מטבוליזם ואנרגיה כוללים קומפלקס של תגובות ביוכימיות מורכבות, אשר יכול להיות די קשה לאדם רגיל להבין. מאמר זה יעזור להבין אילו תהליכים מתרחשים בגוף עם התרכובות הנחוצות שאנו צורכים עם מזון ומשפיעים על חילוף החומרים שלנו.
תוכן חומר:
מאפיינים כלליים של חילוף חומרים ואנרגיה
חילופי אנרגיה ומטבוליזם ממשיכים בהתאם לתכנית הכללית:
- צריכת חומרים בגוף, המרתם וספיגתם;
- שימוש בגוף;
- פינוי או אחסון עודפים.
כל התהליכים המטבוליים מחולקים לשני סוגים:
- הטמעה (חילוף חומרים פלסטיים, אנאבוליזם) - היווצרות של תרכובות ספציפיות לגוף מחומרים שהתקבלו לתוכו.
- פירוק - תהליכי הפירוק של תרכובות אורגניות מורכבות לפשוטות יותר, מהן ייווצרו אז חומרים חדשים ומיוחדים. תגובות הפיזור מתרחשות עם שחרור האנרגיה, כך שמכלול התהליך מסוג זה נקרא גם חילופי אנרגיה או קטבוליזם.
תהליכים אלה מנוגדים זה לזה, אך קשורים זה לזה. הם ממשיכים ברציפות, מספקים חיים נורמליים. מערכת העצבים אחראית על ויסות חילוף החומרים והאנרגיה. המחלקה העיקרית של מערכת העצבים המרכזית, השולטת בכל סוגי המטבוליזם, היא ההיפותלמוס.
הסוגים העיקריים
בהתאם לצורות התרכובות שעוברות טרנספורמציה בגוף, נבדלים כמה סוגים של חילוף חומרים. לכל אחד מהם יש את הפרטים האישיים שלו.
סנאים
חלבונים או פפטידים הם פולימרים הנוצרים על ידי חומצות אמינו.
בצע פונקציות חיוניות רבות:
- מבני (קיים במבנה של תאי רקמות המרכיבים את גוף האדם);
- אנזימטיים (אנזימים הם חלבונים המעורבים כמעט בכל התהליכים הביוכימיים);
- מוטורי (האינטראקציה של פפטידים אקטין ומיוזין מספקת את כל התנועות);
- אנרגיה (לפרק, לשחרר אנרגיה);
- מגן (חלבונים - אימונוגלובולינים מעורבים ביצירת חסינות);
- להשתתף בוויסות איזון המלח והמים;
- הובלה (לספק משלוח גזים, חומרים פעילים ביולוגית, תרופות וכו ').
ברגע שיש בגוף עם מזון, חלבונים מתפרקים לחומצות אמינו, שממנה מסונתזים פפטידים חדשים האופייניים לגוף. עם צריכה קטנה של חלבונים עם מזון, ניתן לייצר 10 מתוך 20 חומצות האמינו הדרושות על ידי הגוף, השאר הכרחיות.
שלבי חילוף החומרים של חלבון:
- צריכת חלבון מהמזון;
- פירוק פפטידים לחומצות אמינו בדרכי העיכול;
- העברת האחרונים לכבד;
- התפלגות חומצות אמינו ברקמות;
- ביוסינתזה של פפטידים ספציפיים;
- הפרשת חומצות אמינו שאינן בשימוש בצורת מלחים מהגוף.
שומנים
סוגי חילוף החומרים והאנרגיה בגוף האדם כוללים מטבוליזם של שומן. שומנים הם תרכובות של גליצרול וחומצות שומן. במשך זמן רב האמינו כי השימוש בהם אינו הכרחי לתפקוד מלא של הגוף. עם זאת, סוגים מסוימים של חומרים כאלה מכילים רכיבים אנטי-סקלרוטיים משמעותיים.
שומנים, בהיותם מקור אנרגיה חשוב, עוזרים לשמור על חלבונים בגוף, אשר מתחילים לשמש לייצורם עם מחסור בפחמימות ובליפידים. שומנים חיוניים לספיגת ויטמינים A, E, D. כמו כן, שומנים כלולים בציטופלזמה ובקיר התא.
הערך הביולוגי של השומנים נקבע לפי סוג חומצות השומן איתן נוצרו. חומצות אלה יכולות להיות בעלות שני סוגים:
- רוויים, שאינם בעלי קשרים כפולים במבנה שלהם, נחשבים כמזיקים ביותר, מכיוון שצריכה מוגזמת של מזון עם תכולה גבוהה מסוג זה של חומצה עלולה לגרום לטרשת עורקים, השמנת יתר ומחלות אחרות. הווה בחמאה, שמנת, חלב, בשר שומני.
- בלתי רווי - מועיל לגוף. אלה כוללים חומצות אומגה 3, -6 ו- -9. הם מסייעים בחיזוק החסינות, בהחזרת רמות הורמונליות, במניעת השקעת הכולסטרול, בשיפור מראה העור, הציפורניים והשיער. המקורות לתרכובות כאלה הם שמנים של צמחים שונים ושמן דגים.
שלבי חילוף החומרים של השומנים:
- צריכת שומנים בגוף;
- פירוק בדרכי העיכול לגליצרול וחומצות שומן;
- היווצרות ליפופרוטאינים בכבד ובמעי הדק;
- הובלת ליפופרוטאינים לרקמות;
- היווצרות של שומנים ספציפיים בתאים.
עודפי שומן מופקדים מתחת לעור או סביב האיברים הפנימיים.
פחמימות
פחמימות או סוכרים הם מקור האנרגיה העיקרי בגוף.
חילוף חומרים בפחמימות:
- המרת פחמימות בדרכי העיכול לסוכרים פשוטים שנספגים לאחר מכן;
- המרה של גלוקוז לגליקוגן, הצטברותו בכבד ובשרירים, או שימוש לייצור אנרגיה;
- המרה של גליקוגן לגלוקוזה על ידי הכבד במקרה של ירידה ברמת הסוכר בדם;
- יצירת גלוקוז מרכיבים שאינם פחמימות;
- המרה של גלוקוז לחומצות שומן;
- פירוק חמצן של גלוקוז לפחמן דו חמצני ומים.
במקרה של צריכה מוגזמת של מזונות עשירים בגלוקוזה, הפחמימות מומרות לליפידים. הם מופקדים מתחת לעור וניתן להשתמש בהם להמשך טרנספורמציה של אנרגיה בתאים.
הערך של מלחי מים ומינרלים
חילוף החומרים במים-מלח הוא קומפלקס של תהליכי צריכת, שימוש והסרה של מים ומינרלים. רוב הנוזל נכנס לגוף מבחוץ. וגם זה משתחרר בכמויות קטנות בגוף במהלך פירוק חומרים מזינים.
פונקציות של מים בגוף:
- מבני (מרכיב הכרחי בכל הרקמות);
- פירוק והובלת חומרים;
- מתן תגובות ביוכימיות רבות;
- מרכיב חיוני בנוזלים ביולוגיים;
- מספק איזון מים-מים קבוע, משתתף בוויסות תרמי.
נוזל מופרש מהגוף באמצעות הריאות, בלוטות הזיעה, מערכת השתן והמעיים.
ניתן לחלק מלחים מינרליים המתקבלים עם מזון למקרו- ומיקרו-אבנים. הראשון כולל מינרלים הכלולים בכמויות משמעותיות - מגנזיום, סידן, נתרן, זרחן ואחרים. גורמי קורט דרושים לגוף בכמות קטנה מאוד. אלה כוללים ברזל, מנגן, אבץ, יוד ואלמנטים אחרים.
מחסור במינרלים עלול להשפיע לרעה על פעילותן של מערכות גוף שונות. לכן, עם מחסור במגנזיום ואשלגן, נצפתה תקלה במערכת העצבים המרכזית, שרירים (כולל שריר הלב) נצפים. מחסור בסידן וזרחן יכול להשפיע על חוזק העצם, ומחסור ביוד יכול להשפיע על תפקוד בלוטת התריס. הפרות של איזון המלח והמים עלולות לגרום לאורוליתיאזיס.
ויטמינים
ויטמינים הם קבוצה גדולה של תרכובות פשוטות הנחוצות לתפקוד מלא של כל מערכות הגוף.
הוויטמינים מחולקים לשתי קבוצות:
- מסיסים במים (ויטמיני B, ויטמין C ו- PP) שאינם מצטברים בגוף;
- מסיסים בשומן (A, D, E) בעלי תכונה דומה של הצטברות.
תרכובות מסוימות (ויטמין B12, חומצה פולית) מיוצרות על ידי מיקרופלורת מעיים. ויטמינים רבים הם חלק מאנזימים שונים שבלעדיהם אין אפשרות ליישם תהליכים ביוכימיים.
שלבי החלפת ויטמינים:
- צריכת מזון;
- מעבר למקום הצבירה או הסילוק;
- המרה לקואנזים (מרכיב באנזים ממוצא שאינו חלבוני);
- השילוב של קו אנזים ואפנזים (חלק חלבוני מהאנזים).
עם מחסור בוויטמין כלשהו, מתפתחת היפוביטמינוזה, עם עודף - היפרוויטמינוזיס.
החלפת אנרגיה
מטבוליזם אנרגטי (קטבוליזם) הוא קומפלקס של תגובות פירוק של חומרים מזינים מורכבים לפשוטים יותר עם שחרור אנרגיה, שבלעדיהן בלתי אפשרי צמיחה והתפתחות, תנועה וגילויים אחרים של פעילות חיונית. האנרגיה המתקבלת מצטברת בצורה של ATP (מקור אנרגיה אוניברסלי באורגניזמים חיים), הכלול בכל התאים.
כמות האנרגיה המשתחררת לאחר אכילת מוצר מזון נקראת ערך האנרגיה שלו. אינדיקטור זה נמדד בקילוקלוריות (kcal).
חילופי אנרגיה מתרחשים במספר שלבים:
- מכינה. זה מרמז על פירוק של חומרים מזינים מורכבים בדרכי העיכול לפשוטים יותר.
- תסיסה ללא חמצן היא טרנספורמציה של גלוקוז ללא השתתפות חמצן. התהליך מתרחש בציטופלסמה של תאים. התוצרים הסופיים של השלב הם 2 מולקולות ATP, מים וחומצה פירובית.
- שלב חמצן או אירובי. זה עובר במיטוכונדריה (אברונים מיוחדים של תאים) ואילו חומצה פירובית מתפרקת בהשתתפות חמצן ויוצרת 36 מולקולות ATP.
ויסות תרמי
ויסות תרמי הוא היכולת של אורגניזם חי לשמור על טמפרטורת גוף קבועה, המהווה אינדיקטור חשוב לחילופי חום. כדי שמחוון זה יהיה יציב, יש לכבד את השוויון בין העברת חום לייצור חום.
ייצור חום - שחרור חום בגוף. המקור שלה הוא רקמה שבה מתרחשות תגובות עם שחרור האנרגיה. לכן, הכבד ממלא תפקיד חשוב בוויסות תרמי, מכיוון שתהליכים ביוכימיים רבים מתבצעים בו.
העברת חום או ויסות פיזי יכולים להתקיים בשלושה דרכים:
- הולכת חום - העברת חום לסביבה ולחפצים במגע עם העור;
- קרינת חום - העברת חום לאוויר וחפצים מסביב על ידי קרינת קרניים אינפרא אדום (תרמיות);
- אידוי - העברת חום דרך אידוי לחות בזיעה או בתהליך נשימה.
מה משפיע על התהליך המטבולי
לחילוף החומרים של כל אורגניזם ספציפי יש מאפיינים משלו. קצב חילוף החומרים נקבע על ידי מספר גורמים:
- מין (בדרך כלל אצל גברים תהליכים מטבוליים מהירים מעט יותר מאשר אצל נשים);
- גורם גנטי;
- שיעור מסת השריר (אנשים עם שרירים מפותחים זקוקים לאנרגיה רבה יותר לעבודת שרירים, כך שהתהליכים המתרחשים יהיו מהירים יותר);
- גיל (עם השנים קצב חילוף החומרים פוחת);
- רקע הורמונלי.
התזונה מספקת השפעה עצומה על תהליך חילוף החומרים. כאן, הן תזונה והן צריכת מזון חשובים. לתפקוד תקין של הגוף, אתה זקוק לכמות האופטימלית של חלבונים, שומנים, פחמימות, ויטמינים, מינרלים ונוזלים. חשוב לזכור שאכילה מעט טובה יותר, אך לעיתים קרובות, מכיוון שהפסקות ארוכות בין הארוחות עוזרות להאט את חילוף החומרים, מה שאומר שהם יכולים להוביל להשמנה.
