Народна Освіта » Біологія » Перетворення енергії та обмін речовин в організмі людини — основна властивість живого. Харчування та обмін речовин

НАРОДНА ОСВІТА

Перетворення енергії та обмін речовин в організмі людини — основна властивість живого. Харчування та обмін речовин

Ви дізнаєтесь, як перетворюється й запасається енергія в організмі людини, про значення обміну речовин і з яких процесів він складається.

* На етикетках харчових продуктів можна побачити інформацію про їхню енергетичну цінність. Що це означає? У якому вигляді в організмі перебуває енергія? Чому діабет називають цукровим?

Енергія в організмі людини

Усі процеси життєдіяльності — ріст і поділ клітин, кровообіг, травлення, м’язові скорочення, розумова діяльність тощо — постійно потребують енергії та різних речовин для їхнього перебігу. Енергія розщеплення й окиснення складних хімічних речовин не тільки зігріває наш організм, а й робить можливим виконання фізичної роботи й синтез нових речовин — загалом, вона уможливлює всі клітинні функції. Процес вивільнення енергії з органічних сполук шляхом їх окиснення (з утворенням вуглекислого газу і води) називається клітинним диханням. Енергію цих хімічних реакцій потрібно якимось чином тимчасово зберегти й передати з місця, де вона утворилася (міто-хоццрії клітин), у місця, де вона потрібна для виконання клітинних функцій. Роль універсального переносника хімічної енергії в організмі виконують молекули адено-зинтрнфосфату — АТФ. Утворення АТФ е невід’ємною складовою частиною клітинного дихання.

Ці молекули унікальні тим, що вони здатні запасати велику кількість енергії у формі не дуже стійких макроергічннх (буквально багатих на енергію) хімічних зв’язків (.кал. 1.1). Потім молекула АТФ може легко і швидко

віддавати свою енергію для виконання роботи. Це відбувається шляхом відщіплення фосфатної групи з утворенням аденозинди-фосфату (АДФ). Для синтезу ЛТФ з АДФ використовується енергія поживних речовин їжі (в основному глюкози) — коло перетворення енергії таким чином замикається (.*шл. 1.1). Недарма АТФ часто називають «грошовою одиницею» обігу енергії.

Кількісна характеристика енергії

У біології і дієтології (наука про харчування) дія характеристики кількості теплової енергії використовується одиниця вимірювання калорія (кал). Одна калорія — це кількість енергії, яка необхідна дія нагрівання 1 г води на 1 С' (1 кал = 4,2 Джоуля). Калорія — це досить маленька кількість енергії, тому, як правило, застосовується її похідна одиниця — 1 кілокалорія (ккал) =

1000 кал.

Енергетична цінність харчового продукту (тобто будь-якої речовини, призначеної для харчування людини) — це кількість енергії, що утворюється під час повного її окиснення й використовується для фізіологічних потреб організму.

Обмін речовин

Окрім енергії, клітинам постійно потрібен і певний будівельний матеріал дія їхнього відновлення, росту й функціонування, а дія цього їм необхідні різні хімічні «цеглинки». Мінеральні й незамінні поживні речовини не утворюються в нашому організмі й тому повинні надходити з їжею. Одні з таких речовин вам, напевно, вже добре відомі — це вітаміни. Макропоживпі речовини — вуглеводи, жири й білки — є не тільки джерелом енергії, а й будівельним матеріалом дія синтезу речовин власного організму. Для цього ці великі макромолекули спочатку треба розщепити на їхні простіші складові компоненти — глюкозу, жирні кислоти й амінокислоти. Початкові етапи розщеплення поживних речовин відбуваються під час травлення, а в остаточному їхньому розщепленні та побудові нових молекул ключову роль відіграє печінка — основний «хімічний реактор». Детальніше про це ми поговоримо в наступній темі.

Обмін речовин, або метаболізм (від грец. теіиЬоІе — зміна, перетворення) складається із сукупності реакцій розщеплення (катаболізм) й утворення нових молекул (анаболізм) (мал. 1.2). Перші супроводжуються вивільненням енергії, а другі, навпаки, використовують цю енергію. Однією з найважливіших сполучних ланок у цій складній мережі хімічних реакцій є молекула АТФ, яка виконує роль універсального переносника енергії. Дуже важливу роль в енергетичному обміні відіграє також глюкоза, що

виконує роль найбільш доступного й універсального «пального* для отримання енергії.

Нарешті, абсорбовані «прості» молекули, які не потрібні в поточний момент часу для отримання енергії, перетворюються в «депо» (тобто сховище) енергії. Цю роль відіграють глікоген (тваринний крохмаль) і жири. Такі реакції також відносяться до асиміляції: тому вони потребують витрат енергії.

Регуляція обміну речовин

Більшість метаболічних реакцій відбувається за участі ферментів — білків-каталізаторів, які не тільки значно прискорюють їх перебіг, а й дозволяють регулювати швидкість обміну речовин і енергії, відповідно до потреб. Багато вітамінів і мікроелементів, з якими ми пізніше познайомимося детальніше, регулюють активність ферментів.

Ключову роль в регуляції метаболічних реакцій відіграють і ендокринні сигнати (від грец. endon — всередині і krino — виділяю, дослівно: «той, що виділяє гормони»), у ролі яких виступають гормони. Наприклад, гормон інсулін, що утворюється у спеціалізованих клітинах підшлункової затази, сприяє транспортуванню глюкози із крові всередину клітин.

Порушення обміну речовин

Обмін речовин порушується внаслідок різних захворювань, особливо при ендокринних розладах, які найчастіше виникають при порушенні утворення гормонів. Так, цукровий діабет розвивається внаслідок як недостатності інсуліну, так і нечутливості клітин до цього гормона, внаслідок чого рівень глюкози в крові стійко зростає (мал. 1.3). З часом це викликає постійну спрагу, підвищений кров'яний тиск, порушення зору і функцій нирок,

больові відчуття. Але ці порушення розвиваються поступово, іноді роками, і хворі люди можуть деякий час не звертати на них уваги.

Тому так важлива рання діагностика і лікування діабету. Значні метаболічні розлади також виникають під час тривалого голодування або переїдання, а також під час зловживання алкоголем і прийомі деяких ліків.

Існує навіть медичний термін — метаболічний синдром (від грец. syndrome — збіг, накопичення), тобто цілий ряд пов’язаних між собою проблем, що виникають внаслідок ожиріння, діабету й підвищеного тиску крові, а це збільшує ризик серцево-судинних та інших захворювань. Серед факторів ризику виникнення таких порушень є як спадкові, так і поведіпкові — це нераціональне харчування (згадаємо фастфуд, у якому страви мають високий вміст жирів {мал. 1.4), та вислів «швидка їжа — швидкий крок до хвороби»), надмірна маса тіла та малорухливий спосіб життя.

1.    Усі процеси життєдіяльності постійно потребують енергії та різних речовин для їхнього перебігу.

2.    Клітинне дихання — це процес отримання енергії з хімічних сполук шляхом їх окиснення та накопичення її в молекулах АТФ.

3.    Сукупність усіх перетворень молекул, які відбуваються в організмі, складає обмін речовин, або метаболізм.

4.    Обмін речовин складається Із сукупності реакцій розщеплення складних молекул на їхні складові частини з вивільненням енергії (катаболізм або дисиміляція) та сукупності протилежних процесів утворення нових молекул (анаболізм або асиміляція), які потребують витрат енергії.

5.    Усі реакції обміну відбуваються за участі ферментів. Обмін речовин регулюють гормони, порушення вироблення яких призводить до важких захворювань.

Клітинне дихання, аденозинтрифосфат (АТФ), макроергічний зв'язок, калорія, харчовий продукт, енергетична цінність харчового продукту, незамінні поживні речовини, макропоживні речовини, обмін речовин (метаболізм), катаболізм, анаболізм, фермент, гормон, цукровий діабет.

1.    Які особливі зв'язки е в молекулі АТФ? Як це пов'язано з функцією цієї речовини?

2.    Які речовини з тих, що надходять з їжею, є джерелом енергГІ?

3.    Як відбувається клітинне дихання?

4.    За допомогою чого відбувається регуляція метаболічних реакцій?

5.    Які порушення обміну речовин ви знаєте?

На окремому аркуші накреслить таблицю та почніть заносити в неї дані про склад продуктів, які ви споживаєте (з етикеток, наприклад, мал. 1.4). Також заведіть щоденник вашого харчування, у якому регулярно занотовуйте час прийому їжі та кількість спожитих продуктів. ЦІ дані знадобляться для виконання останнього завдання № 1.

Як сьогодні проблема ожиріння набуває світового масштабу

За даними ВОЗ, у 2008 р. у світі надмірну масу тіла мали 1,4 млрд людей дорослого населення, і в той же час 842 млн страждали від недостатнього харчування, І з них 98 % — у бідних країнах. Перше місце в світі за поширеністю ожиріння серед населення займає Республіка Науру — острівна держава в Мікронезії, де 71 % людей віком від 20 років мають надмірну масу тіла. Україна за цим показником займає 91 місце (надмірну масу має 20 % дорослого населення), і знаходиться між Македонією й Фінляндією. У результаті розповсюдження ожиріння в Науру 31 % населення страждає від діабету, і це також найвищий у світі показник.

 

Це матеріал з підручника Біологія 8 клас Жолос

 

Категорія: Біологія

Автор: admin от 15-07-2016, 11:44, Переглядів: 3828