Обмен веществ и энергии

Жизнедеятельность живого организма осуществляется на основе непрекращающегося обмена веществ и энергии. Ни одна клетка не может существовать без постоянного притока питательных веществ, воды и кислорода и непрерывного удаления продуктов распада.

Обмен веществ выражается, с одной стороны – процессами ассимиляции (усвоения) веществ, сопровождающимися накоплением в организме потенциальной энергии, с другой стороны – процессами диссимиляции, т.е. постоянным распадом усвоенных сложных органических соединений на более простые с высвобождением химической энергии, которая затем превращается в тепловую, механическую, биоэлектрическую, психическую.

Процесс обмена веществ включает три этапа.

Первый этап предполагает поступление в организм питательных веществ и трансформацию их в видоспецифичные для усвоения образования. Второй этап - это межуточный обмен, т.е. синтез видоспецифичных для каждой клетки энерговеществ и

 

 

пластических структур, обеспечивающих жизнедеятельность клеток и выполнении соответствующих функций. Третий этап – этап выведения из леток, тканей и органов продуктов их жизнедеятельности.

Основными веществами, благодаря которым осуществляется непрерывный обмен веществ и энергии в живом организме, являются углеводы, жиры, белки, витамины, минеральные соли, вода.

Углеводы используются организмом преимущественно как источник энергии (при сгорании 1 грамма образуется 4.1 ккал энергии). Общее количество углеводов в организме

составляет 2% сухого вещества тела. Углеводы в виде глюкозы в небольших количествах находятся во всех тканях. Например, в крови в норме содержание глюкозы составляет 0,08%

- 0,12%. Организм обладает способностью накапливать углеводы в запас в виде гликогена в печени и мышцах в объеме 300-400 грамм.

Потребность организма в углеводах составляет в среднем 500 г. в сутки, из них – до 80% - в виде сложных соединений (крахмалы, клетчатка) и до 20% - в виде простых (сахара). Особенно интенсивно используют углеводы мышцы и клетки головного мозга. Излишнее потребление углеводов приводит к ожирению.

Источником углеводов являются преимущественно растительные продукты – крупы, овощи, фрукты и др.

Жиры выполняют в организме множество функций – пластическую (являются неотъемлемым компонентом клеточных мембран и нервных волокон), энергетическую (основной источник энергии в организме; в состоянии покоя до 70% энергии организм вырабатывает на основе жиров; общий потенциал в организме - 84000 ккал и др.), функциональную (из холестерина образуется все стрероидные гормоны; жиры обеспечивают усвоение жирорастворимых витаминов и их транспорт в ткани и др.), защитную (окутывают основные органы тела), терморегуляторную (подкожный жир обеспечивает сохранение тепла в организме) и другие.

Потребность жиров в сутки до 60-80 грамм (80% - животные, 20% - растительные). Излишнее потребление жиров ведет к ожирению. Основные источники жиров – животное и растительное масло, сало, орехи, сливки, сметана и другие.

Белки являются основным пластическим материалом, из которого построены клетки всех тканей организма. Белки также выполняют функции обмена веществ, ферментативную, проведения возбуждения, сократительную (мышечные белки актин и миозин), транспортную (перенос кислорода и углекислого газа), свертывания крови, поддержания осмотического давления, буферную, защитную (антитела), передачи наследственности и другие. При истощении запасов жиров и углеводов белки могут включаться в энергетический обмен (1г. – 4.1 ккал).

Суточная потребность белка – 80-120 грамм. Избыток белка приводит к отравлению организма, недостаток – к слабоумию и отекам тканей.

Про запас белки в организме не откладываются. Основные источники – животные (до 60%) и растительные (до 40%) продукты – мясо, рыба, яйца, орехи, семечки, бобовые и другие.

Минеральные соли,микроэлементы и вода поддерживают необходимое осмотическое давление в тканях и наряду с белками, жирами и углеводами обеспечивают все виды обмена веществ и постоянство внутренней среды организма. Минимальная суточная потребность в воде составляет около 1700 мл. Для оптимального функционирования необходимо 2-3 литра жидкости в сутки в различных формах (чистая вода, супы, соки и др.).

Витамины – специфические органические соединения, обладающие высокой биологической активностью, являющиеся катализаторами всех обменных процессов (витамины A,B,C,D,E и другие).

Источниками витаминов являются разнообразные продукты животного и растительного происхождения. В запас большинство витаминов не откладывается. При дефиците витаминов снижается умственная и физическая работоспособность, могут возникать различные заболевания – цинга, бери-бери, рахит, псориаз и другие.

Роль физических упражнений в регулировании обмена веществ чрезвычайно высока. Основные эффекты сводятся к следующему.

Регулярные физические тренировки ликвидируют дефицит двигательной активности студента и, как следствие, недостаток генетически обусловленного объема обмена веществ (суточного, недельного и т.д.). Например, для сохранения здоровья и высокой работоспособности количество энергии, затрачиваемое студентом на двигательную активность должно составлять не менее 1200 – 1300 ккал в сутки. В противном случае будет наблюдаться снижение физической и умственной работоспособности, ухудшение состояния здоровья.

Активные физические тренировки способствуют увеличению запасов углеводов (гликогена) в печени и мышцах, что непосредственного влияет на повышение качества и увеличение продолжительности как физической, так и умственной работоспособности; нормализуют жировой обмен и массу тела по жировому компоненту (принято считать, что если вес тел на 20% выше нормы – это уж болезнь); активизируют и совершенствуют процессы усвоения пищевых веществ, синтез и ресинтез структур организма (клеток, тканей, органов) и другое.