Definition des Körperstoffwechsels. Was ist Stoffwechsel und was sind die Ursachen seiner Verletzung? Was beeinflusst die Geschwindigkeit von Stoffwechselprozessen?

Allgemeines Stoffwechsel- und Energiekonzept Der menschliche Körper existiert wie alle Lebewesen als offenes Energiesystem. Das bedeutet, dass der Körper ständig Substanz in Form ziemlich einfacher chemischer Verbindungen verliert. Gleichzeitig wird dem Körper Energie entzogen. Aber der Körper ist ein stabiles Energiesystem, daher wird der Verlust an Materie und Energie durch ihre ständige Aufnahme aus der Umgebung wieder aufgefüllt. Durch den menschlichen Körper fließt also ständig Materie und die darin enthaltene Energie. Dieser kontinuierliche Fluss ist eine der wichtigsten Eigenschaften lebender Organismen und wird Stoffwechsel und Energie oder Stoffwechsel genannt.

Die in den Körper eintretende Substanz enthält chemische Energie (die Energie intramolekularer chemischer Bindungen). Diese Energie wird im Körper in die chemische Energie anderer Verbindungen sowie in thermische, mechanische und elektrische Energie umgewandelt. Im Körper wird wenig elektrische Energie produziert, die aber für das Funktionieren des Nerven- und Muskelsystems wichtig ist.

Der Stoffwechsel ist ein einzelner Prozess, der auf der Ebene des gesamten Organismus abläuft, er besteht aus Stoffwechselvorgängen, die in jeder einzelnen Zelle ablaufen. Das Wesen des Stoffwechsels ist die ganze Vielfalt der Stoffumwandlungen im Körper, die entweder unter Aufwendung oder unter Freisetzung von Energie erfolgen. Der Gesamtprozess des Stoffwechsels hat also zwei Seiten, die untrennbar miteinander verbunden sind:

Anabolismus (Assimilation, Plastikaustausch) ist eine Reihe von Synthesereaktionen, die in Zellen ablaufen. Gleichzeitig werden aus einfacheren Substanzen komplexere Substanzen synthetisiert. Anabolismusreaktionen sind mit Energiekosten verbunden. Die Hauptenergiequelle für anabole Reaktionen ist ATP. Ein Beispiel für solche Reaktionen ist die Proteinbiosynthese, die in allen Zellen stattfindet. Die Ausgangsstoffe für den Anabolismus sind Nährstoffe, die mit der Nahrung in den Körper gelangen und als Ergebnis des Verdauungsprozesses gebildet werden. Als Folge anaboler Reaktionen kommt es zu einer ständigen Selbsterneuerung, Wachstum und Entwicklung des Körpers. Darüber hinaus sind Anabolismusreaktionen Lieferanten von organischen Verbindungen für Katabolismusprozesse.

Katabolismus (Dissimilation, Energiestoffwechsel) ist eine Reihe von Reaktionen der Aufspaltung und des Zerfalls von komplexeren organischen Substanzen zu einfacheren bis hin zu Kohlendioxid und Wasser. Diese Reaktionen gehen mit der Freisetzung von Energie einher, von der etwa die Hälfte in Wärme umgewandelt und zur Aufrechterhaltung der Körpertemperatur verbraucht wird, und die zweite Hälfte der Energie in Form von hochenergetischen Bindungen in ATP-Molekülen gespeichert wird, die für die Synthese verwendet werden Reaktionen.

Die wichtigsten organischen Substanzen, aus denen der menschliche Körper besteht, sind Proteine, Kohlenhydrate, Fette und Nukleinsäuren, während einige Substanzen in andere umgewandelt werden können, beispielsweise Kohlenhydrate in Fette und umgekehrt, Proteine ​​​​in Fette und Kohlenhydrate umgewandelt werden können. Die anorganischen Substanzen des Körpers sind Wasser und Mineralsalze. Eine vollwertige, ausgewogene Ernährung sollte organische Stoffe in ausreichender Menge und Qualität enthalten und auch die notwendigen Mineralsalze sowie Wasser und Vitamine enthalten. Es gibt ungefähr 60 Nährstoffe, die ein Gleichgewicht erfordern.

Eine eintönige Ernährung, die zum Ausschluss einzelner Bestandteile führt, führt zu Stoffwechselstörungen. Es ist üblich, Eiweiß-, Kohlenhydrat-, Fett- und Wasser-Salz-Stoffwechsel zu unterscheiden. Der Energiewert von Lebensmitteln wird in Kilokalorien (kcal) gemessen. Der tägliche Energiebedarf eines Menschen liegt im Durchschnitt bei etwa 3.100 Kilojoule, dieser Wert ist abhängig von Geschlecht, Alter, körperlicher und emotionaler Aktivität. Besonders hohe Energiekosten in Bezug auf das Körpergewicht bei Kindern im Alter von 1 bis 5 Jahren aufgrund der hohen Aktivität von Stoffwechselprozessen.

Proteinstoffwechsel Von allen organischen Verbindungen, aus denen der menschliche Körper besteht, machen Proteine ​​den größten Anteil aus. Die Funktionen von Proteinen im Körper sind sehr vielfältig: strukturell (sie sind Teil von Zellmembranen, bilden ein Zytoskelett); katalytisch (Enzymproteine); regulatorisch (Proteine ​​- Hormone); Transport (Albumine und Globuline des Blutplasmas, Hämoglobin der Erythrozyten); schützend (Proteine ​​- Antikörper, Proteine ​​des Blutgerinnungssystems); Rezeptor, Signal (Proteine ​​von Membranen von Rezeptorenden); kontraktil (Aktin und Myosin von Muskelzellen, Tubulinprotein von Flagellen und Zilien); Energie (Freisetzung von Energie beim Abbau von Proteinen);

Proteine ​​sind in einer ausgewogenen Ernährung von besonderer Bedeutung, da sie im menschlichen Körper nicht aus anderen organischen Verbindungen synthetisiert werden und über die Nahrung aufgenommen werden müssen. Aus chemischer Sicht sind Proteine ​​polymere Verbindungen, die aus Aminosäuren bestehen. Im menschlichen Verdauungstrakt werden Nahrungsproteine ​​in Aminosäuren zerlegt, aus denen dann in den Körperzellen eigene Proteine ​​synthetisiert werden. Menschliche Proteine ​​bestehen aus 22 verschiedenen Aminosäuren. Alle Aminosäuren werden in essentielle und nicht-essentielle unterteilt.

Austauschbare Aminosäuren können im menschlichen Körper aus anderen Aminosäuren gebildet werden. Essentielle Aminosäuren können vom menschlichen Körper nicht synthetisiert werden und müssen daher über die Nahrung aufgenommen werden. Im Körper eines Erwachsenen können 14 Aminosäuren synthetisiert werden. Es gibt 10 essentielle Aminosäuren bei Kindern und 8 bei Erwachsenen (Arginin, Valin, Leucin, Isoleucin usw.). Das Fehlen oder Fehlen einer einzigen essentiellen Aminosäure führt zu einer Verlangsamung oder sogar zum Stillstand von Wachstum und Entwicklung. In diesem Zusammenhang gibt es das Konzept der biologischen Wertigkeit von Proteinen.

Proteine, die alle essentiellen Aminosäuren in ausreichender Menge enthalten, werden als vollständige Proteine ​​bezeichnet. Dies sind tierische Proteine ​​(Proteine ​​aus Fleisch, Fisch, Eiern, Milch). Proteine, die nicht alle essentiellen Aminosäuren enthalten, werden als unvollständig bezeichnet. Dies sind Proteine ​​pflanzlichen Ursprungs (außer Kartoffelproteine).

Nahrungsproteine ​​werden unter der Wirkung von proteolytischen Enzymen, die Teil der Verdauungssäfte sind, in Aminosäuren zerlegt und durch die Darmwände ins Blut aufgenommen. Mit dem Blutfluss gelangen Aminosäuren in die Körperzellen und nehmen an weiteren Umwandlungen (Eiweißbiosynthese, Umwandlung in andere Aminosäuren etc.) teil.

Die vollständige Oxidation von 1 Gramm Proteinen zu Kohlendioxid, Wasser und Harnstoff wird von der Freisetzung von 17,6 kJ (4,1 kcal) Energie begleitet. Proteine ​​​​werden praktisch nicht in der Reserve abgelagert. Bei Proteinmangel in Zellen werden die Proteine ​​der Membranen der Zellen selbst verbraucht, was zu schweren Stoffwechselstörungen führt. Der Tagesbedarf eines Erwachsenen an Proteinen beträgt 90-150 Gramm (je nach körperlicher Aktivität).

Überschüssiges Protein in der Nahrung kann in Glykogen und Fett umgewandelt werden, aber im Allgemeinen werden überschüssige Aminosäuren zu Kohlendioxid, Wasser und Ammoniak oxidiert. Ammoniak ist giftig, daher wird es in der Leber in ungiftigen Harnstoff umgewandelt und mit dem Urin ausgeschieden. Im Körper eines Erwachsenen entspricht die Menge an synthetisierten Proteinen normalerweise der Menge an zerfallendem Protein. Bei Kindern überwiegt die Proteinsynthese gegenüber ihrem Abbau, und bei alten Menschen überwiegt der Prozess des Abbaus gegenüber der Synthese.

Im Erwachsenenalter hat ein gesunder Mensch eine Stickstoffbilanz, d. h. die Menge an Stickstoff, die aus Nahrungsproteinen gewonnen wird, ist gleich der Menge an ausgeschiedenem Stickstoff. In einem jungen, wachsenden Körper wird Proteinmasse angesammelt, sodass die Stickstoffbilanz positiv ist, dh die Menge an zugeführtem Stickstoff übersteigt die aus dem Körper ausgeschiedene Menge. Im Alter ist die Stickstoffbilanz aufgrund des überwiegenden Abbaus von Proteinen negativ, das heißt, die Menge an Stickstoff, die in den Körper gelangt, ist geringer als die Menge an Stickstoff, die vom Körper ausgeschieden wird.

Krankheiten im Zusammenhang mit Proteinmangel. Der Proteingehalt im Blutserum nimmt ab, es entwickelt sich eine Hypoproteinämie. Nach den Blutproteinen werden die Proteine ​​der Leber, der Muskeln und der Haut abgebaut. Später werden die Proteine ​​der Herz- und Gehirnmuskeln abgebaut. Ein Frühindikator ist eine Veränderung des Harnstoffs im Urin.

Kohlenhydratstoffwechsel Kohlenhydrate gelangen als Bestandteil der Nahrung in Form von Monosacchariden (Glucose, Fructose, Galactose), Disacchariden (Saccharose, Maltose, Lactose) und Polysacchariden (Stärke, Glykogen) in den menschlichen Körper. Bis zu 60 % des menschlichen Energiestoffwechsels hängen von der Umwandlung von Kohlenhydraten ab. Die Oxidation von Kohlenhydraten ist viel schneller und einfacher als die Oxidation von Fetten und Proteinen. Kohlenhydrate erfüllen im menschlichen Körper eine Reihe wichtiger Funktionen:

Energie (bei der vollständigen Oxidation von einem Gramm Glucose werden 17,6 kJ Energie freigesetzt); Rezeptor (bilden Kohlenhydratrezeptoren von Glykokalyxzellen); schützend (Teil des Schleims); Speicherung (in den Muskeln und der Leber werden in Form von Glykogen in der Reserve abgelagert);

Im menschlichen Verdauungstrakt werden Polysaccharide und Disaccharide durch amylolytische Enzyme zu Glucose und anderen Monosacchariden abgebaut. Im menschlichen Blut ist der Glukosegehalt sehr konstant, von 0,08 bis 0,12 %. Im Körper werden überschüssige Kohlenhydrate aus dem Blut unter der Wirkung des Hormons Insulin in Form von Glykogenpolysacchariden in Leber und Muskeln abgelagert. Bei Insulinmangel entwickelt sich eine schwere Krankheit - Diabetes mellitus.

Die Glykogenvorräte im Körper eines Erwachsenen betragen etwa 400 Gramm. Diese Reserven lassen sich leicht für den Energiebedarf mobilisieren: Unter der Wirkung des Hormons Glukagon und einiger Enzyme wird Glykogen zu Glukose abgebaut. Täglicher menschlicher Bedarf an Kohlenhydraten 400 - 600 Gramm. Pflanzliche Lebensmittel sind reich an Kohlenhydraten. Bei einem Mangel an Kohlenhydraten in der Nahrung können sie aus Fetten und Proteinen synthetisiert werden. Überschüssige Kohlenhydrate in der Nahrung werden im Stoffwechsel in Fette umgewandelt.

Fettstoffwechsel Fette (Lipide) machen 10-20 % des Körpergewichts aus. Die meisten menschlichen Fettmoleküle sind Ester des dreiwertigen Alkohols Glycerin und höherer Carbonsäuren (Fettsäuren). Lipide können fest (Fette) oder flüssig (Öle) sein. Fette erfüllen eine Reihe wichtiger Funktionen:

strukturell (Fette - Phospholipide sind die Grundlage der Struktur von Zellmembranen); Energie (vollständige Oxidation von 1 g Fett zu Kohlendioxid und Wasser setzt 38,9 kJ (9,3 kcal) Energie frei); schutz (Wärmedämmung und Abdichtung gegen äußere Einflüsse von niedrigen Temperaturen und aggressiven wässrigen Lösungen, Druckeinwirkung von mechanischem Druck auf bestimmte Körperteile); (Fettkapseln einiger innerer Organe (Nieren usw.); eine Quelle für körpereigenes Wasser (1 g Fett setzt während der Oxidation 1,1 g Wasser frei, das vom Körper für Stoffwechselzwecke verwendet werden kann; Tiere der Steppen und Wüsten können aufgrund von Oxidationsreservefett längere Zeit auf Alkohol verzichten); regulatorisch (einige Hormone sind Derivate von Fetten, wie Progesteron, Androsteron etc.); sind Lösungsmittel für fettlösliche Vitamine.

Im Verdauungstrakt werden Fette durch lipolytische Enzyme in Glycerin und Fettsäuren zerlegt. Diese Stoffe werden in den Zellen der Schleimhaut des Dünndarms in körpereigene Fette umgewandelt und in die Lymphe aufgenommen. Überschüssiges Fett aus der Nahrung lagert sich an der Oberfläche der inneren Organe und im Unterhautfettgewebe ab. Menschliche Fette enthalten gesättigte und ungesättigte Fettsäuren. Ungesättigte Fettsäuren werden im menschlichen Körper nicht synthetisiert und müssen daher über die Nahrung aufgenommen werden.

Pflanzenöle sind eine Quelle für ungesättigte Fettsäuren. Der Tagesbedarf eines Erwachsenen an Fetten liegt bei 80-100 g, wobei etwa 30 % davon Pflanzenöle als Quelle für ungesättigte Fettsäuren sein sollten. Bei einem Mangel an Fett in der Nahrung können sie aus Proteinen und Kohlenhydraten synthetisiert werden. Übermäßiger Verzehr von tierischen Fetten trägt zur Bildung von Cholesterin bei, das sich an den Innenwänden der Arterien ablagert und zu einer Verdickung ihrer Wände führt und zur Entwicklung von Bluthochdruck beiträgt.

Wasser- und Salzstoffwechsel Der menschliche Körper enthält etwa 65 % Wasser. Besonders viel Wasser enthält Zellen des Nervengewebes (Neuronen), Milz- und Leberzellen - bis zu 85%. In embryonalen Zellen kann die Wassermenge bis zu 95 % betragen, in alten Zellen ist ihr Gehalt auf 60 % reduziert. Auf jedes Kilogramm Körpergewicht eines Erwachsenen kommen etwa 700 g Wasser, davon 500 g intrazelluläres und 200 g extrazelluläres Wasser. Der tägliche Wasserverlust im Urin, beim Atmen, durch die Haut, mit Kot bei einem Erwachsenen beträgt etwa 2,5 Liter, sodass der tägliche Wasserbedarf dieser Menge entspricht.

Die Ergänzung der Wasserverluste erfolgt auf Kosten der Nahrungsaufnahme von Flüssigkeit. Durch die Oxidation von Proteinen, Fetten und Kohlenhydraten werden im Körper täglich etwa 300 g Wasser gebildet. Wasser als chemischer Stoff hat eine Reihe einzigartiger physikalischer und chemischer Eigenschaften, auf denen die Funktionen basieren, die es im Körper erfüllt:

ist ein universelles Lösungsmittel (alle biochemischen Reaktionen in Zellen finden nur in gelöstem Zustand statt); bestimmt die Elastizität (Turgor) von Zellen und Geweben; ist die Grundlage von Flüssigkeitstransportsystemen (Bewegung von Zytoplasma, Blut, Lymphe) und Verdauungssäften; ist die Grundlage der inneren Umgebung (Blut, Lymphe; Gewebe, Pleura-, Cerebrospinal-, Gelenkflüssigkeit); ist ein Reagens in biochemischen Reaktionen; beteiligt sich an der Erhaltung, Verteilung und Umverteilung von Wärme im Körper und an der Thermoregulation; Ohne Wasser kann eine Person nicht länger als 5 Tage leben.

Mineralsalze sind für den normalen Ablauf von Stoffwechselprozessen und das Funktionieren aller Organsysteme, ein normales Wachstum und eine normale Entwicklung notwendig. Makronährstoffe, deren Anzahl im Körper Dutzende und Hunderte von Gramm beträgt, sind Natrium, Kalium, Kalzium, Phosphor und Magnesium. Der menschliche Körper benötigt eine Vielzahl von Spurenelementen, deren Menge in Milligramm berechnet wird. In der Regel wird der Bedarf an Mineralsalzen durch Lebensmittel gedeckt, mit Ausnahme von Speisesalz und Jod, die in den Gewässern und Böden einiger Regionen, einschließlich des Territoriums des Altai-Territoriums, arm sind. Jedes Mineralelement erfüllt seine wichtige Rolle und kann durch kein anderes Element ersetzt werden.

Funktionen einiger Mineralstoffe im menschlichen Körper und deren Tagesbedarf Bezeichnung des Elements Funktionen im Körper Tagesbedarf, g Natrium (Natriumchlorid) Ionen befinden sich in der Gewebeflüssigkeit an der äußeren Oberfläche der Zellmembran; liefert Zellerregbarkeitsprozesse 10 - 12 Kaliumionen befinden sich auf der inneren Oberfläche der Zellmembran und sorgen für Zellerregbarkeitsprozesse 2 - 3

Phosphor In der Interzellularsubstanz des Knochengewebes enthalten; ist ein notwendiger Bestandteil phosphorhaltiger organischer Verbindungen (ATP, DNA, RNA) 1, 5 - 2, 0 Calcium In der Interzellularsubstanz des Knochengewebes enthalten; Ionen sind an den Prozessen der Muskelkontraktion und Blutgerinnung beteiligt 0,6 - 0,8 Magnesium In der Interzellularsubstanz des Knochengewebes enthalten; 0,3 Eisen Enthalten in Hämoglobin und einigen oxidativen Enzymen 0,001 - 0,003 Chlor (Natriumchlorid) Enthalten in Magensaft (Salzsäure) 10 - 12

Schwefel In einigen Aminosäuren enthalten 0,8 - 1,0 Jod In Schilddrüsenhormonen enthalten 0,00003 Zink In Enzymen enthalten, die die Bildung von Insulin und Sexualhormonen katalysieren Fluor In Hartgeweben von Zähnen und Knochen enthalten Brom In Nervengewebe enthalten, sorgt für Erregungs- und Hemmungsprozesse Kupfer Enthalten in einigen Enzymen 0,001 Kobalt Enthalten im Vitamin B 12 Molekül, aktiviert die Aktivität einiger respiratorischer Enzyme

Die Zellen werden ständig durchgeführt Stoffwechsel (Stoffwechsel) - verschiedene chemische Umwandlungen, die ihr Wachstum, ihre Vitalaktivität, ihren ständigen Kontakt und Austausch mit der Umwelt gewährleisten. Dank des Stoffwechsels werden Proteine, Fette, Kohlenhydrate und andere Substanzen, aus denen die Zelle besteht, kontinuierlich abgebaut und synthetisiert. Die Reaktionen, aus denen diese Prozesse bestehen, laufen mit Hilfe spezieller Enzyme in einem bestimmten Zellorganoid ab und zeichnen sich durch eine hohe Organisation und Ordnung aus. Dadurch wird eine relative Konstanz der Zusammensetzung in Zellen erreicht, die Bildung, Zerstörung und Erneuerung von Zellstrukturen und Interzellularsubstanz.

Der Stoffwechsel ist untrennbar mit den Prozessen der Energieumwandlung verbunden. Als Ergebnis chemischer Umwandlungen wird die potenzielle Energie chemischer Bindungen in andere Energiearten umgewandelt, die für die Synthese neuer Verbindungen, zur Aufrechterhaltung der Struktur und Funktion von Zellen usw. verwendet werden.

Der Stoffwechsel besteht aus zwei miteinander verbundenen, gleichzeitig ablaufenden Prozessen im Körper - Kunststoff- und Energiebörsen .

Plastischer Stoffwechsel (Anabolismus, Assimilation) - die Gesamtheit aller Reaktionen der biologischen Synthese. Diese Stoffe dienen dem Aufbau von Zellorganellen und der Bildung neuer Zellen während der Teilung, wobei der Austausch von Kunststoff immer mit der Aufnahme von Energie einhergeht.

Energiestoffwechsel (Katabolismus, Dissimilation) - eine Reihe von Reaktionen zur Spaltung komplexer hochmolekularer organischer Substanzen - Proteine, Nukleinsäuren, Fette, Kohlenhydrate in einfachere, niedermolekulare. Dabei wird die in den chemischen Bindungen großer organischer Moleküle enthaltene Energie freigesetzt. Die freigesetzte Energie wird in Form von energiereichen ATP-Phosphatbindungen gespeichert.

Die Reaktionen des Plastik- und Energieaustausches sind miteinander verbunden und bilden in ihrer Einheit den Stoffwechsel und die Energieumwandlung in jeder Zelle und im ganzen Körper.

kunststoff austausch

Das Wesen des plastischen Austauschs liegt darin, dass aus einfachen Substanzen, die von außen in die Zelle gelangen, Zellsubstanzen gebildet werden. Betrachten wir diesen Vorgang am Beispiel der Bildung der wichtigsten organischen Verbindungen der Zelle - Proteine.

Die Proteinsynthese ist ein komplexer, mehrstufiger Prozess, an dem DNA, mRNA, tRNA, Ribosomen, ATP und eine Vielzahl von Enzymen beteiligt sind. Die Anfangsphase der Proteinsynthese ist die Bildung einer Polypeptidkette aus einzelnen darin befindlichen Aminosäuren

fest definierte Reihenfolge. Die Hauptrolle bei der Bestimmung der Reihenfolge der Aminosäuren, d.h. Die Primärstruktur eines Proteins gehört zu DNA-Molekülen. Die Sequenz der Aminosäuren in Proteinen wird durch die Sequenz der Nukleotide im DNA-Molekül bestimmt. Ein DNA-Abschnitt, der durch eine bestimmte Nukleotidsequenz gekennzeichnet ist, wird als Gen bezeichnet. Ein Gen ist ein Abschnitt der DNA, der ein Elementarteilchen der Erbinformation darstellt. Somit wird die Synthese jedes spezifischen spezifischen Proteins durch das Gen bestimmt. Jede Aminosäure in der Polypeptidkette entspricht einer Kombination aus drei Nukleotiden – einem Triplett oder Codon. Es sind drei Nukleotide, die die Bindung einer Aminosäure an die Polypeptidkette bestimmen. Beispielsweise entspricht ein DNA-Bereich mit einem AAC-Triplett der Aminosäure Leucin, ein TTT-Triplett Lysin und TGA Threonin. Diese Korrelation zwischen Nukleotiden und Aminosäuren wird als genetischer Code bezeichnet. Proteine ​​enthalten 20 Aminosäuren und nur 4 Nukleotide. Nur ein Code, der aus drei aufeinanderfolgenden Basen besteht, könnte die Beteiligung aller 20 Aminosäuren an den Strukturen von Proteinmolekülen sicherstellen. Insgesamt gibt es 64 verschiedene Tripletts im genetischen Code, die mögliche Kombinationen von vier stickstoffhaltigen Basen zu dritt darstellen, was mehr als genug ist, um 20 Aminosäuren zu codieren. Jedes Triplett kodiert für eine Aminosäure, aber die meisten Aminosäuren werden von mehr als einem Codon kodiert. Derzeit ist der DNA-Code vollständig entschlüsselt. Für jede Aminosäure wurde die Zusammensetzung ihrer kodierenden Tripletts genau bestimmt. Beispielsweise kann die Aminosäure Arginin Tripletts von DNA-Nukleotiden wie HCA, HCG, HCT, HCC, TCT, TCC entsprechen.

Die Proteinsynthese wird an Ribosomen durchgeführt, und Informationen über die Proteinstruktur werden in DNA verschlüsselt, die sich im Zellkern befindet. Damit ein Protein synthetisiert werden kann, müssen Informationen über die Sequenz der Aminosäuren in seiner Primärstruktur an die Ribosomen geliefert werden. Dieser Prozess umfasst zwei Schritte: Transkription und Übersetzung.

Transkription (buchstäblich - Umschreiben) verläuft als Reaktion der Matrixsynthese. Auf der DNA-Kette wird wie auf einer Matrix nach dem Prinzip der Komplementarität eine mRNA-Kette synthetisiert, die in ihrer Nukleotidsequenz exakt (komplementär) zur DNA-Polynukleotidkette kopiert, und Thymin in DNA entspricht Uracil in RNA. Boten-RNA ist keine Kopie des gesamten DNA-Moleküls, sondern nur ein Teil davon – ein Gen, das Informationen über die Struktur des Proteins enthält, das zusammengesetzt werden muss. Es gibt spezielle Mechanismen zum „Erkennen“ des Ausgangspunkts der Synthese, zum Auswählen einer DNA-Kette, aus der Informationen gelesen werden, sowie Mechanismen zum Vervollständigen des Prozesses, an denen spezielle Codons beteiligt sind. So entsteht Boten-RNA. Ein mRNA-Molekül, das dieselben Informationen wie Gene trägt, tritt in das Zytoplasma ein. Die Bewegung von RNA durch die Kernhülle in das Zytoplasma erfolgt aufgrund spezieller Proteine, die mit dem RNA-Molekül einen Komplex bilden.

Im Zytoplasma ist ein Ribosom an einem Ende des mRNA-Moleküls aufgereiht; Aminosäuren im Zytoplasma werden mit Hilfe von Enzymen aktiviert und mit Hilfe spezieller Enzyme wieder an tRNA (eine spezielle Bindungsstelle für diese Aminosäure) gebunden. Jede Aminosäure hat ihre eigene tRNA, von der einer der Abschnitte (Anticodon) ein Triplett von Nukleotiden ist, das einer bestimmten Aminosäure entspricht und zu einem streng definierten mRNA-Triplett komplementär ist.

Die nächste Stufe der Biosynthese beginnt - Übertragung : Aufbau von Polypeptidketten auf einer mRNA-Matrize. Während das Proteinmolekül zusammengesetzt wird, bewegt sich das Ribosom entlang des mRNA-Moleküls, und es bewegt sich nicht glatt, sondern intermittierend, Triplett für Triplett. Während sich das Ribosom entlang des mRNA-Moleküls bewegt, werden Aminosäuren, die mRNA-Tripletts entsprechen, hier mit Hilfe von tRNA geliefert. An jedes Triplett, an dem das Ribosom in seiner Bewegung entlang des fadenförmigen mRNA-Moleküls stoppt, schließt sich streng komplementär tRNA an. In diesem Fall befindet sich die mit tRNA assoziierte Aminosäure im aktiven Zentrum des Ribosoms. Hier spalten spezielle Ribosomenenzyme die Aminosäure von der tRNA ab und heften sie an die vorherige Aminosäure. Nach der Installation der ersten Aminosäure bewegt sich das Ribosom um ein Triplett, und die tRNA, die die Aminosäure verlässt, wandert für die nächste Aminosäure ins Zytoplasma. Mit Hilfe dieses Mechanismus wird die Proteinkette Schritt für Schritt aufgebaut. Darin werden Aminosäuren streng nach der Anordnung der kodierenden Tripletts in der Kette des mRNA-Moleküls kombiniert. Je weiter sich das Ribosom entlang der mRNA bewegt hat, desto größer ist der Abschnitt des Eiweißmoleküls „zusammengebaut“. Wenn das Ribosom das entgegengesetzte Ende der mRNA erreicht, ist die Synthese abgeschlossen. Ein fadenförmiges Proteinmolekül löst sich vom Ribosom. Das mRNA-Molekül kann ebenso wie das Ribosom vielfach zur Synthese von Polypeptiden verwendet werden. Ein mRNA-Molekül kann mehrere Ribosomen enthalten (Polyribosom). Ihre Anzahl wird durch die Länge der mRNA bestimmt.

Die Proteinbiosynthese ist ein komplexer mehrstufiger Prozess, dessen jedes Glied von bestimmten Enzymen katalysiert und von ATP-Molekülen mit Energie versorgt wird.

Energieaustausch

Der der Synthese entgegengesetzte Prozess ist die Dissimilation – eine Reihe von Spaltungsreaktionen. Durch die Dissimilation wird die in den chemischen Bindungen der Nahrungsstoffe enthaltene Energie freigesetzt. Diese Energie wird von der Zelle verwendet, um verschiedene Arbeiten auszuführen, einschließlich der Assimilation. Beim Abbau von Nährstoffen wird unter Beteiligung einer Reihe von Enzymen stufenweise Energie freigesetzt. Im Energiestoffwechsel werden üblicherweise drei Stufen unterschieden.

Die erste Stufe ist vorbereitend . In diesem Stadium werden komplexe hochmolekulare organische Verbindungen enzymatisch durch Hydrolyse in einfachere Verbindungen zerlegt – die Monomere, aus denen sie bestehen: Proteine ​​– in Aminosäuren, Kohlenhydrate – in Monosaccharide (Glucose), Nukleinsäuren – in Nukleotide usw . In diesem Stadium wird eine kleine Menge Energie freigesetzt, die in Form von Wärme abgeführt wird.

Die zweite Stufe ist anoxisch oder anaerob. Sie wird auch anaerobe Atmung (Glykolyse) oder Fermentation genannt. Glykolyse findet in tierischen Zellen statt. Es ist gekennzeichnet durch Gradation, die Beteiligung von mehr als einem Dutzend verschiedener Enzyme und die Bildung einer Vielzahl von Zwischenprodukten. Beispielsweise zerfällt in den Muskeln als Ergebnis der anaeroben Atmung ein Glucosemolekül mit sechs Kohlenstoffatomen in zwei Moleküle Brenztraubensäure (C3H403), die dann zu Milchsäure (C3H603) reduziert werden. An diesem Prozess sind Phosphorsäure und ADP beteiligt. Der Gesamtausdruck des Prozesses ist wie folgt:

C6H1 206+ 2H3P04+ 2ADP -» 2C3H603+ 2ATP + 2H20.

Bei der Spaltung werden etwa 200 kJ Energie freigesetzt. Ein Teil dieser Energie (etwa 80 kJ) wird für die Synthese von zwei ATP-Molekülen aufgewendet, wodurch 40 % der Energie in Form einer chemischen Bindung im ATP-Molekül gespeichert werden. Die restlichen 120 kJ Energie (mehr als 60 %) werden als Wärme abgeführt. Dieser Prozess ist ineffizient.

Bei der alkoholischen Gärung werden aus einem Molekül Glukose in einem mehrstufigen Prozess zwei Moleküle Ethylalkohol, zwei Moleküle CO2

C6H1206+ 2H3P04+ 2ADP -> 2C2H5OH ++ 2C02+ 2ATP + 2H20.

Bei diesem Prozess ist die Energieabgabe (ATP) die gleiche wie bei der Glykolyse. Der Fermentationsprozess ist eine Energiequelle für anaerobe Organismen.

Die dritte Stufe ist Sauerstoff oder aerobe Atmung oder Sauerstoffspaltung. . In dieser Stufe des Energiestoffwechsels erfolgt die anschließende Spaltung der in der vorherigen Stufe gebildeten organischen Substanzen durch Oxidation mit Luftsauerstoff zu einfachen anorganischen Substanzen, den Endprodukten CO2 und H2O. Die Sauerstoffatmung wird von der Freisetzung einer großen Energiemenge (etwa 2600 kJ) und ihrer Ansammlung in ATP-Molekülen begleitet.

Zusammengefasst sieht die aerobe Atmungsgleichung so aus:

2C3H603+ 602+ 36ADP -» 6C02+ 6H20 + 36ATP + 36H20.

So entstehen bei der Oxidation zweier Milchsäuremoleküle durch die freigesetzte Energie 36 energieintensive ATP-Moleküle. Folglich spielt die aerobe Atmung die Hauptrolle bei der Energieversorgung der Zelle.

Der Stoffwechsel wird seit langem von Wissenschaftlern definiert. Was ist Stoffwechsel? Dies ist ein Komplex komplexer chemischer Reaktionen, die im Körper einer Person oder eines anderen Lebewesens ablaufen und dessen Lebensfähigkeit, Erhaltung der Vitalität, Wachstum, Entwicklung und Fortpflanzung sowie den Schutz vor negativen Umwelteinflüssen beeinflussen. Der Stoffwechsel ist eine Voraussetzung für die normale Existenz eines lebenden Organismus.

Die regelmäßige Versorgung der Zellen mit Nährstoffen sowie die ständige Ausscheidung von Abbauprodukten verschiedener chemischer Prozesse ist die Grundlage des biochemischen Stoffwechsels und des Energiestoffwechsels. Die Biologie untersucht die Essenz dieser Phänomene und das Ergebnis ihrer Auswirkungen auf einen lebenden Organismus. Was ist Stoffwechsel, wie wirkt sich die Geschwindigkeit biochemischer und energetischer Prozesse auf Veränderungen der Körperform und -struktur, der Ernährung und des Lebensstils sowie auf die Anpassungsfähigkeit an verschiedene Bedingungen des menschlichen Daseins aus? Dies sind alles Kategorien der biologischen Forschung.

Die wichtigsten Stoffwechselarten

Schauen wir uns den Prozess selbst und seine Definition genauer an. Was ist Stoffwechsel? Hierbei handelt es sich um einen Prozess, der die Verarbeitung von von außen zugeführten Nährstoffen (Proteine, Fette, Kohlenhydrate, Vitamine, Wasser und Mineralstoffe) fördert, wodurch der menschliche Körper seine eigenen Proteine, Kohlenhydrate und Fette bildet. Gleichzeitig werden Zerfallsprodukte (Spaltung), also Abfallprodukte, über das Ausscheidungssystem in die äußere Umgebung ausgeschieden. Biologen haben mehrere Haupttypen von Stoffwechselprozessen identifiziert.

Dies sind der Eiweiß-, Lipid- (Fett-), Kohlenhydrat-, Salz- und Wasserstoffwechsel. Eine Vielzahl von Enzymen, die an der Umwandlung verschiedener Nährstoffe beteiligt sind, sind gleichzeitig ein notwendiger Bestandteil der Verdauung. Sie strukturieren unsere Nahrung. In diesem Fall wird der Enzymstoffwechsel in die richtige Richtung reguliert.

Die zwei wichtigsten miteinander verbundenen Stadien des Stoffwechselprozesses

Wie laufen biochemische Umwandlungen im Körper ab? Was bewirkt, dass die Stoffwechselrate schwankt? Bei einem gesunden Menschen laufen Stoffwechselvorgänge im Körper intensiv und schnell ab.

Die Technologie dieser chemischen Reaktionen umfasst zwei parallele, miteinander verbundene, kontinuierliche Stufen: Dissimilation und Assimilation.

Anabolismus (Assimilation) ist ein Prozess, der mit der Bildung der notwendigen Verbindungen verbunden ist, bei deren Synthese Energie absorbiert wird.

Katabolismus (Dissimilation) ist ein Prozess, der im Gegenteil den Abbau verschiedener Substanzen und damit die Freisetzung von Energie fördert. Sauerstoff gilt als Hauptkatalysator (Beschleuniger) dieses oxidativen Prozesses.

Faktoren, die den Grundstoffwechsel beeinflussen

Um zu definieren, was Stoffwechsel ist, haben Wissenschaftler den notwendigen Mindestverbrauch an Nährstoffen und Energie identifiziert, um die lebenswichtige Aktivität des Körpers unter idealen angenehmen Bedingungen aufrechtzuerhalten, wenn sich eine Person in Ruhe befindet. Die Intensität von Stoffwechselprozessen kann beeinflusst werden durch:

• genetisches Gedächtnis oder Vererbung;
• Alter einer Person (weil die Stoffwechselrate im Laufe der Jahre allmählich abnimmt);
• Klimabedingungen;
• motorische Aktivität oder deren Abwesenheit;
• menschliches Körpergewicht (fettleibige Menschen benötigen mehr Kalorien, um die Lebenserhaltung aufrechtzuerhalten).

Auf der Suche nach einer Antwort auf die Frage, was der Grundstoffwechsel oder Grundstoffwechsel ist, schlagen Physiologen vor, 4 Faktoren zu berücksichtigen: Geschlecht, Alter, Größe und Körpergewicht einer Person. Im Durchschnitt beträgt die Intensität des Grundumsatzes 1 kcal pro Stunde pro 1 kg Körpergewicht. Bei Männern beträgt der Grundstoffwechsel pro Tag ungefähr 1500-1700 kcal. Bei Frauen liegt diese Zahl bei etwa 1300-1500 kcal. Bei Kindern ist der Stoffwechsel in der Regel höher als bei Erwachsenen, nimmt aber im Laufe der Jahre allmählich ab.

Stoffwechsel und Energiebilanz

Jede Person hat einen individuellen Indikator für das Stoffwechsel- und Energieniveau. Die Aufnahme von Energie von außen mit der Nahrung und deren Aufwand für die Lebenserhaltung des Körpers (Grundstoffwechsel plus Energieaufwand für körperliche und geistige Aktivität) müssen ausgewogen sein. Diese Energie wird in Wärmeeinheiten gemessen - Kilokalorien. Das Gleichgewicht zwischen der zugeführten Energiemenge und der verbrauchten Energiemenge ergibt eine normale Energiebilanz.

Regulation von Stoffwechselvorgängen

Unter dem Einfluss von Faktoren, die den Grundstoffwechsel beeinflussen, und der Differenz zwischen Aufnahme und Verbrauch von Kalorien ändert sich die Intensität der Stoffwechselvorgänge. Die wichtigste Rolle bei der Regulation auf allen Ebenen kommt dem Nervensystem zu. Veränderungen können direkt in den Geweben oder Organen selbst auftreten und auch eine Folge der Regulierung der Menge und Aktivität von Enzymen und Hormonen sein.

Dank des Feedback-Prinzips ist unser Körper in der Lage, den Stoffwechsel selbstständig zu regulieren. Wenn beispielsweise eine große Menge Glukose in den Blutkreislauf gelangt, wird Energie freigesetzt, die die Insulinsekretion erhöht. Es hemmt die Produktion von Glukose aus Glykogen in der Leber, was wiederum zu einer Abnahme seiner Konzentration im Blut führt.

Was ist eine Stoffwechselstörung und was sind ihre Ursachen?

Bei verschiedenen Stoffwechselstörungen können schwerwiegende, teilweise irreversible Folgen auftreten. Störungen im Kohlenhydratstoffwechsel können die Entwicklung von Diabetes mellitus hervorrufen, ein falscher Fettstoffwechsel kann zur Ansammlung von schlechtem Cholesterin führen, das Gefäß- und Herzerkrankungen verursacht. Überschüssige freie Radikale führen zu vorzeitiger Alterung und Krebs. Die Gründe für solche Fehler können sowohl interner als auch externer Natur sein.

Was ist eine Stoffwechselstörung von innen? Dies sind verschiedene genetische Probleme, die mit einem erblichen Faktor (Mutation von Genen, die die Synthese von Enzymen codieren, die Defekte in Stoffwechselprozessen verursachen) verbunden sind. Andere Ursachen können Erkrankungen des Nervensystems, endokrine Störungen (Funktionsstörungen der Schilddrüse, Hypophyse, Nebennieren) sein.

Zu externen Ursachen zählen Physiologen Verstöße in der Ernährung (übermäßiges Essen, unausgewogene Ernährung usw.) und ignorieren die Regeln eines gesunden Lebensstils. Um herauszufinden, was ein falscher Stoffwechsel ist, muss man sich daran erinnern: Es gibt sowohl getrennte als auch komplexe Ursachen, wenn eine Person zusammen mit der Krankheit Ernährungsstörungen und körperliche Inaktivität haben kann.

Fettstoffwechsel

Der Lipid-(Fett-)Stoffwechsel verdient eine besondere Diskussion. Fette im menschlichen Körper sind die reichste Energiequelle. Was ist Fettstoffwechsel? Bei der Lipidoxidation wird mehr Energie freigesetzt als bei der Verarbeitung von Kohlenhydraten und Proteinen zusammen. Neben viel Energie entsteht beim Abbau von Fetten viel Feuchtigkeit, die den Wasserstoffwechsel unterstützt.

Körperfette sind essentielle Nährstoffe. Separate Vitamine lösen sich in Lipiden auf, sie dienen als Bestandteil von Zellmembranen, als Material für die Synthese bestimmter Hormone und Enzyme und sind an der neuromuskulären Übertragung beteiligt. Das Fettgewebe erfüllt eine wärmeisolierende und schützende Funktion, macht die Haut weich und spendet ihr Feuchtigkeit. Eine ausreichende und ausgewogene Menge an Fett in der Nahrung garantiert einen ordnungsgemäßen Fettstoffwechsel, Gesundheit und ein hervorragendes Aussehen.

Was ist ein schneller Stoffwechsel oder wie nimmt man zu?

Wie oft beschweren sich Menschen, die mit ihrer Schlankheit unzufrieden sind, dass das Essen nicht zu ihnen passt. Sie können aufgrund eines schnellen Stoffwechsels nicht optimal an Gewicht zunehmen. Eine erhöhte Stoffwechselrate ist Menschen mit einem ektomorphen Körpertyp genetisch inhärent. Sie zeichnen sich durch eine geringe Menge an subkutanem Fett und einen langsamen Muskelaufbau aus. Was ist ein schneller Stoffwechsel? Dies ist eine hohe Rate an Stoffwechselreaktionen.

Menschen mit einem solchen "Geschenk der Natur" werden mit erhöhter Aktivität, guter körperlicher Verfassung belohnt und unterliegen nicht dem Auftreten von Übergewicht. Nach 30 Jahren kann es vor allem bei Frauen durch Bewegungsmangel und Mangelernährung zu einer Verdickung der Unterhautfettschicht an bestimmten Körperstellen kommen. Das liegt unter anderem daran, dass ab diesem Alter der Grundumsatz alle sechs Monate um 3-4 % abnimmt. Die Korrektur der Zahl in diesen Fällen ist jedoch sehr einfach: Sie müssen sich lediglich an eine ausgewogene Ernährung halten und die körperliche Aktivität steigern.

Wie stellt man den richtigen Stoffwechsel wieder her?

Viele Liebhaber starrer einseitiger Diäten, die einen schnellen Gewichtsverlust garantieren, geraten schnell in ein Dilemma. Indem sie den Kaloriengehalt ihrer Ernährung weiter reduzieren, verringern sie den Stoffwechsel, was zur Fixierung des Waagepfeils führt. Ein Kaloriendefizit führt nicht mehr zur Gewichtsabnahme. Ernährungswissenschaftlern wird in diesem Fall empfohlen, den Stoffwechsel zu erhöhen. Was ist ein schneller Stoffwechsel? Dies ist ein obligatorisches Frühstück am Morgen, eine fraktionierte ausgewogene Ernährung den ganzen Tag über, viel getrunkenes Wasser, aerobes und anaerobes Training, Spaziergänge im Freien, Besuche von Saunen und Bädern und mindestens 8-9 Stunden Schlaf. Darüber hinaus müssen in die Ernährung Produkte aufgenommen werden, die den Stoffwechsel beschleunigen: Gewürze (Pfeffer, Zimt, Ingwer, Senf), Meeresfrüchte, Zitrusfrüchte (Grapefruit), Ginseng, B-Vitamine, grüner Tee.

Was ist eigentlich der ideale Stoffwechsel? Dies ist ein kompetentes Verhältnis der Menge der verzehrten Lebensmittel und ihrer Ausgaben. Ein frühes Frühstück hilft dem Körper, „aufzuwachen“ und den Stoffwechselprozess zu starten, eine fraktionierte Ernährung liefert Vitalstoffe ohne Hunger und Schaden für den Körper, und körperliche Aktivität bringt den Körper in die gewünschte Form. Hunger hingegen verlangsamt und stoppt den Stoffwechsel, was zum Abbruch des Gewichtsverlusts führt.

Fazit

Die Vorbeugung von Stoffwechselstörungen besteht nicht nur in regelmäßigen Arztbesuchen, sondern auch in einer gesunden Ernährung, einem kompetenten Arbeitsregime und ausreichend Ruhe, Einhaltung von Umwelt- und Hygienestandards (soweit möglich), körperlicher Aktivität. Wenn Sie wissen, was Stoffwechsel ist, können Sie die einwandfreie Funktion Ihres Körpers sicherstellen und viele Jahre gesund bleiben!

Stoffwechsel oder Stoffwechsel- Dies ist ein vollständiger Komplex chemischer Reaktionen und Prozesse, die in einer lebenden Zelle ablaufen und ihre lebenswichtige Aktivität, ihr Wachstum, ihre Teilung und ihre Wechselwirkung mit der äußeren Umgebung sicherstellen.

Genau richtig Stoffwechsel sorgt für den Abbau und die Assimilation von Molekülen von Substanzen, aus denen Zellen bestehen oder die für das Funktionieren, die Zerstörung, die Erneuerung von Zellen und die interzelluläre Substanz erforderlich sind. Dank des richtigen Stoffwechsels wird die Gewebehülle des Körpers in 80 Tagen aktualisiert, Muskelfaserproteine ​​werden in 180 Tagen aktualisiert, Leberzellen und Blutserum werden in 10 Tagen aktualisiert und einige Leberenzyme werden in nur 2-4 Stunden erneuert.

Stoffwechsel untrennbar mit dem Prozess verbunden Energieumwandlung. Durch chemische Reaktionen wird potentielle Energie aus komplexen organischen Molekülen in andere Energiearten umgewandelt, die für alle Lebensprozesse von Zellen genutzt werden. Alle diese Prozesse laufen unter Beteiligung von Katalysatoren ab - Enzyme. Für jede Art lebender Organismen ist der Stoffwechsel einzigartig und nur dieser Art eigen. Der Stoffwechsel jeder Art wird in erster Linie durch die Bedingungen ihres Lebensraums und ihrer Existenz im Allgemeinen bestimmt.

Der Stoffwechsel besteht aus zwei Hauptprozesse, die untrennbar miteinander verbunden sind und gleichzeitig ablaufen:

• Anabolismus (Assimilation);
• Katabolismus (Dissimilation).

Anabolismus ( kunststoff austausch) sind die Prozesse der Synthese (Konstruktion) komplexer organischer Moleküle aus einfacheren, die durch Katabolismus erhalten werden.

Katabolische Prozesse sind ein Komplex chemischer Reaktionen zum Abbau großer Moleküle in kleinere, die in die Zelle gelangen könnten. Gleichzeitig wird Energie freigesetzt, die Organismen normalerweise in ATP-Molekülen speichern ( Adenosintriphosphat). Katabolismus tritt normalerweise während oxidativer oder hydrolytischer Reaktionen auf. Gleichzeitig laufen solche Prozesse sowohl unter Beteiligung von Sauerstoff ab ( Atem, aerober Weg) und ohne seine Beteiligung (Fermentation, Glykolyse - Anaerober Weg).

Je nach Art des Stoffwechsels gibt es zwei Arten lebender Organismen:

1) Heterotrophe- Dies sind Organismen, die aufgrund der durch den Katabolismus gebildeten Produkte und der dabei freigesetzten Energie organische Verbindungen synthetisieren. Die Ausgangsrohstoffe für die Bildung von Geweben solcher Organismen sind einfache organische Substanzen. Aus diesen Verbindungen synthetisiert jede Zelle individuell die Verbindungen, die sie benötigt. Auf diese Weise, Proteinsynthese kann lokal auftreten (Glykogen wird direkt in den Muskeln synthetisiert und nicht mit Blut aus der Leber versorgt).

2) Autotrophe- das sind Organismen, die durch Oxidationsreaktionen organische Verbindungen aus Kohlendioxid synthetisieren können ( Chemosynthese) und Sonnenlicht ( Photosynthese). Solche Organismen sind einige Arten von Bakterien und grünen Pflanzen.

Mit der Entwicklung lebender Organismen im Laufe der Evolution sind die Regulationssysteme komplexer und geordneter geworden. Heutzutage verfügen hochentwickelte Organismen über zusätzliche regulatorische Funktionen hormonelle Mechanismen und neuronale Mechanismen, die entweder direkt auf die Synthese von Enzymen oder auf die Enzyme selbst einwirken und auch die Empfindlichkeit von Zellen gegenüber einem bestimmten Enzym beeinflussen können.

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Der Begriff „Stoffwechsel“ (Stoffwechsel) bedeutet im Griechischen „Veränderung“ oder „Umwandlung“. Was wird also transformiert?

Stoffwechsel- Dies ist eine Kombination aller biochemischen und energetischen Prozesse im Körper, bei denen die zugeführte Nahrung, Wasser und Luft in Energie und eine Reihe von lebensnotwendigen Substanzen umgewandelt werden. Diese Funktion ermöglicht es unserem Körper, Nahrung und andere Ressourcen zu verwenden, um seine Struktur zu erhalten, Schäden zu reparieren, Giftstoffe loszuwerden und sich zu reproduzieren. Mit anderen Worten, der Stoffwechsel ist ein notwendiger Prozess, ohne den lebende Organismen sterben.

Stoffwechselfunktionen:

1. Aufrechterhaltung der Konstanz der inneren Umgebung des Körpers in sich ständig ändernden Existenzbedingungen und Anpassung an Änderungen der äußeren Bedingungen.
2. Sicherung von Leben, Entwicklung und Selbstreproduktion.

Der Stoffwechsel beginnt mit der Aufnahme von lebensnotwendigen Nährstoffen. Aber wir nehmen die Proteine, Fette und Kohlenhydrate anderer Menschen auf! Und die muss man selber bauen. Was muss ich tun? Korrekt! Zerlegen Sie die ankommenden komplexen Substanzen in einfachere Bestandteile und bauen Sie dann einzelne Proteine, Fette und Kohlenhydrate daraus auf. Das heißt, Sie müssen zuerst zerlegen und dann bauen.

Daher kann der gesamte Stoffwechselprozess in 2 eng verwandte Komponenten unterteilt werden, zwei Teile eines Prozesses - Stoffwechsel.

1. Katabolismus- Dies sind solche Prozesse im Körper, die darauf abzielen, Nahrung sowie ihre eigenen Moleküle in einfachere Substanzen zu spalten, dabei Energie freizusetzen und in Form von Adenosintriphosphat (ATP) zu speichern.
Die erste Stufe des Katabolismus ist der Verdauungsprozess, bei dem Proteine ​​in Aminosäuren, Kohlenhydrate in Glucose, Lipide in Glycerin und Fettsäuren zerlegt werden. Dann werden diese Moleküle bereits in den Zellen in noch kleinere umgewandelt, zum Beispiel Fettsäuren - in Acetyl-CoA, Glucose - in Pyruvat, Aminosäuren - in Oxalacetat, Fumarat und Succinat usw. Die Hauptendprodukte des Katabolismus sind Wasser, Kohlendioxid, Ammoniak und Harnstoff.

Die Zerstörung komplexer Substanzen ist notwendig, um Energie zu gewinnen und neues Gewebe aufzubauen. Ohne die Prozesse des Katabolismus würde der Körper ohne Energie bleiben, was bedeutet, dass er nicht existieren könnte. Schließlich wird diese Energie anschließend auf die Synthese notwendiger Substanzen, die Gewebebildung und die Erneuerung des Körpers, dh auf den Anabolismus, gelenkt. Energie wird auch für die Muskelkontraktion, die Übertragung von Nervenimpulsen, die Aufrechterhaltung der Körpertemperatur usw. benötigt.

2. Anabolismus- Dies sind Stoffwechselvorgänge im Körper, die auf die Bildung von Zellen und Geweben dieses Organismus abzielen. Viele Substanzen, die als Ergebnis des Katabolismus gewonnen werden, werden anschließend vom Körper für die Synthese (Anabolismus) anderer Substanzen verwendet.
Anabole Prozesse laufen immer unter Aufnahme von ATP-Energie ab. Im Zuge des anabolen Stoffwechsels werden aus kleineren Molekülen größere Moleküle aufgebaut und aus einfacheren Strukturen komplexere gebildet.
Als Ergebnis des Katabolismus und des anschließenden Anabolismus werden Proteine, Fette und Kohlenhydrate, die für diesen Organismus charakteristisch sind, aus den in den Körper gelangenden Nährstoffen aufgebaut.

Tabelle 1 Vergleich von Anabolismus und Katabolismus.

Trotz des Gegenteils von Anabolismus und Katabolismus sind sie untrennbar miteinander verbunden und können nicht ohne einander ablaufen.
Die Gesamtheit der Prozesse des Anabolismus und Katabolismus ist der Metabolismus oder Metabolismus.
Das Gleichgewicht dieser beiden Komponenten wird durch Hormone reguliert und sorgt dafür, dass der Körper reibungslos funktioniert. Enzyme während sie die Rolle von Katalysatoren in Stoffwechselprozessen spielen.

Wie wird die Stoffwechselrate gemessen? Was Stoffwechselrate?

Bei der Messung des Stoffwechselniveaus zählt natürlich niemand die Anzahl neu gebildeter oder zerstörter Zellen oder Gewebe.
Die Stoffwechselrate wird durch die aufgenommene und abgegebene Energiemenge gemessen. Wir sprechen von der Energie, die mit der Nahrung in den Körper gelangt, und von der Energie, die eine Person im Lebensprozess verbraucht. Es wird in Kalorien gemessen.
Kalorien sind für den Körper wie Benzin für ein Auto. Es ist eine Energiequelle, dank der das Herz schlägt, sich die Muskeln zusammenziehen, das Gehirn funktioniert und eine Person atmet.

Wenn sie "erhöhter oder verringerter Stoffwechsel" sagen, meinen sie eine erhöhte oder verringerte Rate (oder Intensität) des Stoffwechsels.

Stoffwechselrate ist die Menge an Energie, die der Körper in Kalorien über einen bestimmten Zeitraum verbraucht.

Wie viele Kalorien verbrennt ein gesunder Mensch pro Tag?
Die Energie, die eine Person im Lebensprozess aufwendet, umfasst 3 Komponenten:
1) Die Energie, die für den Hauptstoffwechsel aufgewendet wird (dies ist der Hauptindikator für den Stoffwechsel) +
2) Die Energie, die für die Assimilation von Lebensmitteln aufgewendet wird - die spezifische dynamische Aktion von Lebensmitteln (SDAP) +
3) Die Energie, die für körperliche Aktivität aufgewendet wird.

Aber wenn es um individuelle Stoffwechselsteigerungen oder -minderungen geht, ist der Hauptstoffwechsel gemeint.

Grundtausch – was ist das?

BX- Dies ist die minimale Energiemenge, die der Körper benötigt, um seine normale Funktion bei vollständiger Ruhe 12 Stunden nach dem Essen im Wachzustand und unter Ausschluss des Einflusses aller äußeren und inneren Faktoren aufrechtzuerhalten.
Diese Energie wird für die Aufrechterhaltung der Körpertemperatur, des Blutkreislaufs, der Atmung, der Ausscheidung, der Funktion des endokrinen Systems, der Funktion des Nervensystems und der Prozesse des Zellstoffwechsels aufgewendet.
Der Grundumsatz zeigt, wie intensiv Stoffwechsel und Energie im Körper ablaufen.
Der Hauptstoffwechsel hängt von Geschlecht, Gewicht, Alter, dem Zustand der inneren Organe, dem Einfluss äußerer Faktoren auf den Körper (Mangel oder Überschuss an Ernährung, Intensität der körperlichen Aktivität, Klima usw.)
Der Grundumsatz kann unter dem Einfluss äußerer oder innerer Faktoren ansteigen oder abfallen. Eine Absenkung der Außentemperatur erhöht also den Grundumsatz. Eine Erhöhung der Außentemperatur senkt den Grundumsatz.

Warum ist es wichtig, den Grundumsatz zu kennen?

weil Der Grundumsatz ist ein Indikator für die Intensität des Stoffwechsels und der Energie im Körper, dann können seine Veränderungen auf das Vorhandensein bestimmter Krankheiten hinweisen.
Dazu wird der „fällige Basalwert“ mit dem „tatsächlichen Basalwert“ verglichen.

Grundtausch fällig- Dies ist ein durchschnittlicher Indikator, der auf der Grundlage der Ergebnisse einer Umfrage unter einer großen Anzahl gesunder Personen ermittelt wurde. Sie gilt als Normalität.
Basierend auf diesen Ergebnissen wurden spezielle Tabellen zusammengestellt, die den richtigen Grundumsatz unter Berücksichtigung von Geschlecht, Alter und Gewicht angeben.
Der richtige Basalaustausch wird als 100 % angenommen. Sie wird in kcal pro 24 Stunden gemessen.
Der richtige Grundumsatz für einen gesunden Erwachsenen beträgt etwa 1 kcal pro 1 kg Körpergewicht pro Stunde.

Tatsächlicher Basalaustausch ist der individuelle Basalaustausch des Individuums. Sie wird als prozentuale Abweichung vom Fälligkeitsbetrag ausgedrückt. Wenn ein tatsächlicher Basalaustausch erhöht - mit Pluszeichen, wenn erniedrigt - mit Minuszeichen.

Als akzeptabel gilt eine Abweichung von +15 bzw. -15 % vom Fälligkeitswert.
Abweichungen von +15 % bis +30 % gelten als zweifelhaft und bedürfen der Überwachung und Kontrolle.
Abweichungen von +30 % bis +50 % gelten als mäßige Abweichungen, von +50 % bis +70 % als schwerwiegend und über +70 % als sehr schwerwiegend.
Eine Abnahme des Grundumsatzes um 30–40 % gilt ebenfalls als mit einer Krankheit assoziiert, die eine Behandlung dieser Krankheit erfordert.

Tatsächlicher Basalaustausch in Speziallaboratorien kalorimetrisch bestimmt.