Kehon aineenvaihdunnan määritelmä. Mikä on aineenvaihdunta ja mitkä ovat sen rikkomisen syyt? Mikä vaikuttaa aineenvaihduntaprosessien nopeuteen

11.11.2020

Yleiskäsitys aineenvaihdunnasta ja energiasta Ihmiskeho, kuten kaikki elävät organismit, on olemassa avoimena energiajärjestelmänä. Tämä tarkoittaa, että keho menettää jatkuvasti ainetta melko yksinkertaisten kemiallisten yhdisteiden muodossa. Samalla kehosta poistuu energiaa. Mutta keho on vakaa energiajärjestelmä, joten aineen ja energian menetys korvataan niiden jatkuvalla imeytymisellä ympäristöstä. Siten ihmiskehon läpi kulkee jatkuvaa aineen ja sen sisältämän energian virtausta. Tämä jatkuva virtaus on yksi elävien organismien tärkeimmistä ominaisuuksista, ja sitä kutsutaan aineenvaihdunnaksi ja energiaksi tai aineenvaihdunnaksi.

Kehoon saapuva aine sisältää kemiallista energiaa (molekyylinsisäisten kemiallisten sidosten energiaa). Tämä energia muunnetaan kehossa muiden yhdisteiden kemialliseksi energiaksi sekä lämpö-, mekaaniseksi ja sähköenergiaksi. Keho tuottaa vähän sähköenergiaa, mutta se on tärkeää hermoston ja lihasten toiminnan kannalta.

Aineenvaihdunta on yksittäinen prosessi, joka tapahtuu koko organismin tasolla, se koostuu jokaisessa yksittäisessä solussa tapahtuvista aineenvaihduntaprosesseista. Aineenvaihdunnan ydin on kaikki erilaiset aineiden muunnokset kehossa, jotka tapahtuvat joko energian kulutuksen tai vapautumisen yhteydessä. Siksi aineenvaihduntaprosessilla on kaksi puolta, jotka liittyvät erottamattomasti toisiinsa:

Anabolismi (assimilaatio, plastinen vaihto) on joukko soluissa tapahtuvia synteesireaktioita. Samalla yksinkertaisemmista aineista syntetisoidaan monimutkaisempia aineita. Anabolismireaktiot maksavat energiaa. Pääasiallinen energianlähde anabolismissa reaktioissa on ATP. Esimerkki tällaisista reaktioista on proteiinien biosynteesi, jota tapahtuu kaikissa soluissa. Anabolian lähtöaineet ovat ravintoaineita, jotka tulevat kehoon ruoan mukana ja muodostuvat ruoansulatusprosessin seurauksena. Anabolisten reaktioiden seurauksena tapahtuu jatkuvaa itseuudistusta, kehon kasvua ja kehitystä. Lisäksi anabolismireaktiot ovat orgaanisten yhdisteiden toimittajia kataboliaprosesseihin.

Katabolismi (dissimilaatio, energia-aineenvaihdunta) on joukko monimutkaisempien orgaanisten aineiden halkeamis- ja hajoamisreaktioita yksinkertaisemmiksi hiilidioksidiksi ja veteen asti. Näissä reaktioissa vapautuu energiaa, josta noin puolet muuttuu lämmöksi ja kuluu kehon lämpötilan ylläpitämiseen, ja toinen puoli energiasta varastoituu korkeaenergisiin sidoksiin ATP-molekyyleihin, jota käytetään synteesissä. reaktiot.

Tärkeimmät ihmiskehon muodostavat orgaaniset aineet ovat proteiinit, hiilihydraatit, rasvat, nukleiinihapot, kun taas jotkut aineet voidaan muuttaa toisiksi, esimerkiksi hiilihydraatit rasvoiksi ja päinvastoin, proteiinit voidaan muuntaa rasvoiksi ja hiilihydraateiksi. Kehon epäorgaanisia aineita ovat vesi ja kivennäissuolat. Täydellisen, tasapainoisen ruokavalion tulee sisältää riittävästi ja laadultaan orgaanista ainesta ja sen tulee sisältää myös tarvittavat kivennäissuolat sekä vesi ja vitamiinit. On noin 60 ravintoainetta, jotka vaativat tasapainoa.

Yksitoikkoinen ravitsemus, joka johtaa yksittäisten komponenttien poissulkemiseen, aiheuttaa aineenvaihduntahäiriöitä. On tapana erottaa proteiini-, hiilihydraatti-, rasva- ja vesi-suola-aineenvaihdunta. Ruoan energia-arvo mitataan kilokaloreissa (kcal). Ihmisen päivittäinen energiantarve on keskimäärin noin 3100 kilojoulea, joka riippuu sukupuolesta, iästä, fyysistä ja emotionaalista aktiivisuutta. Erityisen korkeat energiakustannukset painon suhteen 1-5-vuotiailla lapsilla aineenvaihduntaprosessien korkean aktiivisuuden vuoksi.

Proteiiniaineenvaihdunta Kaikista ihmiskehon muodostavista orgaanisista yhdisteistä proteiinit muodostavat suurimman osan. Proteiinien toiminnot kehossa ovat hyvin erilaisia: rakenteellisia (ne ovat osa solukalvoja, muodostavat sytoskeleton); katalyyttinen (entsyymiproteiinit); säätely (proteiinit - hormonit); kuljetus (veriplasman albumiinit ja globuliinit, punasolujen hemoglobiini); suojaava (proteiinit - vasta-aineet, veren hyytymisjärjestelmän proteiinit); reseptori, signaali (reseptoripäätteiden kalvojen proteiinit); supistuva (lihassolujen aktiini ja myosiini, siimasolujen ja värekarvojen tubuliiniproteiini); energia (energian vapautuminen proteiinien hajoamisen aikana);

Proteiinit ovat erityisen tärkeitä tasapainoisessa ruokavaliossa, koska niitä ei syntetisoidu ihmiskehossa muista orgaanisista yhdisteistä ja ne on nautittava osana ruokaa. Kemiallisesti proteiinit ovat polymeerisiä yhdisteitä, jotka koostuvat aminohapoista. Ihmisen ruoansulatuskanavassa ruokaproteiinit hajoavat aminohapoiksi, joista omat proteiininsa syntetisoidaan kehon soluissa. Ihmisen proteiinit sisältävät 22 erilaista aminohappoa. Kaikki aminohapot jaetaan välttämättömiin ja ei-välttämättömiin.

Korvaavia voi muodostua ihmiskehossa muista aminohapoista. Ihmiskeho ei pysty syntetisoimaan välttämättömiä aminohappoja, joten ne on saatava ravinnosta. Aikuisen ihmisen kehossa voi syntetisoitua 14 aminohappoa. Lapsilla on 10 välttämätöntä aminohappoa ja aikuisilla 8 (arginiini, valiini, leusiini, isoleusiini jne.). Yhden välttämättömän aminohapon puute tai puuttuminen johtaa kasvun ja kehityksen hidastumiseen ja jopa pysähtymiseen. Tässä suhteessa on käsite proteiinien biologinen arvo.

Proteiineja, jotka sisältävät kaikki välttämättömät aminohapot ja riittävät määrät, kutsutaan täysproteiineiksi. Nämä ovat eläinproteiineja (lihan, kalan, kananmunien, maidon proteiinit). Proteiineja, jotka eivät sisällä kaikkia välttämättömiä aminohappoja, kutsutaan epätäydellisiksi. Nämä ovat kasviperäisiä proteiineja (paitsi perunaproteiineja).

Ruoansulatusmehuihin kuuluvien proteolyyttisten entsyymien vaikutuksesta ruokaproteiinit hajoavat aminohapoiksi ja imeytyvät suolen seinämien kautta vereen. Verenkierron mukana aminohapot saapuvat kehon soluihin ja osallistuvat lisämuunnoksiin (proteiinien biosynteesi, muuntaminen muiksi aminohapoiksi jne.).

1 gramman proteiinien täydellinen hapettuminen hiilidioksidiksi, vedeksi ja ureaksi liittyy 17,6 kJ (4,1 kcal) energian vapautumiseen. Proteiineja ei käytännössä tallenneta reserviin. Proteiinin nälässä soluissa käytetään itse solujen kalvojen proteiineja, mikä johtaa vakaviin aineenvaihduntahäiriöihin. Aikuisen päivittäinen proteiinintarve on 90-150 grammaa (riippuen fyysisestä aktiivisuudesta).

Ruoan ylimääräinen proteiini voi muuttua glykogeeniksi ja rasvaksi, mutta yleensä ylimääräiset aminohapot hapetetaan hiilidioksidiksi, vedeksi ja ammoniakiksi. Ammoniakki on myrkyllistä, joten se muuttuu myrkyttömäksi ureaksi maksassa ja erittyy virtsaan. Aikuisen ihmisen kehossa syntetisoitujen proteiinien määrä on normaalisti yhtä suuri kuin hajoavan proteiinin määrä. Lapsilla proteiinisynteesi hallitsee niiden hajoamista, ja vanhoilla ihmisillä hajoamisprosessi hallitsee synteesiä.

Aikuisena terveellä ihmisellä on typpitasapaino, eli ruoan proteiineista saatava typen määrä on yhtä suuri kuin vapautuvan typen määrä. Nuoressa, kasvavassa kehossa proteiinimassaa kertyy, joten typpitase on positiivinen, eli sisään tulevan typen määrä ylittää kehosta erittyvän määrän. Vanhuudessa vallitsevasta proteiinien hajoamisesta johtuen typpitase on negatiivinen, eli elimistöön tulevan typen määrä on pienempi kuin elimistöstä erittyvän typen määrä.

Proteiinin puutteeseen liittyvät sairaudet. Veren seerumin proteiinipitoisuus vähenee, hypoproteinemia kehittyy. Veriproteiinien seurauksena maksan, lihasten ja ihon proteiinit hajoavat. Myöhemmin sydämen ja aivojen lihasten proteiinit hajoavat. Varhainen indikaattori on virtsan urean muutos.

Hiilihydraattien aineenvaihdunta Hiilihydraatit kulkeutuvat ihmiskehoon osana ruokaa monosakkaridien (glukoosi, fruktoosi, galaktoosi), disakkaridien (sakkaroosi, maltoosi, laktoosi) ja polysakkaridien (tärkkelys, glykogeeni) muodossa. Jopa 60 % ihmisen energia-aineenvaihdunnasta riippuu hiilihydraattien muuttumisesta. Hiilihydraattien hapetus on paljon nopeampaa ja helpompaa kuin rasvojen ja proteiinien hapetus. Hiilihydraatit suorittavat ihmiskehossa useita tärkeitä tehtäviä:

energiaa (yhden glukoosigramman täydellisen hapettumisen yhteydessä vapautuu 17,6 k. J energiaa); reseptori (muodostavat glykokalyyksisolujen hiilihydraattireseptoreita); suojaava (osa limaa); varastointi (lihaksissa ja maksaan talletetaan varastoon glykogeenin muodossa);

Ihmisen ruoansulatuskanavassa polysakkaridit ja disakkaridit hajoavat amylolyyttisten entsyymien toimesta glukoosiksi ja muiksi monosakkarideiksi. Ihmisen veren glukoosipitoisuus on hyvin vakio, 0,08 - 0,12%. Ylimääräiset hiilihydraatit verestä insuliinihormonin vaikutuksesta kerääntyvät kehossa glykogeenipolysakkaridin muodossa maksaan ja lihaksiin. Insuliinin puutteella kehittyy vakava sairaus - diabetes mellitus.

Aikuisen kehon glykogeenivarastot ovat noin 400 grammaa. Nämä varannot mobilisoidaan helposti energiatarpeisiin: glukagonihormonin ja joidenkin entsyymien vaikutuksesta glykogeeni hajoaa glukoosiksi. Ihmisen päivittäinen hiilihydraattitarve 400-600 grammaa. Kasviruoat sisältävät runsaasti hiilihydraatteja. Kun ruoassa ei ole hiilihydraatteja, ne voidaan syntetisoida rasvoista ja proteiineista. Ruoan ylimääräiset hiilihydraatit muuttuvat rasvoiksi aineenvaihdunnan aikana.

Rasvojen aineenvaihdunta Rasvat (lipidit) muodostavat 10-20 % kehon painosta. Useimmat ihmisen rasvamolekyylit ovat kolmiarvoisen alkoholin glyserolin ja korkeampien karboksyylihappojen (rasvahappojen) estereitä. Lipidit voivat olla kiinteitä (rasvat) tai nestemäisiä (öljyt). Rasvat suorittavat useita tärkeitä tehtäviä:

rakenteellinen (rasvat - fosfolipidit ovat solukalvojen rakenteen perusta); energia (1 gramman rasvan täydellinen hapettuminen hiilidioksidiksi ja vedeksi vapauttaa 38,9 k. J (9,3 kcal) energiaa); suojaava (lämmöneristys ja vedeneristys matalan lämpötilan ulkoisilta vaikutuksilta ja aggressiivisilta vesiliuoksilta, mekaanisen paineen puristusvaikutukset tiettyihin kehon osiin); aleneminen (joidenkin sisäelinten (munuaisten jne.) rasvakapselit; endogeenisen veden lähde (1 g rasvaa hapettuessaan vapauttaa 1,1 g vettä, jota elimistö voi käyttää aineenvaihduntatarpeisiin; arojen ja aavikoiden eläimet voivat olla juomatta pitkään hapettumisvararasvan takia); säätelevä (jotkut hormonit ovat rasvojen johdannaisia, kuten progesteroni, androsteroni jne.); ovat rasvaliukoisten vitamiinien liuottimia.

Ruoansulatuskanavassa rasvat hajoavat lipolyyttisten entsyymien vaikutuksesta glyseroliksi ja rasvahapoiksi. Nämä ohutsuolen limakalvon soluissa olevat aineet muuttuvat ihmisen omiksi rasvoiksi ja imeytyvät imusolmukkeisiin. Ruoasta kertynyt ylimääräinen rasva kertyy sisäelinten pinnalle ja ihonalaiseen rasvakudokseen. Ihmisen rasvat sisältävät tyydyttyneitä ja tyydyttymättömiä rasvahappoja. Tyydyttymättömiä rasvahappoja ei syntetisoidu ihmiskehossa, joten ne on saatava ravinnosta.

Kasviöljyt ovat tyydyttymättömien rasvahappojen lähde. Aikuisen ihmisen päivittäinen rasvojen tarve on 80-100 g, ja niiden määrästä noin 30 % tulisi olla kasviöljyjä tyydyttymättömien rasvahappojen lähteenä. Kun ruoassa ei ole rasvaa, ne voidaan syntetisoida proteiineista ja hiilihydraateista. Eläinrasvojen liiallinen kulutus edistää kolesterolin muodostumista, joka kerääntyy valtimoiden sisäseinille ja johtaa niiden seinämien paksuuntumiseen ja edistää verenpainetaudin kehittymistä.

Veden ja suolan aineenvaihdunta Ihmiskehossa on noin 65 % vettä. Erityisen suuri määrä vettä sisältää hermokudoksen (neuronien), pernan ja maksan soluja - jopa 85%. Alkiosoluissa veden määrä voi olla jopa 95 %, ja vanhoissa soluissa sen pitoisuus laskee 60 %:iin. Jokaista aikuisen painokiloa kohden on noin 700 g vettä, josta 500 g solunsisäistä ja 200 g solunulkoista vettä. Päivittäinen vesihukkaa virtsassa, hengityksen aikana, ihon läpi, ulosteen kanssa aikuisella on noin 2,5 litraa, joten päivittäinen vedentarve on tätä määrää.

Vesihäviöiden korvaaminen tapahtuu nesteen syömisen kustannuksella. Noin 300 g vettä muodostuu päivittäin kehon sisällä proteiinien, rasvojen ja hiilihydraattien hapettumisen seurauksena. Vedellä kemiallisena aineena on useita ainutlaatuisia fysikaalisia ja kemiallisia ominaisuuksia, joihin sen kehossa suorittamat toiminnot perustuvat:

on yleinen liuotin (kaikki biokemialliset reaktiot soluissa tapahtuvat vain liuenneessa tilassa); määrittää solujen ja kudosten elastisuuden (turgorin); on nesteiden kuljetusjärjestelmien (sytoplasman, veren, imusolmukkeen liikkumisen) ja ruoansulatusnesteiden perusta; on sisäisen ympäristön perusta (veri, imusolmukkeet; kudos, keuhkopussin, aivo-selkäydinneste, nivelneste); on reagenssi biokemiallisissa reaktioissa; osallistuu lämmön säilytykseen, jakautumiseen ja uudelleenjakaumiseen kehossa sekä lämmönsäätelyyn; Ilman vettä ihminen voi elää enintään 5 päivää.

Mineraalisuolat ovat välttämättömiä aineenvaihduntaprosessien normaalille kululle ja kaikkien elinjärjestelmien toiminnalle, normaalille kasvulle ja kehitykselle. Makroravinteita, joita elimistössä on kymmeniä ja satoja grammoja, ovat natrium, kalium, kalsium, fosfori ja magnesium. Ihmiskeho tarvitsee monenlaisia hivenaineita, joiden määrä lasketaan milligrammoina. Kivennäissuolojen tarve katetaan pääsääntöisesti elintarvikkeilla, lukuun ottamatta ruokasuolaa ja jodia, jotka ovat köyhiä joidenkin alueiden vesissä ja maaperässä, mukaan lukien Altai-alueen alue. Jokainen mineraalielementti täyttää tärkeän tehtävänsä, eikä sitä voi korvata millään muulla alkuaineella.

Joidenkin kivennäisalkuaineiden toiminnot ihmiskehossa ja niiden päivittäinen tarve Alkuaineen nimi Toiminnot kehossa Päivittäinen tarve, g Natrium (natriumkloridi) Ioneja löytyy solukalvon ulkopinnan kudosnesteestä; tarjoaa solun kiihtyvyysprosesseja 10 - 12 Kaliumionit sijaitsevat solukalvon sisäpinnalla ja tarjoavat solun kiihtyvyysprosesseja 2 - 3

Fosfori Sisältyy luukudoksen solujen väliseen aineeseen; on välttämätön komponentti fosforia sisältävissä orgaanisissa yhdisteissä (ATP, DNA, RNA) 1, 5 - 2, 0 Kalsium Sisältyy luukudoksen solujen väliseen aineeseen; ionit osallistuvat lihasten supistumis- ja veren hyytymisprosesseihin 0,6 - 0,8 Magnesium Sisältyy luukudoksen solujen väliseen aineeseen; 0,3 Rauta Sisältyy hemoglobiiniin ja joihinkin oksidatiivisiin entsyymeihin 0,001 - 0,003 Kloori (natriumkloridi) Sisältyy mahanesteeseen (suolahappo) 10 - 12

Rikki Sisältyy joihinkin aminohappoihin 0,8-1,0 Jodi Sisältää kilpirauhashormoneja 0,00003 Sinkki Sisältyy entsyymeihin, jotka katalysoivat insuliinin ja sukupuolihormonien muodostumista Fluori Sisältää hampaiden ja luiden koviin kudoksiin Bromi Sisältyy hermokudoksessa, saa aikaan viritys- ja estoprosesseja Kupari Joissakin entsyymeissä 0,001 Koboltti Sisältyy B 12 -vitamiinimolekyyliin, aktivoi joidenkin hengitysteiden entsyymien toimintaa

Soluja suoritetaan jatkuvasti aineenvaihdunta (aineenvaihdunta) - monipuoliset kemialliset muutokset, jotka varmistavat niiden kasvun, elintärkeän toiminnan, jatkuvan kosketuksen ja vaihdon ympäristön kanssa. Aineenvaihdunnan ansiosta proteiinit, rasvat, hiilihydraatit ja muut solun muodostavat aineet hajoavat ja syntetisoituvat jatkuvasti. Nämä prosessit muodostavat reaktiot tapahtuvat erityisten entsyymien avulla tietyssä solun organoidissa, ja niille on ominaista korkea organisoituminen ja järjestys. Tämän ansiosta soluissa saavutetaan koostumuksen suhteellinen pysyvyys, solurakenteiden ja solujen välisen aineen muodostuminen, tuhoutuminen ja uusiutuminen.

Aineenvaihdunta liittyy erottamattomasti energian muuntamisprosesseihin. Kemiallisten muutosten seurauksena kemiallisten sidosten potentiaalinen energia muuttuu muun tyyppiseksi energiaksi, jota käytetään uusien yhdisteiden synteesiin, solujen rakenteen ja toiminnan ylläpitämiseen jne.

Aineenvaihdunta koostuu kahdesta toisiinsa liittyvästä, samanaikaisesti tapahtuvasta prosessista kehossa - muovi- ja energiavaihto .

Plastinen aineenvaihdunta (anabolia, assimilaatio) - kaikkien biologisen synteesin reaktioiden kokonaisuus. Nämä aineet kulkeutuvat soluorganellien rakentamiseen ja uusien solujen syntymiseen jakautumisen aikana.Plastiseen vaihtoon liittyy aina energian imeytyminen.

Energia-aineenvaihdunta (katabolismi, dissimilaatio) - joukko reaktioita monimutkaisten korkeamolekyylisten orgaanisten aineiden - proteiinien, nukleiinihappojen, rasvojen, hiilihydraattien - jakamiseksi yksinkertaisempiksi, pienimolekyylisiksi aineiksi. Tässä tapauksessa suurten orgaanisten molekyylien kemiallisten sidosten sisältämä energia vapautuu. Vapautunut energia varastoidaan energiarikkaiden ATP-fosfaattisidosten muodossa.

Muovi- ja energianvaihdon reaktiot liittyvät toisiinsa ja muodostavat yhtenäisyydessä aineenvaihdunnan ja energian muuntumisen kussakin solussa ja koko kehossa.

muovinen vaihto

Muovivaihdon ydin on siinä, että solun ulkopuolelta tulevista yksinkertaisista aineista muodostuu soluaineita. Tarkastellaan tätä prosessia solun tärkeimpien orgaanisten yhdisteiden - proteiinien - muodostumisen esimerkissä.

Proteiinisynteesi on monimutkainen, monivaiheinen prosessi, joka sisältää DNA:ta, mRNA:ta, tRNA:ta, ribosomeja, ATP:tä ja erilaisia entsyymejä. Proteiinisynteesin alkuvaihe on polypeptidiketjun muodostuminen yksittäisistä aminohapoista, jotka sijaitsevat sisällä

tiukasti määritelty järjestys. Päärooli aminohappojen järjestyksen määrittämisessä, ts. Proteiinin päärakenne kuuluu DNA-molekyyleihin. Proteiinien aminohapposekvenssin määrää DNA-molekyylin nukleotidisekvenssi. DNA:n osaa, jolle on ominaista tietty nukleotidisekvenssi, kutsutaan geeniksi. Geeni on osa DNA:ta, joka on geneettisen tiedon alkeishiukkanen. Siten kunkin spesifisen proteiinin synteesin määrää geeni. Jokainen aminohappo polypeptidiketjussa vastaa kolmen nukleotidin yhdistelmää - triplettiä tai kodonia. Se on kolme nukleotidia, jotka määräävät yhden aminohapon kiinnittymisen polypeptidiketjuun. Esimerkiksi DNA-alue, jossa on AAC-tripletti, vastaa aminohappoa leusiinia, TTT-triplettiä lysiiniä ja TGA-triplettiä treoniinia. Tätä nukleotidien ja aminohappojen välistä korrelaatiota kutsutaan geneettiseksi koodiksi. Proteiinit sisältävät 20 aminohappoa ja vain 4 nukleotidia. Vain kolmesta peräkkäisestä emäksestä koostuva koodi voisi varmistaa kaikkien 20 aminohapon osallistumisen proteiinimolekyylien rakenteisiin. Kaikkiaan geneettisessä koodissa on 64 erilaista triplettiä, jotka edustavat neljän typpipitoisen emäksen mahdollisia yhdistelmiä kolmessa, mikä on enemmän kuin tarpeeksi koodaamaan 20 aminohappoa. Jokainen tripletti koodaa yhtä aminohappoa, mutta useimpia aminohappoja koodaa useampi kuin yksi kodoni. Tällä hetkellä DNA-koodi on täysin purettu. Jokaiselle aminohapolle sen koodaavien triplettien koostumus on määritetty tarkasti. Esimerkiksi aminohappo arginiini voi vastata sellaisia DNA-nukleotiditriplettejä, kuten HCA, HCG, HCT, HCC, TCT, TCC.

Proteiinisynteesi tapahtuu ribosomeissa, ja proteiinin rakenteesta tiedot salataan ytimessä sijaitsevaan DNA:han. Proteiinin syntetisoimiseksi ribosomeihin on toimitettava tietoa sen primäärirakenteen aminohapposekvenssistä. Tämä prosessi sisältää kaksi vaihetta: transkriptio ja kääntäminen.

Transkriptio (kirjaimellisesti - uudelleenkirjoittaminen) etenee matriisisynteesin reaktiona. DNA-ketjussa, kuten matriisissa, komplementaarisuuden periaatteen mukaisesti syntetisoidaan mRNA-ketju, joka nukleotidisekvenssissään kopioi (komplementaarinen) tarkasti DNA:n polynukleotidiketjuun, ja DNA:ssa oleva tymiini vastaa urasiilia RNA:ssa. Messenger-RNA ei ole kopio koko DNA-molekyylistä, vaan vain osa siitä - yksi geeni, joka kuljettaa tietoa koottavan proteiinin rakenteesta. On olemassa erityisiä mekanismeja synteesin lähtökohdan "tunnistamiseen", DNA-ketjun valitsemiseen, josta tietoa luetaan, sekä mekanismeja prosessin loppuunsaattamiseksi, johon erityiset kodonit osallistuvat. Näin muodostuu lähetti-RNA. MRNA-molekyyli, joka kuljettaa samaa tietoa kuin geenit, tulee sytoplasmaan. RNA:n liikkuminen ydinkalvon läpi sytoplasmaan johtuu erityisistä proteiineista, jotka muodostavat kompleksin RNA-molekyylin kanssa.

Sytoplasmassa ribosomi on kietoutunut mRNA-molekyylin toiseen päähän; sytoplasman aminohapot aktivoituvat entsyymien avulla ja kiinnittyvät jälleen erityisten entsyymien avulla tRNA:han (tämän aminohapon erityinen sitoutumiskohta). Jokaisella aminohapolla on oma tRNA, jonka yksi osista (antikodoni) on nukleotiditripletti, joka vastaa tiettyä aminohappoa ja täydentää tiukasti määriteltyä mRNA-triplettiä.

Biosynteesin seuraava vaihe alkaa - lähettää : polypeptidiketjujen kokoaminen mRNA-templaattiin. Kun proteiinimolekyyli kootaan, ribosomi liikkuu mRNA-molekyyliä pitkin, eikä se liiku tasaisesti, vaan ajoittain, tripletti tripletti. Ribosomin liikkuessa mRNA-molekyyliä pitkin, mRNA-triplettejä vastaavat aminohapot toimitetaan tänne tRNA:n avulla. Jokaiseen triplettiin, jossa ribosomi pysähtyy liikkuessaan lankamaista mRNA-molekyyliä pitkin, tRNA on kiinnittynyt tiukasti komplementaarisesti. Tässä tapauksessa tRNA:han liittyvä aminohappo on ribosomin aktiivisessa keskustassa. Täällä erityiset ribosomientsyymit katkaisevat aminohapon tRNA:sta ja kiinnittävät sen edelliseen aminohappoon. Ensimmäisen aminohapon asennuksen jälkeen ribosomi siirtää yhden tripletin, ja aminohaposta lähtevä tRNA siirtyy sytoplasmaan seuraavaa aminohappoa varten. Tämän mekanismin avulla proteiiniketju rakennetaan askel askeleelta. Aminohapot yhdistetään siinä tiukasti mRNA-molekyylin ketjussa olevien koodaavien triplettien järjestyksen mukaisesti. Mitä kauemmaksi ribosomi on siirtynyt mRNA:ta pitkin, sitä suurempi proteiinimolekyylin segmentti "kokoontuu". Kun ribosomi saavuttaa mRNA:n vastakkaisen pään, synteesi on valmis. Ribosomista erottuu lankamainen proteiinimolekyyli. mRNA-molekyyliä voidaan käyttää polypeptidien synteesiin monta kertaa, aivan kuten ribosomia. Yksi mRNA-molekyyli voi sisältää useita ribosomeja (polyribosomeja). Niiden lukumäärä määräytyy mRNA:n pituuden mukaan.

Proteiinin biosynteesi on monimutkainen monivaiheinen prosessi, jonka kutakin linkkiä katalysoivat tietyt entsyymit ja ATP-molekyylit syöttävät energiaa.

energian vaihto

Synteesin vastainen prosessi on dissimilaatio - joukko halkeamisreaktioita. Dissimilaation seurauksena elintarvikeaineiden kemiallisten sidosten sisältämä energia vapautuu. Solu käyttää tätä energiaa erilaisten töiden suorittamiseen, mukaan lukien assimilaatio. Ravinteiden hajoamisen aikana energiaa vapautuu vaiheittain useiden entsyymien osallistuessa. Energia-aineenvaihdunnassa erotetaan yleensä kolme vaihetta.

Ensimmäinen vaihe on valmistelu . Tässä vaiheessa monimutkaiset suurimolekyyliset orgaaniset yhdisteet hajoavat entsymaattisesti hydrolyysin avulla yksinkertaisemmiksi yhdisteiksi - joista ne koostuvat: proteiinit - aminohapoiksi, hiilihydraatit - monosakkarideiksi (glukoosiksi), nukleiinihapot - nukleotideiksi jne. . Tässä vaiheessa vapautuu pieni määrä energiaa, joka haihtuu lämmön muodossa.

Toinen vaihe on anoksinen tai anaerobinen. Sitä kutsutaan myös anaerobiseksi hengitykseksi (glykolyysiksi) tai fermentaatioksi. Glykolyysi tapahtuu eläinsoluissa. Sille on ominaista gradaatio, yli kymmenen eri entsyymin osallistuminen ja suuren määrän välituotteiden muodostuminen. Esimerkiksi lihaksissa anaerobisen hengityksen seurauksena kuuden hiilen glukoosimolekyyli hajoaa 2 palorypälehappomolekyyliksi (C3H403), jotka sitten pelkistyvät maitohapoksi (C3H603). Fosforihappo ja ADP ovat mukana tässä prosessissa. Prosessin yleinen ilmaisu on seuraava:

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

Halkeamisen aikana vapautuu noin 200 kJ energiaa. Osa tästä energiasta (noin 80 kJ) kuluu kahden ATP-molekyylin synteesiin, minkä ansiosta 40 % energiasta varastoituu kemiallisen sidoksen muodossa ATP-molekyyliin. Loput 120 kJ energiaa (yli 60 %) haihtuvat lämpönä. Tämä prosessi on tehoton.

Alkoholikäymisen aikana yhdestä glukoosimolekyylistä monivaiheisen prosessin tuloksena kaksi molekyyliä etyylialkoholia, kaksi molekyyliä CO2

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

Tässä prosessissa energiantuotanto (ATP) on sama kuin glykolyysissä. Käymisprosessi on energianlähde anaerobisille organismeille.

Kolmas vaihe on happi eli aerobinen hengitys tai hapen jakaminen. . Tässä energia-aineenvaihdunnan vaiheessa edellisessä vaiheessa muodostuneiden orgaanisten aineiden myöhempi pilkkoutuminen tapahtuu hapettamalla ne ilmakehän hapella yksinkertaisiksi epäorgaanisiksi aineiksi, jotka ovat lopputuotteita - CO2 ja H20. Happihengitykseen liittyy suuren energiamäärän (noin 2600 kJ) vapautuminen ja sen kertyminen ATP-molekyyleihin.

Yhteenvetona aerobinen hengitysyhtälö näyttää tältä:

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

Siten kahden maitohappomolekyylin hapettumisen aikana vapautuneen energian ansiosta muodostuu 36 energiaintensiivistä ATP-molekyyliä. Näin ollen aerobisella hengityksellä on päärooli solun energian tarjoamisessa.

Tiedemiehet ovat määrittäneet aineenvaihdunnan pitkään. Mikä on aineenvaihdunta? Tämä on kompleksi monimutkaisia kemiallisia reaktioita, jotka tapahtuvat ihmisen tai muun elävän olennon kehossa ja vaikuttavat sen elinkelpoisuuteen, elinvoiman ylläpitoon, kasvuun, kehitykseen ja lisääntymiseen sekä suojaamiseen ympäristön kielteisiltä vaikutuksilta. Aineenvaihdunta on edellytys elävän organismin normaalille olemassaololle.

Säännöllinen ravintoaineiden saanti soluille sekä erilaisten kemiallisten prosessien seurauksena syntyvien hajoamisen lopputuotteiden jatkuva erittyminen ovat biokemiallisen ja energia-aineenvaihdunnan perusta. Biologia tutkii näiden ilmiöiden olemusta ja niiden vaikutusta elävään organismiin. Mitä on aineenvaihdunta, mikä on biokemiallisten ja energiaprosessien nopeuden vaikutus kehon muodon ja rakenteen muutoksiin, ravitsemukseen ja elämäntapoihin sekä sopeutumiskykyyn ihmisen elämän eri olosuhteisiin? Nämä ovat kaikki biologisen tutkimuksen luokat.

Pääasialliset aineenvaihduntatyypit

Katsotaanpa tarkemmin itse prosessia ja sen määritelmää. Mikä on aineenvaihdunta? Tämä on prosessi, joka edistää ulkopuolelta tulevien ravintoaineiden (proteiinit, rasvat, hiilihydraatit, vitamiinit, vesi ja kivennäisaineet) prosessointia, jonka tuloksena ihmiskeho tuottaa omia proteiineja, hiilihydraatteja ja rasvoja. Samanaikaisesti hajoamistuotteet (halkeaminen) eli jätetuotteet erittyvät eritysjärjestelmän kautta ulkoiseen ympäristöön. Biologit ovat tunnistaneet useita aineenvaihduntaprosessien päätyyppejä.

Näitä ovat proteiini-, lipidi- (rasva-), hiilihydraatti-, suola- ja vesiaineenvaihdunta. Erilaiset entsyymit, jotka osallistuvat eri ravintoaineiden muuntamiseen, ovat samalla välttämätön osa ruoansulatusta. Ne jäsentävät ruokaamme. Tässä tapauksessa entsyymien aineenvaihdunta on säädelty oikeaan suuntaan.

Aineenvaihduntaprosessin kaksi tärkeintä toisiinsa liittyvää vaihetta

Kuinka biokemialliset muutokset tapahtuvat kehossa? Mikä aiheuttaa aineenvaihdunnan vaihtelun? Terveellä ihmisellä aineenvaihduntaprosessit kehossa etenevät intensiivisesti ja nopeasti.

Näiden kemiallisten reaktioiden tekniikka sisältää kaksi rinnakkaista, toisiinsa liittyvää jatkuvaa vaihetta: dissimilaatio ja assimilaatio.

Anabolia (assimilaatio) on prosessi, joka liittyy tarvittavien yhdisteiden muodostumiseen, jonka synteesin aikana energia imeytyy.

Katabolismi (dissimilaatio) on prosessi, joka päinvastoin edistää erilaisten aineiden hajoamista ja sen seurauksena energian vapautumista. Happea pidetään tämän oksidatiivisen prosessin pääkatalysaattorina (kiihdyttimenä).

Perusaineenvaihduntaan vaikuttavat tekijät

Määritellessään, mitä aineenvaihdunta on, tutkijat ovat tunnistaneet välttämättömän ravintoaineiden ja energian vähimmäiskulutuksen kehon elintärkeän toiminnan ylläpitämiseksi ihanteellisissa mukavissa olosuhteissa, kun ihminen on levossa. Aineenvaihduntaprosessien voimakkuuteen voivat vaikuttaa:

geneettinen muisti tai perinnöllisyys;
henkilön ikä (koska aineenvaihdunta hidastuu vähitellen vuosien mittaan);
ilmasto-olosuhteet;
motorinen aktiivisuus tai sen puuttuminen;
ihmisen ruumiinpaino (lihavat ihmiset tarvitsevat enemmän kaloreita ylläpitääkseen elämää).

Etsiessään vastausta kysymykseen, mikä on perusaineenvaihdunta tai perusaineenvaihdunta, fysiologit ehdottavat 4 tekijän huomioon ottamista: henkilön sukupuoli, ikä, pituus ja ruumiinpaino. Keskimäärin perusaineenvaihdunnan intensiteetti on 1 kcal tunnissa 1 painokiloa kohden. Miehillä perusaineenvaihdunta päivässä on noin 1500-1700 kcal. Naisilla tämä luku on noin 1300-1500 kcal. Lapsilla aineenvaihdunta on pääsääntöisesti korkeampi kuin aikuisilla, mutta vähenee vähitellen vuosien kuluessa.

Aineenvaihdunta ja energiatasapaino

Jokaisella ihmisellä on yksilöllinen indikaattori aineenvaihdunnan ja energian tasosta. Energian saannin ulkopuolelta ruuan kanssa ja sen kulutuksen elimistön elämän tukemiseen (perusaineenvaihdunta sekä energiankulutus fyysiseen ja henkiseen toimintaan) tulee olla tasapainossa. Tämä energia mitataan lämpöyksiköissä - kilokaloreissa. Saapuvan energian määrän ja kulutetun energian välinen tasapaino takaa normaalin energiatasapainon.

Aineenvaihduntaprosessien säätely

Perusaineenvaihduntaan vaikuttavien tekijöiden sekä kalorien saannin ja kulutuksen välisen eron vaikutuksesta aineenvaihduntaprosessien intensiteetti muuttuu. Kaikilla tasoilla säätelyssä tärkein rooli on hermostolla. Muutokset voivat tapahtua suoraan itse kudoksissa tai elimissä, ja ne ovat myös seurausta entsyymien ja hormonien määrän ja toiminnan säätelystä.

Palauteperiaatteen ansiosta kehomme pystyy itsenäisesti säätelemään aineenvaihdunnan tasoa. Esimerkiksi kun suuri määrä glukoosia pääsee verenkiertoon, vapautuu energiaa, mikä lisää insuliinin eritystä. Se estää glukoosin tuotantoa glykogeenista maksassa, mikä puolestaan johtaa sen pitoisuuden laskuun veressä.

Mikä on aineenvaihduntahäiriö ja mitkä ovat sen syyt

Erilaisilla aineenvaihduntahäiriöillä voi esiintyä vakavia, joskus peruuttamattomia seurauksia. Hiilihydraattiaineenvaihdunnan toimintahäiriöt voivat provosoida diabeteksen kehittymistä, väärä lipidiaineenvaihdunta voi johtaa huonon kolesterolin kertymiseen, mikä aiheuttaa verisuoni- ja sydänsairauksia. Liialliset vapaat radikaalit aiheuttavat ennenaikaista ikääntymistä ja syöpää. Tällaisten epäonnistumisten syyt voivat olla sekä sisäisiä että ulkoisia.

Mikä on aineenvaihduntahäiriö sisältäpäin? Nämä ovat erilaisia geneettisiä ongelmia, jotka liittyvät perinnölliseen tekijään (aineenvaihduntaprosesseissa häiriöitä aiheuttavien entsyymien synteesiä koodaavien geenien mutaatio). Muita syitä voivat olla hermoston sairaudet, endokriiniset häiriöt (kilpirauhasen, aivolisäkkeen, lisämunuaisten toimintahäiriöt).

Ulkoisiin syihin fysiologit sisällyttävät ruokavalion rikkomukset (yli syöminen, epätasapainoinen ruokavalio ja niin edelleen), jättäen huomiotta terveellisen elämäntavan. Kun selvitetään, mikä on väärä aineenvaihdunta, on muistettava: sen esiintymiselle on sekä erillisiä syitä että monimutkaisia, kun sairauden ohella ihmisellä voi olla ruokailuhäiriöitä, fyysistä passiivisuutta.

Rasvan aineenvaihdunta

Lipidi- (rasva-) aineenvaihdunta ansaitsee erityisen keskustelun. Ihmiskehon rasvat ovat rikkain energianlähde. Mikä on lipidiaineenvaihdunta? Lipidien hapettumisprosessissa vapautuu enemmän energiaa kuin hiilihydraattien ja proteiinien käsittelyssä yhteensä. Suuren energiamäärän lisäksi rasvojen hajoamisesta muodostuu paljon kosteutta, joka tukee veden aineenvaihduntaa.

Kehon rasvat ovat välttämättömiä ravintoaineita. Erilliset vitamiinit liukenevat lipideihin, toimivat solukalvojen komponenttina, materiaalina tiettyjen hormonien ja entsyymien synteesiä varten sekä osallistuvat hermo-lihasvälitykseen. Rasvakudos suorittaa lämpöä eristävän ja suojaavan tehtävän, pehmentää ja kosteuttaa ihoa. Riittävä ja tasapainoinen rasvamäärä ruokavaliossa takaa oikean rasva-aineenvaihdunnan, terveyden ja erinomaisen ulkonäön.

Mikä on nopea aineenvaihdunta tai kuinka lihoa

Kuinka usein ihmiset, jotka ovat tyytymättömiä laihuuteensa, valittavat, että ruoka ei sovi heille. He eivät voi saada optimaalista painoa nopean aineenvaihdunnan vuoksi. Lisääntynyt aineenvaihdunta on geneettisesti luontaista ihmisille, joilla on ektomorfinen vartalotyyppi. Niille on ominaista pieni määrä ihonalaista rasvaa ja hidas lihasten rakentaminen. Mitä on nopea aineenvaihdunta? Tämä on korkea metabolisten reaktioiden määrä.

Ihmiset, joilla on tällainen "luonnon lahja", palkitaan lisääntyneellä aktiivisuudella, hyvällä fyysisellä kunnosta, eivätkä he ole alttiita ylimääräiselle painolle. 30 vuoden kuluttua, erityisesti naisilla, voi esiintyä fyysisen passiivisuuden ja aliravitsemuksen seurauksena ihonalaisen rasvakerroksen paksuuntumista tietyissä kehon osissa. Tämä johtuu osittain siitä, että puolen vuoden välein tästä iästä alkaen aineenvaihdunta hidastuu 3-4 %. Mutta luvun korjaaminen näissä tapauksissa on hyvin yksinkertaista: sinun on vain noudatettava tasapainoista ruokavaliota ja lisättävä fyysistä aktiivisuutta.

Kuinka palauttaa oikea aineenvaihdunta?

Monet nopean laihdutuksen takaavien jäykkien, tasapainottomien ruokavalioiden ystävät joutuvat pian dilemmaan. Jatkamalla ruokavalionsa kaloripitoisuuden vähentämistä, he saavat aineenvaihdunnan tason laskun, mikä johtaa vaa'an nuolen kiinnittymiseen. Kalorivaje ei enää johda painonpudotukseen. Ravitsemusasiantuntijoita kehotetaan tässä tapauksessa lisäämään aineenvaihduntaa. Mitä on nopea aineenvaihdunta? Tämä on pakollinen aamuaamiainen, osittaista tasapainoista ruokavaliota koko päivän ajan, runsas veden juonti, aerobinen ja anaerobinen harjoitus, ulkoilu, sauna- ja kylpykäynti sekä vähintään 8-9 tunnin nukkuminen. Lisäksi ruokavalioon on sisällytettävä aineenvaihduntaa nopeuttavia tuotteita: mausteet (pippuri, kaneli, inkivääri, sinappi), merenelävät, sitrushedelmät (greippi), ginseng, B-vitamiinit, vihreä tee.

Mikä itse asiassa on ihanteellinen aineenvaihdunta? Tämä on pätevä suhde kulutetun ruoan määrän ja sen kulujen välillä. Varhainen aamiainen auttaa kehoa "heräämään" ja käynnistämään aineenvaihduntaprosessin, fraktioravitsemus tarjoaa elintärkeitä aineita ilman nälkää ja haittaa keholle, ja fyysinen aktiivisuus tuo kehon haluttuun muotoon. Nälkä päinvastoin hidastaa ja pysäyttää aineenvaihdunnan, mikä johtaa painonpudotusprosessin pysähtymiseen.

Johtopäätös

Aineenvaihduntahäiriöiden ehkäisy ei koostu vain säännöllisistä lääkärikäynneistä, vaan myös terveellisestä ruokavaliosta, pätevästä työohjelmasta ja riittävästä leposta, ympäristö- ja hygieniastandardien noudattamisesta (mahdollisimman pitkälle), fyysistä aktiivisuutta. Tietäen mitä aineenvaihdunta on, voit varmistaa kehosi täydellisen toiminnan ja pysyä terveenä monta vuotta!

Aineenvaihdunta tai aineenvaihduntaa- tämä on täydellinen kompleksi kemiallisia reaktioita ja prosesseja, jotka tapahtuvat elävässä solussa ja varmistavat sen elintärkeän toiminnan, kasvun, jakautumisen ja vuorovaikutuksen ulkoisen ympäristön kanssa.

Juuri oikein aineenvaihduntaa varmistaa soluja muodostavien tai solujen ja solujen välisen aineen toiminnan, tuhoutumisen, uusiutumisen kannalta välttämättömien aineiden molekyylien hajoamisen ja assimiloitumisen. Oikean aineenvaihdunnan ansiosta kehon kudospeite päivittyy 80 päivässä, lihaskuituproteiinit 180 päivässä, maksasolut ja veren seerumi 10 päivässä ja osa maksaentsyymeistä uusiutuu vain 2-4 tunnissa.

Aineenvaihdunta liittyy erottamattomasti prosessiin energian muuntaminen. Kemiallisten reaktioiden seurauksena monimutkaisten orgaanisten molekyylien potentiaalinen energia muuttuu muun tyyppiseksi energiaksi, jota käytetään solujen kaikkiin elämänprosesseihin. Kaikki nämä prosessit etenevät katalyyttien osallistuessa - entsyymejä. Jokaisen elävän organismilajin aineenvaihdunta on ainutlaatuinen, ominainen vain tälle lajille. Kunkin lajin aineenvaihdunta määräytyy ensisijaisesti sen elinympäristön ja yleisen olemassaolon olosuhteiden mukaan.

Aineenvaihdunta koostuu kaksi pääprosessia, jotka liittyvät erottamattomasti toisiinsa ja etenevät samanaikaisesti:

Anabolismi (assimilaatio);
Katabolismi (dissimilaatio).

Anabolismi ( muovinen vaihto) ovat monimutkaisten orgaanisten molekyylien synteesi (rakennus) prosesseja yksinkertaisemmista katabolian seurauksena.

Kataboliset prosessit ovat kemiallisten reaktioiden kompleksi, jonka tarkoituksena on hajottaa suuret molekyylit pienemmiksi, jotka voivat siirtyä soluun. Samalla vapautuu energiaa, jonka organismit yleensä varastoivat ATP-molekyyleihin ( adenosiinitrifosfaatti). Katabolia tapahtuu yleensä oksidatiivisten tai hydrolyyttisten reaktioiden aikana. Samaan aikaan tällaiset prosessit etenevät sekä hapen osallistuessa ( hengitys, aerobinen reitti) ja ilman sen osallistumista (käyminen, glykolyysi - anaerobinen reitti).

Aineenvaihduntatyypistä riippuen on olemassa kahdenlaisia eläviä organismeja:

1) Heterotrofit- nämä ovat organismeja, jotka syntetisoivat orgaanisia yhdisteitä katabolian seurauksena muodostuvien tuotteiden ja prosessissa vapautuvan energian seurauksena. Alkuperäiset raaka-aineet tällaisten organismien kudosten muodostukselle ovat yksinkertaisia orgaanisia aineita. Näistä yhdisteistä jokainen solu syntetisoi erikseen tarvitsemansa yhdisteet. Täten, proteiinisynteesi voi esiintyä paikallisesti (glykogeeni syntetisoituu suoraan lihaksissa, eikä sitä saa verellä maksasta).

2) Autotrofit- nämä ovat organismeja, jotka voivat syntetisoida orgaanisia yhdisteitä hiilidioksidista hapetusreaktioiden avulla ( kemosynteesi) ja auringonvalo ( fotosynteesi). Tällaiset organismit ovat tietyntyyppisiä bakteereja ja vihreitä kasveja.

Elävien organismien kehittyessä evoluution aikana säätelyjärjestelmät ovat tulleet monimutkaisemmiksi ja järjestyneemmiksi. Nykyään pitkälle kehittyneillä organismeilla on lisäsääntelyä hormonaaliset mekanismit ja hermomekanismit, jotka vaikuttavat joko suoraan entsyymien synteesiin tai itse entsyymeihin ja voivat myös vaikuttaa solujen herkkyyteen tietylle entsyymille.

11 277

Termi "aineenvaihdunta" (aineenvaihdunta) kreikaksi tarkoittaa "muutosta" tai "muutosta". Mitä siis muutetaan?

Aineenvaihdunta- tämä on yhdistelmä kaikkia kehon biokemiallisia ja energiaprosesseja, joiden aikana saapuva ruoka, vesi, ilma muunnetaan energiaksi ja useiksi elämän ylläpitämiseksi välttämättömiksi aineiksi. Tämä toiminto antaa kehomme käyttää ruokaa ja muita resursseja rakenteensa ylläpitämiseen, vaurioiden korjaamiseen, myrkkyjen poistamiseen ja lisääntymiseen. Toisin sanoen aineenvaihdunta on välttämätön prosessi, jota ilman elävät organismit kuolevat.

Metaboliset toiminnot:

kehon sisäisen ympäristön pysyvyyden ylläpitäminen jatkuvasti muuttuvissa olemassaolon olosuhteissa ja sopeutuminen ulkoisten olosuhteiden muutoksiin.
elämän, kehityksen ja itsensä lisääntymisen varmistaminen.

Aineenvaihdunta alkaa elämän ylläpitämiseen tarvittavien ravintoaineiden imeytymisestä. Mutta me imemme muiden ihmisten proteiineja, rasvoja ja hiilihydraatteja! Ja sinun on rakennettava omasi. Mitä minun pitää tehdä? oikein! Pilko sisään tulevat monimutkaiset aineet yksinkertaisemmiksi komponenteiksi ja rakenna niistä sitten yksittäisiä proteiineja, rasvoja ja hiilihydraatteja. Eli sinun on ensin purettava ja sitten rakennettava.

Siksi koko aineenvaihduntaprosessi voidaan jakaa 2 läheisesti toisiinsa liittyvään komponenttiin, yhden prosessin kahteen osaan - aineenvaihduntaan.

1. Katabolismi- Nämä ovat sellaisia elimistössä tapahtuvia prosesseja, joiden tarkoituksena on pilkkoa ruoka ja omat molekyylit yksinkertaisemmiksi aineiksi, samalla vapauttaa energiaa ja varastoida sitä adenosiinitrifosfaatin (ATP) muodossa.
Katabolian ensimmäinen vaihe on ruoansulatusprosessi, jonka aikana proteiinit hajoavat aminohapoiksi, hiilihydraatit glukoosiksi, lipidit glyseroliksi ja rasvahapoiksi. Sitten nämä molekyylit muuttuvat jo soluissa vielä pienemmiksi, esimerkiksi rasvahapot - asetyyli-CoA:ksi, glukoosi - pyruvaaiksi, aminohapot - oksaloasetaatiksi, fumaraatiksi ja sukkinaatiksi jne. Katabolian pääasialliset lopputuotteet ovat vesi, hiilidioksidi, ammoniakki ja urea.

Monimutkaisten aineiden tuhoaminen on välttämätöntä energian saannin ja uusien kudosten rakentamisen kiireellisissä tarpeissa. Ilman katabolian prosesseja keho jäisi ilman energiaa, mikä tarkoittaa, että sitä ei voisi olla olemassa. Loppujen lopuksi tämä energia ohjataan myöhemmin tarvittavien aineiden synteesiin, kudosten luomiseen ja kehon uudistamiseen, eli anaboliaan. Energiaa tarvitaan myös lihasten supistumiseen, hermoimpulssien välittämiseen, kehon lämpötilan ylläpitämiseen jne.

2. Anabolismi- nämä ovat kehon aineenvaihduntaprosesseja, joiden tarkoituksena on tämän organismin solujen ja kudosten muodostuminen. Monia katabolian seurauksena saatuja aineita elimistö käyttää myöhemmin muiden aineiden synteesiin (anabolismiin).
Anaboliset prosessit etenevät aina ATP-energian imeytymisen myötä. Anabolisen aineenvaihdunnan aikana pienemmistä molekyyleistä rakentuu suurempia molekyylejä ja yksinkertaisemmista rakenteista muodostuu monimutkaisempia.
Siten katabolian ja sitä seuranneen anabolismin seurauksena tälle organismille ominaiset proteiinit, rasvat ja hiilihydraatit rakentuvat kehoon tulevista ravintoaineista.

Taulukko 1 Anabolismin ja katabolismin vertailu.

Huolimatta anabolismin ja katabolismin vastakohtasta, ne liittyvät erottamattomasti toisiinsa eivätkä voi edetä ilman toisiaan.
Anabolismin ja katabolian prosessien kokonaisuus on aineenvaihdunta eli aineenvaihdunta.
Hormonit säätelevät näiden kahden komponentin tasapainoa ja saavat kehon toimimaan sujuvasti. Entsyymit samalla kun se toimii katalyyttinä aineenvaihduntaprosesseissa.

Miten aineenvaihduntanopeus mitataan? Mitä aineenvaihdunnan taso?

Aineenvaihduntatasoa mitattaessa kukaan ei tietenkään laske äskettäin muodostuneiden tai tuhoutuneiden solujen tai kudosten määrää.
Aineenvaihduntanopeus mitataan imeytyneen ja vapautuneen energian määrällä. Puhumme energiasta, joka tulee kehoon ruoan kanssa, ja energiasta, jonka ihminen kuluttaa elämänsä aikana. Se mitataan kaloreissa.
Kalorit ovat keholle kuten bensiini autolle. Se on energianlähde, jonka ansiosta sydän lyö, lihakset supistuvat, aivot toimivat ja ihminen hengittää.

Kun he sanovat "lisääntynyt tai vähentynyt aineenvaihdunta", he tarkoittavat lisääntynyttä tai vähentynyttä aineenvaihdunnan nopeutta (tai intensiteettiä).

aineenvaihdunnan taso on energian määrä, jonka keho kuluttaa kaloreina tietyn ajanjakson aikana.

Kuinka monta kaloria terve ihminen polttaa päivässä?
Energia, jonka ihminen kuluttaa elämänsä aikana, sisältää 3 komponenttia:
1) Pääaineenvaihduntaan kulutettu energia (tämä on aineenvaihdunnan tärkein indikaattori) +
2) Ruoan assimilaatioon käytetty energia - ruoan erityinen dynaaminen toiminta (SDAP) +
3) Fyysiseen toimintaan käytetty energia.

Mutta kun on kyse yksittäisestä lisääntyneestä tai heikentyneestä aineenvaihdunnasta, sillä tarkoitetaan pääaineenvaihduntaa.

Perusvaihto - mitä se on?

BX- Tämä on vähimmäismäärä energiaa, jonka keho tarvitsee ylläpitääkseen normaalia toimintaansa täydellisessä levossa 12 tuntia syömisen jälkeen valvetilassa ja ilman kaikkien ulkoisten ja sisäisten tekijöiden vaikutusta.
Tämä energia kuluu kehon lämpötilan ylläpitämiseen, verenkiertoon, hengitykseen, erittymiseen, endokriinisen järjestelmän toimintaan, hermoston toimintaan ja solujen aineenvaihduntaprosesseihin.
Perusaineenvaihdunta osoittaa, kuinka intensiivisesti aineenvaihdunta ja energia kehossa etenevät.
Pääaineenvaihdunta riippuu sukupuolesta, painosta, iästä, sisäelinten tilasta, ulkoisten tekijöiden vaikutuksesta kehoon (ravinnon puute tai liika, fyysisen toiminnan intensiteetti, ilmasto jne.)
Perusaineenvaihdunta voi lisääntyä tai laskea ulkoisten tai sisäisten tekijöiden vaikutuksesta. Joten ulkolämpötilan alentaminen lisää perusaineenvaihduntaa. Ulkolämpötilan nousu hidastaa perusaineenvaihduntaa.

Miksi perusaineenvaihdunnan tunteminen on tärkeää?

Koska perusaineenvaihdunta on indikaattori aineenvaihdunnan ja energian intensiteetistä kehossa, niin sen muutokset voivat viitata tiettyjen sairauksien esiintymiseen.
Tätä varten "asianmukaista perusvaihtoa" verrataan "todelliseen perusvaihtoon".

Perusvaihdon vuoksi- Tämä on keskimääräinen indikaattori, joka määritettiin suuren joukon terveitä ihmisiä koskevan tutkimuksen tulosten perusteella. Sitä pidetään normina.
Näiden tulosten perusteella on koottu erityisiä taulukoita, jotka osoittavat oikean perusaineenvaihdunnan sukupuolen, iän ja painon huomioiden.
Oikea perustason vaihto on 100 %. Se mitataan kcal per 24 tuntia.
Terveen aikuisen oikea perusaineenvaihdunta on noin 1 kcal painokiloa kohti tunnissa.

Todellinen basaalin vaihto on yksilön yksilöllinen perusvaihto. Se ilmaistaan prosentuaalisena poikkeamana erästä. Jos varsinainen basaalin vaihto lisätty - plusmerkillä, jos laskettu - miinusmerkillä.

Poikkeama määräarvosta +15 tai -15 % katsotaan hyväksyttäväksi.
Poikkeamat +15 %:sta +30 %:iin katsotaan epäilyttäväksi ja vaativat seurantaa ja valvontaa.
Poikkeamat +30 %:sta +50 %:iin katsotaan kohtalaisiksi poikkeavuuksiksi, +50 % - +70 % - vakaviksi ja yli +70 % - erittäin vakaviksi.
Perusaineenvaihdunnan laskun 30-40 % katsotaan myös liittyvän sairauteen, joka vaatii hoitoa kyseiseen sairauteen.

Todellinen basaalin vaihto määritetään kalorimetrialla erityisissä laboratorioissa.