ОБМІН РЕЧОВИН.
ІНТЕНСИВНІСТЬ ОБМІННИХ ПРОЦЕСІВ В ОРГАНІЗМІ.
ФІЗІОЛОГІЯ ТЕРМОРЕГУЛЯЦІЇ.
ОБМІН РЕЧОВИН І ЕНЕРГІЇ
Типи обміну
1. Обмін між організмом і навколишнім середовищем, тобто кругообіг речовин у природі.
2. Обмін речовин всередині організму: зміни, яких зазнають речовини з моменту надходження їх через травний канал до виведення назовні.
Всі процеси обміну речовин спрямовуються ферментами, а сукупність ферментативних реакцій, що відбуваються в організмі, об’єднують загальним поняттям «обмін», або «метаболізм».
Нервова регуляція
Впливає на:
зміну інтенсивності функціонування ендокринних залоз
безпосередньо активує ферменти.
Центральна нервова система, діючи на клітинні та гуморальні механізми регуляції, адекватно змінює трофіку клітин
Гуморальна регуляція активності ферменту
полягає у дії на нього гормонів, які або підвищують, або пригнічують активність ферменту.
Деякі гормони безпосередньо регулюють синтез або розпад ферментів та проникність клітинних оболонок, змінюючи у клітині вміст субстратів, кофакторів та іонний склад.
Перетворення білків в організмі
Перший етап – гідроліз білків до амінокислот
Другий —відщеплення аміногрупи від амінокислоти з утворенням отруйного аміаку (NНз), який знешкоджується у печінці, перетворюючись на сечовину, що у складі сечі виводиться з організму. Сечовина, сечова кислота, креатинін і деякі інші речовини є кінцевими продуктами розщеплення білків.
Азотистий баланс
Це співвідношення кількості азоту, що поступив в організм з їжею і виділеного з нього.
Основним джерелом азоту в організмі є білок, то по азотистому балансу можна судити про співвідношення кількості білка, що поступив і зруйнованого в організмі.
Знаючи кількість засвоєного азоту, легко обчислити загальну кількість засвоєного організмом білка, оскільки в білку міститься в середньому 16% азоту, тобто
Азотиста рівновага У дорослої людини при адекватному живленні кількість введеного в організм азоту рівна кількості азоту, виведеного з організму. Якщо в умовах азотистої рівноваги підвищити кількість білка в їжі, то азотиста рівновага незабаром відновиться, але вже на новому, вищому рівні. Таким чином, азотиста рівновага може встановлюватися при значних коливаннях вмісту білка в їжі.
Позитивний азотистий баланс У випадках, коли надходження азоту перевищує його виділення. При цьому синтез білка переважає над його розпадом. У цих умовах відбувається затримка азоту в організмі (ретенція азоту).
Негативний азотистий баланс. Коли кількість виведеного з організму азоту перевищує кількість азоту, що поступив
Коефіцієнт зношування.
Розпад білків в організмі, що відбувається за відсутності білків в їжі і достатньому введенні всіх інших живильних речовин (вуглеводи, жири, мінеральні солі, вода, вітаміни), відображає ті мінімальні витрати, які обумовлені основними процесами життєдіяльності. Ці найменші втрати білка для організму в стані спокою, перераховані на
Значення води для організму
Участь в обмінних процесах (реакції гідролізу, окислення і т.д.);
Сприяє виведенню кінцевих продуктів обміну;
Забезпечує підтримання температурного гомеостазу;
Механічна роль (зменшує тертя між внутрішніми органами, суглобовими поверхнями і т.д.);
Універсальний розчинник.
За типом зв‘язку вода поділяється
1. Вільну (не зв’язану);
2. Зв’язану (гідратаційну). Вона утримується гідрофільними речовинами, утворює гідратну оболонку;
3. Внутрішньомолекулярна (конституційна, структурна). Вона входить в склад молекул білків, жирів, вуглеводів і звільняється при їх окисленні.
Розподіл води в організмі:
Загальна вода (60 %):
1. Внутрішньоклітинна вода (40 %);
1. Позаклітинна вода (20 %)
a. Внутрішньосудинна вода (до 5 %);
b. Інтерстиціальна вода (до 15 %);
c. Трансцелюлярна (до 1 %).
Фізіологічна роль натрію.
45 % від загальної кількості знаходиться у позаклітинній рідині і лише біля 2 % в клітинах
Осмотична активність позаклітинної рідини в значній мірі визначається вмістом Na+.
Na+ визначає активність ферментів впливаючи на каталітичну групу.
Na+ приймає участь у генерації потенціалу дії;
Na+ визначає рівень мембранного потенціалу;
Na+ підвищує збудливість симпатичних нервових закінчень і разом з Са2+ підвищує судинний тонус, скоротливість міокарда.
Концентрація Na+ в плазмі крові складає 135-145 ммоль/л.
Фізіологічна роль калію
Синтез протеїнів, АТФ, глікогену;
К+ приймає участь в формуванні потенціалу спокою;
К+ визначає рівень мембранного потенціалу (разом з Na і Cl–);
К+ визначає активність деяких ферментів.
Вміст К+ в плазмі коливається від 3,5 до 5,0 ммоль/л.
Розподіл калію в організмі
Внутрішньоклітинний калій (98 %);
Позаклітинний калій (2 %).
Фізіологічна роль магнію:
Сприяє синтезу протеїнів;
Є складовою частиною майже 300 ферментних комплексів;
Фіксує фосфоліпіди на клітинних мембранах, зменшуючи їх текучість та проникливість;
Приймає участь в регуляції секреції паратгормону прищитоподібної залози.
Вміст магнію в плазмі крові знаходиться в межах 0,70 – 1,1 ммоль/л.
Фізіологічна роль кальцію
Са2+ необхідний для функціонування мембранних каналів для ініціювання фізіологічних процесів;
Для стабілізації клітинних мембран сприяє ущільненню молекул фосфоліпідів;
Са2+ викликає початкове виділення медіатора при синаптичній передачі збудження;
Необхідний для спряження процесів збудження і скорочення в м‘язах;
Са2+ необхідний для поступлення глюкози в клітини;
Са2+ необхідний для розмноження клітин;
Вміст кальцію в плазмі крові знаходиться в межах 2,35 – 2,75 ммоль/л.
Фізіологічна роль хлору і фосфатів:
Хлор основний аніон позаклітинної рідини;
Визначає рівень мембранного потенціалу;
Фосфати – основні аніони внутрішньоклітинної рідини;
Необхідні для обмінних процесів (в складі коферментів,АТФ, креатинфосфатів).
Вміст в сироватці крові: хлор 98- 105 ммоль/л; фосфор – 0,65-1,3 ммоль/л
ОСНОВИ РАЦІОНАЛЬНОГО ХАРЧУВАННЯ
Фізіологічна цінність молока і молочно-кислих продуктів. Молоко містить близько 100 різних компонентів.
Білки молока представлені казеїном, лактоальбуміном, лактоглобуліном. В їх складі майже 20 добре збалансованих амінокистлот. Лактоглобуліни володіють антибіотичними властивостями.
Молочний жир багатий високоненасиченими жирними кислотами, містить вітаміни, крім того жир емульгований, тому починає перетравлюватися вже в шлунку. У молоці добре збалансовані холестирин і лецитин.
З вуглеводів у молоці міститься молочний цукор (лактоза), який не зустрічається в жодних харчових продуктах. Він розщеплюється в кишках на глюкозу і галактозу. Лактоза сприяє засвоєнню кальцію.
Молоко містить різні мінеральні речовини, включаючи мікроелементи, в оптимальному для засвоєння співвідношенні. Особливо велика роль молока в забезпеченні організму людини кальцієм і фосфором, які містяться в молоці в значній кількості.
У молоці в значній кількості містяться такі вітаміни: А, Д, В2 і В6. Вітамін С, який майже відсутній в пастеризованому і згущеному молоці. Всі харчові речовини в молоці знаходяться в розчиненому або дрібнодисперсному стані, внаслідок чого вони засвоюються на 92–99 %.
Молочнокислі продукти утворюються внаслідок бродіння молока під впливом молочнокислих бактерій і дріжджових грибків. Молочнокислі бактерії здатні продукувати вітаміни групи В, пригнічувати ріст гнилісних мікробів і нормалізувати кишкову флору. Молочнокислі продукти краще ніж молоко засвоюються в травному каналі.
Сир багатий фосфатними і кальцієвими солями, а також легкозасвоюваним молочним білком, який містить у значній кількості метіонін, але бідний вітамінами. До молочнокислих продуктів змішаного бродіння (молочнокислого і спиртового) відносять кефір. Одноденний кефір, як і простокваша, проявляють на кишки послаблюючу, а триденний – закріплюючу дію. Кефір є сильним стимулятором шлункової секреції.
Фізіологічна цінність м’яса і м’ясних субпродуктів М’ясо і м’ясні продукти є основним джерелом повноцінних білків. містять жири, екстрактивні (в тому числі і пуринові речовини, мінеральні елементи (особливо залізо), вітаміни (в основному групи В). Білки в середньому складають до 20 % від кількості інших поживних речовин м’яса. Жири тваринного походження є джерелом холестерину. При варінні м’яса екстрактивні речовини переходять у бульйон, але зберігаються в смаженому м’ясі. Екстрактивні речовини стимулюють шлункову секрецію, збуджують нервову і серцево-судинну системи, подразнюють печінку і нирки. Пуринові речовини служать джерелом утворення в організмі сечової кислоти. Краще перетравлюється і засвоюється м’ясо молодих тварин. Перетравленню і засвоюванню м’яса сприяє термічна і механічна обробка. Варене м’ясо чинить на органи травлення менше навантаження, ніж смажене і тушковане. Легше перетравлюються і засвоюються телятина, яловичина, кроляче, куряче, індиче м’ясо. Значно уповільнює діяльність органів травлення свинне, гусяче, качаче м’ясо, копчені, півкопчені і жирні сорти ковбас.
Фізіологічна цінність зернових продуктів Крупи виготовляють з різних злаків. Багато круп містить понад 70 % вуглеводів, помірну кількість білків і незначну – жирів, а також слизові речовини, їх споживання покращує перетравлювання білків. Слизові речовини є ніжними подразниками травного каналу. Тому їх використовують у дієтхарчуванні. Вуглеводи в крупах в основному представлені у вигляді крохмалю і в значно меншій мірі рослинною клітковиною, яка міститься в оболонках. Клітковина погіршує перетравлення і всмоктування крохмалю (гречана і вівсяна крупи); найкраще всмоктуються вуглеводи з манної і рисової круп, які бідні клітковиною і мають ніжну структуру.
Білками більш багаті гречана і вівсяна крупи, менше білків у рисі. Білок вівсяної крупи володіє ліпотропною дією. За амінокислотним складом білки сої і рису нагадують білки тваринного походження. Проте білки більшості круп відносно бідні незамінними амінокислотами (особливо лізином, метіоніном, триптофаном).
Найбільша кількість жиру міститься у вівсяній крупі. Гречана крупа багата лецитином.
Більшість круп містить у значній кількості фосфор, калій, в меншій – магній і кальцій. Магнієм найбільш багаті вівсяна і гречана крупи, менше всього його в рисі. Багато заліза у вівсяній і гречаній крупах, проте воно погано засвоюється.
Фізіологічна цінність круп Крупи є одним з основних джерел вітамінів групи В, які містяться в їх зовнішній оболонці. Тому вітамінами групи В багатші ті крупи, при виготовленні яких зберігається зовнішня оболонка (гречана, вівсяна). Видаленням оболонок і додатковим шліфуванням зерен пояснюється дефіцит вітамінів групи В у полірованому рисі.
Фізіологічна цінність хліба
Хліб є найбільш поширеним продуктом харчування. У ньому міститься 40-50 % вуглеводів, 5–8 % білка.
Вуглеводи хліба в основному представлені крохмалем і в незначній кількості цукрами.
Важлива роль хліба полягає в забезпеченні організму людини білками. При вживанні
Харчова цінність хліба в значній мірі залежить від сорту муки, з якої він виготовлений. Хліб з грубо помеленої муки має більше вітамінів, мінеральних речовин і клітковини. Житній (“чорний”) хліб володіє більш вираженою сокогінною дією на шлунок порівняно з пшеничним (“білим”). Сильний сокогінний вплив на шлункові залози проявляє свіжий хліб, причому в більшій мірі шкірка, ніж м’якуш . Черствий хліб і сухарі незначно збуджують шлункову секрецію і краще піддаються перетравленню.
Фізіологічна цінність овочів Овочі є основним джерелом вуглеводів, які представлені крохмалем, цукром, клітковиною і пектинами. Вміст вуглеводів в овочах в середньому складає біля 3-4 %; найбільш багаті вуглеводами картопля (до 20 %), морква (до 6 %), буряк (до 8 %).
Овочі багаті водою (75-95 %), водорозчинними вітамінами (особливо С і Р), а також мінеральними речовинами (включаючи мікроелементи) в сприятливих для засвоєння співвідношеннях. За рахунок солей калію забезпечується здатність овочів збільшувати виведення рідини, натрію і азотистих шлаків з організму. Вони характеризуються незначним вмістом білків (до 1-1,5 %), органічних кислот. Більшості овочів характерна низька калорійність. Найбільш високу калорійність має картопля, за рахунок значного вмісту в ній крохмалю.
Овочі стимулюють шлункову секрецію, рухову функцію травного каналу, жовчоутворення і в меншій мірі жовчовиділення. Свіжі, концентровані овочеві соки пригнічують шлункову секрецію, а розведені – збуджують її. Овочі сприяють кращому засвоєнню білків, жирів, вуглеводів і вітамінів.
Фізіологічна цінність фруктів і ягод Вони містять майже всі основні речовини, які необхідні дня підтримання життєдіяльності організму.
Фрукти і ягоди це джерело легкозасвоюваних вуглеводів – цукрів (глюкоза, фруктоза, сахароза). Ними багаті виноград, персики, абрикоси, черешня, вишня, яблука та інші.
Більшість фруктів і ягід для організму людини є основним джерелом вітамінів. Чорна смородина, шипшина, горобина, обліпиха з природними концентратами вітаміну С і каротину. Цитрусові, разом з високим вмістом вітаміну С, не мають ферментів для його окиснення. Цим пояснюється тривале зберігання цього вітаміну в цитрусових без суттєвих втрат. Вони відрізняються високим вмістом калію (абрикоси, ананаси, персики, смородина, банани, малина, вишня, слива), легкозасвоюваного заліза (яблука, сливи, чорниці, персики, айва, абрикоси, гранати) і бідні натрієм.
Фрукти і ягоди характеризуються високим вмістом води (до 85 %) і незначним – білка (до 0.85 %).
У фруктах і ягодах міститься значна кількість органічних кислот, пектинових і дубильних речовин. Органічні кислоти проявляють збуджуючу дію на зовнішньосекреторну діяльність підшлункової залози і моторну функцію кишок. Дубильні речовини, яких дуже багато в кизилі, чорницях. айві, грушах, гранаті, гальмують секрецію кишкових залоз, пригнічують кишкову перистальтику, проявляють антимікробну і протизапальну дію на слизову кишок.
Фрукти і ягоди сприяють олужненню організму і нейтралізуванню кислих продуктів обміну речовин.
Засвоюваність їжі. Кількість поживних речовин, засвоєних організмом, по відношенню до загальної кількості вжитих речовин, характеризує засвоюваність їжі. Вона залежить від багатьох факторів. Основними з них є: якісний склад їжі і харчових продуктів; діяльність органів травлення; умови вживання їжі. В залежності від якісного складу підвищується або понижується її засвоюваність. Продукти тваринного походження засвоюються в середньому на 95%, рослинного – на 80 %, а змішана їжа засвоюється на 82-90 %. Засвоюваність їжі залежить і від складу харчових продуктів. Так, наприклад, продукти, які багаті на клітковину, засвоюються гірше. Білки з продуктів тваринного походження засвоюються в середньому на 97 %, рослинного – на 85 %, змішаного – на 92 %. Доцільніше вживати змішану їжу, яка забезпечує організм всіма необхідними речовинами.
Відповідна кулінарна обробка їжі підвищує її засвоюваність. Особливо ретельної кулінарної обробки потребують рослинні продукти. Засвоюваність їжі зростає, якщо перші і другі страви мають температуру близько +50 ˚С.
Добре засвоєння їжі забезпечується процесом травлення. В залежності від складу їжі відбувається виділення певного шлункового соку. Найбільшою сокогінною дією відзначаються бульйони і наваристі супи. Жирна їжа, навпаки, гальмує соковиділення.
Ізодинамія поживних речовин До складу їжі входять органічні речовини, переважна частина яких відноситься до білків, ліпідів і вуглеводів. Продукти їх гідролізу – амінокислоти, жирні кислоти, гліцерин і моносахариди – витрачаються на енергозабезпечення організму. У процесі енергообміну амінокислоти, жирні кислоти, моносахариди взаємопов’язані загальними шляхами їх перетворення. Тому, як енергоносії, поживні речовини можуть бути взаємозамінними у відповідності з енергетичною цінністю. Це так зване правило ізодинамії.
Правило ізодинамії враховує тільки енергетичні потреби організму. Проте слід пам’ятати, що поживні речовини є і пластичним матеріалом живого організму, оскільки приймають участь в утворенні клітинних структур. Тому тривале виключення однієї з трьох поживних речовин з харчового раціону і заміна її енергетично еквівалентною кількістю другої речовини недопустима.
Принципи складання харчових раціонів
Відповідність калорійності добового раціону енергозатратам. Калорійність їжі добового раціону повинна повністю покривати енергозатрати організму. Для визначення калорійності добового раціону працездатних людей треба встановити до якої професійної групи вони належать. Як відомо, все доросле працездатне населення розділено на 5 груп за інтенсивністю праці в залежності від добової витрати енергії нервової напруженості і інших особливостей трудової діяльності.
Добову потребу в енергії можна розрахувати для людини будь-якої маси тіла, використовуючи дані про кількість енергії на
І група – 40 ккал/кг
II група – 43 ккал/кг
ІII група – 46 ккал/кг
IV група – 53 ккал/кг
V група – 61 ккал/кг
При визначенні потреб в енергії треба враховувати кліматичні особливості. Так, в південних районах, порівняно з північними, енергозатрати на 5 % менші.
Режим харчування. Найбільш раціональним є визнаний чотириразовий прийом їжі, хоча на практиці часто реалізується триразовий. При рідшому споживанні їжі погіршуються умови її перетравлення, внаслідок перевантаження травного апарату. В результаті цього створюється невідповідність між масою субстратів і можливостями їх ферментного розщеплення. Поживні речовини не встигають повністю гідролізуватися і не можуть бути використані організмом.
За чотириразового харчування можливі два його варіанти. Перший варіант передбачає сніданок, другий сніданок (полуденок), обід та вечерю; другий – сніданок, обід, підвечірок та вечерю.
Розподіл калорійності добового раціону здійснюється таким чином: на перший сніданок – 25-30 %, на другий сніданок (полуденок) або підвечірок – 10-15 %, на обід – 40-45 % і на вечерю – 20 %.
За триразового харчування сніданок повинен забезпечувати З0 % добового раціону, обід – 45-50 %, вечеря – 20-25%. Проміжок часу між сніданком і обідом не повинен перевищувати 5-6 годин, а між обідом і вечерею – 6-7 годин.
Повноцінність та збалансованість раціону. Вона досягається перш за все наявністю і правильним співвідношенням основних поживних речовин (білків, жирів, вуглеводів), а також вітамінів, мінеральних речовин і води в добовому раціоні.
Для дорослих людей оптимальна норма білків у добовому раціоні в середньому складає
Білки різних харчових продуктів значно відрізняються за амінокислотним складом, але в сумі, у певній мірі, компенсують недостатність одна одної. Тому для забезпечення організму всіма амінокислотами, необхідними для синтезу власних білків, важливо використовувати в харчуванні людини широкий асортимент білкових продуктів. Слід врахувати, що білки тваринного походження мають складати 2/3 від загальної кількості білків, одержаних організмом за добу.
За рахунок жирів має забезпечуватися 28-30 % калорійності добового раціону. Потреба людини в жирах за добу в середньому складає
Вуглеводи є основним енергетичним матеріалом. Вони забезпечують 50-60% калорійності добового раціону. Основним джерелом вуглеводів для організму людини е продукти рослинного походження.
Потреба організму у вуглеводах повинна забезпечуватися на 1/3 за рахунок легкозасвоюваних моносахаридів і дисахаридів та 2/3 за рахунок повільно засвоюваних (крохмаль) вуглеводів. Співвідношення між вмістом у раціоні білків, жирів і вуглеводів залежить від характеру виконуваної роботи. присутніми в харчовому раціоні.
Вітаміни суттєво впливають на обмін вуглеводів в організмі. При недостатності вітаміну В1, що входить у склад ключових ферментів, каталізуючих окиснення вуглеводів у тканинах, в останніх нагромаджується молочна кислота, порушується метаболізм жирів і білків.
Врахування індивідуально-фізіологічних особливостей організму при складанні харчового раціону. При складанні харчових раціонів слід враховувати індивідуальні звички, національні та побутові традиції.
У зв’язку з тим, що вранці після сну апетит знижений, доцільно починати сніданок з салату, збуджуючого секрецію травних соків; потім повинна бути страва, яка є основним джерелом енергії і незамінних поживних речовин; сніданок закінчується тонізуючим напоєм (чай, какао, кава).
Обід, особливо в осіб з пониженим апетитом, слід розпочинати з закусок (вінегрет, салати тощо). Не слід починати їду з вживання жирної їжі, що приводить до гальмування шлункової секреції. На обід обов’язково повинна бути рідка страва. Оскільки смажене, порційне м’ясо довше затримується в шлунку, його слід вживати під час сніданку або обіду, але не включати в меню вечері. На вечерю необхідно їсти страви з риби. молока, яєць, а також вживати напої, що не збуджують центральну нервову систему. Особливо важливо не вживати під час вечері дуже жирну їжу, оскільки жири перетравлюються повільно, і продукти їх розпаду поступають у кров вже під час сну. У цей період доби хіломікрони повільно засвоюються тканинами, довго контактують з еритроцитами, тромбоцитами, порушують їх мембрани. У результаті цього прискорюється зсідання крові, погіршується кровотік і постачання тканин киснем.
