المصادر الرئيسية لطاقة الجسم هي الكربوهيدرات والبروتينات والأملاح المعدنية والدهون والفيتامينات. إنها تضمن نشاطها الطبيعي ، وتسمح للجسم بالعمل دون أي مشاكل. المغذيات هي مصادر الطاقة في جسم الإنسان. بالإضافة إلى ذلك ، فهي تعمل كمواد بناء ، وتعزز نمو وتكاثر الخلايا الجديدة التي تظهر بدلاً من الخلايا المحتضرة. في الشكل الذي تؤكل فيه ، لا يمكن للجسم امتصاصها واستخدامها. فقط الماء والفيتامينات والأملاح المعدنية هي التي يتم هضمها وامتصاصها بالشكل الذي تأتي به.
المصادر الرئيسية لطاقة الجسم هي البروتينات والكربوهيدرات والدهون. في الجهاز الهضمي ، لا يتعرضون فقط للتأثيرات الفيزيائية (طحن وسحق) ، ولكن أيضًا للتحولات الكيميائية التي تحدث تحت تأثير الإنزيمات الموجودة في عصير الغدد الهضمية الخاصة.
هيكل البروتين
في النباتات والحيوانات هناك مادة معينة هي أساس الحياة. هذا المركب عبارة عن بروتين. اكتشف عالم الكيمياء الحيوية جيرارد مولدر أجسام البروتين في عام 1838. كان هو الذي صاغ نظرية البروتين. كلمة "بروتين" من اللغة اليونانية تعني "في المقام الأول". يتكون ما يقرب من نصف الوزن الجاف لأي كائن حي من البروتينات. في الفيروسات ، يتراوح هذا المحتوى بين 45-95 بالمائة.
عند الحديث عن المصدر الرئيسي للطاقة في الجسم ، لا يمكن تجاهل جزيئات البروتين. تحتل مكانة خاصة في الوظائف البيولوجية والأهمية.
الوظائف والموقع في الجسم
يوجد حوالي 30٪ من مركبات البروتين في العضلات ، وحوالي 20٪ توجد في الأوتار والعظام ، و 10٪ توجد في الجلد. والأهم بالنسبة للكائنات الحية هي الإنزيمات التي تتحكم في العمليات الكيميائية الأيضية: هضم الطعام ، ونشاط الغدد الصماء ، ووظائف المخ ، ونشاط العضلات. حتى البكتيريا الصغيرة تحتوي على مئات الإنزيمات.
البروتينات هي جزء أساسي من الخلايا الحية. تحتوي على الهيدروجين والكربون والنيتروجين والكبريت والأكسجين وبعضها يحتوي أيضًا على الفوسفور. عنصر كيميائي إلزامي موجود في جزيئات البروتين هو النيتروجين. هذا هو السبب في أن هذه المواد العضوية تسمى المركبات المحتوية على النيتروجين.
خصائص وتحولات البروتينات في الجسم
الضربفي الجهاز الهضمي ، يتم تقسيمها إلى أحماض أمينية ، يتم امتصاصها في مجرى الدم وتستخدم لتصنيع ببتيد خاص بالكائن الحي ، ثم يتأكسد إلى الماء وثاني أكسيد الكربون. عندما ترتفع درجة الحرارة ، يتخثر جزيء البروتين. من المعروف أن الجزيئات لا تذوب في الماء إلا عند تسخينها. على سبيل المثال ، الجيلاتين له مثل هذه الخصائص.
بعد الامتصاص يدخل الطعام أولاً في تجويف الفم ثم ينتقل عبر المريء ثم يدخل المعدة. يحتوي على تفاعل حمض البيئة ، والذي يتم توفيره بواسطة حمض الهيدروكلوريك. يحتوي عصير المعدة على إنزيم البيبسين ، الذي يكسر جزيئات البروتين إلى ألبومات وبيبتون. هذه المادة فعالة فقط في بيئة حمضية. يمكن للطعام الذي دخل المعدة أن يبقى فيه لمدة 3-10 ساعات ، اعتمادًا على حالة التجمع وطبيعته. يحتوي عصير البنكرياس على تفاعل قلوي ، فهو يحتوي على إنزيمات يمكنها تكسير الدهون والكربوهيدرات والبروتينات.
من بين إنزيماته الرئيسية ، التربسين معزول ، والذي يوجد في عصير البنكرياس على شكل التربسينوجين. إنه غير قادر على تكسير البروتينات ، ولكن عند ملامسته لعصير الأمعاء ، فإنه يتحول إلى مادة فعالة - إنتيروكيناز. يكسر التربسين البروتينات إلى أحماض أمينية. تنتهي معالجة الطعام في الأمعاء الدقيقة. إذا كانت الكربوهيدرات والبروتينات في الاثني عشر وفي دهون المعدة تتحلل بالكامل تقريبًا ، فعندئذ يكون هناك انهيار كامل في الأمعاء الدقيقة للمغذيات ، وامتصاص منتجات التفاعل في الدم. تتم العملية من خلال الشعيرات الدموية ، كل منهايقترب من الزغب الموجود على جدار الأمعاء الدقيقة.
التمثيل الغذائي للبروتين
بعد تكسير البروتين بالكامل إلى أحماض أمينية في الجهاز الهضمي ، يتم امتصاصها في مجرى الدم. يحتوي أيضًا على كمية صغيرة من عديد الببتيدات. من بقايا الأحماض الأمينية في جسم كائن حي ، يتم تصنيع بروتين معين يحتاجه الشخص أو الحيوان. تستمر عملية تكوين جزيئات بروتينية جديدة بشكل مستمر في الكائن الحي ، حيث تتم إزالة خلايا الجلد والدم والأمعاء والأغشية المخاطية المحتضرة ، وتتكون الخلايا الشابة مكانها.
من أجل تصنيع البروتينات ، من الضروري أن تدخل الجهاز الهضمي مع الطعام. إذا تم إدخال عديد الببتيد في الدم ، متجاوزًا الجهاز الهضمي ، فلن يتمكن جسم الإنسان من استخدامه. يمكن أن تؤثر هذه العملية سلبًا على حالة جسم الإنسان ، وتسبب العديد من المضاعفات: الحمى ، والشلل التنفسي ، والفشل القلبي ، والتشنجات العامة.
لا يمكن استبدال البروتينات بمواد غذائية أخرى ، لأن الأحماض الأمينية ضرورية لتكوينها داخل الجسم. كمية غير كافية من هذه المواد تؤدي إلى تأخير أو توقف النمو.
السكريات
لنبدأ بحقيقة أن الكربوهيدرات هي المصدر الرئيسي للطاقة في الجسم. إنها واحدة من المجموعات الرئيسية للمركبات العضوية التي ننتجهاالكائن الحي. مصدر الطاقة للكائنات الحية هو المنتج الأساسي لعملية التمثيل الضوئي. يمكن أن يتقلب محتوى الكربوهيدرات في خلية نباتية حية في حدود 1-2 بالمائة ، وفي بعض الحالات يصل هذا الرقم إلى 85-90 بالمائة.
مصادر الطاقة الرئيسية للكائنات الحية هي السكريات الأحادية: الجلوكوز ، الفركتوز ، الريبوز.
تحتوي الكربوهيدرات على الأكسجين والهيدروجين وذرات الكربون. على سبيل المثال ، الجلوكوز - مصدر للطاقة في الجسم ، له الصيغة C6H12O6. هناك تقسيم لجميع الكربوهيدرات (حسب الهيكل) إلى مركبات بسيطة ومعقدة: السكريات الأحادية والسكريات. وفقًا لعدد ذرات الكربون ، يتم تقسيم السكريات الأحادية إلى عدة مجموعات:
- ثلاثيات ؛
- تتروس ؛
- خماسيات ؛
- السداسيات ؛
- heptoses.
السكريات الأحادية التي تحتوي على خمس ذرات كربون أو أكثر يمكن أن تشكل بنية حلقة عندما تذوب في الماء.
المصدر الرئيسي للطاقة في الجسم هو الجلوكوز. يعتبر الديوكسيريبوز والريبوز من الكربوهيدرات ذات الأهمية الخاصة للأحماض النووية و ATP.
الجلوكوز هو المصدر الرئيسي للطاقة في الجسم. ترتبط عمليات تحويل السكريات الأحادية ارتباطًا مباشرًا بالتخليق الحيوي للعديد من المركبات العضوية ، وكذلك عملية إزالة المركبات السامة منها ، والتي تأتي من الخارج أو تتشكل نتيجة لانهيار جزيئات البروتين.
السمات المميزة للسكريات
أحادي السكاريد هو المصدر الرئيسي للطاقة في الجسم. عند الجمع بينهمايتم تقسيم السكريات الأحادية ، ويكون ناتج التفاعل عبارة عن ثنائي السكاريد.
السكروز (قصب السكر) ، المالتوز (سكر الشعير) ، اللاكتوز (سكر الحليب) هم ممثلون نموذجيون لهذه المجموعة.
مثل هذا المصدر للطاقة للجسم مثل السكريات الثنائية يستحق دراسة مفصلة. وهي شديدة الذوبان في الماء ولها طعم حلو. يؤدي الاستهلاك المفرط للسكروز إلى خلل خطير في الجسم ، ولهذا السبب من المهم للغاية الامتثال للقواعد.
السكريات
مصدر ممتاز للطاقة للجسم هي مواد مثل السليلوز والجليكوجين والنشا.
بادئ ذي بدء ، يمكن اعتبار أي منها مصدر طاقة لجسم الإنسان. في حالة الانقسام والانحلال الأنزيمي ، يتم إطلاق كمية كبيرة من الطاقة ، تستخدمها خلية حية.
يؤدي مصدر الطاقة هذا للجسم وظائف مهمة أخرى. على سبيل المثال ، يتم استخدام الكيتين والسليلوز كمواد بناء. السكريات ممتازة للجسم كمركبات احتياطية ، لأنها لا تذوب في الماء ، وليس لها تأثير كيميائي وتناضحي على الخلية. تسمح لهم هذه الخصائص بالاستمرار لفترة طويلة في الخلية الحية. عندما تجف ، السكريات قادرة على زيادة كتلة المنتجات المخزنة بسبب التوفير في الحجم.
مثل هذا المصدر للطاقة للجسم قادر على مقاومة البكتيريا المسببة للأمراض التي تدخل الجسم مع الطعام. إذا لزم الأمر ، أثناء التحلل المائي ، تحول قطع الغيارالسكريات إلى سكريات بسيطة.
كارب للصرافة
كيف يتصرف المصدر الرئيسي للطاقة في الجسم؟ يتم توفير الكربوهيدرات إلى حد كبير في شكل عديد السكاريد ، على سبيل المثال ، في شكل نشا. نتيجة للتحلل المائي ، يتكون الجلوكوز منه. يتم امتصاص السكاريد الأحادي في الدم ، وذلك بفضل العديد من التفاعلات الوسيطة ، ويتحول إلى ثاني أكسيد الكربون والماء. بعد الأكسدة النهائية ، يتم إطلاق الطاقة التي يستخدمها الجسم.
تتم عملية تقسيم سكر الشعير والنشا مباشرة في تجويف الفم ، حيث يعمل إنزيم ptyalin كمحفز للتفاعل. في الأمعاء الدقيقة ، تتحلل الكربوهيدرات إلى سكريات أحادية. يتم امتصاصها في الدم بشكل رئيسي على شكل جلوكوز. تحدث هذه العملية في الأمعاء العلوية ، ولكن لا توجد كربوهيدرات تقريبًا في الأمعاء السفلية. جنبا إلى جنب مع الدم ، تدخل السكريات في الوريد البابي وتصل إلى الكبد. في حالة تركيز السكر في دم الإنسان بنسبة 0.1٪ ، تمر الكربوهيدرات عبر الكبد وتنتهي في الدورة العامة.
من الضروري الحفاظ على كمية ثابتة من السكر في الدم بالقرب من 0.1٪. مع الإفراط في تناول السكريات في الدم ، يتراكم الفائض في الكبد. عملية مماثلة مصحوبة بانخفاض حاد في نسبة السكر في الدم.
تغيير في سكر الجسم
إذا كان النشا موجودًا في الطعام ، فإن هذا لا يؤدي إلى تغييرات واسعة النطاق في نسبة السكر في الدم ، لأن عملية التحلل المائي لعديد السكاريد تستغرق وقتًا طويلاً. إذا تركت جرعة السكر حوالي 15-200 جرام ، فهناك زيادة حادة فيهاالمحتوى في الدم. تسمى هذه العملية بفرط سكر الدم الغذائي أو الغذائي. تفرز الكلى السكر الزائد ، لذلك يحتوي البول على الجلوكوز.
تبدأ الكلى بإخراج السكر من الجسم إذا وصل مستواه في الدم إلى حدود 0.15-0.18٪. ظاهرة مماثلة تحدث مع استخدام كمية كبيرة من السكر لمرة واحدة ، وتمر بسرعة كافية ، دون أن تؤدي إلى انتهاكات خطيرة لعمليات التمثيل الغذائي في الجسم.
في حالة اضطراب عمل البنكرياس داخل إفرازه ، يحدث مرض مثل داء السكري. ويصاحبها زيادة ملحوظة في كمية السكر في الدم مما يؤدي إلى فقدان الكبد لقدرته على الاحتفاظ بالجلوكوز ، ونتيجة لذلك يُفرز السكر في البول من الجسم.
يمكن أن تترسب كمية كبيرة من الجليكوجين في العضلات ، وهنا مطلوب في تنفيذ التفاعلات الكيميائية التي تحدث أثناء تقلصات العضلات.
على اهمية الجلوكوز
لا تقتصر قيمة الجلوكوز للكائن الحي على وظيفة الطاقة. تزداد الحاجة إلى الجلوكوز مع العمل البدني الشاق. يتم تلبية هذه الحاجة عن طريق تكسير الجليكوجين في الكبد إلى الجلوكوز الذي يدخل مجرى الدم.
يوجد هذا السكاريد الأحادي أيضًا في بروتوبلازم الخلايا ، وبالتالي فهو مطلوب لتشكيل خلايا جديدة ، والجلوكوز مهم بشكل خاص أثناء عملية النمو. هذا السكاريد له أهمية خاصة من أجل الأداء الكامل للجهاز العصبي المركزي. بمجرد أن ينخفض تركيز السكر في الدم إلى 0.04٪ ،تحدث تشنجات ، يفقد الشخص وعيه. هذا تأكيد مباشر على أن انخفاض نسبة السكر في الدم يسبب اضطرابًا فوريًا في نشاط الجهاز العصبي المركزي. إذا تم حقن المريض بالجلوكوز في الدم أو قدم له طعامًا حلوًا ، تختفي جميع الاضطرابات. مع انخفاض السكر في الدم لفترة طويلة ، يتطور نقص السكر في الدم. يؤدي لاضطراب خطير بالجسم قد يسبب الموت.
دهن في سطور
يمكن اعتبار الدهون مصدرًا آخر للطاقة للكائن الحي. تحتوي على الكربون والأكسجين والهيدروجين. الدهون لها تركيب كيميائي معقد ، فهي مركبات من الجلسرين الكحول متعدد الهيدروكسيل والأحماض الدهنية الكربوكسيلية.
أثناء عملية الهضم ، يتم تقسيم الدهون إلى مكوناتها التي تم اشتقاقها منها. الدهون التي هي جزء لا يتجزأ من البروتوبلازم ، موجودة في الأنسجة والأعضاء وخلايا الكائن الحي. تعتبر بحق مصدرًا ممتازًا للطاقة. يبدأ تفكك هذه المركبات العضوية في المعدة. يحتوي عصير المعدة على الليباز الذي يحول جزيئات الدهون إلى الجلسرين وحمض الكربوكسيل.
يمتص الجلسرين بشكل مثالي ، لأنه يتمتع بقابلية جيدة للذوبان في الماء. يستخدم الصفراء لإذابة الأحماض. تحت تأثيره ، تزيد فعالية الليباز على الدهون حتى 15-20 مرة. ينتقل الطعام من المعدة إلى الاثني عشر ، حيث يتم تقسيمه ، تحت تأثير العصير ، إلى منتجات يمكن امتصاصها في الليمفاوية والدم.
عصيدة الطعام التالييتحرك عبر الجهاز الهضمي ، ويدخل الأمعاء الدقيقة. هنا يتم تكسيرها تمامًا تحت تأثير العصارة المعوية وكذلك الامتصاص. على عكس منتجات تكسير البروتينات والكربوهيدرات ، يتم امتصاص المواد التي تم الحصول عليها من التحلل المائي للدهون في الليمف. يتحد الجلسرين والصابون بعد مرورهما عبر خلايا الغشاء المخاطي للأمعاء مرة أخرى لتكوين دهون.
بإيجاز ، نلاحظ أن المصادر الرئيسية للطاقة لجسم الإنسان والحيوان هي البروتينات والدهون والكربوهيدرات. بفضل الكربوهيدرات ، أيض البروتين ، المصحوب بتكوين طاقة إضافية ، يعمل الكائن الحي. لذلك ، لا يجب أن تستمر في اتباع نظام غذائي لفترة طويلة ، مما يحد من نفسك في أي عنصر أو مادة أثرية معينة ، وإلا فقد يؤثر ذلك سلبًا على الصحة والرفاهية.
