Главная страница

[Медкниги]biokhimicheskie_osnovy_sbalansirovannogo_pitaniya_obshchie_p. [Медкниги]biokhimicheskie_osnovy_sbalansirovannogo_pitaniya_obsh. Биохимические основы сбалансированного питания. Общие пути катаболизма питательных веществ. Биологическое значение органических и минеральных компонентов пищи человека


Скачать 77.45 Kb.
НазваниеБиохимические основы сбалансированного питания. Общие пути катаболизма питательных веществ. Биологическое значение органических и минеральных компонентов пищи человека
Анкор[Медкниги]biokhimicheskie_osnovy_sbalansirovannogo_pitaniya_obshchie_p.docx
Дата05.10.2017
Размер77.45 Kb.
Формат файлаdocx
Имя файла[Медкниги]biokhimicheskie_osnovy_sbalansirovannogo_pitaniya_obsh
ТипРеферат
#19521
Каталогjuliemarkina

С этим файлом связано 35 файл(ов). Среди них: MedBooks-Medknigi_1chereshnev_v_a_baev_v_m_golovskoy_b_v_reologi, tmp35486195.gif, [Медкниги]biokhimicheskie_osnovy_sbalansirovannogo_pitaniya_obsh, Washington_Irving_Rip_van_Winkle.pdf, ГЛИКОЛИПИДЫ.ppt.ppt и ещё 25 файл(а).
Показать все связанные файлы

Южно-Казахстанская государственная фармацевтическая академия

Кафедра биохимии, биологии и микробиологии

РЕФЕРАТ

ПО ТЕМЕ: «Биохимические основы сбалансированного питания. Общие пути катаболизма питательных веществ. Биологическое значение органических и минеральных компонентов пищи человека»

Подготовила: Аубакирова А

Группа: 307 Б-ФР

Приняла: Мамбеткулова К. К.

Шымкент - 2014

План

I. Введение. Биохимия питания.

II. Биохимические основы сбалансированного питания.

  • Биохимические основы питания человека.

  • Источники энергии.

  • Незаменимые вещества организма.

III. Общая характеристика обмена веществ.

  • Две стороны (фазы) метаболизма.

  • Стадии катаболизма питательных веществ.

IV. Заключение.

V. Список использованной литературы.

I. Введение. Биохимия питания.

Пища человека содержит множество химических соединений, как органических, так и минеральных. Главную долю органических веществ пищи составляют углеводы, жиры, белки — основные пищевые вещества. Часть органических веществ — это минорные пищевые вещества, требующиеся в малых количествах; к ним принадлежат, в частности, витамины.

Основные пищевые вещества большей частью представляют собой полимеры. В желудочно-кишечном тракте они гидролизуются при участии ферментов класса гидролаз на мономеры: в этом заключается суть пищеварения. В процессе пищеварения происходит уменьшение разнообразия веществ: из бесчисленного количества белков разного строения, полисахаридов, жиров получается 20 разных аминокислот, небольшое число моносахаридов (главным образом глюкоза, фруктоза, галактоза), глицерин, жирные кислоты (главным образом олеиновая, стеариновая, пальмитиновая). Мономеры как низкомолекулярные вещества значительно легче проникают через клеточные мембраны кишечного эпителия (полимеры практически не всасываются). С кровью мономеры транспортируются во все органы и ткани и используются клетками.

Пищевые вещества могут быть заменимыми и незаменимыми. Заменимые — это те, которые могут образоваться в организме из других веществ. Например, клетки человека могут синтезировать любой необходимый им моносахарид из аминокислот, жиры могут образоваться из углеводов, некоторые аминокислоты образуются из других аминокислот или из углеводов.

Незаменимые пищевые вещества не синтезируются из других веществ и поэтому должны содержаться в пище в готовом виде. К незаменимым относятся все минеральные компоненты, а также витамины, некоторые аминокислоты и некоторые жирные кислоты.

II. Биохимические основы сбалансированного питания.

  1. Биохимические основы питания человека.

Полноценное питание должно содержать:

1) источники энергии (углеводы, жиры, белки);

2) незаменимые аминокислоты;

3) незаменимые жирные кислоты;

4) витамины;

5) неорганические (минеральные) кислоты);

6) клетчатку;

7) Н2О.


  1. Источники энергии.

Углеводы, жиры и белки являются макропитательными веществами. Их потребление зависит от роста, возраста и пола человека и определяется в граммах.

Углеводы составляют основной источник энергии в питании человека - самая дешевая пища. В развитых странах около 40 % потребления углеводов приходится на рафинированные сахара, а 60 % составляет крахмал. В менее развитых странах доля крахмала возрастает. За счет углеводов образуется основная часть энергии в организме человека.

Жиры - это один из основных источников энергии. Перевариваются в желудочно-кишечном тракте (ЖКТ) гораздо медленнее, чем углеводы, поэтому лучше способствуют возникновению чувства сытости. Триглицериды растительного происхождения являются не только источником энергии, но и незаменимымых жирных кислот: линолевой и линоленовой.

Белки - энергетическая функция не является для них основной. Белки - это исочники незаменимых и заменимых аминокислот, а также предшественники биологически активных веществ в организме. Однако при окислении аминокислот образуется энергия. Хотя она и невелика, но составляет некоторую часть энергетического рациона.

Может ли этиловый спирт служить источником энергии? При окислении 1 г этанола выделяется 7 ккал энергии. Это больше, чем при распаде 1 г углеводов, и меньше, чем при распаде 1 г жиров. Энергия, которая выделяется при окислении этанола, запасается в виде АТФ. Метаболизм этанола протекает в печени.

Эта реакция идет в цитоплазме. Затем уксусный альдегид подвергается повторному окислению, но уже в митохондриях.

При окислении этанола до уксусной кислоты выделяется НАДН2, который идет на цепь тканевого дыхания и образуется АТФ.

Уксусная кислота в дальнейшем активируется. Ац-КоА вступает в ЦТК.

Но этанол не является достаточно хорошим источником энергии.

Причины этого следующие.

1. Образующийся уксусный альдегид и сам этиловый спирт являются токсичными для человека, особенно для клеточных мембран.

2. Больные алкоголизмом мало потребляют адекватной пищи (мало белков).

3. Крепкие спиртные напитки не содержат витаминов и минеральных веществ. Поэтому часто встречаются авитаминозы - чаще всего авитаминоз В1: алкогольный полиневрит - синдром Вернике-Корсакова (неврологические расстройства).

4. Необходимо много НАД для окисления этанола и уксусного альдегида. Поэтому в клетке снижается запас НАД, необходимого окисления естественных продуктов питания. Прежде всего при этом страдают белковый и жировой обмены.

5. В организме этанол может превращаться только в жиры и стероиды, но из него не может синтезироваться глюкоза и гликоген. А нейроны головного мозга человека потребляют только глюкозу. Поэтому нарушается функция ЦНС.

6. У алкоголиков наблюдается избыточное образование кетоновых тел, поэтому запах у них изо рта напоминает запах, который встречается у больных сахарным диабетом.

7. Усиливается синтез кетоновых тел.

Во многих развитых странах люди сейчас страдают от избытка питания, который ведет к ожирению, а в малоразвитых - наоборот, от недостаточности питания.

Недоедание 12 тыс. человек в мире ежедневно умирают от голода. Недостаточность питания у детей приводит к таким нарушениям, как истощение и квашиоркор.

Квашиоркор развивается у детей при употреблении малокалорийной пищи с недостаточным содержанием белка. Замедляется рост ребенка, развиваются отеки, дегенеративные изменения в печени, почках, поджелудочной железе. Даже если такой ребенок не погибает, все равно длительное белковое голодание делает его инвалидом на всю жизнь. У взрослых при длительном белковом голодании развиваются похожие явления.


  1. Незаменимые вещества организма.

1. Витамины.

2. Аминокислоты.

3. Полиненасыщенные жирные кислоты.

4. Неорганические вещества (минеральные элементы).

5. Клетчатка.
Витамины — важнейшая группа незаменимых пищевых факторов. Концентрация витаминов в тканях и суточная потребность в них невелики, но при недостаточном поступлении витаминов в организм наступают характерные и опасные патологические изменения.

Витамины были открыты при изучении таких заболеваний, как бери-бери, цинга и другие, о которых теперь известно, что они возникают вследствие недостаточности витаминов. По выражению академика В. А. Энгельгардта, «витамины обнаружили себя не своим присутствием в организме, а своим отсутствием».

Витамины способствуют:

  • поддержанию защитных сил организма,

  • повышают его устойчивость к действию различных факторов окружающей среды,

  • помогают приспосабливаться к ухудшающейся экологической обстановке

  • играют важнейшую роль в поддержании иммунитета, т.е. делают наш организм

более устойчивым к болезням.

Витамины не являются для организма поставщиком энергии. Однако они регулируют наш обмен веществ, поддерживают нас в хорошей форме.

Концентрация витаминов в тканях и суточная потребность в них невелики, но при недостаточном поступлении витаминов в организм наступают характерные и опасные патологические изменения.

С нарушением поступления витаминов в организм связаны два состояния: недостаток витамина - гиповитаминоз (авитаминоз) и избыток витамина - гипервитаминоз.

Незаменимые аминокислоты - это такие аминокислоты, которые не синтезируются в организме, а должны поступать извне: Триптофан (суточная потребность 0,5 г в сутки), треонин, изолейцин, лизин, валин, лейцин (суточная потребность около 2 г), фенилаланин (сут.потр.около 2 г), метионин (сут.потр.около 2 г). аргинин незаменим только у детей.

Пищевые белки сильно отличаются по аминокислотному составу. Растительные белки содержат неполный набор аминокислот и в несвойственных нашему организму соотношениях.

Животные белки имеют хорошие химические характеристики и высокую биологическую ценность. Организм хорошо переваривает животные белки и эффективно использует образующиеся при этом аминокислоты.

Белки растительного происхождения имеют низкую химическую ценность. В белках какого-либо одного растения могут отсутствовать одна или несколько аминокислот. Поэтому организм должен получать разнообразную растительную пищу. Белки зерен злаков полностью не перевариваются, так как они защищены оболочкой, состоящей из целлюлозы, которая не расщепляется пищеварительными ферментами желудочно-кишечного тракта.

Незаменимые жирные кислоты. К ним относятся линолевая и линоленовая кислоты. Они не синтезируются в организме человека и поэтому должны поступать с пищей. Обычно мы не испытываем в них недостатка, так как они содержатся в растительных продуктах (маслах), а также в рыбьем и курином жирах.

В организме незаменимые жирные кислоты входят в состав клеточных мембран, а также являются предшественниками для синтеза биологически активных веществ, таких, как простагландины. Линолевая и линоленовая кислоты являются непосредственными предшественниками арахидоновой кислоты. Именно из арахидоновой кислоты синтезируются простагландины, тромбоксаны и лейкотриены.

Простагландины - это 20-углеродные жирные кислоты, содержащие пятичленное углеводородное кольцо. Различают несколько групп простагландинов, которые отличаются друг от друга наличием кетоносвой и гидроксильной групп в 9-м и 11-м положениях.

Предшественники простагландинов высвобождаются из фосфолипидов мембран (непищевые!) и расщепляются под действием фермента фосфолипазы-А2. Это регуляторная стадия в биосинтезе простагландинов. С помощью этой стадии регулируется количество субстрата, который подвергается последующему действию фермента циклооксигеназы.

Кортикостероиды ингибируют синтез простагландинов, угнетая фермент фосфолипазу-А2. Этим можно объяснить противовоспалительное действие кортикостероидов.

Синтез простагландинов протеккает в 2 стадии.

1-я стадия катализируется ПГ-Н-циклооксигеназой. Этот фермент работает по универсальному механизму и, независимо от того, в каком органе или ткани эта реакция протекает, она заканчивается образованием ПГН2. Это сложный мультиферментный комплекс, который локализуется в микросомах. Он катализирует образование циклопентанового кольца.

Ацетилсалициловая кислота (аспирин), а также все противовоспалительные нестероидные средства подавляют синтез простагландинов, являясь ингибиторами этого фермента.

2-ю стадию катализируют ферменты, общее название которых - конвертазы. Эти ферменты имеют тканевую специфичность, поэтому в каждом типе ткани из ПГН2 образуется свой продукт:

1) в головном мозге - ПГD;

2) в половых железах - ПГЕ, ПГF.

Простагландины действуют в тех клетках, где они синтезируются. Характер действия простагландина зависит от типа клетки. В этом заключается принципиальное отличие простагландинов от гормонов.

Физиологические эффекты простагландинов:

1) простагландины усиливают воспалительные процессы;

2) регулируют приток крови к определенному органу;

3) моделируют синаптическую передачу.

ПГЕ вызывает расслабление мускулатуры бронхов и трахеи. ПГЕ1 и ПГЕ2 используются как средства для снятия бронхоспазма (препараты-аэрозоли). В клинике используют препараты ингибиторов простагландинов.

Лабильными продуктами превращения простагландинов являются тромбоксаны. Их функция заключается в том, что они участвуют в регуляции активности тромбоцитов. Являясь мощными стимуляторами образования тромбов, они способствуют агрегации тромбоцитов.

Простациклины предотвращают агрегацию тромбоцитов.

Лейкотриены - это производные арахидоновой кислоты. Участвуют в иммунных процессах, воспалительных и аллергических реакциях, обладают спазмолитическим действием, влияют на артериальное давление и проницаемость сосудов.
Неорганические вещества (минеральные элементы) - это неорганические компоненты пищи.

В настоящее время в нашем организме найдено около 70 различных элементов, исключая элементы трансуранового ряда.

Элементы, встречающиеся в организме, делят на:

а) макроэлементы - их содержание составляет граммы, десятки или сотни граммов. Это Na, K, Ca, P, S, Cl.

б) микроэлементы, содержание их в организме исчисляется миллиграммами и десятками миллиграммов. Это Fe, Cu, Zn, Mo, Co, F, I, Br и некоторые другие.

Минеральные элементы можно классифицировать и по их необходимости для жизнедеятельности организма.

Те элементы, которые абсолютно необходимы для организма и выполняют в нем специфические функции, называют биоэлементы.

Те элементы, функции которых в организме неизвестны, обозначаются как случайные примеси. Пример случайной примеси - золото (Au).

Минеральные вещества в организме распределены очень неравномерно. Самая твердая ткань нашего организма - это ткань зуба, в ней 98 % минеральных веществ, а во внеклеточной жидкости содержится всего 0,5-1 % минеральных веществ. Фтора больше всего в зубной эмали, иода - в щитовидной железе, железа - в красном костном мозге. Большинство минеральных элементов концентрируется в отдельных тканях.

Равномерно распределены: Mg, Al, Br, Se.
Клетчатка-компонент неутилизируемых пищевых волокон. В состав клетчатки входят целлюлоза, гемицеллюлоза, лигнин, пектин. Эти вещества содержатся во фруктах, овощах, необработанном зерне. Не переваривается в желудочно-кишечном тракте.

Значение клетчатки для питания организма следующее.

1. Регулирует перистальтику кишечника.

2. Участвует в формировании каловых масс.

3. Способствует развитию чувства насыщения при приеме пищи.

4. Создает необходимые условия для функционирования нормальной микрофлоры кишечника.

5. Стимулирует выведение холестерина с желчью.

6. Уменьшает и задерживает всасывание глюкозы (важно для больных сахарным дибетом).

7. Является сорбентом для токсических веществ.
III. Общая характеристика обмена веществ.

  1. Две стороны (фазы) метаболизма.

Метаболизм (обмен веществ) – совокупность химических реакций, протекающих в живой клетке. Эти реакции протекают в определённой последовательности и тесно связаны между собой. Главные функции метаболизма в клетке:

а) запасание энергии, которая добывается путем расщепления пищевых веществ, поступающих в организм, или путем преобразования энергии солнечного света;

б) превращение молекул пищевых веществ в строительные блоки;

в) сборку белков, нуклеиновых кислот, липидов, полисахаридов и прочих клеточных компонентов из этих строительных блоков;

г) синтез и разрушение тех биомолекул, которые необходимы для выполнения специфических функций данной клетки.

Метаболизм включает множество метаболических путей. Метаболический путь - определенная последовательность ферментативных реакций в клетке. Промежуточные продукты реакций метаболического пути называются метаболитами. На каждой из стадий метаболического пути происходит небольшое химическое изменение метаболитов. В результате этих превращений исходная молекула превращается в конечный продукт метаболического пути.

Большинство метаболических путей являются линейными (рисунок а), но встречаются и циклические метаболические пути (рисунок б). Обычно метаболические пути имеют разветвления, в которых одни вещества выходят из цепи реакций данного пути, а другие, наоборот, включаются в него (рисунок в).001biophoto5.gif


002biophoto5.gif

Рисунок а. Линейный метаболический путь (схема). Предшественник А превращается в продукт F в результате пяти последовательных реакций. Продукт одной ферментативной реакции служит при этом субстратом следующей. б. Циклический путь (схема). Конечным продуктом такого пути является один из субстратов первой ферментативной реакции. Таким путём происходит окисление ацетильной группы до СО2 и Н2О в цикле Кребса. в. Разветвлённый метаболический путь (схема). Метаболит D выходит из цепи реакций данного пути, превращаясь в метаболит G, а вещество К, наоборот, включается в него.003biophoto5.gif

Метаболизм складывается из двух противоположных сторон : катаболизма и анаболизма.

Катаболизм – это фаза, в которой происходит последовательное расщепление сложных молекул до более простых, таких, как СО2, вода и аммиак. Процессы катаболизма сопровождаются выделением энергии. Эта энергия частично аккумулируется в форме макроэргического соединения – аденозинтрифосфата (АТФ).
Анаболизм – это фаза метаболизма, в которой происходит образование (биосинтез) сложных молекул (белков, липидов, полисахаридов) из простых предшественников. Процессы биосинтеза протекают с затратой энергии. Источником этой энергии служит распад АТФ до АДФ и неорганического фосфата.

Метаболические пути, выполняющие как катаболическую, так и анаболическую функцию, называют амфиболическими.

Катаболическая и анаболическая фазы метаболизма тесно связаны между собой (рисунок):

а) Энергия, выделяемая в реакциях катаболизма, и аккумулированная в форме молекул АТФ, потребляется в анаболических процессах.

б) В реакциях катаболизма образуются простые метаболиты, которые могут использоваться в реакциях биосинтеза (анаболизма).
004biophoto5.gif

Рисунок. Взаимосвязь путей катаболизма и анаболизма

  1. Стадии катаболизма питательных веществ.

Катаболизм – совокупность химических реакций превращения высокомолекулярных соединений в низкомолекулярные. Это сложный ферментативный процесс, в котором принято выделять три основные стадии (рисунок).

Рисунок. Три стадии катаболизма питательных веществ (обозначены римскими цифрами).

005biophoto5.gif

На первой стадии крупные биомолекулы расщепляются на составляющие их строительные блоки: полисахариды превращаются в пентозы и гексозы, жиры – в жирные кислоты, глицерол и другие компоненты, белки – в аминокислоты. Это происходит в желудочно-кишечном тракте, а также в лизосомах клетки. Реакции катализируют ферменты, относящиеся к классу гидролаз. Относительная энергоотдача составляет менее 1% всей высвобождаемой энергии.

На второй стадии строительные блоки превращаются в более простые молекулы. Моносахариды, глицерол и большинство аминокислот расщепляются до одного и того же трёхуглеродного метаболита – пирувата. Это происходит в цитоплазме клеток. В дальнейшем пируват, а также жирные кислоты и некоторые аминокислоты окисляются до ацетильного остатка, связанного с коэнзимом А (ацетил-КоА). Эти реакции протекают уже в митохондриях клетки. Пируват и ацетил-КоА, находящиеся на пересечении нескольких метаболических путей, можно отнести кключевым или узловым метаболитам. Относительная энергоотдача второй стадии катаболизма около 20%; выделяемая энергия может быть частично аккумулирована в виде АТФ.

На третьей стадии происходит окисление ацетильной группы в цикле трикарбоновых кислот Кребса до СО2 и восстановленных форм коферментов НАД и ФАД. Эти коферменты окисляются в дыхательной цепи до Н2О; выделяемая энергия аккумулируется в АТФ. Все эти реакции протекают в митохондриях. Относительная энергоотдача третьей стадии - около 80%.

Различают общий и специфические пути катаболизма. К специфическим путям катаболизма веществ того или иного класса относят главным образом реакции первой и второй стадии катаболизма, которые для каждого класса могут существенно различаться. Третья стадия, одинаковая для всех классов питательных веществ, называется общим путём катаболизма.

Заключение

Сбалансированное питание означает полноценность питательности продуктов, которые мы употребляем. Здесь есть два значения:

Первое - достаточное количество калорий и питательных веществ, во избежание дистрофии;

Второе - физиологический баланс различных питательных веществ с целью укрепления здоровья и профилактики хронических заболеваний.

В последние десятилетия было достигнуто колоссальное развитие медицины и в особенности биологии клеток и молекулярной биологии, что вывело исследования современной трофологии на субклеточный и молекулярный уровни.

Поэтому в 21 веке для человека сбалансированное питание - не только способ предотвращения причин дистрофии, но и мощный способ для предотвращения хронических заболеваний, основанных на дисбалансе питания. Таким образом, рациональность, сбалансированность питания является важной гарантией для получения энергии, развития тканей организма, защиты функций органов, урегулирования обмена веществ, укрепления физического развития, профилактики болезней и замедления процессов старения организма, продления жизни.

Сбалансированность питания подразумевает сбалансированность между собой различных питательных веществ, например, пропорциональность между трёмя важными энергоносителями (сахар, жир, белок). А внутри белка должен быть баланс между необходимыми аминокислотами; баланс между насыщенными и ненасыщенными жирными кислотами; баланс между углеводами и пищевыми волокнами; баланс между кислотообразующей и щелочеобразующей пищей; баланс между продуктами животного и растительного происхождения и т.д. Кроме того сбалансированное питание должно подкрепляться физическими упражнениями.

Список литературы

1.Березов Т.Т. Биологическая химия / Т.Т.Березов, Б.Ф.Коровкин. - М.: Высш. шк., 1986, - 479 с.

2.Бойко Е.А. Питание и диета для спортсменов / Е.А.Бойко. - М.: Вече, 2006. - 176 с.

3.Волков Н.И. Биохимия мышечной деятельности / Н.И.Волков и др. - М.: Олимпийская литература, 2000. - 503 с.

4.Михайлов С.С. Спортивная биохимия: Учебник / С.С.Михайлов. - М.: Советский спорт, 2004. - 220 с.

5.Физиология человека / Под ред. В.М.Покровского, Г.Ф.Коротько. - М.: Медицина, 1997; Т1. - 448 с.; Т2. - 368с.
перейти в каталог файлов
связь с админом