСОСООН + NН3;

При восстановительном дезаминировании образуются карбоновые кислоты и аммиак:

RСНМН 2СООН + 2Н — RCH 2 COОН + NН3.

Из приведенных уравнений видно, что среди продуктов разложения аминокислот в зависимости от строения их ра­дикала (R) обнаруживаются различные органические кис­лоты и спирты.

Так, при разложении аминокислот жирного ряда могут накапливаться муравьиная, уксусная, пропио-новая, масляная и другие кислоты; пропиловый, бутило­вый, амиловый и другие спирты.

При разложении амино­кислот ароматического ряда промежуточными продуктами являются характерные продукты гниения: фенол, крезол, скатол, индол — вещества, обладающие очень неприятным запахом. При распаде аминокислот, содержащих серу, по­лучается сероводород или его производные — меркаптаны (например, метилмеркаптан —СН3SH). Меркаптаны облада­ют запахом тухлых яиц, который ощущается даже при нич­тожно малых концентрациях.

Образующиеся при гидролизе белка диаминокислоты могут подвергаться декарбоксилированию без отщепления аммиака, в результате чего получаются диамины и СО2.

Например, лизин превращается в кадаверин:

декарбоксилаза

Nh3(Ch3) CHNh3COOH—————————> Nh3(Ch3)5Nh3+ СО2.

Аналогично этому орнитин превращается в путресцин.

Кадаверин, путресцин и другие амины, образующиеся при гниении, часто объединяют под общим названием птомаины, (трупные яды).

Некоторые производные птомаинов (нейрин, мускарин и др.) обладают ядовитыми свойствами.

Дальнейшая «судьба» азотистых и безазотистых орга­нических соединений, получающихся при распаде различ­ных аминокислот, зависит от окружающих условий и состав микрофлоры.

Под воздействием аэробных микроорганизмов эти соединения подвергаются окислению, так что могут быть полностью минерализованы. В этом случае конечными про­дуктами гниения являются аммиак, углекислый газ, вода, соли серной и фосфорной кислот. В анаэробных условиях не происходит полного окисления промежуточных продуктов распада аминокислот. В связи с этим кроме Nh4 и СО2, накап­ливаются различные, указанные выше органические соеди­нения, в числе которых могут быть вещества, обладающие ядовитыми свойствами, и вещества, сообщающие гниюще­му материалу отвратительный запах.

Возбудители гниения. Наиболее активными возбудителями гнилостных процессов являются бактерии.

Среди них есть спорообразующие и бесспоровые, аэробные и анаэробные. Многие из них мезофилы, но есть холодоустойчивые и термостойкие. Большинство их чувствительно к кислотнос­ти среды и повышенному содержанию в ней поваренной соли.

Наиболее распространенными гнилостными бактериями являются следующие.

Сенная и картофельная палочки[7] — аэробные, подвиж­ные, грамположительные, спорообразующие бактерии (рис.

25). Споры их отличаются высокой термоустойчивостыо.

Рис. 26.а — Рчеиаотопаа; б

Температурный оптимум развития этих бактерий лежит в пределах 35-45°С, максимум роста — при температуре 55-60°С; при температуре ниже 5°С они не размножаются. Помимо разложения белков эти бактерии способны разлагать пектиновые вещества, полисахариды растительных тканей, сбраживать углеводы. Сенная и картофельная палочки ши­роко распространены в природе и являются возбудителями порчи многих пищевых продуктов.

Бактерии рода Рseudomas — аэробные подвижные палочки с полярным жгутиком, не образующие спор, гра-мотрицательные (рис.26, а).

Некоторые виды синтезируют пигменты, их называют флуоресцирующими псевдомонасами. Есть холодоустойчивые виды, минимальная температура роста которых от -2 до -5°С. Многие псевдомонасы, помимо протеолитической, облада­ют и липолитической активностью; они способны окислять углеводы с образованием кислит, выделять слизь. Развитие и биохимическая активность этих бактерий значительно тор­мозятся при рН ниже 5,5 и 5-6%-ной концентрации NaС1 в среде, Псевдомонасы широко распространены в природе, являются антагонистами ряда бактерий и мицелиальных гри­бов, так как образуют антибиотические вещества.

Некото­рые виды РяеиДотопаз являются возбудителями болезней (бактериозов) культурных растений, плодов и овощей.

Протей (Ргоteus vulgaris) — мелкие грамотрицательные, бесспоровые палочки с резко выраженными гнилост­ными свойствами. Белковые субстраты при развитии в них протея приобретают сильный гнилостный запах.

В зависимо­сти от условий жизни эти бактерии способны заметно ме­нять форму и размеры (рис. 26, б).

Протей — факультативный анаэроб; сбраживает угле­воды с образованием кислот и газа. Он хорошо развивается как при температуре 25°С, так и при 37°С, прекращает раз­множаться при температуре около 5-10°С, но может со­храняться и в замороженных продуктах.

Особенностью протея является его очень энергичная подвижность.

Это свойство лежит в основе метода выявле­ния протея в пищевых продуктах и отделения его от сопут­ствующих бактерий. Некоторые виды выделяют токсичес­кие для человека вещества.

Clostridium putrificum (рис. 27, а) — анаэробная под­вижная, спорообразующая палочка.

Относительно крупные Споры ее располагаются ближе к концу клетки, которая при этом приобретает сходство с барабанной палочкой.

Споры довольно термоустойчивы. Углеводы эта бактерия не сбра­живает. Белки разлагает с образованием большого количества газа (Nh4, Н2S). Оптимальная температура развития 37-43°С, минимальная — 5°С.

Рис. 27. а— Clostridium putrificum; б — Clostridium sporogenes

Clostridium sporogenes (рис.27, б) — анаэробная подвижная, спороносная палочка. Споры термоустойчивы, в клетке они расположены центрально. Характерным является очень быстрое образование спор. Эта бактерия сбражива­ет углеводы с образованием кислот и газа, обладает липолитическсй способностью.

При разложении белков обильно выделяется сероводород. Оптимальная температура разви­тия 35-40°С, минимальная — около 5°С.

Оба вида клостридий известны как возбудители порчи баночных консервов (мясных, рыбных и др.).

Кроме бактерий белки могут разлагать и грибы.

Практическое значение процессов гниения. Гнилост­ные микроорганизмы нередко наносят большой ущерб народному хозяйству, вызывая порчу ценнейших, богатых бел­ками продуктов питания, например мяса и мясопродуктов, рыбы и рыбопродуктов, яиц, молока и др.

Но эти же микро­организмы играют большую положительную роль в кругово­роте азота в природе, минерализуя белковые вещества, по­падающие в почву, воду.

Обмен веществ. Расщепление углеводов, жира, белка.

Жиры в организме

Расщепление углеводов, жира, белка. Обмен веществ (метаболизм) имеет отношение ко всем химическим процессам, происходящим в теле человека, способствуя его росту, выживанию и воспроизведению.

Это продукт двух разных и дополняющих друг друга процессов, называемых катаболизмом и анаболизмом. Катаболизм представляет собой расщепление углеводов, жиров и белков и ряда продуктов отхода, таких как мертвые клетки и ткани, для образования энергии.

Энергия, высвобожденная катаболизмом, превращается в полезную работу при посредстве мышечной деятельности, и некоторое количество ее теряется в виде тепла.

Анаболизм включает процессы, при которых пища усваивается организмом и хранится в виде энергии или тратится для целей роста, воспроизведения и защиты организма от инфекций и болезней. В растущем организме ребенка или подростка получение энергии от расщепления пищи превышает вывод энергии, с тем чтобы обеспечивать рост организма. В организме взрослых избыток энергетического поступления будет превращен в жир; и, наоборот, слишком большая трата энергии способствует потере веса.

Расщепление углеводов

Большая часть энергетических затрат организма обеспечивается расщеплением углеводов, содержащихся в пище — хлебе, картофеле и сахаре.

Наиболее распространенными видами сахара, получаемыми из пищи, являются глюкоза, фруктоза и галактоза. Они переносятся в печень, где фруктоза и галактоза превращаются в глюкозу.
Клетки получают энергию из глюкозы путем расщепления ее в вещество, называемое пировиноградной кислотой.

Энергия, высвобождающаяся при этом процессе, временно накапливается как высокоэнергетическое соединение — АТФ.

Расщепление жира и белка

Жиры и белки — важные составные части нашей повседневной пищи, и если потребление углеводов достаточно мало, жиры и белки могут быть использованы как источник энергии.

Углеводы, белки, жиры и сахар в крови

Обзор темы

Организм использует три основных питательных вещества для своего функционирования — углеводы, белки и жиры.

Эти питательные вещества перевариваются в более простые соединения. Углеводы используются для получения энергии (глюкозы). Жиры используются для получения энергии после того, как они расщепляются на жирные кислоты. Белок также можно использовать для получения энергии, но первая задача — помочь в производстве гормонов, мышц и других белков.

Питательные вещества, необходимые организму, и для чего они используются

Тип питательного вещества	Где находится	Как это используется
Углеводы (крахмалы и сахара)	Хлеб Зерна Фрукты Овощи Молоко и йогурт Продукты с сахаром	Разлагается на глюкозу, используется для снабжения клеток энергией.Экстра хранится в печени.
Белок	Мясо Морепродукты Бобовые Орехи и семена Яйца Молочные продукты Овощи	Разлагается на аминокислоты, используется для наращивания мышц и производства других белков, необходимых для функционирования организма.
Жир	Масла Масло Яичные желтки Продукты животного происхождения	Разлагается на жирные кислоты, образуя клеточные оболочки и гормоны. Экстра хранится в жировых клетках.

После еды уровень сахара (глюкозы) в крови повышается по мере переваривания углеводов.Это дает сигнал бета-клеткам поджелудочной железы, чтобы высвободить инсулин в кровоток. Инсулин помогает глюкозе проникать в клетки организма и использовать ее для получения энергии. Если для получения энергии не требуется вся глюкоза, часть ее откладывается в жировых клетках и в печени в виде гликогена. Когда сахар перемещается из крови в клетки, уровень глюкозы в крови возвращается к нормальному диапазону между приемами пищи.

Некоторые гормоны и процессы помогают регулировать уровень сахара в крови и поддерживать его в определенном диапазоне (от 70 мг / дл до 120 мг / дл).Когда уровень сахара в крови падает ниже этого диапазона, что может происходить между приемами пищи, у организма есть по крайней мере три способа реагирования:

• Клетки поджелудочной железы могут выделять глюкагон, гормон, который сигнализирует организму о выработке глюкозы из гликогена в организме. мышцы и печень и выпустить его в кровь.
• Когда гликоген израсходован, мышечный белок расщепляется на аминокислоты. Печень использует аминокислоты для создания глюкозы посредством биохимических реакций (глюконеогенез).
• Жировые запасы можно использовать для получения энергии, образуя кетоны.

Другие гормоны могут повышать уровень сахара в крови, включая адреналин (также называемый адреналином) и кортизол, выделяемый надпочечниками, и гормон роста, выделяемый гипофизом.

Кредиты

Текущий по состоянию на: 31 августа 2020 г.

Автор: Healthwise Staff
Медицинское обозрение:
Э. Грегори Томпсон, врач-терапевт
Адам Хусни, доктор медицины, семейная медицина
Кэтлин Ромито, доктор медицины, семейная медицина
Ронда О’Брайен, доктор медицинских наук, CDE — сертифицированный педагог по диабету
Коллин О’Коннор PhD, RD — зарегистрированный диетолог

Действует на 31 августа 2020 г.

Автор: Здоровый персонал

Медицинский обзор: E.Грегори Томпсон, врач внутренних болезней и Адам Хусни, доктор медицины, семейная медицина, Кэтлин Ромито, доктор медицины, семейная медицина, Ронда О’Брайен, доктор медицинских наук, CDE, сертифицированный преподаватель диабета и Коллин О’Коннор, доктор медицинских наук, зарегистрированный диетолог

Углеводы, белки , и жиры — нарушения питания

Белки состоят из единиц, называемых аминокислотами, связанных в сложные образования. Поскольку белки представляют собой сложные молекулы, организму требуется больше времени, чтобы их расщепить.В результате они являются гораздо более медленным и долговечным источником энергии, чем углеводы.

Есть 20 аминокислот. Организм синтезирует некоторые из них из компонентов внутри тела, но не может синтезировать 9 аминокислот, называемых незаменимыми аминокислотами. Их необходимо употреблять в пищу. Каждому нужны 8 из этих аминокислот: изолейцин, лейцин, лизин, метионин, фенилаланин, треонин, триптофан и валин. Младенцам также нужен девятый — гистидин.

Процент белка, который организм может использовать для синтеза незаменимых аминокислот, варьируется от белка к белку.Организм может использовать 100% белка, содержащегося в яйцах, и высокий процент белков, содержащихся в молоке и мясе. Организм может использовать чуть меньше половины белка, содержащегося в большинстве овощей и злаков.

Организму необходим белок для поддержания и замены тканей, а также для функционирования и роста. Белок обычно не используется для получения энергии. Однако, если организм не получает достаточного количества калорий из других питательных веществ или жира, хранящегося в организме, белок используется для получения энергии. Если белка потребляется больше, чем необходимо, организм расщепляет белок и откладывает его компоненты в виде жира.

В организме содержится большое количество белка. Белок, основной строительный блок в организме, является основным компонентом большинства клеток. Например, мышцы, соединительные ткани и кожа состоят из белка.

Взрослым необходимо съедать около 60 граммов белка в день (0,8 грамма на килограмм веса или от 10 до 15% от общего количества калорий). Взрослым, которые пытаются нарастить мышцы, нужно немного больше. Детям тоже нужно больше, потому что они растут. Людям, которые ограничивают количество калорий для похудения, обычно требуется большее количество белка, чтобы предотвратить потерю мышечной массы во время похудения.

Химическое пищеварение | Безграничная анатомия и физиология

Механизмы химического пищеварения

Химическое пищеварение — это опосредованный ферментами процесс гидролиза, при котором крупные макроэлементы расщепляются на более мелкие молекулы.

Цели обучения

Различать методы, используемые для химического расщепления молекул пищи

Основные выводы

Ключевые моменты

• Углеводы в основном принимаются в форме амилозы и гликогена.Амилазы гидролизуют длинные углеводные цепи, которые расщепляют амилозу на дисахариды, а гликоген — на полисахариды. Затем ферменты тонкого кишечника расщепляют их на моносахариды.
• Белки перевариваются путем гидролиза связи углерод – азот (C – N). Пептидазы секретируются в неактивной форме, чтобы предотвратить самопереваривание. Эндопептидазы расщепляют полипептиды по внутренним пептидным связям, а экзопептидазы расщепляют концевые аминокислоты.
• Жиры перевариваются липазами, которые гидролизуют связи глицерина и жирных кислот.Соли желчных кислот эмульгируют жиры, чтобы позволить их растворению в виде мицелл в химусе и увеличить площадь поверхности, на которой действуют липазы поджелудочной железы.
• РНК и ДНК гидролизуются ферментами поджелудочной железы (рибонуклеазами, дезоксирибонуклеазами) в нуклеиновые кислоты, которые далее расщепляются на пуриновые и пиримидиновые основания и пентозы ферментами слизистой оболочки кишечника (нуклеазами).
• После того, как мозг отправляет добровольный сигнал к дефекации, начинается заключительная фаза.

Ключевые термины

• пептидаза : любой фермент, катализирующий гидролиз пептидов до аминокислот; протеаза.
• амилаза : любой из класса пищеварительных ферментов, которые присутствуют в слюне и расщепляют сложные углеводы, такие как крахмал, на простые сахара, такие как глюкоза.
• гидролиз : разложение определенных биополимеров (белков, сложных сахаров) в результате химического процесса, в результате которого образуются более мелкие полимеры или мономеры, такие как аминокислоты или моносахариды.

Примеры

Поскольку амилаза превращает немного картофельного или рисового крахмала в сахар, эти продукты имеют слегка сладкий вкус.

Пищеварение — это форма катаболизма: расщепление больших молекул пищи (например, полисахаридов, белков, жиров, нуклеиновых кислот) на более мелкие (например, моносахариды, аминокислоты, жирные кислоты, нуклеотиды).

Катаболизм : упрощенная схема катаболизма белков, углеводов и жиров.

Углеводы поступают в основном в виде углеводов растений (амилоза) и углеводов животных (гликоген) вместе с некоторыми сахарами, в основном дисахаридами.Около 80% западной диеты состоит из амилозы. Амилоза не является сильно разветвленной и состоит в основном из длинных цепей глюкозы, связанных связями α1: 4.

Целлюлоза, самый распространенный крахмал в природе, состоит из связей β1: 4 и не может быть переварена у человека, хотя бактерии в толстой кишке разрушают ее незначительное количество.

Гликоген — это разветвленный крахмал со связями в положении 1: 4 и 1: 6. Это создает очень большие гранулы разветвленного крахмала.И околоушная, и панкреатическая амилазы гидролизуют связь 1: 4, но не концевые связи 1: 4 или 1: 6. Это расщепляет амилозу в основном на дисахариды и гликоген с его связями 1: 6 на полисахариды.

Конечным результатом этих действий являются многочисленные дисахариды и полисахариды. Ферменты, прикрепленные к энтероцитам тонкой кишки, расщепляют их на моносахариды.

Гидролиз амилазой : И околоушная, и панкреатическая амилазы гидролизуют связь 1: 4, но не концевые связи 1: 4 или связи 1: 6.

Белки и полипептиды перевариваются путем гидролиза связи углерод – азот (C – N). Все протеолитические ферменты секретируются в неактивной форме для предотвращения самопереваривания и активируются в просвете кишечника. Активация вызывается HCl в случае желудочного фермента пепсиногена и энтеропептидазой и трипсином в случае ферментов поджелудочной железы.

Окончательное пищеварение происходит с помощью ферментов тонкого кишечника, которые встроены в щеточную кайму тонкой кишки.Ферменты делятся на эндо- и экзопептидазы.

• Эндопептидазы расщепляют полипептид по внутренним пептидным связям, в то время как экзопептидазы расщепляют концевую аминокислоту.
• Экзопептидазы далее подразделяются на аминопептидазы, которые отщепляют концевую аминокислоту на аминовом конце цепи, и карбоксипептидазы, которые отщепляют концевую аминокислоту на карбоксильном конце цепи.

Желудочный пепсин расщепляет внутренние связи аминокислот и особенно важен из-за его способности переваривать коллаген.Это основной компонент соединительной ткани мяса. При отсутствии желудочного пепсина пищеварение в тонкой кишке протекает с трудом. Пепсин желудка переваривает около 20% белков, а остальные перевариваются ферментами поджелудочной железы и тонкого кишечника.

Гидролиз пептидной связи : Белки и полипептиды расщепляются гидролизом связи C – N.

Жиры перевариваются липазами, которые гидролизуют связи глицерина и жирных кислот. Особое значение в переваривании и всасывании жиров имеют соли желчных кислот, которые эмульгируют жиры, чтобы обеспечить их растворение в виде мицелл в химусе и увеличить площадь поверхности, на которой действуют липазы поджелудочной железы.

Липазы обнаружены во рту, желудке и поджелудочной железе. Поскольку лингвальная липаза инактивируется желудочной кислотой, формально считается, что она присутствует в основном для гигиены полости рта и для ее антибактериального действия во рту. Тем не менее, он может продолжать воздействовать на пищу, хранящуюся на дне желудка, и эта липаза может переваривать до 30% жиров.

Желудочная липаза не имеет большого значения для человека. Липаза поджелудочной железы отвечает за переваривание жиров и действует вместе с солями желчных кислот.

РНК и ДНК гидролизуются ферментами поджелудочной железы (рибонуклеазами, дезоксирибонуклеазами) до нуклеиновых кислот, которые далее расщепляются на пуриновые и пиримидиновые основания и пентозы ферментами слизистой оболочки кишечника (нуклеазами).

Химическое расщепление углеводов, белков, липидов и нуклеиновых кислот

Химический распад макромолекул, содержащихся в пище, завершается различными ферментами, вырабатываемыми пищеварительной системой.

Цели обучения

Краткое описание химического разложения

Основные выводы

Ключевые моменты

• Переваривание белков происходит в желудке и двенадцатиперстной кишке под действием трех основных ферментов: пепсина, секретируемого желудком, и трипсина и химотрипсина, секретируемых поджелудочной железой.
• Во время переваривания углеводов связи между молекулами глюкозы разрушаются амилазой слюны и поджелудочной железы.
• Переваривание некоторых жиров начинается во рту, где короткоцепочечные липиды распадаются на диглицериды из-за лингвальной липазы. Жир, присутствующий в тонком кишечнике, стимулирует высвобождение липазы из поджелудочной железы, а желчь из печени способствует расщеплению жиров на жирные кислоты.
• ДНК и РНК расщепляются на мононуклеотиды под действием нуклеаз дезоксирибонуклеазы и рибонуклеазы (ДНКазы и РНКазы), которые выделяются поджелудочной железой.

Ключевые термины

• зимоген : профермент или предшественник фермента, который требует биохимического изменения (т.е. гидролиза), чтобы стать активной формой фермента.
• Непереносимость лактозы : Неспособность полностью усваивать лактозу.

Химическое разложение

Переваривание белков происходит в желудке и двенадцатиперстной кишке под действием трех основных ферментов:

1. Пепсин, секретируемый желудком.
2. Трипсин, секретируемый поджелудочной железой.
3. Химотрипсин, секретируемый поджелудочной железой.

Эти ферменты расщепляют пищевые белки на полипептиды, которые затем расщепляются различными экзопептидазами и дипептидазами на аминокислоты. Однако пищеварительные ферменты секретируются в основном в виде их неактивных предшественников, зимогенов.

Таким образом, трипсин секретируется поджелудочной железой в форме трипсиногена, который активируется в двенадцатиперстной кишке энтерокиназой с образованием трипсина.Затем трипсин расщепляет белки на более мелкие полипептиды.

У людей диетические крахмалы состоят из единиц глюкозы, расположенных в длинные цепочки полисахарида, называемого амилозой. Во время пищеварения связи между молекулами глюкозы разрушаются амилазой слюны и поджелудочной железы, в результате чего цепи глюкозы постепенно уменьшаются. Этот процесс производит простые сахара, глюкозу и мальтозу (две молекулы глюкозы), которые могут всасываться в тонком кишечнике.

Сахараза — это фермент, расщепляющий дисахарид сахарозы, широко известный как столовый сахар, тростниковый сахар или свекольный сахар.Переваривание сахарозы дает сахара, фруктозу и глюкозу, которые легко всасываются в тонком кишечнике.

Лактаза — это фермент, расщепляющий дисахарид лактозу на составные части, глюкозу и галактозу, которые всасываются в тонком кишечнике. Примерно половина взрослого населения вырабатывает лишь небольшое количество лактазы и поэтому не может есть молочные продукты. Это состояние широко известно как непереносимость лактозы.

Переваривание некоторых жиров начинается во рту, где липаза языка расщепляет липиды с короткой цепью на диглицериды.Присутствие жира в тонком кишечнике производит гормоны, которые стимулируют высвобождение липазы поджелудочной железы из поджелудочной железы и желчи из печени, что способствует расщеплению жиров на жирные кислоты. Полное переваривание одной молекулы жира (триглицерида) приводит к образованию трех молекул жирных кислот и одной молекулы глицерина.

ДНК и РНК

расщепляются на мононуклеотиды под действием нуклеаз дезоксирибонуклеаза и рибонуклеаза (ДНКаза и РНКаза), которые выделяются поджелудочной железой.

Переваривание углеводов : Диаграмма действия ферментов, расщепляющих олигосахариды, в тонком кишечнике.

Переваривание липидов : Переваривание липидов включает образование мицелл в присутствии солей желчных кислот и прохождение мицелл и жирных кислот через слой без перемешивания. На диаграмме вверху изображен диетический жир, а липаза поджелудочной железы и соли желчных кислот образуют мицеллы, которые проходят через слой без перемешивания внизу диаграммы.

Как питание влияет на расщепление жиров — ScienceDaily

Ученые показали, что когда худые или тучные люди тренируются после еды с высоким содержанием жиров, их жиры расщепляются и окисляются в скелетных мышцах, делая их более здоровыми. Эти результаты впервые показывают, как диета с высоким содержанием жиров и упражнения стимулируют расщепление жиров, и могут помочь разработать способы уменьшения излишнего жира в организме.

Жир расщепляется внутри жировых клеток с образованием энергии в процессе, называемом липолизом.Получающиеся жирные кислоты попадают в кровоток и переносятся в ткани, которым требуется энергия. У людей с ожирением накапливается слишком много жира, что затрудняет липолиз, но детали того, как это происходит, не совсем понятны. Кроме того, люди с ожирением могут проявлять измененную реакцию на гормоны стресса адреналин и норадреналин в подкожно-жировой клетчатке.

Макс Лафонтан и его коллеги исследовали, как расщепляется жир как у худых, так и у полных людей, которые тренировались либо после голодания, либо после диеты с высоким содержанием жиров.Они заметили, что после диеты с высоким содержанием жиров жиры расщеплялись как у худых, так и у тучных людей. В условиях голодания расщепление жиров было более выраженным у худых людей, но еда с высоким содержанием жиров усиливала липолиз у людей с ожирением.

Ученые также изучили влияние длинноцепочечных жирных кислот (ДЦЖК), которые содержатся в диете с высоким содержанием жиров, на культивируемые жировые клетки. Они заметили, что LCFAs увеличивают липолиз, когда он вызывается адреналином, одним из гормонов, которые, как известно, стимулируют липолиз.

Впервые показав, как диета с высоким содержанием жиров и ДЦЖК влияют на индуцированный гормонами липолиз в жировых клетках, это исследование открывает путь для дальнейших исследований роли различных жирных кислот в метаболизме клеток мышц и кровеносных сосудов. заключить.

Статья: «Острое воздействие длинноцепочечных жирных кислот нарушает опосредованный альфа2-адренергическими рецепторами антилиполиз в жировой ткани человека», написано Яном Полаком, Седриком Моро, Дэвидом Бессиере, Джиндрой Хейновой, Мари А. Маркес, Магдой Байзовой, Максом Лафонтаном, Франсуа Крамп, Мишель Берлан и Владимир Стич

История Источник:

Материалы предоставлены Американским обществом биохимии и молекулярной биологии . Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.

24.3 Липидный метаболизм — анатомия и физиология

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Опишите, как организм переваривает липиды
• Опишите, как, когда и почему организм усваивает липиды
• Объясните, как можно получить энергию из жира
• Объясните цель и процесс кетогенеза
• Опишите процесс окисления кетоновых тел
• Объясните цель и процесс липогенеза

Жиры (или триглицериды) в организме попадают в организм с пищей или синтезируются адипоцитами или гепатоцитами из предшественников углеводов (Рисунок 24.3.1). Липидный метаболизм влечет за собой окисление жирных кислот для выработки энергии или синтеза новых липидов из более мелких составляющих молекул. Липидный обмен связан с метаболизмом углеводов, поскольку продукты глюкозы (например, ацетил-КоА) могут превращаться в липиды.

Рисунок 24.3.1 — Триглицерид, распадающийся на моноглицерид: Молекула триглицерида (а) распадается на моноглицерид и две свободные жирные кислоты (b).

Липидный метаболизм начинается в кишечнике, где проглоченные триглицеридов расщепляются на свободные жирных кислот и молекулу моноглицеридов (см.Фиг.24.3.1 b ) липазами поджелудочной железы , ферментами, расщепляющими жиры после их эмульгирования с помощью солей желчных кислот . Когда пища достигает тонкого кишечника в виде химуса, пищеварительный гормон холецистокинин (CCK) высвобождается кишечными клетками слизистой оболочки кишечника. CCK стимулирует высвобождение липазы поджелудочной железы из поджелудочной железы и стимулирует сокращение желчного пузыря для высвобождения накопленных солей желчных кислот в кишечник. CCK также отправляется в мозг, где он может действовать как подавитель голода.

После того, как соли желчных кислот эмульгировали триглицериды, липазы поджелудочной железы превращают триглицериды в свободные жирные кислоты. Эти жирные кислоты могут переноситься через кишечную мембрану. Однако, как только они пересекают мембрану, они снова объединяются с образованием молекул триглицеридов. В клетках кишечника эти триглицериды упакованы вместе с молекулами холестерина в фосфолипидные везикулы, называемые хиломикронов (рис. 24.3.2). Хиломикроны позволяют жирам и холестерину перемещаться в водной среде лимфатической и кровеносной систем.Хиломикроны покидают энтероциты путем экзоцитоза и попадают в лимфатическую систему через млечные каналы ворсинок кишечника. Из лимфатической системы хиломикроны транспортируются в систему кровообращения. Попав в кровоток, они могут попасть в печень или накапливаться в жировых клетках (адипоцитах), которые составляют жировую ткань, обнаруженную по всему телу.

Рисунок 24.3.2 — Хиломикроны: Хиломикроны содержат триглицериды, молекулы холестерина и другие аполипопротеины (молекулы белка).Их функция заключается в переносе этих нерастворимых в воде молекул из кишечника через лимфатическую систему в кровоток, который переносит липиды в жировую ткань для хранения.

Чтобы получить энергию из жира, триглицериды сначала должны быть расщеплены гидролизом на два их основных компонента, жирные кислоты и глицерин. Этот процесс, называемый липолизом , происходит в цитоплазме. Получающиеся жирные кислоты окисляются β-окислением до ацетил-КоА, который используется в цикле Кребса.Глицерин, который высвобождается из триглицеридов после липолиза, напрямую входит в путь гликолиза в виде DHAP. Поскольку одна молекула триглицерида дает три молекулы жирных кислот с 16 или более атомами углерода в каждой, молекулы жира дают больше энергии, чем углеводы, и являются важным источником энергии для человеческого тела. Триглицериды дают более чем в два раза больше энергии на единицу массы по сравнению с углеводами и белками. Следовательно, при низком уровне глюкозы триглицериды могут превращаться в молекулы ацетил-КоА и использоваться для выработки АТФ посредством аэробного дыхания.

Распад жирных кислот, называемый окислением жирных кислот или бета (β) -окислением , начинается в цитоплазме, где жирные кислоты превращаются в молекулы жирных ацил-КоА. Этот жирный ацил-КоА в сочетании с карнитином создает молекулу жирного ацилкарнитина, которая помогает транспортировать жирную кислоту через митохондриальную мембрану. Оказавшись внутри митохондриального матрикса, молекула жирного ацилкарнитина превращается обратно в жирный ацил-КоА, а затем в ацетил-КоА (Рисунок 24.3.3). Вновь образованный ацетил-КоА входит в цикл Кребса и используется для производства АТФ так же, как ацетил-КоА, полученный из пирувата.

Рисунок 24.3.3 — Распад жирных кислот: Во время окисления жирных кислот триглицериды могут расщепляться на молекулы ацетил-КоА и использоваться для получения энергии при низком уровне глюкозы.

Если в результате окисления жирных кислот образуется избыточный ацетил-КоА, а цикл Кребса перегружен и не может справиться с этим, ацетил-КоА направляется на создание кетоновых тел .Эти кетоновые тела могут служить источником топлива, если уровень глюкозы в организме слишком низкий. Кетоны служат топливом во время длительного голодания или когда пациенты страдают неконтролируемым диабетом и не могут использовать большую часть циркулирующей глюкозы. В обоих случаях жировые запасы высвобождаются для выработки энергии через цикл Кребса и будут генерировать кетоновые тела, когда накапливается слишком много ацетил-КоА.

В этой реакции синтеза кетона избыток ацетил-КоА превращается в гидроксиметилглутарил-КоА (HMG CoA) .ГМГ-КоА является предшественником холестерина и промежуточным продуктом, который впоследствии превращается в β-гидроксибутират, первичное кетоновое тело в крови (рис. 24.3.4).

Рисунок 24.3.4 — Кетогенез: Избыточный ацетил-КоА направляется из цикла Кребса в путь кетогенеза. Эта реакция происходит в митохондриях клеток печени. В результате вырабатывается β-гидроксибутират, основное кетоновое тело, содержащееся в крови.

Органы, которые классически считались зависимыми исключительно от глюкозы, например мозг, на самом деле могут использовать кетоны в качестве альтернативного источника энергии.Это поддерживает работу мозга, когда уровень глюкозы ограничен. Когда кетоны производятся быстрее, чем их можно использовать, они могут расщепляться на CO ₂ и ацетон. Ацетон удаляется при выдохе. Одним из симптомов кетогенеза является то, что дыхание пациента сладко, как алкоголь. Этот эффект дает один из способов узнать, правильно ли диабетик контролирует болезнь. Вырабатываемый углекислый газ может подкислять кровь, что приводит к диабетическому кетоацидозу, опасному состоянию для диабетиков.

Кетоны окисляются, чтобы вырабатывать энергию для мозга. бета (β) -гидроксибутират окисляется до ацетоацетата и высвобождается НАДН. Молекула HS-CoA добавляется к ацетоацетату, образуя ацетоацетил-CoA. Углерод в ацетоацетил-КоА, который не связан с КоА, затем отделяется, расщепляя молекулу на две части. Затем этот углерод присоединяется к другому свободному HS-CoA, в результате чего образуются две молекулы ацетил-CoA. Эти две молекулы ацетил-КоА затем обрабатываются в цикле Кребса для выработки энергии (Рисунок 24.3.5).

Рисунок 24.3.5 — Окисление кетонов: Когда глюкоза ограничена, кетоновые тела могут окисляться с образованием ацетил-КоА, который используется в цикле Кребса для выработки энергии.

При высоком уровне глюкозы избыток ацетил-КоА, образующийся при гликолизе, может превращаться в жирные кислоты, триглицериды, холестерин, стероиды и соли желчных кислот. Этот процесс, называемый липогенез , создает липиды (жир) из ацетил-КоА и происходит в цитоплазме адипоцитов (жировых клеток) и гепатоцитов (клеток печени).Когда вы потребляете больше глюкозы или углеводов, чем нужно вашему организму, ваша система использует ацетил-КоА, чтобы превратить избыток в жир. Хотя существует несколько метаболических источников ацетил-КоА, его чаще всего получают в результате гликолиза. Доступность ацетил-КоА важна, потому что он инициирует липогенез. Липогенез начинается с ацетил-КоА и продвигается за счет последующего добавления двух атомов углерода из другого ацетил-КоА; этот процесс повторяется до тех пор, пока жирные кислоты не станут подходящей длины. Поскольку это анаболический процесс, создающий связь, расходуется АТФ.Однако создание триглицеридов и липидов — эффективный способ хранения энергии, доступной в углеводах. Триглицериды и липиды, оба молекулы с высокой энергией, хранятся в жировой ткани до тех пор, пока они не понадобятся.

Хотя липогенез происходит в цитоплазме, необходимый ацетил-КоА создается в митохондриях и не может транспортироваться через митохондриальную мембрану. Чтобы решить эту проблему, пируват превращается как в оксалоацетат, так и в ацетил-КоА. Для этих превращений требуются два разных фермента.Оксалоацетат образуется под действием пируваткарбоксилазы, тогда как действие пируватдегидрогеназы создает ацетил-КоА. Оксалоацетат и ацетил-КоА объединяются с образованием цитрата, который может проходить через митохондриальную мембрану и попадать в цитоплазму. В цитоплазме цитрат снова превращается в оксалоацетат и ацетил-КоА. Оксалоацетат превращается в малат, а затем в пируват. Пируват пересекает митохондриальную мембрану в ожидании следующего цикла липогенеза. Ацетил-КоА превращается в малонил-КоА, который используется для синтеза жирных кислот.На рисунке 24.3.6 показаны пути метаболизма липидов.

Рисунок 24.3.6 — Обмен липидов: Липиды могут следовать одним из нескольких путей во время метаболизма. Глицерин и жирные кислоты действуют разными путями.

Обзор главы

Липиды доступны организму из трех источников. Они могут попадать в организм с пищей, храниться в жировой ткани тела или синтезироваться в печени. Жиры, попавшие в рацион, перевариваются в тонком кишечнике. Триглицериды расщепляются на моноглицериды и свободные жирные кислоты, а затем переносятся через слизистую оболочку кишечника.Попав в точку, триглицериды повторно синтезируются и транспортируются в печень или жировую ткань. Жирные кислоты окисляются посредством жирных кислот или β-окисления до двухуглеродных молекул ацетил-КоА, которые затем могут вступать в цикл Кребса для генерации АТФ. Если образуется избыток ацетил-КоА, который перегружает возможности цикла Кребса, ацетил-КоА можно использовать для синтеза кетоновых тел. Когда уровень глюкозы ограничен, кетоновые тела могут окисляться и использоваться в качестве топлива. Избыток ацетил-КоА, образующийся при приеме избыточного количества глюкозы или углеводов, можно использовать для синтеза жирных кислот или липогенеза.Ацетил-КоА используется для создания липидов, триглицеридов, стероидных гормонов, холестерина и солей желчных кислот. Липолиз — это расщепление триглицеридов на глицерин и жирные кислоты, что облегчает их переработку в организме.

Вопросы о критическом мышлении

1. Обсудите, как углеводы могут храниться в виде жира.

2. Если у диабетика пахнет алкоголем, что это может значить?

Глоссарий

бета (β) -гидроксибутират

первичных кетоновых тел, произведенных в организме

бета (β) -окисление

окисление жирных кислот

желчные соли

солей, которые высвобождаются из печени в ответ на прием липидов и окружают нерастворимые триглицериды, способствуя их превращению в моноглицериды и свободные жирные кислоты

холецистокинин (CCK)

гормон, который стимулирует высвобождение липазы поджелудочной железы и сокращение желчного пузыря с высвобождением солей желчных кислот

хиломикрон

везикулы, содержащие холестерин и триглицериды, которые транспортируют липиды из клеток кишечника в лимфатическую и кровеносную системы

окисление жирных кислот

расщепление жирных кислот на жирные кислоты с меньшей цепью и ацетил-КоА

гидроксиметилглутарил-КоА (HMG CoA)

Молекула

, созданная на первом этапе создания кетоновых тел из ацетил-КоА

кетоновые тела

альтернативный источник энергии при ограничении глюкозы, создаваемый, когда в процессе окисления жирных кислот образуется слишком много ацетил-КоА

липогенез

синтез липидов, происходящий в печени или жировой ткани

липолиз

расщепление триглицеридов на глицерин и жирные кислоты

молекулы моноглицеридов

липид, состоящий из одной цепи жирной кислоты, присоединенной к основной цепи глицерина

липазы поджелудочной железы

ферментов, выделяемых поджелудочной железой, которые переваривают липиды с пищей

триглицериды

липиды или жиры, состоящие из трех цепей жирных кислот, прикрепленных к глицериновому остову

Решения

Ответы на вопросы о критическом мышлении

1. Углеводы превращаются в пируват во время гликолиза.Этот пируват превращается в ацетил-КоА и проходит через цикл Кребса. Когда образуется избыток ацетил-КоА, который не может быть переработан в цикле Кребса, ацетил-КоА превращается в триглицериды и жирные кислоты, которые хранятся в печени и жировой ткани.
2. Если диабет не контролируется, глюкоза в крови не усваивается и не обрабатывается клетками. Хотя уровень глюкозы в крови высок, в клетках нет глюкозы, которая могла бы быть преобразована в энергию.Из-за нехватки глюкозы организм обращается к другим источникам энергии, включая кетоны. Побочным эффектом использования кетонов в качестве топлива является сладкий запах алкоголя изо рта.

Как человеческий организм расщепляет и переваривает пищу

[ВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ МУЗЫКИ] ДИКТОР: Вы можете назвать дайджест строкой разборки. Ваше тело берет любой кусочек пищи, который вы ему даете, расщепляет его, выводит все питательные вещества, которые может, и выбрасывает отходы. Это удивительный пример химии в действии, и это происходит круглосуточно и без выходных.

Наше тело зависит от трех основных типов пищи: углеводов или углеводов, жиров и белков. Во время пищеварения эти три типа пищи расщепляются с помощью одной и той же химической реакции, называемой гидролизом. Гидролиз — это распад соединения при реакции с водой. Давайте посмотрим, как разбивается каждый вид еды.

Углеводы содержатся в овощах, фруктах, молочных продуктах, хлебе и конфетах. Это полимеры или молекулы, состоящие из повторяющихся звеньев, называемых мономерами.Вы можете представить полимер как цепь, а мономеры как отдельные звенья.

Сахар, крахмал и целлюлоза — это углеводы. Молекулы сахара — это простейший вид углеводов. Эти сахара могут состоять из одной или двух единиц, также известных как моносахариды или дисахариды.

Обычным моносахаридом является глюкоза. Это компонент столового сахара, крахмала и целлюлозы, основного компонента зеленых растений. Когда мы едим пищу, содержащую глюкозу, наш организм использует ее для производства энергии.

Глюкоза — единственный сахар, используемый клетками мозга. Употребление правильных углеводов обеспечивает глюкозу, которая помогает нашему мозгу работать должным образом. Но это не значит, что вы должны съесть тонны газировки и конфет. Вы получите быстрый импульс, но затем ваше тело вырабатывает инсулин, чтобы собрать этот поток простых сахаров для дальнейшего использования. Достаточно скоро в ваш мозг поступает меньше глюкозы, и вы не можете сосредоточиться.

Обычный дисахарид — это столовый сахар или сахароза. Он состоит из комбинации молекулы глюкозы и молекулы фруктозы в результате химической реакции, называемой конденсационной полимеризацией.Это противоположно гидролизу, потому что молекула воды высвобождается, а не используется в реакции. Во время пищеварения сахароза расщепляется путем гидролиза.

Сложные углеводы содержатся во фруктах и ​​овощах, цельнозерновых продуктах, хлебе, макаронах и молочных продуктах. Крахмал — это пример сложного углевода. Обычно он содержится в картофеле, кукурузе и рисе. Крахмал состоит из тысяч отдельных молекул глюкозы, связанных вместе. Распад крахмала начинается сразу после того, как вы съели первый байт пищи, благодаря ферменту альфа-амилаза, который содержится в слюне.

Давайте на секунду поговорим о ферментах. Ферменты ускоряют химические реакции и играют важную роль в пищеварении. Одна из ускоряемых ими реакций — гидролиз. Это помогает расщеплять большие молекулы, которые слишком велики, чтобы пройти через стенку кишечника в кровь.

Ферменты помогают разбирать большие молекулы, такие как углеводы, белки и жиры, на более мелкие, которые легко всасываются в кровоток. Простые сахара, полученные из углеводов, аминокислоты, полученные из белков, и жирные кислоты, полученные из жиров.Это подводит нас ко второму основному типу пищи — жирам.

Жиры — это триэфиры, состоящие из атомов углерода, водорода и кислорода. Триэфир образуется в результате химической реакции трех молекул жирных кислот с глицерином, молекулой, содержащей три гидроксильные группы. Когда жиры расщепляются, эти цепи жирных кислот и глицерин становятся свободными для использования организмом.

Жирные кислоты необходимы для построения клеточных мембран. Наше тело содержит около 100 триллионов клеток. Итак, вы можете понять, почему жирные кислоты так важны.Жиры также являются отличным источником энергии. Они производят в два раза больше грамма на грамм, чем углеводы или белки.

Третья группа продуктов питания состоит из белков. Белки поступают из животных источников, таких как курица, рыба и молочные продукты.

[MOO]

РАССКАЗЧИК: И из растительных источников, таких как зерно, семена, орехи и овощи. Белки состоят из повторяющихся единиц, называемых аминокислотами, которые удерживаются вместе пептидными связями. Во время пищеварения белки расщепляются на аминокислоты путем гидролиза.

Аминокислоты растворяются в нашей крови и переносятся в ткани и органы. Там аминокислоты либо используются в качестве источника энергии, либо собираются в белки посредством конденсационной полимеризации. Эти недавно созданные белки используются для производства гормонов, костей, мышц, кожи и крови.

Пищеварительная система элегантно проста, но поражает своей скоростью, эффективностью и сложностью. Лучше всего то, что после того, как вы проглотите пищу, эта удивительная линия разборки является совершенно непроизвольной, и все химические реакции, участвующие в пищеварении, являются вариациями одного и того же типа реакции — гидролиза.Так что в следующий раз, когда вы будете есть, подумайте о том, насколько элегантно проста структура продуктов, независимо от того, какую пищу вы едите.

[ИГРАЕТ МУЗЫКА]

Метаболизм и энергетика | Блог HealthEngine

Что такое метаболизм?

Метаболизм в основном относится ко всем химическим реакциям в организме , используемым для выработки энергии . Это включает в себя сложный набор процессов, которые превращают топливо в специализированные соединения, заряженные энергией.В организме главный конечный агент для производства энергии называется аденозинтрифосфатом (АТФ). Когда АТФ расщепляется или используется клетками, высвобождается огромное количество энергии. Эта энергия необходима для клеток, чтобы они могли расти и делиться, синтезировать важные соединения, сокращать мышцы и выполнять множество других важных функций.

Метаболизм , таким образом, производит энергию для выполнения всех функций различных тканей в организме. Метаболизм работает путем расщепления пищевых продуктов или соединений в организме на более мелкие компоненты.Затем они могут вступать в особые реакции с образованием АТФ. Оставшиеся компоненты перерабатываются организмом и используются для восстановления исходных соединений.

Источники энергии

В организме есть три основных типа молекул, которые оно использует для получения энергии:

• Углеводы: Это соединения сахарного типа в организме. Углеводы поступают из таких продуктов, как хлеб, крупы, картофель, фрукты и сахаросодержащие продукты или напитки. Когда углеводы перевариваются в желудочно-кишечной системе, они распадаются на более мелкие молекулы, такие как глюкоза (простой сахар).Основными местами хранения углеводов в организме являются печень и мышцы.
• Липиды: Это в основном относится к жирам (таким как холестерин) из рациона или хранящимся в жировой ткани (другими словами, в жировой ткани). Для получения энергии липиды расщепляются на более мелкие компоненты, называемые жирными кислотами. Следовательно, липиды на самом деле представляют собой просто цепочки жирных кислот, соединенных вместе.
• Белки: Они составляют почти три четверти всех твердых веществ в организме.Таким образом, белки являются основными структурными компонентами организма. Они состоят из более мелких агентов, называемых аминокислотами, которые считаются строительными блоками белков. Белок присутствует в диете в таких продуктах, как мясо, яйца, орехи и молочные продукты.

В целом углеводов являются основным источником энергии для организма. Они наиболее эффективны при производстве АТФ или энергии (что означает, что они производят намного больше АТФ на количество разложенного топлива). Организм сначала расщепляет углеводы, затем жиры и, наконец, белки, только если два других топлива истощены.Это важно, поскольку белки, как правило, менее эффективны при выработке энергии. Кроме того, белки выполняют несколько важных функций, поэтому в случае их разрушения несколько систем могут выйти из строя.

Чтобы проиллюстрировать пример, в случае голода в организме будет меньше доступных углеводов, поэтому начнется расщепление жировых запасов в организме. Как только все доступные запасы углеводов и жира будут исчерпаны, организм начнет расщеплять белки, чтобы обеспечить энергию.

На диаграмме ниже представлены основные источники энергии организма.Они расщепляются ферментами на более мелкие частицы. Эти небольшие углеродные цепочки могут затем попасть по особым путям для выработки энергии (обсуждается ниже).

Аэробный метаболизм

Аэробный метаболизм относится к метаболическим процессам, которые происходят в присутствии кислорода. Кислород действует как окислитель при сгорании различных видов топлива. Происходят особые реакции, которые в конечном итоге приводят к тому, что кислород принимает электроны (маленькие отрицательно заряженные частицы).Это вызывает высвобождение энергии и производство АТФ. Продукты жизнедеятельности — это вода и углекислый газ, которые легко выводятся из организма. Углеводы — основное топливо, используемое для аэробного метаболизма.

В отсутствие кислорода некоторые реакции невозможны. Другой процесс происходит с участием пировиноградной кислоты, которая также приводит к выработке АТФ. Эти механизмы позволяют клеткам выжить еще несколько минут, когда они лишены кислорода. Анаэробный метаболизм вызывает накопление молочной кислоты.Кроме того, это менее эффективный способ производства энергии. На одну молекулу исходного топлива образуется меньше АТФ.

Углеводный обмен

Когда углеводов расщепляются в кишечнике, они превращаются в более мелкие простые сахара, которые могут всасываться. Глюкоза является основным производимым агентом. Глюкоза попадает в клетки и либо сразу же расщепляется для производства энергии, либо превращается в гликоген (форма хранения глюкозы). Основные запасы гликогена в организме находятся в печени и мышцах.При необходимости эти источники можно использовать для получения энергии.

Гликоген расщепляется, чтобы воспроизвести глюкозу . Глюкоза претерпевает ряд реакций, чтобы в конечном итоге произвести АТФ. Эти реакции зависят от адекватного поступления кислорода и глюкозы. Если кислорода не хватает, глюкоза может расщепляться другим набором реакций, как описано выше. Однако, если глюкозы не хватает, организм обратится к другим источникам топлива для получения энергии.

Метаболизм глюкозы включает следующие этапы:

• Гликолиз: В основном это относится к расщеплению глюкозы на вещество, называемое пировиноградной кислотой.В результате этой реакции образуется пара молекул АТФ.
• Цикл Кребса: Пировиноградная кислота входит в цикл Кребса, превращаясь в ацетил-КоА. Это снова серия реакций, которая приводит к расщеплению топлива на диоксид углерода и воду. Это дает больше полезной энергии. Исходное соединение регенерируется, поэтому цикл может продолжаться. Цикл Кребса происходит в митохондриях клеток. Это маленькие органы овальной формы с двойной мембраной, маленькие органы клеток, которые действуют как электростанции клеток.
• Окислительное фосфорилирование: Во время цикла Кребса большая часть потенциальной энергии передается в виде электронов другому соединению, называемому НАД. Это нарушается в цепи переноса электронов. Происходит цепочка реакций, когда электроны передаются следующему соединению в очереди. Последним агентом, принимающим электроны, является кислород. Этот процесс генерирует много энергии, которая превращается в АТФ.

Липидный обмен

Липиды — это в основном жиры в организме, которые включают холестерин, триглицериды и фосфолипиды.Основными их компонентами являются жирные кислоты, которые выделяются при расщеплении липидов. Жирные кислоты всасываются через кишечник и попадают через лимфатическую систему. Жиры можно использовать для получения энергии или накапливать в жировой ткани. Метаболизм липидов включает следующие процессы:

• Липолиз: Это относится к расщеплению жиров на их жирные кислоты и другие компоненты. Некоторые из этих агентов могут вступать непосредственно в цикл Кребса для окисления.Триглицериды расщепляются на жирные кислоты и глицерин. Последний превращается в пировиноградную кислоту, которая может войти в цикл Кребса.
• Бета-окисление: Это относится к расщеплению жирных кислот в митохондриях. В результате этого процесса образуется АТФ, а также ацетил-КоА, который может вступать в цикл Кребса и производить больше энергии.

Липидный обмен эффективен с точки зрения производства АТФ. Однако липиды не растворяются в крови, поэтому доступ к их запасам может быть затруднен.Поэтому на них не полагаются для производства большого количества АТФ за короткое время, а скорее используются, когда запасы углеводов ограничены.

Кетоз

Кетоз означает повышенную концентрацию кетоновых тел в крови. Наиболее распространенным производимым кетоном является уксусная кислота . Это вызвано метаболизмом преимущественно жиров при отсутствии достаточного углеводного обмена. Таким образом, это признак голодания, сахарного диабета (поскольку инсулин не может транспортировать глюкозу к клеткам) и иногда возникает, когда диета почти полностью состоит из жиров.

Когда углеводы недоступны для получения энергии, организм переключается на метаболизм жирных кислот . Организм берет их из жировой ткани (жировые запасы тела). Образующиеся жирные кислоты могут быть расщеплены для получения энергии или могут быть преобразованы в кетоновые тела в печени. Некоторые кетоны могут выделяться с дыханием и придавать ему сладкий запах (ацетоновое дыхание).

Обмен белков

Тело состоит из большого количества белков с различными структурами и функциями.Основной компонент белков — аминокислоты. Примерно 20 различных аминокислот составляют строительные блоки всех белков. Аминокислоты подразделяются на незаменимые (это означает, что они необходимы в диете, поскольку организм не может их синтезировать) и несущественные (что означает, что организм может вырабатывать их при необходимости).

Правильный баланс аминокислот необходим для того, чтобы можно было синтезировать все важные белки. Когда белки перевариваются, связи между аминокислотами разрываются, и они высвобождаются.Обычно аминокислоты перерабатываются и используются для производства новых белков. Однако, если источники энергии ограничены, аминокислоты можно использовать для выработки энергии. Это должно происходить только тогда, когда запасы углеводов и жиров истощаются, поскольку белки составляют несколько важных структур в организме. Если они подвергаются интенсивному метаболизму, это может нарушить функцию тканей.

В метаболизме белков происходят следующие процессы:

• Дезаминирование: Первым шагом в расщеплении аминокислот является удаление аминогруппы (части аминокислотной структуры, содержащей азот и водород).В результате этого процесса образуется аммиак, который печенью превращается в мочевину. Затем мочевина может выводиться с мочой. Аминокислота превращается в соединение, называемое кетокислотой, которое может вступать в цикл Кребса.
• Окисление аминокислот: Это относится к распаду кетокислот и образованию АТФ, подобно ацетил-КоА в углеводном и липидном обмене. Количество АТФ, производимого в результате метаболизма белков, немного меньше, чем метаболизм глюкозы для эквивалентных весов.

Последствия потери веса

Некоторые диеты используют вышеуказанные принципы метаболизма для снижения веса на человек. Чтобы похудеть, ваше тело должно сжигать больше калорий (посредством упражнений), чем требуется из рациона. Некоторые диеты ограничивают общее количество калорий, что, очевидно, приведет к потере веса, поскольку будут использованы запасы энергии организма. Другие диеты работают, пытаясь изменить нормальный баланс между метаболизмом углеводов, липидов и белков. Помните, что организм сначала сжигает углеводы, а затем жиры и белки, только когда два других истощены.Поэтому, если углеводы в рационе ограничены, организм начнет сжигать жировые отложения. Низкокалорийные диеты (ЖКД) и программы замены еды, такие как диета Тони Фергюсона, работают именно по этому механизму.

Статья любезно просмотрена:

Группа по интересам DAA WA по онкологии
и
Food4Health (Helen Baker Dietitian-APD)

Дополнительная информация

Для получения дополнительной информации о фитнесе и физических упражнениях, включая растяжки, типы упражнений, восстановление после упражнений и упражнения с нарушениями здоровья, а также некоторые полезные видеоролики, см. Фитнес и упражнения.

Для получения дополнительной информации о питании, включая информацию о типах и составе продуктов питания, питании и людях, условиях, связанных с питанием, а также диетах и ​​рецептах, а также некоторых полезных видео и инструментах, см. Питание.

Для получения дополнительной информации об ожирении, медицинских и социальных проблемах, методах похудания, а также о некоторых полезных инструментах см. Вам так же может понравиться... Крем для новорожденных: эффективные средства для ухода за нежной кожей малыша Качаем широчайшие мышцы спины: Как накачать широчайшие мышцы спины Рецепт из говядины правильное питание: 10 рецептов диетических блюд из говядины. | Таки Вкусно Next Программа тренировок для жиросжигания: Самые эффективные программы тренировок для похудения Previous Липо 6 жиросжигатель для женщин: Жиросжигатель Lipo 6 для похудения женщин: свойства, состав Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт