A szervezet fő energiaforrásai a szénhidrátok, fehérjék, ásványi sók, zsírok, vitaminok. Biztosítják normális működését, lehetővé teszik a szervezet problémamentes működését. A tápanyagok energiaforrások az emberi szervezetben. Ezenkívül építőanyagként működnek, elősegítik a haldoklók helyett megjelenő új sejtek növekedését és szaporodását. Elfogyasztásuk formájában a szervezet nem tudja felszívni és felhasználni. Csak a víz, valamint a vitaminok és ásványi sók emésztődnek fel és szívódnak fel abban a formában, ahogyan vannak.
A szervezet fő energiaforrásai a fehérjék, szénhidrátok, zsírok. Az emésztőrendszerben nemcsak fizikai hatásoknak vannak kitéve (őrlés és zúzás), hanem kémiai átalakulásoknak is, amelyek a speciális emésztőmirigyek levében lévő enzimek hatására következnek be.
Fehérjeszerkezet
A növényekben és állatokban van egy bizonyos anyag, amely az élet alapja. Ez a vegyület egy fehérje. A fehérjetesteket Gerard Mulder biokémikus fedezte fel 1838-ban. Ő volt az, aki megfogalmazta a fehérje elméletét. A "fehérje" szó a görög nyelvből azt jelenti, hogy "első helyen". Minden szervezet száraz tömegének körülbelül a felét fehérjék teszik ki. A vírusok esetében ez a tartalom 45-95 százalék.
Amikor arról beszélünk, hogy mi a fő energiaforrás a szervezetben, nem szabad figyelmen kívül hagyni a fehérjemolekulákat. Különleges helyet foglalnak el biológiai funkciójukban és jelentőségükben.
Funkciók és hely a testben
A fehérjevegyületek körülbelül 30%-a az izmokban, körülbelül 20%-a az inakban és a csontokban, 10%-a pedig a bőrben található. Az élőlények számára a legfontosabbak azok az enzimek, amelyek szabályozzák az anyagcsere-kémiai folyamatokat: a táplálék emésztését, a belső elválasztású mirigyek működését, az agyműködést és az izomműködést. Még a kis baktériumok is több száz enzimet tartalmaznak.
A fehérjék az élő sejtek lényeges részét képezik. Hidrogént, szenet, nitrogént, ként, oxigént, és némelyik foszfort is tartalmaz. A fehérjemolekulák kötelező kémiai eleme a nitrogén. Ezért nevezik ezeket a szerves anyagokat nitrogéntartalmú vegyületeknek.
A fehérjék tulajdonságai és átalakulása a szervezetben
Ütésaz emésztőrendszerben aminosavakká bomlanak le, amelyek felszívódnak a véráramba, és egy szervezet-specifikus peptid szintetizálására használják fel, majd vízzé és szén-dioxiddá oxidálják. Amikor a hőmérséklet emelkedik, a fehérjemolekula koagulál. Ismertek olyan molekulák, amelyek csak melegítés hatására oldódnak fel vízben. Például a zselatinnak vannak ilyen tulajdonságai.
A felszívódás után a táplálék először a szájüregbe kerül, majd a nyelőcsövön keresztül a gyomorba jut. A környezet savas reakcióját tartalmazza, amelyet a sósav biztosít. A gyomornedv a pepszin enzimet tartalmazza, amely a fehérjemolekulákat albumózokra és peptonokra bontja. Ez az anyag csak savas környezetben aktív. A gyomorba került táplálék halmozódási állapotától és jellegétől függően 3-10 óráig képes elhúzódni benne. A hasnyálmirigylé lúgos reakciójú, olyan enzimeket tartalmaz, amelyek képesek lebontani a zsírokat, szénhidrátokat, fehérjéket.
Fő enzimjei között izolálják a tripszint, amely a hasnyálmirigy levében található tripszinogén formájában. Nem képes lebontani a fehérjéket, de a bélnedvvel érintkezve aktív anyaggá - enterokinázzá - alakul. A tripszin a fehérjéket aminosavakra bontja. Az élelmiszer feldolgozása a vékonybélben véget ér. Ha a nyombélben és a gyomorban a zsírok, szénhidrátok, fehérjék szinte teljesen lebomlanak, akkor a vékonybélben a tápanyagok teljes lebontása, a reakciótermékek felszívódása a vérbe. A folyamatot kapillárisokon keresztül hajtják végre, amelyek mindegyikemegközelíti a vékonybél falán található bolyhokat.
Fehérje-anyagcsere
Miután a fehérje az emésztőrendszerben teljesen aminosavakra bomlik, felszívódik a véráramba. Kis mennyiségű polipeptidet is tartalmaz. Az élőlény testében lévő aminosav-maradékokból egy meghatározott fehérje szintetizálódik, amelyre egy személynek vagy állatnak szüksége van. Az új fehérjemolekulák képződése az élő szervezetben folyamatosan megy végbe, mivel a bőr, a vér, a belek és a nyálkahártyák elhaló sejtjei eltávolítódnak, és helyükön fiatal sejtek képződnek.
A fehérjék szintéziséhez szükséges, hogy a táplálékkal bejussanak az emésztőrendszerbe. Ha a polipeptidet az emésztőrendszer megkerülésével a vérbe juttatják, az emberi szervezet nem tudja felhasználni. Egy ilyen folyamat negatívan befolyásolhatja az emberi test állapotát, számos szövődményt okozhat: láz, légzésbénulás, szívelégtelenség, általános görcsök.
A fehérjék nem helyettesíthetők más élelmiszer-anyagokkal, mivel az aminosavak szükségesek a szervezeten belüli szintézisükhöz. Ezeknek az anyagoknak a nem megfelelő mennyisége a növekedés késleltetéséhez vagy felfüggesztéséhez vezet.
Szacharidok
Kezdjük azzal a ténnyel, hogy a szénhidrátok jelentik a szervezet fő energiaforrását. Ezek a szerves vegyületek egyik fő csoportját alkotjákszervezet. Az élő szervezeteknek ez az energiaforrása a fotoszintézis elsődleges terméke. Egy élő növényi sejt szénhidráttartalma 1-2 százalék között ingadozhat, és bizonyos esetekben ez az érték eléri a 85-90 százalékot is.
Az élő szervezetek fő energiaforrásai a monoszacharidok: glükóz, fruktóz, ribóz.
A szénhidrátok oxigént, hidrogént és szénatomokat tartalmaznak. Például a glükóz - a szervezet energiaforrása - képlete C6H12O6. Az összes szénhidrát (szerkezet szerint) egyszerű és összetett vegyületekre osztható: mono- és poliszacharidokra. A szénatomok száma szerint a monoszacharidok több csoportra oszthatók:
- triók;
- tetroses;
- pentózok;
- hexózok;
- heptózok.
Az öt vagy több szénatomot tartalmazó monoszacharidok vízben oldva gyűrűs szerkezetet alkothatnak.
A szervezet fő energiaforrása a glükóz. A dezoxiribóz és a ribóz a nukleinsavak és az ATP szempontjából különösen fontos szénhidrátok.
A glükóz a szervezet fő energiaforrása. A monoszacharidok átalakulási folyamatai közvetlenül kapcsolódnak számos szerves vegyület bioszintéziséhez, valamint a kívülről származó, vagy a fehérjemolekulák lebomlása során keletkező mérgező vegyületek eltávolításának folyamatához.
A diszacharidok megkülönböztető jellemzői
A monoszacharid és a diszacharid a szervezet fő energiaforrása. KombinálvaA monoszacharidok szétválnak, és a kölcsönhatás terméke egy diszacharid.
A szacharóz (nádcukor), a malátacukor (m altacukor), a laktóz (tejcukor) tipikus képviselői ennek a csoportnak.
A szervezet olyan energiaforrása, mint a diszacharidok, részletes tanulmányozást érdemel. Vízben jól oldódnak és édes ízük van. A szacharóz túlzott fogyasztása súlyos működési zavarokhoz vezet a szervezetben, ezért olyan fontos a szabályok betartása.
Poliszacharidok
A szervezet számára kiváló energiaforrások az olyan anyagok, mint a cellulóz, glikogén, keményítő.
Először is, ezek bármelyike tekinthető az emberi szervezet energiaforrásának. Enzimatikus hasításuk és bomlásuk esetén nagy mennyiségű energia szabadul fel, amelyet egy élő sejt használ fel.
A test energiaforrása más fontos funkciókat is ellát. Építőanyagként például kitint, cellulózt használnak. A poliszacharidok tartalékvegyületként kiválóak a szervezet számára, mivel nem oldódnak vízben, nem fejtenek ki kémiai és ozmotikus hatást a sejtre. Az ilyen tulajdonságok lehetővé teszik számukra, hogy hosszú ideig fennmaradjanak egy élő sejtben. Dehidratált állapotban a poliszacharidok képesek növelni a tárolt termékek tömegét a térfogat-megtakarítás miatt.
A szervezet ilyen energiaforrása képes ellenállni a táplálékkal a szervezetbe jutó kórokozó baktériumoknak. Ha szükséges, a hidrolízis során a tartalék átalakításapoliszacharidok egyszerű cukrokká.
Szánhidrátcsere
Hogyan viselkedik a szervezet fő energiaforrása? A szénhidrátokat nagyobb mértékben poliszacharidok, például keményítő formájában szállítják. A hidrolízis eredményeként glükóz képződik belőle. A monoszacharid felszívódik a vérbe, több köztes reakciónak köszönhetően szén-dioxiddá és vízzé bomlik. A végső oxidáció után energia szabadul fel, amit a szervezet felhasznál.
A malátacukor és a keményítő hasítási folyamata közvetlenül a szájüregben megy végbe, a ptyalin enzim a reakció katalizátoraként működik. A vékonybélben a szénhidrátok monoszacharidokká bomlanak le. Főleg glükóz formájában szívódnak fel a vérbe. A folyamat a felső belekben zajlik, de az alsókban szinte nincs szénhidrát. A vérrel együtt a szacharidok bejutnak a portális vénába, és elérik a májat. Abban az esetben, ha az emberi vér cukorkoncentrációja 0,1%, a szénhidrátok átjutnak a májon, és az általános keringésbe kerülnek.
A vérben állandó, 0,1% körüli cukormennyiséget kell fenntartani. A szacharidok túlzott lenyelésével a vérben a felesleg felhalmozódik a májban. Hasonló folyamatot a vércukorszint meredek csökkenése kísér.
Testcukorszint változás
Ha keményítő van jelen az élelmiszerekben, az nem vezet nagymértékű vércukorszint-változáshoz, mivel a poliszacharid hidrolízise hosszú ideig tart. Ha a cukoradag körülbelül 15-200 grammot hagy, akkor a mennyisége meredeken növeksziktartalom a vérben. Ezt a folyamatot táplálkozási vagy táplálkozási hiperglikémiának nevezik. A felesleges cukor a vesén keresztül választódik ki, így a vizelet glükózt tartalmaz.
A vesék elkezdik eltávolítani a cukrot a szervezetből, ha annak szintje a vérben eléri a 0,15-0,18% tartományt. Hasonló jelenség fordul elő jelentős mennyiségű cukor egyszeri használatakor, elég gyorsan elmúlik anélkül, hogy a szervezet anyagcsere-folyamatainak súlyos megsértéséhez vezetne.
Ha a hasnyálmirigy intraszekréciós munkája megzavarodik, olyan betegség lép fel, mint például a diabetes mellitus. Ezt a vércukorszint jelentős növekedése kíséri, ami a máj glükózmegtartó képességének elvesztéséhez vezet, ennek következtében a cukor a vizelettel ürül ki a szervezetből.
Jelentős mennyiségű glikogén rakódhat le az izmokban, itt az izomösszehúzódások során fellépő kémiai reakciók végrehajtásában van rá szükség.
A glükóz fontosságáról
A glükóz értéke egy élő szervezet számára nem korlátozódik az energiafunkcióra. A glükózszükséglet megnő a nehéz fizikai munkával. Ezt az igényt a máj glikogénjének glükózzá történő lebontása elégíti ki, amely a véráramba kerül.
Ez a monoszacharid a sejtek protoplazmájában is megtalálható, ezért szükséges az új sejtek képződéséhez, a glükóz különösen fontos a növekedési folyamat során. Ez a monoszacharid különösen fontos a központi idegrendszer teljes működéséhez. Amint a cukor koncentrációja a vérben 0,04%-ra csökken,görcsök lépnek fel, a személy elveszti az eszméletét. Ez közvetlen megerősítése annak, hogy a vércukorszint csökkenése azonnali zavart okoz a központi idegrendszer működésében. Ha a betegnek glükózt injektálnak a vérbe, vagy édes ételt kínálnak neki, minden rendellenesség eltűnik. A vércukorszint hosszan tartó csökkenésével hipoglikémia alakul ki. Ez a szervezet súlyos megzavarásához vezet, ami halált is okozhat.
Röviden kövér
A zsírok az élő szervezet másik energiaforrásának tekinthetők. Szénet, oxigént és hidrogént tartalmaznak. A zsírok összetett kémiai szerkezetűek, a glicerin többértékű alkohol és a zsír-karbonsavak vegyületei.
Az emésztési folyamat során a zsír részekre bomlik, amelyekből származott. A zsírok a protoplazma szerves részét képezik, az élő szervezet szöveteiben, szerveiben, sejtjeiben találhatók. Joggal tekintik kiváló energiaforrásnak. Ezeknek a szerves vegyületeknek a lebontása a gyomorban kezdődik. A gyomornedv lipázt tartalmaz, amely a zsírmolekulákat glicerinné és karbonsavvá alakítja.
A glicerin tökéletesen felszívódik, mivel jól oldódik vízben. Az epét savak oldására használják. Hatása alatt a lipáz zsírra gyakorolt hatékonysága 15-20-szorosára nő. A gyomorból a táplálék a nyombélbe kerül, ahol a lé hatására tovább bomlik olyan termékekké, amelyek felszívódhatnak a nyirokba és a vérbe.
Következő étel kifőzáthalad az emésztőrendszeren, belép a vékonybélbe. Itt teljesen lebomlik a bélnedv, valamint a felszívódás hatására. A fehérjék és szénhidrátok bomlástermékeitől eltérően a zsírok hidrolíziséből nyert anyagok a nyirokba szívódnak fel. A glicerin és a szappan, miután áthaladt a bélnyálkahártya sejtjein, ismét zsírt képez.
Összefoglalva megjegyezzük, hogy az emberi szervezet és az állatok fő energiaforrásai a fehérjék, zsírok, szénhidrátok. A szénhidrát-, fehérje-anyagcserének köszönhetően, plusz energia képződéssel együtt működik az élő szervezet. Ezért nem szabad hosszú ideig diétáznia, korlátozva magát egyetlen nyomelemben vagy anyagban, különben károsan befolyásolhatja az egészséget és a közérzetet.
