Глава 3 энергетический обмен и питание

Обмен веществ и энергии (метаболизм) - совокупность процессов превращения веществ и энергии в живых организмах, а также обмен веществами и энергией между организмом и внешней средой.

Обмен веществ непрерывно протекает во всех клетках, тканях и системах организма и является основой жизнедеятельности и сохранения гомеостаза. В результате обменных процессов образуются энергия и вещества, необходимые организму для построения клеток и тканей.

Процессы обмена веществ и энергии представляют непрерывный цикл, который состоит из трех этапов.

Первый этап - поступление веществ в различные ткани и клетки организма. Он включает физическую и химическую обработку пищи, всасывание продуктов гидролиза, обеспечение кислородом и транспорт веществ кровью.

Второй этап - использование поступивших веществ тканями и клетками – представляет собой совокупность двух параллельно протекающих процессов – анаболизма и катаболизма.

Анаболизм (ассимиляция) - синтез необходимых организму веществ и использование их для роста и развития. Анаболизм обеспечивает пластический обмен.

Катаболизм (диссимиляция) – совокупность процессов расщепления веществ до конечных продуктов (воды, углекислого газа, аммиака) с освобождением энергии, которая необходима для каждой клетки организма. Катаболизм отвечает за энергетический обмен.

У взрослого человека в нормальных условиях процессы анаболизма и катаболизма находятся в состоянии динамического равновесия. Однако в различные возрастные периоды программа обмена веществ подвергается изменениям.

В возрасте до 20 лет, когда рост и развитие организма еще не завершены, обмен веществ характеризуется преобладанием процессов ассимиляции над процессами диссимиляции (белковая программа); в возрасте от 20 до 40 лет отмечается равновесие этих процессов; от 40 до 60 лет превалирует накопление нейтральных жиров в организме (жировая программа); после 60 лет интенсивность диссимиляции выше процессов ассимиляции (программа старения).

Относительное преобладание процессов анаболизма отмечается при беременности, лактации, восстановительных реакциях, переедании, а катаболизма – при психоэмоциональных стрессовых реакциях, физических нагрузках и некоторых заболеваниях.

Третий, завершающий этап обмена веществ - удаление продуктов обмена (воды, углекислого газа, азотистых веществ) в окружающую среду.

Таким образом, обмен веществ обеспечивает организм необходимой для его жизнедеятельности энергии (энергетический обмен), возмещает расход органических веществ, участвующих в синтетических процессах (пластический обмен), восстанавливает потери воды (водный обмен), удовлетворяет потребность в витаминах (витаминный обмен) и минеральных веществах (минеральный обмен).

Распад пищевых веществ, происходящий в организме при катаболизме, сопровождается выделением энергии (тепла). Энергия необходима для функционирования всех органов и систем человека, переваривания и усвоения пищи, поддержания постоянной температуры тела, выполнения различных видов работы. Энергия измеряется в килокалориях и килоджоулях.

Килокалория (ккал) - это количество тепла, необходимое для нагревания 1 кг воды на 1 °С. В соответствии с международной системой единиц СИ измерение энергии предусматривается в килоджоулях (1 ккал = 4,184 кДж).

В организме освобождается и используется химическая энергия, заключенная в белках, жирах и углеводах, органических кислотах и алкоголе.

Энергетический коэффициент (эквивалент) пищевых веществ – количество энергии, высвобождаемое при окислении 1 грамма пищевого вещества в организме. В табл. 3.1 представлены энергетические коэффициенты пищевых веществ, принятые в настоящее время.

Таблица 3.1.