Głównymi źródłami energii dla organizmu są węglowodany, białka, sole mineralne, tłuszcze, witaminy. Zapewniają jego normalną aktywność, pozwalają bezproblemowo funkcjonować organizmowi. Substancje odżywcze są źródłem energii w ludzkim ciele. Ponadto pełnią rolę budulca, sprzyjają wzrostowi i reprodukcji nowych komórek, które pojawiają się w miejscu obumierających. W postaci, w jakiej są spożywane, organizm nie może ich przyswoić i wykorzystać. Tylko woda, a także witaminy i sole mineralne są trawione i wchłaniane w takiej postaci, w jakiej występują.
Głównymi źródłami energii dla organizmu są białka, węglowodany, tłuszcze. W przewodzie pokarmowym poddawane są nie tylko wpływom fizycznym (mielenie i kruszenie), ale także przemianom chemicznym zachodzącym pod wpływem enzymów znajdujących się w soku specjalnych gruczołów trawiennych.
Struktura białka
W roślinach i zwierzętach istnieje pewna substancja, która jest podstawą życia. Ten związek jest białkiem. Ciała białkowe zostały odkryte przez biochemika Gerarda Muldera w 1838 roku. To on sformułował teorię białka. Słowo „białko” z języka greckiego oznacza „na pierwszym miejscu”. Około połowa suchej masy każdego organizmu składa się z białek. W przypadku wirusów ta zawartość waha się od 45 do 95 procent.
Mówiąc o tym, co jest głównym źródłem energii w organizmie, nie można pominąć cząsteczek białka. Zajmują szczególne miejsce w funkcjach biologicznych i znaczeniu.
Funkcje i umiejscowienie w ciele
Około 30% związków białkowych znajduje się w mięśniach, około 20% w ścięgnach i kościach, a 10% w skórze. Najistotniejsze dla organizmów są enzymy, które kontrolują chemiczne procesy metaboliczne: trawienie pokarmu, aktywność gruczołów dokrewnych, pracę mózgu i aktywność mięśni. Nawet małe bakterie zawierają setki enzymów.
Białka są istotną częścią żywych komórek. Zawierają wodór, węgiel, azot, siarkę, tlen, a niektóre zawierają również fosfor. Obowiązkowym pierwiastkiem chemicznym zawartym w cząsteczkach białka jest azot. Dlatego te substancje organiczne nazywane są związkami zawierającymi azot.
Właściwości i przemiany białek w organizmie
uderzeniew przewodzie pokarmowym są rozkładane na aminokwasy, które są wchłaniane do krwiobiegu i wykorzystywane do syntezy specyficznego dla organizmu peptydu, a następnie utleniane do wody i dwutlenku węgla. Gdy temperatura wzrasta, cząsteczka białka koaguluje. Znane są cząsteczki, które mogą rozpuszczać się w wodzie tylko po podgrzaniu. Na przykład żelatyna ma takie właściwości.
Po wchłonięciu pokarm najpierw dostaje się do jamy ustnej, a następnie przechodzi przez przełyk do żołądka. Zawiera kwaśny odczyn środowiska, który zapewnia kwas solny. Sok żołądkowy zawiera pepsynę, enzym, który rozkłada cząsteczki białka na albumozy i peptony. Substancja ta działa tylko w środowisku kwaśnym. Pokarm, który dostał się do żołądka, może pozostawać w nim przez 3-10 godzin, w zależności od stanu skupienia i charakteru. Sok trzustkowy ma odczyn alkaliczny, zawiera enzymy rozkładające tłuszcze, węglowodany, białka.
Wśród głównych enzymów izolowana jest trypsyna, która znajduje się w soku trzustkowym w postaci trypsynogenu. Nie jest w stanie rozkładać białek, ale w kontakcie z sokiem jelitowym zamienia się w substancję czynną - enterokinazę. Trypsyna rozkłada białka na aminokwasy. Przetwarzanie żywności w jelicie cienkim kończy się. Jeśli w dwunastnicy i żołądku tłuszcze węglowodany, białka są prawie całkowicie rozłożone, to w jelicie cienkim następuje całkowity rozkład składników odżywczych, wchłanianie produktów reakcji do krwi. Proces odbywa się przez kapilary, z których każdazbliża się do kosmków znajdujących się na ścianie jelita cienkiego.
Metabolizm białek
Po całkowitym rozbiciu białka na aminokwasy w przewodzie pokarmowym są one wchłaniane do krwiobiegu. Zawiera również niewielką ilość polipeptydów. Z reszt aminokwasowych w ciele żywej istoty syntetyzuje się określone białko, którego potrzebuje osoba lub zwierzę. Proces tworzenia nowych cząsteczek białka przebiega w żywym organizmie w sposób ciągły, ponieważ obumierające komórki skóry, krwi, jelit i błon śluzowych są usuwane, a na ich miejsce powstają młode komórki.
Aby białka mogły zostać zsyntetyzowane, konieczne jest, aby dostały się do przewodu pokarmowego wraz z pożywieniem. Jeżeli polipeptyd zostanie wprowadzony do krwi z pominięciem przewodu pokarmowego, organizm ludzki nie jest w stanie go wykorzystać. Taki proces może niekorzystnie wpływać na stan organizmu człowieka, powodować liczne powikłania: gorączkę, paraliż dróg oddechowych, niewydolność serca, drgawki ogólne.
Białka nie mogą być zastąpione innymi substancjami spożywczymi, ponieważ aminokwasy są niezbędne do ich syntezy w organizmie. Niewystarczająca ilość tych substancji prowadzi do opóźnienia lub zawieszenia wzrostu.
Sacharydy
Zacznijmy od tego, że węglowodany są głównym źródłem energii organizmu. Stanowią jedną z głównych grup związków organicznych, które naszeorganizm. To źródło energii żywych organizmów jest podstawowym produktem fotosyntezy. Zawartość węglowodanów w żywej komórce roślinnej może wahać się w granicach 1-2 proc., a w niektórych sytuacjach sięga 85-90 proc.
Głównymi źródłami energii organizmów żywych są cukry proste: glukoza, fruktoza, ryboza.
Węglowodany zawierają tlen, wodór i atomy węgla. Na przykład glukoza – źródło energii w organizmie, ma wzór C6H12O6. Istnieje podział wszystkich węglowodanów (według struktury) na związki proste i złożone: mono- i polisacharydy. W zależności od liczby atomów węgla monosacharydy dzielą się na kilka grup:
- trios;
- tetrozy;
- pentozy;
- heksozy;
- heptozy.
Monosacharydy, które mają pięć lub więcej atomów węgla, mogą tworzyć strukturę pierścieniową po rozpuszczeniu w wodzie.
Głównym źródłem energii w organizmie jest glukoza. Deoksyryboza i ryboza to węglowodany o szczególnym znaczeniu dla kwasów nukleinowych i ATP.
Glukoza jest głównym źródłem energii w organizmie. Procesy przemiany cukrów prostych są bezpośrednio związane z biosyntezą wielu związków organicznych, a także z procesem usuwania z nich związków toksycznych, które pochodzą z zewnątrz lub powstają w wyniku rozpadu cząsteczek białek.
Cechy charakterystyczne disacharydów
Monosacharydy i disacharydy są głównym źródłem energii dla organizmu. Po połączeniumonosacharydy są odszczepiane, a produktem interakcji jest disacharyd.
Sacharoza (cukier trzcinowy), m altoza (cukier słodowy), laktoza (cukier mleczny) są typowymi przedstawicielami tej grupy.
Takie źródło energii dla organizmu jak disacharydy zasługuje na szczegółowe badania. Są dobrze rozpuszczalne w wodzie i mają słodki smak. Nadmierne spożycie sacharozy prowadzi do poważnych wad w organizmie, dlatego tak ważne jest przestrzeganie zasad.
Polisacharydy
Doskonałym źródłem energii dla organizmu są substancje takie jak celuloza, glikogen, skrobia.
Przede wszystkim każdy z nich może być uważany za źródło energii dla ludzkiego ciała. W przypadku ich enzymatycznego rozszczepienia i rozpadu uwalniana jest duża ilość energii, która jest wykorzystywana przez żywą komórkę.
To źródło energii dla organizmu spełnia inne ważne funkcje. Na przykład chityna, celuloza są używane jako materiał budowlany. Polisacharydy są doskonałe dla organizmu jako związki rezerwowe, ponieważ nie rozpuszczają się w wodzie, nie działają chemicznie i osmotycznie na komórkę. Takie właściwości pozwalają im przetrwać przez długi czas w żywej komórce. Po odwodnieniu polisacharydy są w stanie zwiększyć masę przechowywanych produktów dzięki oszczędności objętości.
Takie źródło energii dla organizmu jest w stanie oprzeć się chorobotwórczym bakteriom, które dostają się do organizmu wraz z pożywieniem. W razie potrzeby, podczas hydrolizy, przekształcenie zapasowepolisacharydy w cukry proste.
Wymiana węglowodanów
Jak zachowuje się główne źródło energii organizmu? Węglowodany dostarczane są w większym stopniu w postaci polisacharydów, na przykład w postaci skrobi. W wyniku hydrolizy powstaje z niej glukoza. Monosacharyd jest wchłaniany do krwi, dzięki kilku reakcjom pośrednim jest rozkładany na dwutlenek węgla i wodę. Po końcowym utlenieniu uwalniana jest energia, którą organizm wykorzystuje.
Proces rozszczepiania słodu i skrobi odbywa się bezpośrednio w jamie ustnej, enzym ptialina działa jako katalizator reakcji. W jelicie cienkim węglowodany rozkładają się na monosacharydy. Są wchłaniane do krwi głównie w postaci glukozy. Proces zachodzi w jelitach górnych, ale w dolnych prawie nie ma węglowodanów. Wraz z krwią cukry przedostają się do żyły wrotnej i docierają do wątroby. W przypadku, gdy stężenie cukru we krwi człowieka wynosi 0,1%, węglowodany przechodzą przez wątrobę i trafiają do ogólnego krążenia.
Konieczne jest utrzymanie stałej ilości cukru we krwi w pobliżu 0,1%. Przy nadmiernym spożyciu sacharydów do krwi nadmiar gromadzi się w wątrobie. Podobnemu procesowi towarzyszy gwałtowny spadek poziomu cukru we krwi.
Zmiana poziomu cukru w organizmie
Jeżeli skrobia jest obecna w żywności, nie prowadzi to do dużych zmian poziomu cukru we krwi, ponieważ proces hydrolizy polisacharydu trwa długo. Jeśli dawka cukru pozostawia około 15-200 gramów, następuje gwałtowny wzrost jegozawartość we krwi. Proces ten nazywa się hiperglikemią pokarmową lub żywieniową. Nadmiar cukru jest wydalany przez nerki, więc mocz zawiera glukozę.
Nerki zaczynają usuwać cukier z organizmu, jeśli jego poziom we krwi osiągnie przedział 0,15-0,18%. Podobne zjawisko występuje przy jednorazowym użyciu znacznej ilości cukru, przechodzi wystarczająco szybko, nie prowadząc do poważnych zaburzeń procesów metabolicznych w organizmie.
Jeśli wewnątrzwydzielnicza praca trzustki jest zaburzona, pojawia się choroba, taka jak cukrzyca. Towarzyszy temu znaczny wzrost ilości cukru we krwi, co prowadzi do utraty zdolności wątroby do zatrzymywania glukozy, w wyniku czego cukier jest wydalany z moczem z organizmu.
W mięśniach może odkładać się znaczna ilość glikogenu, tutaj jest to wymagane przy realizacji reakcji chemicznych zachodzących podczas skurczów mięśni.
O znaczeniu glukozy
Wartość glukozy dla żywego organizmu nie ogranicza się do funkcji energetycznej. Zapotrzebowanie na glukozę wzrasta wraz z ciężką pracą fizyczną. Ta potrzeba jest zaspokajana przez rozkład glikogenu w wątrobie na glukozę, która dostaje się do krwiobiegu.
Ten monosacharyd znajduje się również w protoplazmie komórek, dlatego jest niezbędny do tworzenia nowych komórek, glukoza jest szczególnie istotna podczas procesu wzrostu. Ten monosacharyd ma szczególne znaczenie dla pełnego funkcjonowania ośrodkowego układu nerwowego. Gdy tylko stężenie cukru we krwi spadnie do 0,04%,występują drgawki, osoba traci przytomność. Jest to bezpośrednie potwierdzenie, że spadek poziomu cukru we krwi powoduje natychmiastowe zakłócenie czynności ośrodkowego układu nerwowego. Jeśli pacjentowi wstrzyknie się glukozę do krwi lub zaoferuje się słodki pokarm, wszystkie zaburzenia znikają. Wraz z przedłużonym spadkiem poziomu cukru we krwi rozwija się hipoglikemia. Prowadzi to do poważnych zakłóceń organizmu, które mogą spowodować śmierć.
Tłuszcz w skrócie
Tłuszcze można uznać za kolejne źródło energii dla żywego organizmu. Zawierają węgiel, tlen i wodór. Tłuszcze mają złożoną budowę chemiczną, są związkami wielowodorotlenowego alkoholu glicerolu i tłuszczowych kwasów karboksylowych.
Podczas procesu trawienia tłuszcz jest rozkładany na części składowe, z których pochodzi. To tłuszcze, które są integralną częścią protoplazmy, znajdują się w tkankach, narządach, komórkach żywego organizmu. Są słusznie uważane za doskonałe źródło energii. Rozkład tych związków organicznych rozpoczyna się w żołądku. Sok żołądkowy zawiera lipazę, która przekształca cząsteczki tłuszczu w glicerol i kwas karboksylowy.
Gliceryna jest doskonale wchłaniana, ponieważ jest dobrze rozpuszczalna w wodzie. Żółć służy do rozpuszczania kwasów. Pod jej wpływem skuteczność lipazy na tłuszcz wzrasta nawet 15-20 razy. Z żołądka pokarm przemieszcza się do dwunastnicy, gdzie pod wpływem soku jest dalej rozkładany na produkty, które mogą zostać wchłonięte do limfy i krwi.
Następny kleik spożywczyprzechodzi przez przewód pokarmowy, wchodzi do jelita cienkiego. Tutaj ulega całkowitemu rozkładowi pod wpływem soku jelitowego, a także wchłaniania. W przeciwieństwie do produktów rozpadu białek i węglowodanów, substancje uzyskane z hydrolizy tłuszczów są wchłaniane do limfy. Gliceryna i mydło po przejściu przez komórki błony śluzowej jelita łączą się ponownie tworząc tłuszcz.
Podsumowując, zauważamy, że głównymi źródłami energii dla organizmu człowieka i zwierząt są białka, tłuszcze, węglowodany. To właśnie dzięki metabolizmowi węglowodanów, białek, któremu towarzyszy tworzenie dodatkowej energii, funkcjonuje żywy organizm. Dlatego nie należy przez długi czas przechodzić na dietę, ograniczając się do konkretnego pierwiastka śladowego lub substancji, w przeciwnym razie może to niekorzystnie wpłynąć na zdrowie i samopoczucie.
