Galvenie ķermeņa enerģijas avoti ir ogļhidrāti, olb altumvielas, minerālsāļi, tauki, vitamīni. Tie nodrošina tā normālu darbību, ļauj organismam darboties bez problēmām. Uzturvielas ir enerģijas avoti cilvēka organismā. Turklāt tie darbojas kā būvmateriāls, veicina jaunu šūnu augšanu un vairošanos, kas parādās mirstošo šūnu vietā. Tādā veidā, kādā tos ēd, organisms tos nevar absorbēt un izmantot. Tikai ūdens, kā arī vitamīni un minerālsāļi tiek sagremoti un uzsūcas tādā veidā, kādā tie nonāk.
Galvenie ķermeņa enerģijas avoti ir olb altumvielas, ogļhidrāti, tauki. Gremošanas traktā tie tiek pakļauti ne tikai fiziskai ietekmei (sasmalcina un sasmalcina), bet arī ķīmiskas pārvērtības, kas notiek enzīmu ietekmē, kas atrodas īpašu gremošanas dziedzeru sulā.
Olb altumvielu struktūra
Augos un dzīvniekos ir noteikta viela, kas ir dzīvības pamatā. Šis savienojums ir proteīns. Olb altumvielu ķermeņus atklāja bioķīmiķis Džerards Mulders 1838. gadā. Tas bija viņš, kurš formulēja proteīna teoriju. Vārds "olb altumviela" no grieķu valodas nozīmē "pirmajā vietā". Apmēram pusi no jebkura organisma sausā svara veido olb altumvielas. Vīrusos šis saturs svārstās no 45 līdz 95 procentiem.
Runājot par to, kas ir galvenais enerģijas avots organismā, nevar ignorēt proteīna molekulas. Tie ieņem īpašu vietu bioloģiskajās funkcijās un nozīmīgumā.
Funkcijas un atrašanās vieta korpusā
Apmēram 30% olb altumvielu savienojumu atrodas muskuļos, aptuveni 20% atrodas cīpslās un kaulos, bet 10% - ādā. Organismiem svarīgākie ir fermenti, kas kontrolē vielmaiņas ķīmiskos procesus: pārtikas gremošanu, endokrīno dziedzeru darbību, smadzeņu darbību un muskuļu darbību. Pat mazas baktērijas satur simtiem fermentu.
Proteīni ir būtiska dzīvo šūnu sastāvdaļa. Tie satur ūdeņradi, oglekli, slāpekli, sēru, skābekli, un daži satur arī fosforu. Obligāts ķīmiskais elements, ko satur proteīna molekulas, ir slāpeklis. Tāpēc šīs organiskās vielas sauc par slāpekli saturošiem savienojumiem.
Proteīnu īpašības un transformācija organismā
Tiekgremošanas traktā tās sadalās aminoskābēs, kuras uzsūcas asinsritē un tiek izmantotas organismam raksturīgā peptīda sintezēšanai, pēc tam oksidējas līdz ūdenim un oglekļa dioksīdam. Kad temperatūra paaugstinās, proteīna molekula koagulējas. Ir zināmas molekulas, kas var izšķīst ūdenī tikai sildot. Piemēram, želatīnam ir tādas īpašības.
Pēc uzsūkšanās pārtika vispirms nonāk mutes dobumā, pēc tam pārvietojas pa barības vadu, nonāk kuņģī. Tas satur vides skābu reakciju, ko nodrošina sālsskābe. Kuņģa sula satur fermentu pepsīnu, kas sadala olb altumvielu molekulas albumozēs un peptonos. Šī viela ir aktīva tikai skābā vidē. Kuņģī nonākušais ēdiens atkarībā no tā agregācijas stāvokļa un rakstura spēj tajā uzkavēties 3-10 stundas. Aizkuņģa dziedzera sulai ir sārmaina reakcija, tā satur fermentus, kas var noārdīt taukus, ogļhidrātus, olb altumvielas.
Starp tā galvenajiem enzīmiem ir izolēts tripsīns, kas tripsinogēna veidā atrodas aizkuņģa dziedzera sulā. Tas nespēj sadalīt olb altumvielas, bet, nonākot saskarē ar zarnu sulu, pārvēršas par aktīvo vielu - enterokināzi. Tripsīns sadala olb altumvielas aminoskābēs. Pārtikas pārstrāde tievajās zarnās beidzas. Ja divpadsmitpirkstu zarnā un kuņģī tauki, ogļhidrāti, olb altumvielas gandrīz pilnībā sadalās, tad tievajās zarnās notiek pilnīga barības vielu sadalīšanās, reakcijas produktu uzsūkšanās asinīs. Process tiek veikts caur kapilāriem, no kuriem katrstuvojas bārkstiņām, kas atrodas uz tievās zarnas sieniņas.
Olb altumvielu metabolisms
Pēc tam, kad olb altumvielas gremošanas traktā ir pilnībā sadalītas aminoskābēs, tās uzsūcas asinsritē. Tas satur arī nelielu daudzumu polipeptīdu. No aminoskābju atlikumiem dzīvas būtnes ķermenī tiek sintezēts specifisks proteīns, kas nepieciešams cilvēkam vai dzīvniekam. Jaunu proteīnu molekulu veidošanās process dzīvā organismā noris nepārtraukti, jo tiek noņemtas mirstošās ādas, asiņu, zarnu un gļotādu šūnas, un to vietā veidojas jaunas šūnas.
Lai olb altumvielas tiktu sintezētas, nepieciešams, lai tās ar pārtiku nonāk gremošanas traktā. Ja polipeptīds tiek ievadīts asinīs, apejot gremošanas traktu, cilvēka ķermenis to nespēj izmantot. Šāds process var negatīvi ietekmēt cilvēka ķermeņa stāvokli, izraisīt daudzas komplikācijas: drudzi, elpošanas paralīzi, sirds mazspēju, vispārējus krampjus.
Proteīnus nevar aizstāt ar citām pārtikas vielām, jo aminoskābes ir nepieciešamas to sintēzei organismā. Nepietiekams šo vielu daudzums izraisa augšanas aizkavēšanos vai apturēšanu.
Saharīdi
Sāksim ar to, ka ogļhidrāti ir galvenais organisma enerģijas avots. Tie ir viena no galvenajām organisko savienojumu grupām, kas mūsuorganisms. Šis dzīvo organismu enerģijas avots ir galvenais fotosintēzes produkts. Ogļhidrātu saturs dzīvā auga šūnā var svārstīties 1–2 procentu robežās, un dažās situācijās šis rādītājs sasniedz 85–90 procentus.
Dzīvo organismu galvenie enerģijas avoti ir monosaharīdi: glikoze, fruktoze, riboze.
Ogļhidrāti satur skābekli, ūdeņradi, oglekļa atomus. Piemēram, glikozei - enerģijas avotam organismā, ir formula C6H12O6. Visi ogļhidrāti (pēc struktūras) ir sadalīti vienkāršos un sarežģītos savienojumos: mono- un polisaharīdi. Pēc oglekļa atomu skaita monosaharīdi tiek iedalīti vairākās grupās:
- trio;
- tetroses;
- pentoses;
- heksozes;
- heptozes.
Monosaharīdi, kuriem ir pieci vai vairāk oglekļa atomu, var veidot gredzena struktūru, kad tie izšķīdināti ūdenī.
Galvenais enerģijas avots organismā ir glikoze. Dezoksiriboze un riboze ir ogļhidrāti, kas ir īpaši svarīgi nukleīnskābēm un ATP.
Glikoze ir galvenais ķermeņa enerģijas avots. Monosaharīdu transformācijas procesi ir tieši saistīti ar daudzu organisko savienojumu biosintēzi, kā arī toksisko savienojumu izvadīšanas procesu no tās, kas nāk no ārpuses vai veidojas olb altumvielu molekulu sadalīšanās rezultātā.
Disaharīdu atšķirīgās iezīmes
Monosaharīds un disaharīds ir galvenais ķermeņa enerģijas avots. Apvienojotmonosaharīdi tiek atdalīti, un mijiedarbības produkts ir disaharīds.
Saharoze (niedru cukurs), m altoze (iesala cukurs), laktoze (piena cukurs) ir tipiski šīs grupas pārstāvji.
Tāds ķermeņa enerģijas avots kā disaharīdi ir pelnījis detalizētu izpēti. Tie labi šķīst ūdenī un tiem ir salda garša. Pārmērīgs saharozes patēriņš izraisa nopietnus ķermeņa darbības traucējumus, tāpēc ir tik svarīgi ievērot noteikumus.
polisaharīdi
Lielisks organisma enerģijas avots ir tādas vielas kā celuloze, glikogēns, ciete.
Pirmkārt, jebkuru no tiem var uzskatīt par cilvēka ķermeņa enerģijas avotu. To fermentatīvās šķelšanās un sabrukšanas gadījumā tiek atbrīvots liels enerģijas daudzums, ko izmanto dzīva šūna.
Šis ķermeņa enerģijas avots veic citas svarīgas funkcijas. Piemēram, hitīnu, celulozi izmanto kā būvmateriālu. Polisaharīdi ir lieliski organismam kā rezerves savienojumi, jo tie nešķīst ūdenī, tiem nav ķīmiskas un osmotiskas iedarbības uz šūnu. Šādas īpašības ļauj tiem ilgstoši saglabāties dzīvā šūnā. Dehidrējot, polisaharīdi spēj palielināt uzglabājamo produktu masu, pateicoties apjoma ietaupījumam.
Šāds organisma enerģijas avots spēj pretoties patogēnām baktērijām, kas organismā nonāk ar pārtiku. Ja nepieciešams, hidrolīzes laikā pārveido rezervespolisaharīdi vienkāršos cukuros.
Ogļhidrātu maiņa
Kā uzvedas ķermeņa galvenais enerģijas avots? Ogļhidrāti tiek piegādāti lielākā mērā polisaharīdu veidā, piemēram, cietes veidā. Hidrolīzes rezultātā no tā veidojas glikoze. Monosaharīds uzsūcas asinīs, pateicoties vairākām starpreakcijām, tas sadalās oglekļa dioksīdā un ūdenī. Pēc pēdējās oksidēšanās tiek atbrīvota enerģija, ko organisms izmanto.
Iesala cukura un cietes šķelšanās process notiek tieši mutes dobumā, ferments ptialīns darbojas kā reakcijas katalizators. Tievā zarnā ogļhidrāti sadalās monosaharīdos. Tie uzsūcas asinīs galvenokārt glikozes veidā. Process notiek augšējās zarnās, bet apakšējās gandrīz nav ogļhidrātu. Kopā ar asinīm saharīdi nonāk portāla vēnā un sasniedz aknas. Gadījumā, ja cukura koncentrācija cilvēka asinīs ir 0,1%, ogļhidrāti iziet cauri aknām un nonāk vispārējā asinsritē.
Ir nepieciešams uzturēt nemainīgu cukura daudzumu asinīs tuvu 0,1%. Ar pārmērīgu saharīdu uzņemšanu asinīs, pārpalikums uzkrājas aknās. Līdzīgu procesu pavada straujš cukura līmeņa pazemināšanās asinīs.
Ķermeņa cukura līmeņa izmaiņas
Ja pārtikā ir ciete, tas neizraisa liela mēroga cukura līmeņa izmaiņas asinīs, jo polisaharīda hidrolīzes process aizņem ilgu laiku. Ja cukura deva atstāj apmēram 15-200 gramus, tā strauji palielināssaturs asinīs. Šo procesu sauc par pārtikas vai uztura hiperglikēmiju. Cukura pārpalikums tiek izvadīts caur nierēm, tāpēc urīns satur glikozi.
Nieres sāk izvadīt no organisma cukuru, ja tā līmenis asinīs sasniedz 0,15-0,18% robežu. Līdzīga parādība rodas, vienreizēji lietojot ievērojamu daudzumu cukura, pāriet pietiekami ātri, neizraisot nopietnus vielmaiņas procesu pārkāpumus organismā.
Ja tiek traucēts aizkuņģa dziedzera intrasekretārais darbs, rodas tāda slimība kā cukura diabēts. To pavada ievērojams cukura daudzuma palielinājums asinīs, kas izraisa aknu spēju aizturēt glikozi zudumu, kā rezultātā cukurs tiek izvadīts no organisma ar urīnu.
Muskuļos var nogulsnēties ievērojams daudzums glikogēna, šeit tas ir nepieciešams ķīmisko reakciju īstenošanā, kas notiek muskuļu kontrakciju laikā.
Par glikozes nozīmi
Glikozes vērtība dzīvam organismam neaprobežojas tikai ar enerģētisko funkciju. Glikozes nepieciešamība palielinās ar smagu fizisko darbu. Šo vajadzību apmierina glikogēna sadalīšanās aknās par glikozi, kas nonāk asinsritē.
Šis monosaharīds ir atrodams arī šūnu protoplazmā, tāpēc nepieciešams jaunu šūnu veidošanai, augšanas procesā īpaši aktuāla ir glikoze. Šis monosaharīds ir īpaši svarīgs centrālās nervu sistēmas pilnīgai darbībai. Tiklīdz cukura koncentrācija asinīs samazinās līdz 0,04%,rodas krampji, cilvēks zaudē samaņu. Tas ir tiešs apstiprinājums tam, ka cukura līmeņa pazemināšanās asinīs nekavējoties izraisa centrālās nervu sistēmas darbības traucējumus. Ja pacientam asinīs ievada glikozi vai piedāvā saldu ēdienu, visi traucējumi izzūd. Ar ilgstošu cukura līmeņa pazemināšanos asinīs attīstās hipoglikēmija. Tas izraisa nopietnus ķermeņa darbības traucējumus, kas var izraisīt nāvi.
Resni īsumā
Taukus var uzskatīt par vēl vienu dzīvā organisma enerģijas avotu. Tie satur oglekli, skābekli un ūdeņradi. Taukiem ir sarežģīta ķīmiskā struktūra, tie ir daudzvērtīgā spirta glicerīna un taukskābju savienojumi.
Gremošanas procesa laikā tauki tiek sadalīti sastāvdaļās, no kurām tie iegūti. Tieši tauki ir neatņemama protoplazmas sastāvdaļa, atrodas dzīvā organisma audos, orgānos, šūnās. Tie pamatoti tiek uzskatīti par lielisku enerģijas avotu. Šo organisko savienojumu sadalīšanās sākas kuņģī. Kuņģa sula satur lipāzi, kas pārvērš tauku molekulas glicerīnā un karbonskābē.
Glicerīns lieliski uzsūcas, jo labi šķīst ūdenī. Žults tiek izmantots skābju šķīdināšanai. Tās ietekmē lipāzes efektivitāte uz taukiem palielinās līdz 15-20 reizēm. No kuņģa ēdiens pārvietojas uz divpadsmitpirkstu zarnu, kur sulas iedarbībā tas tālāk sadalās produktos, kas var uzsūkties limfā un asinīs.
Nākamā ēdiena putrapārvietojas pa gremošanas traktu, nonāk tievajās zarnās. Šeit tas tiek pilnībā sadalīts zarnu sulas ietekmē, kā arī uzsūkšanās. Atšķirībā no olb altumvielu un ogļhidrātu sadalīšanās produktiem, vielas, kas iegūtas tauku hidrolīzē, uzsūcas limfā. Glicerīns un ziepes pēc izkļūšanas cauri zarnu gļotādas šūnām atkal savienojas, veidojot taukus.
Apkopojot, mēs atzīmējam, ka galvenie enerģijas avoti cilvēka ķermenim un dzīvniekiem ir olb altumvielas, tauki, ogļhidrāti. Pateicoties ogļhidrātu, olb altumvielu metabolismam, ko pavada papildu enerģijas veidošanās, funkcionē dzīvs organisms. Tāpēc nevajadzētu ilgstoši ievērot diētas, ierobežojot sevi ar kādu konkrētu mikroelementu vai vielu, pretējā gadījumā tas var negatīvi ietekmēt veselību un pašsajūtu.
