Обмяна на веществата и енергиен баланс

В процеса на храносмилането всички хранителни съставки, които могат да се оползотворят от човешкия организъм, се разпадат на съставните си части, поемат се (резорбират се) през чревната стена и се преобразуват в организма.

Хранителните вещества са необходими за четири основни процеса, които протичат в организма:
растеж (размножаване и нарастване на клетките), т.е. изграждане на нова телесна субстанция;
доставка на енергия за поддържане на жизнените процеси в клетките (всички биологични активности на клетката се нуждаят от енергия);
добив на енергия за физическата и психическата дейност на организма;
заместване на загинали клетки и отделени телесни субстанции.

Всички сложни и многообразни субстанции, от които се състои човешкото тяло, са изградени от три основни хранителни вещества и някои микроелементи. Нека си представим един строител, който е в състояние от камък, вар и дърво с малко стомана и стъкло да изгради най-различни постройки. А организмът има способността да използува тези основни вещества дори и за експлоатация, за отопление и оформление на цялата постройка.
Трите основни хранителни вещества са въглехидратите (основни субстанции, изградени от въглерод, водород и кислород), белтъчините (съдържат още и азот, а също така сяра и евентуално някои други атоми) и мастите (които се състоят от глицерин и мастни киселини).

Въглехидратите служат каго доставчик на енергия за всички посочени жизнени процеси. По правило (изключения се срещат само при крайно строги диети) те представляват главната съставна част на ежедневната ни храна.Към въглехидратите се числят например брашното, скорбялата, тръстиковата захар (всъщност цвеклова захар), млечната захар, гликогенът (под такава форма кръвната захар се натрупва в организма), в месото и вътрешните органи, плодовата захар и много други. Дори и целулозата, обвивната и опорната субстанция на растенията, е изградена от захарни молекули, но тя не може да се смила от действуващите в човешките черва ензими (от нея са съставени т.нар. баластни вещества в храната).
Всички въглехидрати са съставени от „прости“ захари, например гроздова захар ( = глюкоза), плодова захар ( = фруктоза), млечна захар (= галактоза), дървесна захар ( = ксилоза). От една молекула глюкоза и една молекула фруктоза се получава една молекула тръстикова захар. Следователно захарта, която използуваме за подслаждане, се състои от две различно изградени захарни съставки, които при храносмилането се отделят една от друга и се резорбират като глюкоза и фруктоза. Две молекули глюкоза образуват малцовата захар (малтоза). Същинската млечна захар в млякото се състои от по една молекула глюкоза и галактоза. По-дългите молекулни вериги образуват скорбялата (300 до 15 000 молекули глюкоза), целулозата (2000 до 20 000 молекули глюкоза), гликогена (5000 до 500 000 молекули глюкоза). Храносмилателните ферменти имат способността един вид да разбиват тези дълги вериги, защото нито скорбялата, нито гликогенът, нито дори захарните форми, съставени само от две молекули (дизахариди), могат да се поемат от чревната стена. За доказателство ще посочим един прост пример: ако силно дъвчем неподсладен хляб в продължение на няколко минути, той придобива сладникав вкус, защото слюнчените ферменти още в устата разцепват скорбялата (брашното) на отделни захарни молекули.

В организма въглехидратите могат да се превръщат и в масти под формата на запаси. По този начин се обяснява фактът, че изяденото сладко парче торта се „залепва“ като сланина около ханша. Мастите служат като енергиен запас (а също и за топлинна изолация и за „буфер“ между органите — градивни масти), както и за непосредствен добив на енергия при дълготрайно натоварване. Въглехидратите изгарят също като газ бързо, с непосредствено отделяне на енергия. Мастите са обаче като въглища или кокс — бавно се възпламеняват, но горят по-дълго и по-интензивно. От един грам масти се освобождава повече от двойно количество енергия в сравнение е въглехидратите и белтъчините.

Следователно едно краткотрайно усилие в никакъв случай не води до намаляване на мастните депа.
Белтъчините (протеините) са същинските основни градивни елементи на живата субстанция в човешкия (и животинския) организъм. Те представляват вериги от аминокиселини — съединения, съдържащи азот в най-различни комбинации. В природата са известни над 100 различни аминокиселини. Само 23 от тях са подходящи за градивни елементи на белтъчините. Човешките белтъчини се състоят от около 20 аминокиселини, а тяхното количество и техният начин на подреждане в белтъчната структура определят качествата на съответния протеин.
Въпреки относително малкия брой градивни елементи са възможни билиони различни комбинации — многообразието на отделните белтъчни субстанции още далеч не е изчерпано.

Ако в храната липсват определени аминокиселини — например при крайно строга диета или хронично гладуване — то изграждане на съответните белтъчини не е възможно. Като последствие от това се появяват смущения в растежа, намаляване на работоспособността, неправилно развитие, многобройни най-различни болести. Също и при крайно едностранчиво хранене (строго вегетарианство, едностранчиво хранене при стари хора) може да се получи такъв аминокиселинен дефицит.Особено внимание трябва да се обръща на поемането на белтъчини и при всички прекалени диети за отслабване. Ако намаляването на теглото става много бързо, тогава се разграждат собствените белтъчни субстанции и се използуват за добив на енергия.Добивът на енергия от глюкоза (гроздова захар) в клетката може да стане по два начина. Със съдействието на ензими захарната моле кула се разпада без достъп на кислород („ферментация“). В такъв случай от една молекула захар се образува една молекула млечна киселина и 200 кдж (47 ккал) енергия. Това е пътят за добив на енергия при липса на кислород в тъканите. Преди да се разпадне, образуваната млечна киселина довежда до местно свръхподкиселяване на тъканите. Този феномен е известен на всеки нетрениран човек като мускулна треска, тъй като при внезапно евръхобременяване на мускулите редовният подвоз на кислород се явява недостатъчен. В мускулатурата възниква временен кислороден глад. При тренирания човек вече са се образували в достатъчно количество междусъдови връзки, така че и при силно пренапрежение мускулатурата получава достатъчно кръв, наситена с кислород. Вторият — типичният — начин за добиване на енергия се осъществява в присъствието на кислород (аеробна обмяна на веществата). В този случай с помощта на ферменти глюкозата се разгражда до въглероден окис и вода ( = въглена киселина). И двата крайни продукта се излъчват навън. При това превръщане от една молекула глюкоза се получават около 2860 кдж (680 ккал) енергия, значи петнадесет пъти повече, отколкото при липса на кислород. При тази обмяна енергията не се освобождава само под формата на топлина. Тя едва ли би била от полза за клетката. Посредством сложни механизми на биохимични превръщания се изгражда един носител на енергия (аденозинтрифосфат = АТФ), който при своята постепенна редукция също като акумулаторна печка отдава съдържащата се в него енергия. Коефициентът на полезното действие на аеробната обмяна възлиза на около 50 процента и с тази стойност далеч превъзхожда такива технически устройства като напр. парната турбина и други подобни.

Често пъти не си даваме сметка, какво количество храна човек „изразходва“ през живота си. Това са около 14 тона чисти въглехидрати, към тях се прибавят по 2,5 тона мазнини и белтъчини!
Покрай посочените основни градивни елементи, които организмът поема с храната и синтезира наново, в организма има, разбира се, и многобройни други съединения и комбинации (напр. гликопротеиди, липопрогеиди, нуклеопротеиди и др.). От голямо значение са нуклеиновите киселини, които играят основна роля в регулацията на клетъчното делене и „продукцията“ на клетъчни субстанции. Но тези вещества организмът си изгражда сам от посочените три основни градивни елемента. За поддържане на живота не са необходими всичките 20 аминокиселини. Само осем (респ. девет при подрастващите) трябва обезателно да се поемат с храната („есенциални аминокиселини“); останалите се създават чрез преобразуване в самия организъм. Задължително организмът трябва да получава и минерални вещества (вкл. микроелементи; така например цинкът е необходим за инсулиновата молекула, желязото — за кръвния пигмент и много други), както и субстанции, наречени витамини, които организмът не е в състояние сам да синтезира.
Храносмилането и обмяната на енергия са толкова комплексни, така тясно свързани един с друг процеси, че ни се струва чудно защо тези механизми не се увреждат по-често (Болести на обмяната на веществата).

Вашият коментар

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван. Задължителните полета са отбелязани с *

Медицинска енциклопедия © 2018 Frontier Theme