| Меню |
- Главная
- Юридпсихология
- Этика эстетика
- Электротехника
- Эктеория
- Физика
- Управление персоналом
- Уголовный процесс
- Уголовное право
- Схемотехника
- Стратегический менеджмент
- САПР
- Ресторанно-гостиничный бизнес бытовое обслуживан
- Реклама и PR
- Режущий инструмент
- Неопределено
- Метрология
- Матметоды в эк-ке
- Исторические личности
- Искусство и культура
- Информатика
- Иностранные языки
- Гражданское процессуальное право
- Гражданское право
- Государственное регулирование и налогообложение
- Сонник
- Карта сайта
| Поиск |
 Химия тела | ||||
Химия телаХИМИЯ ТЕЛА. Каждый человек состоит из крошечных кирпичиков, называемых атомами и молекулами. Все процессы, протекающие в нашем организме, зависят от множества химических реакций между этими элементами. Все мы состоим из тех химических веществ, которые содержатся в пище. Вода – самый важный компонент. С напитками и едой мы потребляем её около двух литров в день. Человеческий организм на 70% состоит из воды, и только на 30% - из твёрдых веществ. Помимо получаемых с водой кислорода и водорода важнейшими элементами являются углерод, азот и кальций. В небольших количествах содержатся натрий, калий, хлор, фосфор, медь, цинк, магний, марганец и йод.
| ||||
|
Наименование продуктов |
Количество граммов усвояемых веществ в 100 г продукта |
Количество калорий в 100 г продукта |
||
|
белки |
жиры |
углеводы |
||
|
Хлеб ржаной Хлеб пшеничный Батоны из муки 1-го сорта Говядина средняя Судак свежий Картофель свежий Капута свежая Свёкла Гриюной порошок из шампиньонов Белые грибы сушёные |
5,5 6,9 6,97 16 10,4 1 0,9 1,3 45,5 33 |
0,6 0,4 1,02 4,3 0,2 0,1 0,1 0,1 3,8 13,6 |
39,3 45,2 48,19 0,5 - 13,9 3,5 8,1 20,9 26,3 |
190 217 235,6 105 44 63 20 39 192 224,2 |
Твёрдые элементы тела человека включают три типа соединений – белки, углеводы и жиры. Все они являются органическими соединениями, т. е. содержат атомы углерода, связанные между собой в цепочки или кольца. В природе они находятся только в живых организмах. Белки являются главными структурными компонентами клеток кожи и мышц. Углеводы и жиры служат основными источниками энергии. Простые неорганические молекулы в организме включают в себя такие известные соединения, как хлорид натрия (обычная соль), фторид калия, входящий в состав зубной пасты, и хлористоводородную (соляную) кислоту.
Человеческому организму для своей жизнедеятельности необходима энергия. Всю энергию мы получаем с пищей. При сгорании угля происходит быстрое соединение его с кислородом и интенсивное выделение энергии в форме тепла. В организме топливо в виде пищи соединяется с кислородом воздуха значительно медленнее, и количество выделяемой энергии не достаточно для возгорания. Чтобы достигнуть клеток, пища должна быть расщеплена на молекулы, которые способны проходить через стенки кишечника, циркулировать с кровью и проникать через мембраны в клетки. В процессе пищеварения протекают биохимические реакции, в результате белки расщепляются на аминокислоты, углеводы на сахара, а жиры – на глицерин и так называемые жирные кислоты. Кислород в клетки переносится из лёгких посредством красных кровяных телец при помощи железосодержащего пигмента – гемоглобина.
Биохимические реакции, расщепляющие сложные молекулы на простые, называются катаболическими. Реакции синтеза сложных молекул, таких как жиры, называются анаболическими. Они образуют метаболизм – совокупность химических процессов в организме.
С пищей мы получаем питательные вещества, которые являются сырьём для метаболизма. В клетке питательные вещества медленно соединяются с кислородом и постепенно высвобождают свою энергию. Грамм белка или углевода в конечном итоге даёт 4,1 килокалории энергии, жира – 9,2 килокалорий. В среднем подростку необходимо около 3300 килокалорий в день, из которых 3000 идут на выделение тепла, а оставшиеся 300 – на другие процессы жизнедеятельности. Тепло, распространяющееся по организму с кровью, затрачивается на поддержание постоянной температуры тела (около 37°С).
Все метаболические реакции протекают с участием специальных белков – ферментов (энзимов). Существует более 1000 различных ферментов, каждый из которых катализирует (ускоряет) только определённый тип реакций. Например, один фермент обеспечивает разложение углевода сахарозы (обычный сахар) на глюкозу и фруктозу. Фермент не изменяется в процессе реакции и может использоваться снова. В процессе пищеварения одна молекула фермента обеспечивает протекание реакции с частотой 100 000 раз в секунду. Ферменты работают только при определённых условиях, одно из которых – температура около 37°С. Некоторые ферменты состоят не только из белков. Они содержат другие соединения и называются коферментами. Часто витамины, содержащиеся в пище, действуют как коферменты. Витамины необходимы для нормального роста и для противодействия инфекциям, однако они не производятся внутри организма, а поступают извне.
Большинство клеточных химических реакций протекают в несколько стадий, образуя так называемый путь метаболизма. Например, реакция глюкозы с кислородом протекает примерно в 30 этапов. В результате выделяется энергия и образуются углекислый газ и вода. Если бы вся энергия высвободилась сразу, то клетка перегрелась бы и погибла. Поэтому в клетке энергия выделяется малыми порциями и сразу используется для образования адренозин трифосфата (АТФ). Процесс получения энергии из питательных веществ называется катаболизом. Синтез белков или других соединений с расходом клетки АТФ называется анаболизмом.
Во внутриклеточных реакциях расходуется больше АТФ, чем производится. Вот почему для пополнения запасов энергии мы вынуждены питаться. Наиболее важные энергопотребляющие реакции связаны с синтезом белков. Большинство белков необходимы для производства новых клеток. Например, у клеток кожи и крови продолжительность жизни составляет всего несколько недель или месяцев. Поэтому в клетке каждую минуту синтезируется около 3500 белков.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
То, что клетка может обеспечить проведение сложных синтетических реакций, тем удивительнее, что в ней, казалось бы, для этого нет условий. Нет ни высоких температур и давлений, ни сильнокислой или сильнощелочной среды. Почти всё, что нужно клетке – это наличие катализаторов-ферментов и энергия АТФ.
Синтез молекул белков значительно сложнее, чем синтез жиров или углеводов. Молекула каждого белка состоит из 22 типов аминокислот, которые соединены друг с другом в цепочки по типу «голова-хвост» в разной последовательности. Из 22 аминокислот только 14 образуются в нашем организме. Остальные восемь он должен получить с определённым типом пищи.
Молекула белка может состоять из нескольких сотен молекул аминокислот. Так, молекула дыхательного белка крови (гемоглобина) состоит из 574 аминокислот.
Для синтеза многих тысяч различных белков с уникальной последовательностью аминокислот организму требуется ещё один тип биохимических соединений – нуклеиновые кислоты. Двумя основными их типами являются дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) и рибонуклеиновая кислота (РНК). Каждая из этих кислот состоит из длинной цепи молекул сахара с присоединённым нуклеотидом (кольцом из атомов углерода и азота. ДНК существует в виде двух перекрученных спиралей, соединённых между собой нуклеотидами. Учёные называют эту структуру двойной спиралью ДНК.
Последовательность трёх нуклеотидов в спирали ДНК образует специальный код, определяющий порядок, в котором аминокислоты соединяются друг с другом при синтезе молекулы белка. Он называется триплетным кодом. Некоторые аминокислоты кодируются более чем одним триплетом. Код ДНК определяет внешний вид, рост и функции организма.
Человеческий организм – это живая самоуправляемая машина, которая в качестве топлива потребляет высокоэнергетические соединения. Известные как углеводы и жиры, точно так же, как автомобиль использует бензин.
Мы же питаем свой организм углеводами и жирами, молекулы которых включают углерод, водород и кислород. Углеводы состоят из маленьких элементов, их основой являются сложные кольца атомов углерода.
Простейшие углеводы содержат один или два таких элемента и известны нам как сахара. Молекула одного из сахаров, глюкозы, содержит, например, кольцо из шести атомов углерода и, поскольку она состоит только из одного такого кольца с присоединёнными к нему атомами углерода, водорода и кислорода, то называется моносахаридом или простым сахаром. Молекула другого моносахарида, фруктозы, содержит кольцо из пяти атомов углерода. С другой стороны, молекула сахарозы состоит из двух элементов – фруктозы и глюкозы, вместе образующих дисахарид. Более сложные углеводы – полисахариды – включают многие элементы, вырастающие в длинные цепочки.
Полисахариды практически нерастворимы в воде. Напротив, моносахариды хорошо растворяются в воде и легко циркулируют в организме.
Глюкоза является важнейшим моносахаридом в организме человека, так как это единственный углерод, питающий мозг. Она также является основным источником энергии для мышечной активности. Глюкоза как моносахарид усваивается нами из сладких фруктов (например, винограда), но большая часть этого топлива для организма образуется при расщеплении крахмала и других сахаров.
|
Только моносахариды могут использоваться организмом в своём первоначальном виде. В отличие от них, дисахариды и полисахариды расщепляются пищеварительными ферментами на моносахариды, которые затем поглощаются организмом через стенки кишечника. Процесс пищеварения углеводов начинается уже во рту. Слюна содержит фермент амилазу, расщепляющий крахмал до мальтозы. Этот процесс продолжается в кишечнике, где желудочный сок, производимый поджелудочной железой, тоже содержит амилазу. Кроме того, в желудочном соке есть все ферменты, необходимые для полного пищеварения. Так, фермент мальтаза расщепляет мальтозу на глюкозу, а сахараза – сахарозу на глюкозу и фруктозу.
Моносахариды, образующиеся в процессе пищеварения, поступают через стенки желудка в кровоток и переносятся к тканям, где они распадаются, выделяя энергию. Часть её идёт на поддержание температуры тела, а остальное – на обеспечение процессов жизнедеятельности.
В действительности этот процесс включает в себя множество различных химических стадий. В различные моменты энергия выделяется и затем хранится в виде такого соединения, как аденозинтрифосфат (АТФ). Это вещество образуется при соединении фосфатной группы с аденозиндифосфатом (АДФ). Затем АТФ передаёт энергию, необходимую для протекания химических реакций в организме. При этом АТФ превращается опять в АДФ. Когда нет необходимости в немедленном использовании энергии глюкозы, она может «передаваться на хранение». В мышцах энергия АТФ хранится в виде соединения креатинфосфат, которое может воссоздавать АТФ по мере надобности. К тому же «лишняя» глюкоза превращается в гликоген, хранящийся в печени и мышцах для дальнейшего использования.
|
Углеводы не являются единственным источником энергии, используемым организмом. Часть необходимой энергии выделяется в процессе метаболизма белков, но значительную долю обеспечивают такие высокоэнергетические соединения, как жиры, от которых большинство людей пытаются избавиться при помощи диеты. Жиры относятся к группе соединений – липидам, включающим также фосфолипиды, воски и стероиды.
Жиры – нерастворимые в воде вещества. Они образуются при соединении глицерина с жирными кислотами. Подобно углеводам, жиры состоят из углевода, водорода и кислорода, но относительное содержание последнего меньше. Они резко отличаются от углеводов структурой молекул.
Употребляемые нами жиры перевариваются в основном в тонком кишечнике. Желчь из желчного пузыря разделяет их на крохотные капельки. То есть играет роль эмульгатора. Далее эти капельки расщепляются ферментом липазой на глицерин и жирные кислоты, которые, проходя через стенки кишечника, вновь объединяются в капельки жира и транспортируются лимфатической системой к другим частям организма. Жиры – чрезвычайно важный источник энергии. Так, содержащая шесть атомов углерода жирная кислота даёт больше энергии, чем шестиуглеродный сахар.
Страницы: 1, 2
Наверх