मानव शरीर में ऊर्जा के स्रोत। शरीर के लिए ऊर्जा स्रोत: प्रोटीन, वसा और कार्बोहाइड्रेट, पोषक तत्व, प्रक्रियाएं और ऊर्जा के प्रकार

चयापचय और ऊर्जा परस्पर संबंधित प्रक्रियाएं हैं, जिनका पृथक्करण केवल अध्ययन की सुविधा से जुड़ा है। इनमें से कोई भी प्रक्रिया अलगाव में मौजूद नहीं है। ऑक्सीकृत होने पर, ऊर्जा रासायनिक बन्धमें निहित पोषक तत्त्वआह, यह शरीर द्वारा छोड़ा और खाया जाता है। कुछ प्रकार की ऊर्जा को दूसरों में संक्रमण के कारण, शरीर के सभी महत्वपूर्ण कार्यों का समर्थन किया जाता है। इसके साथ ही ऊर्जा की कुल मात्रा में परिवर्तन नहीं होता है। भोजन के साथ आपूर्ति की जाने वाली ऊर्जा की मात्रा और ऊर्जा की खपत की मात्रा के बीच के अनुपात को कहा जाता है ऊर्जा संतुलन।

पूर्वगामी को हृदय की गतिविधि के उदाहरण से स्पष्ट किया जा सकता है। दिल बहुत अच्छा काम करता है। किसी भी समय, यह लगभग 300 लीटर रक्त को महाधमनी में फेंक देता है। यह कार्य हृदय की मांसपेशियों के संकुचन के कारण संपन्न होता है, जिसमें इसके साथ ही तीव्र ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाएं होती हैं। जारी ऊर्जा के लिए धन्यवाद, मांसपेशियों का एक यांत्रिक संकुचन प्रदान किया जाता है, और अंततः सारी ऊर्जा गर्मी में परिवर्तित हो जाती है, जो शरीर में समाप्त हो जाती है और उन्हें आसपास के स्थान में दी जाती है। हर अंग में इसी तरह की प्रक्रियाएं चल रही हैं। मानव शरीर... और प्रत्येक मामले में, अंततः, रासायनिक, विद्युत, यांत्रिक और अन्य प्रकार की ऊर्जा गर्मी में बदल जाती है और पर्यावरण में फैल जाती है। निष्पादन के लिए खपत ऊर्जा की मात्रा शारीरिक कार्य, को वांछित क्रिया (दक्षता) के गुणांक के रूप में परिभाषित किया गया है। इसका औसत मूल्य 20-25% है, एथलीटों की दक्षता अधिक है। यह पाया गया कि ऑक्सीकरण के दौरान 1 ग्राम प्रोटीन 4.1 किलो कैलोरी, 1 ग्राम वसा - 9.3, वायु कार्बोहाइड्रेट - 4.1 किलो कैलोरी जारी करता है। भोजन में प्रोटीन, वसा और कार्बोहाइड्रेट की सामग्री (तालिका 1) को जानकर, उनकी कैलोरी सामग्री, या ऊर्जा मूल्य को स्थापित करना संभव है।

मांसपेशियों की गतिविधि, सक्रिय मोटर शासन, शारीरिक व्यायामऔर खेल उच्च ऊर्जा व्यय से जुड़े हैं। कुछ मामलों में, यह लगभग 5,000 कितनी राशि हो सकती है, और एथलीटों के लिए गहन और भारी कसरत के दिनों में, और भी अधिक हो सकती है। खाद्य राशन तैयार करते समय ऊर्जा की खपत में इस तरह की वृद्धि को ध्यान में रखा जाना चाहिए। ऐसे समय में जब भोजन में बहुत अधिक प्रोटीन मौजूद होता है, पाचन प्रक्रिया काफी लंबी हो जाती है (दो से चार घंटे तक)। एक बार में 70 ग्राम तक प्रोटीन लेने की सलाह दी जाती है, क्योंकि अतिरिक्त वसा में परिवर्तित होने लगता है। और कुछ खेलों के प्रतिनिधि (उदाहरण के लिए, जिमनास्ट, बॉडीबिल्डर, आदि) हर संभव तरीके से जमा होने से बचते हैं अतिरिक्त वसाऔर से ऊर्जा प्राप्त करना पसंद करते हैं पौधे भोजन(उदाहरण के लिए, फल खाद्य पदार्थ तेजी से अभिनय करने वाले कार्बोहाइड्रेट के निर्माण से जुड़े होते हैं)।

पोषक तत्वों को उनके कैलोरी मान को देखते हुए प्रतिस्थापित किया जा सकता है। दरअसल, ऊर्जा की दृष्टि से, 1 ग्राम कार्बोहाइड्रेट 1 ग्राम प्रोटीन के बराबर (आइसोडायनामिक) होता है, क्योंकि उनके पास समान कैलोरी गुणांक (4.1 किलो कैलोरी) होता है, और 1 ग्राम प्रोटीन या कार्बोहाइड्रेट 0.44 ग्राम वसा के बराबर होता है। (वसा का कैलोरी गुणांक 9.3 किलो कैलोरी)। यह इस प्रकार है कि एक व्यक्ति, जिसका दैनिक ऊर्जा व्यय 3000 किलो कैलोरी है, शरीर की ऊर्जा आवश्यकताओं को पूरी तरह से संतुष्ट कर सकता है, प्रति दिन 732 ग्राम कार्बोहाइड्रेट का उपभोग कर सकता है। लेकिन न केवल भोजन की गैर-विशिष्ट कैलोरी सामग्री शरीर के लिए जिम्मेदार है। यदि कोई व्यक्ति लंबे समय तक केवल वसा या प्रोटीन या कार्बोहाइड्रेट का सेवन करता है, तो उसके शरीर में चयापचय में गहरे परिवर्तन दिखाई देते हैं। इसके साथ ही, कोशिकाओं के प्रोटोप्लाज्म में प्लास्टिक प्रक्रियाएं बाधित होती हैं, नाइट्रोजन संतुलन में एक बदलाव नोट किया जाता है, और विषाक्त उत्पाद बनते और जमा होते हैं।

तालिका 1. सबसे गंभीर खाद्य उत्पादों की संरचना (% गीले पदार्थ में)

मध्यम वसा बीफ़

चिकन अंडे की जर्दी

मुर्गी के अंडे का सफेद भाग

सामान्य जीवन के लिए, शरीर को संपूर्ण प्रोटीन, वसा, कार्बोहाइड्रेट, खनिज लवण और विटामिन की इष्टतम मात्रा प्राप्त करनी चाहिए, जो विभिन्न खाद्य पदार्थों में पाए जाते हैं। खाद्य उत्पादों की गुणवत्ता का स्तर उनके शारीरिक मूल्य से निर्धारित होता है। सबसे उपयोगी खानादूध, मक्खन, पनीर, अंडे, मांस, मछली, अनाज, फल, सब्जियां, चीनी हैं।

विभिन्न व्यवसायों के लोग अपनी गतिविधियों में अलग-अलग मात्रा में ऊर्जा खर्च करते हैं। उदाहरण के लिए, बौद्धिक कार्य में लगा व्यक्ति प्रति दिन 3000 से भी कम भारी कैलोरी खर्च करता है। आदमी भारी कर रहा है शारीरिक श्रम, प्रति दिन 2 गुना अधिक ऊर्जा की खपत करता है (तालिका 2)।

श्रम की विभिन्न श्रेणियों के व्यक्तियों के लिए ऊर्जा खपत (केकेसी / दिन)

भारी शारीरिक यंत्रीकृत मानसिक

अनगिनत अध्ययनों से पता चला है कि 8-10 घंटे मानसिक और शारीरिक श्रम दोनों में लगे एक मध्यम आयु वर्ग के व्यक्ति को प्रति दिन 118 ग्राम प्रोटीन, 56 ग्राम वसा, 500 ग्राम कार्बोहाइड्रेट का सेवन करने की आवश्यकता होती है। पुनर्गणना में, यह लगभग 3,000 किलो कैलोरी होता है। बच्चों, बुजुर्गों, भारी शारीरिक श्रम में लगे लोगों के लिए, व्यक्तिगत, वैज्ञानिक रूप से आधारित पोषण मानकों की आवश्यकता होती है। भोजन राशनलिंग, व्यक्ति की उम्र और उसकी गतिविधियों की प्रकृति को ध्यान में रखते हुए संकलित किया जाता है। आहार का बहुत महत्व है। उम्र, काम के प्रकार और अन्य मापदंडों के आधार पर, किसी भी भोजन के लिए एक निश्चित प्रतिशत भोजन के साथ एक दिन में 3-6 भोजन की स्थापना की जाती है।

इसलिए, ऊर्जा संतुलन बनाए रखने के लिए, शरीर के सामान्य वजन को बनाए रखने के लिए, उच्च प्रदर्शन और रोकथाम प्रदान करें विभिन्न प्रकारशरीर में पैथोलॉजिकल घटनाएं, इसके लिए आवश्यक है अच्छा पोषणमोटर गतिविधि को बढ़ाकर ऊर्जा की खपत का विस्तार करना, जो चयापचय प्रक्रियाओं को महत्वपूर्ण रूप से उत्तेजित करता है।

शरीर का सबसे महत्वपूर्ण शारीरिक स्थिरांक ऊर्जा की सीमित मात्रा है जो एक व्यक्ति पूर्ण शांति की स्थिति में खर्च करता है। इस स्थिरांक को कहा जाता है बुनियादी विनिमय।तंत्रिका तंत्र, हृदय, श्वसन की मांसपेशियां, गुर्दे, यकृत और अन्य अंग लगातार कार्य करते हैं और एक निश्चित मात्रा में ऊर्जा का उपभोग करते हैं। इन ऊर्जा व्यय का योग बेसल चयापचय दर का मूल्य बनाता है।

बीएक्सएक व्यक्ति को निम्नलिखित शर्तों के तहत निर्धारित किया जाता है: पूर्ण शारीरिक और मानसिक आराम के साथ; लेटना; सुबह के घंटों में; खाली पेट पर, यानी। 14h अंत के बाद अंतिम प्रवेशखाना; आराम के तापमान (20 डिग्री सेल्सियस) पर। इनमें से किसी भी स्थिति के उल्लंघन से वृद्धि की दिशा में चयापचय का विचलन होता है। 1 घंटे के लिए, एक वयस्क के शरीर की न्यूनतम ऊर्जा खपत औसतन 1 किलो कैलोरी प्रति 1 किलो शरीर के वजन के बराबर होती है।

मुख्य विनिमय एक व्यक्तिगत स्थिरांक है और यह किसी व्यक्ति के लिंग, आयु, वजन और ऊंचाई पर निर्भर करता है। एक स्वस्थ व्यक्ति में इसे कई वर्षों तक स्थिर स्तर पर रखा जा सकता है। बचपन में, बुजुर्गों की तुलना में बेसल चयापचय दर काफी अधिक होती है। सक्रिय अवस्था चयापचय के ध्यान देने योग्य तीव्रता की ओर ले जाती है। इन शर्तों के तहत चयापचय को कहा जाता है कार्य विनिमय।यदि एक वयस्क की मूल चयापचय दर 1700-1800 किलो कैलोरी है, तो कार्यशील विनिमय 2-3 गुना अधिक है। इस प्रकार, बेसल चयापचय दर ऊर्जा खपत का प्रारंभिक पृष्ठभूमि स्तर है। बेसल मेटाबॉलिक रेट में तेज बदलाव ओवरवर्क, ओवरस्ट्रेन और अंडर रिकवरी या बीमारी के एक गंभीर डायग्नोस्टिक संकेतक के रूप में संभव है।

ऐसे कई कारण हैं जिनकी वजह से हमें पोषण पर विशेष ध्यान देना चाहिए। सबसे पहले, हमारे शरीर की सभी कोशिकाओं और ऊतकों का निर्माण हमारे द्वारा खाए जाने वाले भोजन से होता है। दूसरे, भोजन शरीर के कार्य करने के लिए ऊर्जा का एक स्रोत है। तीसरा, भोजन मुख्य भाग है वातावरणजिसके साथ हम बातचीत करते हैं। और अंत में, भोजन का आनंद लेने के लिए, जीवन के आनंद का एक अभिन्न अंग बनने के लिए बनाया गया था, और हमारी इंद्रियां हमें खाने वाले भोजन की गुणवत्ता, स्वाद और बहुत ही कपड़े की सराहना करने की अनुमति देती हैं।

आज हम आपको हमारे भोजन में पाए जाने वाले ऊर्जा पोषक तत्वों के बारे में बात करने के लिए आमंत्रित करते हैं। इनमें कार्बोहाइड्रेट, वसा और प्रोटीन शामिल हैं। सामान्यतया, हम कार्बोहाइड्रेट को ऊर्जा के प्रत्यक्ष स्रोत के रूप में, प्रोटीन को हमारे पूरे शरीर के निर्माण खंड के रूप में और वसा को ऊर्जा भंडार के रूप में मानते हैं।

सब्जियों और फलों में मुख्य पोषक तत्व कार्बोहाइड्रेट होते हैं। उद्यान उत्पादों में सरल (ग्लूकोज, फ्रुक्टोज, सुक्रोज) और जटिल (स्टार्च, पेक्टिन, फाइबर) कार्बोहाइड्रेट होते हैं। सब्जियों में, कार्बोहाइड्रेट को स्टार्च द्वारा दर्शाया जाता है, बीट और गाजर के अपवाद के साथ, जहां शर्करा की प्रधानता होती है। फलों में मुख्य रूप से शर्करा होती है।

स्टार्च पौधों में सबसे महत्वपूर्ण कार्बोहाइड्रेट है। यह मिश्रण है एक बड़ी संख्या मेंग्लूकोज अणु। आलू स्टार्च से भरपूर होते हैं। यह फलियों और सेब की देर से आने वाली किस्मों में थोड़ा कम होता है। सेब में, उदाहरण के लिए, उनके पकने के दौरान, भंडारण के दौरान स्टार्च की मात्रा बढ़ जाती है और घट जाती है। यह इस तथ्य के कारण है कि, भंडारण के दौरान पकने के दौरान, उत्पाद में स्टार्च चीनी में बदल जाता है। हरे केले में इसकी बहुत अधिक मात्रा होती है, और परिपक्व लोगों में यह 10 गुना कम होता है, क्योंकि यह चीनी में बदल जाता है। शरीर को मुख्य रूप से चीनी की आवश्यकता को पूरा करने के लिए स्टार्च की आवश्यकता होती है। पाचन तंत्र में, एंजाइम और एसिड के प्रभाव में, स्टार्च ग्लूकोज अणुओं में टूट जाता है, जो तब शरीर की जरूरतों के लिए उपयोग किया जाता है।

फ्रुक्टोज कई फलों और सब्जियों में पाया जाता है। फल जितने समृद्ध होते हैं, उतने ही मीठे होते हैं। मांसपेशियों और यकृत में इस पदार्थ की सामग्री पर मानव धीरज और प्रदर्शन की प्रत्यक्ष निर्भरता साबित हुई है। किसी व्यक्ति की कम गतिशीलता के साथ, तंत्रिका तनाव, आंतों में पुटीय सक्रिय प्रक्रियाएं, मोटापा, फ्रुक्टोज अन्य कार्बोहाइड्रेट के लिए सबसे अनुकूल है।

फलों में ग्लूकोज मुक्त होता है। यह स्टार्च, फाइबर, सुक्रोज और अन्य कार्बोहाइड्रेट में पाया जाता है। हमारे शरीर ऊर्जा का उत्पादन करने के लिए जिस ग्लूकोज का उपयोग करते हैं वह एक उच्च गुणवत्ता वाला ईंधन है। रक्त प्रवाह के साथ परिसंचारी, ग्लूकोज शरीर की कोशिकाओं की निरंतर आवश्यकता की पूर्ति करता है। यह ग्लाइकोजन के निर्माण, मस्तिष्क के ऊतकों के पोषण और हृदय सहित मांसपेशियों के काम के लिए शरीर द्वारा सबसे जल्दी और आसानी से उपयोग किया जाता है।

चुकंदर और गन्ने में सुक्रोज बड़ी मात्रा में पाया जाता है। कच्चे माल के स्रोत के बावजूद, चीनी लगभग शुद्ध सुक्रोज है। दानेदार चीनी में इसकी सामग्री 99.75% और परिष्कृत चीनी में - 99.9% है।

आत्मसात करने के लिए सरल कार्बोहाइड्रेट(ग्लूकोज, फ्रुक्टोज और गैलेक्टोज) किसी पाचन की आवश्यकता नहीं होती है। टेबल चीनी और माल्टोस मिनटों में साधारण शर्करा में पच जाते हैं। हमारे रक्त में इस तेजी से अवशोषित होने वाली ऊर्जा की आपूर्ति करने के लिए हमारे आहार में बहुत कम चीनी की आवश्यकता होती है। जब ओवरसैचुरेटेड होता है, तो अग्न्याशय को अधिक समय तक काम करने के लिए मजबूर किया जाता है, अतिरिक्त चीनी को वसा में बदलने के लिए अतिरिक्त इंसुलिन का उत्पादन होता है। किसी भी समय, हमारे शरीर केवल सीमित मात्रा में साधारण शर्करा को ठीक से संभालने में सक्षम होते हैं।

चीनी अधिशेष मानव कार को उसी तरह से रोक देगा जैसे एक कार के इंजन को कार्बोरेटर से अधिक भरा हुआ है, यह चीनी के दुरुपयोग के खतरों में से एक है। अन्य हैं हानिकारक प्रभाव... वे इस प्रकार हैं:

• विटामिन बी 1 के भंडार की कमी;
• दंत रोग, क्योंकि चीनी दांतों को नष्ट करने वाले सूक्ष्मजीवों के लिए एक आदर्श वातावरण बनाती है;
• इस तथ्य के कारण प्रतिरक्षा प्रणाली का दमन कि चीनी गोरों की क्षमता को रोकता है रक्त कोशिकाकीटाणुओं को मार डालो;
• रक्त में वसा की बढ़ी हुई मात्रा (ग्लूकोज के ट्राइग्लिसराइड में रूपांतरण से);
• हाइपोग्लाइसीमिया की उत्तेजना और मधुमेह की संभावित शुरुआत;
• गैस्ट्रिक जलन तब होती है जब पेट में 10% से अधिक चीनी होती है (केंद्रित चीनी समाधान श्लेष्म झिल्ली के लिए एक मजबूत अड़चन है);
• कब्ज (चीनी युक्त खाद्य पदार्थ आमतौर पर फाइबर में कम होते हैं)
• रक्त कोलेस्ट्रॉल के स्तर में वृद्धि।

हम इन जटिलताओं से बच सकते हैं यदि हम अपने आहार में फलों के साथ परिष्कृत चीनी की जगह लेते हैं (एक पके केले में छह चम्मच चीनी होती है), और गेहूं, चावल, आलू, फलियां और स्टार्च युक्त अन्य खाद्य पदार्थों में पाए जाने वाले आहार जटिल कार्बोहाइड्रेट का आधार बनाते हैं। .

अधिकांश जटिल कार्बोहाइड्रेट कई घंटों में पच जाते हैं और धीरे-धीरे साधारण शर्करा छोड़ते हैं। यह अग्न्याशय, यकृत, अधिवृक्क ग्रंथि, गुर्दे और अन्य अंगों को इस ऊर्जा का ठीक से उपयोग करने की अनुमति देता है। इसके अलावा, कार्बोहाइड्रेट युक्त खाद्य पदार्थों की उच्च फाइबर सामग्री के कारण, हम आमतौर पर इस तरह के आहार का अधिक सेवन नहीं करते हैं।

जटिल कार्बोहाइड्रेट का एक अन्य लाभ यह है कि उनमें अन्य पोषक तत्वों के उचित अवशोषण के लिए आवश्यक खनिज होते हैं। परिष्कृत चीनी में कोई खनिज, कोई विटामिन और कोई फाइबर सामग्री नहीं होती है।

एक आदर्श आहार में शामिल होना चाहिए, यदि इसमें बिल्कुल भी शामिल होना चाहिए, तो न्यूनतम मात्रा में चीनी (शहद, सुक्रोज, माल्टोस, मीठे सिरप), और इसके बजाय जटिल कार्बोहाइड्रेट की एक बहुतायत, जो आलू, अनाज, रोटी और अन्य आटे में समृद्ध है उत्पाद। खुरदुरा. काम्प्लेक्स कार्बोहाइड्रेट्सआपके दैनिक कैलोरी सेवन का मुख्य हिस्सा होना चाहिए।

"और परमेश्वर ने कहा, देखो, मैं ने तुम को सब पृय्वी पर के बीज बोने वाले हर एक पौधे और बीज बोने वाले फलदार वृक्षों के सब वृक्ष दिए हैं - यह तुम्हारे लिए भोजन होगा" (उत्पत्ति 1:29)।

ए. कोनाकोव द्वारा तैयार किया गया

शरीर के लिए ऊर्जा के मुख्य स्रोत कार्बोहाइड्रेट, प्रोटीन, खनिज लवण, वसा, विटामिन। वे इसकी सामान्य गतिविधि सुनिश्चित करते हैं, शरीर को बिना किसी समस्या के कार्य करने की अनुमति देते हैं। पोषक तत्व मानव शरीर में ऊर्जा के स्रोत हैं। इसके अलावा, वे एक निर्माण सामग्री के रूप में कार्य करते हैं, नई कोशिकाओं के विकास और प्रजनन को बढ़ावा देते हैं जो मरने वालों के स्थान पर दिखाई देते हैं। जिस रूप में वे भोजन के लिए उपयोग किए जाते हैं, उन्हें शरीर द्वारा अवशोषित और उपयोग नहीं किया जा सकता है। केवल पानी, साथ ही विटामिन और खनिज लवण, जिस रूप में आते हैं, उसी रूप में आत्मसात और अवशोषित होते हैं।

शरीर के लिए ऊर्जा के मुख्य स्रोत प्रोटीन, कार्बोहाइड्रेट, वसा हैं। पाचन तंत्र में, वे न केवल शारीरिक प्रभावों (वे जमीन और कुचले हुए) के संपर्क में आते हैं, बल्कि रासायनिक परिवर्तनों के लिए भी होते हैं जो विशेष पाचन ग्रंथियों के रस में एंजाइमों के प्रभाव में होते हैं।

प्रोटीन संरचना

पौधों और जानवरों में एक निश्चित पदार्थ होता है जो जीवन का आधार है। यह यौगिक प्रोटीन है। 1838 में बायोकेमिस्ट जेरार्ड मुल्डर द्वारा प्रोटीन निकायों की खोज की गई थी। यह वह था जिसने प्रोटीन सिद्धांत तैयार किया था। ग्रीक से "प्रोटीन" शब्द का अर्थ है "पहले स्थान पर।" प्रोटीन किसी भी जीव के सूखे वजन का लगभग आधा हिस्सा बनाते हैं। वायरस में यह सामग्री 45 से 95 प्रतिशत तक होती है।

शरीर में ऊर्जा का मुख्य स्रोत क्या है, इस पर चर्चा करते समय प्रोटीन अणुओं को नजरअंदाज नहीं किया जा सकता है। वे में एक विशेष स्थान पर कब्जा जैविक कार्यऔर मूल्य।

शरीर में कार्य और स्थान

लगभग 30% प्रोटीन यौगिक मांसपेशियों में स्थित होते हैं, लगभग 20% टेंडन और हड्डियों में पाए जाते हैं, और 10% त्वचा में पाए जाते हैं। जीवों के लिए सबसे महत्वपूर्ण एंजाइम वे हैं जो चयापचय रासायनिक प्रक्रियाओं को नियंत्रित करते हैं: भोजन का पाचन, अंतःस्रावी ग्रंथियों की गतिविधि, मस्तिष्क का काम और मांसपेशियों की गतिविधि। यहां तक ​​कि छोटे बैक्टीरिया में भी सैकड़ों एंजाइम होते हैं।

प्रोटीन जीवित कोशिकाओं का एक अनिवार्य हिस्सा हैं। इनमें हाइड्रोजन, कार्बन, नाइट्रोजन, सल्फर, ऑक्सीजन और कुछ में फास्फोरस भी होता है। अनिवार्य रासायनिक तत्वप्रोटीन अणुओं में निहित नाइट्रोजन है। इसलिए इन कार्बनिक पदार्थों को नाइट्रोजन युक्त यौगिक कहते हैं।

शरीर में प्रोटीन के गुण और परिवर्तन

एक बार पाचन तंत्र में, वे अमीनो एसिड में टूट जाते हैं, जो रक्तप्रवाह में अवशोषित हो जाते हैं और एक जीव-विशिष्ट पेप्टाइड को संश्लेषित करने के लिए उपयोग किया जाता है, फिर पानी और कार्बन डाइऑक्साइड में ऑक्सीकृत हो जाता है। जब तापमान बढ़ता है, तो प्रोटीन अणु जमा हो जाता है। ऐसे अणुओं को जाना जाता है जो गर्म होने पर ही पानी में घुलने में सक्षम होते हैं। उदाहरण के लिए, जिलेटिन में ऐसे गुण होते हैं।

अवशोषित होने के बाद, भोजन सबसे पहले प्रकट होता है मुंह, फिर यह अन्नप्रणाली के साथ चलता है, पेट में प्रवेश करता है। इसमें पर्यावरण की अम्लीय प्रतिक्रिया होती है, जो प्रदान की जाती है हाइड्रोक्लोरिक एसिड... जठर रस में वह होता है जो प्रोटीन के अणुओं को एल्बुमोज और पेप्टोन में तोड़ देता है। यह पदार्थ केवल अम्लीय वातावरण में सक्रिय होता है। पेट में प्रवेश करने वाला भोजन उसके एकत्रीकरण की स्थिति और प्रकृति के आधार पर 3-10 घंटे तक उसमें रहने में सक्षम होता है। अग्नाशयी रस में क्षारीय प्रतिक्रिया होती है, इसमें एंजाइम होते हैं जो वसा, कार्बोहाइड्रेट और प्रोटीन को तोड़ सकते हैं।

इसके मुख्य एंजाइमों में, ट्रिप्सिन को पृथक किया जाता है, जो ट्रिप्सिनोजेन के रूप में अग्न्याशय के रस में स्थित होता है। वह प्रोटीन को तोड़ने में सक्षम नहीं है, लेकिन आंतों के रस के संपर्क में आने पर बन जाता है सक्रिय पदार्थ- एंटरोकिनेस। ट्रिप्सिन प्रोटीन यौगिकों को अमीनो एसिड में तोड़ देता है। छोटी आंत में भोजन का प्रसंस्करण समाप्त हो जाता है। यदि ग्रहणी में और पेट में वसा, कार्बोहाइड्रेट, प्रोटीन लगभग पूरी तरह से विघटित हो जाते हैं, तो छोटी आंत में पोषक तत्वों का पूर्ण विघटन होता है, रक्त में प्रतिक्रिया उत्पादों का अवशोषण होता है। प्रक्रिया केशिकाओं के माध्यम से की जाती है, जिनमें से प्रत्येक छोटी आंत की दीवार पर स्थित विली तक पहुंचती है।

प्रोटीन चयापचय

पाचन तंत्र में प्रोटीन पूरी तरह से अमीनो एसिड में टूट जाने के बाद, वे रक्तप्रवाह में अवशोषित हो जाते हैं। साथ ही इसमें थोड़ी मात्रा में पॉलीपेप्टाइड्स मिल जाते हैं। एक जीवित प्राणी के शरीर में अमीनो एसिड के अवशेषों से एक विशिष्ट प्रोटीन का संश्लेषण होता है, जिसकी किसी व्यक्ति या जानवर को आवश्यकता होती है। एक जीवित जीव में नए प्रोटीन अणुओं के निर्माण की प्रक्रिया लगातार चलती रहती है, क्योंकि त्वचा, रक्त, आंतों, श्लेष्मा झिल्ली की मृत कोशिकाओं को हटा दिया जाता है और उनके स्थान पर युवा कोशिकाओं का निर्माण होता है।

प्रोटीन के संश्लेषण के लिए यह आवश्यक है कि वे भोजन के साथ पाचन तंत्र में प्रवेश करें। यदि एक पॉलीपेप्टाइड को पाचन तंत्र से गुजरे बिना रक्तप्रवाह में पेश किया जाता है, तो मानव शरीर इसका उपयोग करने में असमर्थ होता है। ऐसी प्रक्रिया राज्य को नकारात्मक रूप से प्रभावित कर सकती है मानव शरीर, कई जटिलताओं का कारण बनता है: बुखार, श्वसन पक्षाघात, हृदय की विफलता, सामान्य आक्षेप।

प्रोटीन को दूसरों के साथ नहीं बदला जा सकता खाद्य पदार्थचूंकि अमीनो एसिड शरीर के अंदर उनके संश्लेषण के लिए आवश्यक हैं। इन पदार्थों की अपर्याप्त मात्रा से विकास में देरी या निलंबन होता है।

सैकराइड्स

आइए इस तथ्य से शुरू करते हैं कि कार्बोहाइड्रेट - मुख्य स्रोतशरीर की ऊर्जा। वे कार्बनिक यौगिकों के मुख्य समूहों में से एक का प्रतिनिधित्व करते हैं जो हमारे शरीर को चाहिए। जीवों का यह ऊर्जा स्रोत प्रकाश संश्लेषण का प्राथमिक उत्पाद है। सामग्री लाइव पौधा कोशाणुकार्बोहाइड्रेट 1-2 प्रतिशत की सीमा में उतार-चढ़ाव कर सकते हैं, और कुछ स्थितियों में यह आंकड़ा 85-90 प्रतिशत तक पहुंच जाता है।

जीवित जीवों के लिए ऊर्जा के मुख्य स्रोत मोनोसेकेराइड हैं: ग्लूकोज, फ्रुक्टोज, राइबोज।

कार्बोहाइड्रेट की संरचना में ऑक्सीजन, हाइड्रोजन, कार्बन के परमाणु होते हैं। उदाहरण के लिए, ग्लूकोज शरीर में ऊर्जा का स्रोत है और इसका सूत्र C6H12O6 है। सरल और जटिल यौगिकों में सभी कार्बोहाइड्रेट (संरचना में) का एक उपखंड है: मोनो- और पॉलीसेकेराइड। कार्बन परमाणुओं की संख्या से, मोनोसेकेराइड कई समूहों में विभाजित होते हैं:

• तिकड़ी;
• टेट्रोज़;
• पेंटोस;
• हेक्सोज;
• हेप्टोस।

मोनोसेकेराइड, जिसमें पांच या अधिक कार्बन परमाणु होते हैं, पानी में घुलने पर एक वलय संरचना बना सकते हैं।

शरीर में ऊर्जा का मुख्य स्रोत ग्लूकोज है। डीऑक्सीराइबोज और राइबोज न्यूक्लिक एसिड और एटीपी के लिए विशेष महत्व के कार्बोहाइड्रेट हैं।

ग्लूकोज शरीर की ऊर्जा का मुख्य स्रोत है। कई कार्बनिक यौगिकों का जैवसंश्लेषण, साथ ही इसमें से विषाक्त यौगिकों को हटाने की प्रक्रिया, जो बाहर से आती हैं या प्रोटीन अणुओं के टूटने के परिणामस्वरूप बनती हैं, सीधे मोनोसेकेराइड के रूपांतरण की प्रक्रियाओं से संबंधित हैं।

डिसाकार्इड्स की विशिष्ट विशेषताएं

मोनोसैकराइड और डिसैकराइड शरीर के लिए ऊर्जा के मुख्य स्रोत हैं। जब मोनोसेकेराइड संयुक्त होते हैं, तो दरार होती है, और डिसैकराइड बातचीत का उत्पाद है।

इस समूह के विशिष्ट प्रतिनिधियों में सुक्रोज हैं ( गन्ना की चीनी), माल्टोस (माल्ट चीनी), लैक्टोज (दूध चीनी)।

डिसाकार्इड्स के रूप में शरीर के लिए ऊर्जा का ऐसा स्रोत एक विस्तृत अध्ययन के योग्य है। ये पानी में अच्छी तरह घुल जाते हैं और इनका स्वाद मीठा होता है। सुक्रोज के अत्यधिक सेवन से शरीर में गंभीर व्यवधान उत्पन्न होते हैं, यही कारण है कि मानदंडों का पालन करना इतना महत्वपूर्ण है।

पॉलिसैक्राइड

शरीर के लिए ऊर्जा का एक उत्कृष्ट स्रोत सेल्यूलोज, ग्लाइकोजन, स्टार्च जैसे पदार्थ हैं।

सबसे पहले, उनमें से किसी को मानव शरीर के लिए ऊर्जा का स्रोत माना जा सकता है। उनके एंजाइमी दरार और क्षय के मामले में, बड़ी मात्रा में ऊर्जा निकलती है, जिसका उपयोग एक जीवित कोशिका द्वारा किया जाता है।

शरीर के लिए ऊर्जा का यह स्रोत अन्य महत्वपूर्ण कार्य भी करता है। उदाहरण के लिए, काइटिन और सेल्युलोज का उपयोग निर्माण सामग्री के रूप में किया जाता है। पॉलीसेकेराइड शरीर के लिए आरक्षित यौगिकों के रूप में उत्कृष्ट हैं, क्योंकि वे पानी में नहीं घुलते हैं, सेल पर रासायनिक और आसमाटिक प्रभाव नहीं डालते हैं। ये गुण उन्हें एक जीवित कोशिका में लंबे समय तक संग्रहीत करने की अनुमति देते हैं। निर्जलित रूप में, पॉलीसेकेराइड मात्रा बचत के कारण संग्रहीत उत्पादों के द्रव्यमान को बढ़ाने में सक्षम हैं।

शरीर के लिए ऊर्जा का ऐसा स्रोत भोजन के साथ शरीर में प्रवेश करने वाले रोगजनक बैक्टीरिया का विरोध करने में सक्षम है। यदि आवश्यक हो, हाइड्रोलिसिस के दौरान, भंडारण पॉलीसेकेराइड सरल शर्करा में परिवर्तित हो जाते हैं।

कार्बोहाइड्रेट चयापचय

शरीर में ऊर्जा का मुख्य स्रोत कैसे व्यवहार करता है? कार्बोहाइड्रेट ज्यादातर पॉलीसेकेराइड के रूप में आते हैं, उदाहरण के लिए, स्टार्च के रूप में। हाइड्रोलिसिस के परिणामस्वरूप, इससे ग्लूकोज बनता है। मोनोसेकेराइड रक्तप्रवाह में अवशोषित हो जाता है, कई मध्यवर्ती प्रतिक्रियाओं के लिए धन्यवाद, यह कार्बन डाइऑक्साइड और पानी में विभाजित हो जाता है। अंतिम ऑक्सीकरण के बाद, ऊर्जा निकलती है, जिसका उपयोग शरीर करता है।

विभाजन और स्टार्च की प्रक्रिया सीधे मौखिक गुहा में होती है, एंजाइम पाइलिन प्रतिक्रिया के लिए उत्प्रेरक के रूप में कार्य करता है। छोटी आंत में, कार्बोहाइड्रेट मोनोसेकेराइड में टूट जाते हैं। वे मुख्य रूप से ग्लूकोज के रूप में रक्तप्रवाह में अवशोषित होते हैं। प्रक्रिया में होती है ऊपरी भागआंतों, लेकिन लगभग कोई कम कार्बोहाइड्रेट नहीं हैं। रक्त के साथ मिलकर सैकराइड्स प्रवेश करते हैं पोर्टल नस, जिगर तक पहुँचें। मामले में जब मानव रक्त में शर्करा की एकाग्रता 0.1% होती है, तो कार्बोहाइड्रेट यकृत से गुजरते हैं और सामान्य रक्तप्रवाह में समाप्त हो जाते हैं।

लगभग 0.1% रक्त शर्करा के स्तर को स्थिर बनाए रखना आवश्यक है। रक्तप्रवाह में सैकराइड्स के अत्यधिक अंतर्ग्रहण के साथ, अतिरिक्त यकृत में जमा हो जाता है। यह प्रक्रिया रक्त शर्करा में तेज गिरावट के साथ होती है।

शरीर में शर्करा के स्तर में परिवर्तन

यदि भोजन में स्टार्च मौजूद है, तो इससे रक्त शर्करा में बड़े पैमाने पर परिवर्तन नहीं होता है, क्योंकि पॉलीसेकेराइड के हाइड्रोलिसिस की प्रक्रिया में लंबा समय लगता है। यदि चीनी की मात्रा लगभग 15-200 ग्राम निकल जाए तो तेज वृद्धिरक्त में इसकी सामग्री। इस प्रक्रिया को आहार या खाद्य हाइपरग्लेसेमिया कहा जाता है। अतिरिक्त चीनी गुर्दे द्वारा उत्सर्जित होती है, इसलिए मूत्र में ग्लूकोज होता है।

यदि रक्त में इसका स्तर 0.15-0.18% की सीमा तक पहुँच जाता है, तो गुर्दे शरीर से शर्करा निकालना शुरू कर देते हैं। इसी तरह की घटना चीनी की एक महत्वपूर्ण मात्रा की एक बार खपत के साथ होती है, यह बिना नेतृत्व के पर्याप्त तेज़ी से गुजरती है गंभीर उल्लंघन चयापचय प्रक्रियाएंजीव में।

यदि अग्न्याशय का अंतःस्रावी कार्य बाधित हो जाता है, तो मधुमेह मेलेटस जैसी बीमारी होती है। यह रक्त में शर्करा की मात्रा में उल्लेखनीय वृद्धि के साथ होता है, जिससे जिगर की ग्लूकोज को बनाए रखने की क्षमता का नुकसान होता है, परिणामस्वरूप, शरीर से मूत्र में चीनी निकल जाती है।

मांसपेशियों में ग्लाइकोजन की एक महत्वपूर्ण मात्रा जमा की जा सकती है, यहां यह मांसपेशियों के संकुचन के दौरान होने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाओं के कार्यान्वयन में मांग में है।

ग्लूकोज का महत्व

एक जीवित जीव के लिए ग्लूकोज का मूल्य केवल ऊर्जा कार्य तक ही सीमित नहीं है। कठिन शारीरिक श्रम करने पर ग्लूकोज की आवश्यकता बढ़ जाती है। जिगर में ग्लाइकोजन को ग्लूकोज में विभाजित करके इस तरह की आवश्यकता को पूरा किया जाता है, जो रक्तप्रवाह में प्रवेश करता है।

यह मोनोसैकेराइड कोशिकाओं के प्रोटोप्लाज्म में भी मौजूद होता है, इसलिए नई कोशिकाओं के निर्माण के लिए इसकी आवश्यकता होती है, विकास प्रक्रिया के दौरान ग्लूकोज विशेष रूप से प्रासंगिक होता है। इस मोनोसैकेराइड का केंद्रीय की पूर्ण गतिविधि के लिए विशेष महत्व है तंत्रिका प्रणाली... जैसे ही रक्त में शर्करा की मात्रा 0.04% तक गिरती है, आक्षेप होता है, व्यक्ति होश खो देता है। यह इस तथ्य की प्रत्यक्ष पुष्टि है कि रक्त शर्करा में कमी केंद्रीय तंत्रिका तंत्र की गतिविधि में तत्काल व्यवधान का कारण बनती है। यदि रोगी को रक्त में ग्लूकोज का इंजेक्शन लगाया जाता है या मीठा भोजन दिया जाता है, तो सभी उल्लंघन गायब हो जाते हैं। रक्त शर्करा में लंबे समय तक कमी के साथ, हाइपोग्लाइसीमिया विकसित होता है। इससे शरीर की गतिविधि में गंभीर गड़बड़ी होती है, जिससे उसकी मृत्यु हो सकती है।

संक्षेप में वसा के बारे में

वसा को एक जीवित जीव के लिए ऊर्जा का दूसरा स्रोत माना जा सकता है। इनमें कार्बन, ऑक्सीजन, हाइड्रोजन होते हैं। वसा का एक जटिल होता है रासायनिक संरचनापॉलीहाइड्रिक अल्कोहल, ग्लिसरॉल और फैटी कार्बोक्जिलिक एसिड के यौगिक हैं।

दौरान पाचन प्रक्रियावसा अपने घटक भागों में टूट जाती है, जिससे इसे प्राप्त किया गया था। यह वसा है जो प्रोटोप्लाज्म का एक अभिन्न अंग है, वे एक जीवित जीव के ऊतकों, अंगों, कोशिकाओं में निहित हैं। इन्हें ऊर्जा का बेहतरीन स्रोत माना जाता है। इन कार्बनिक यौगिकों का टूटना पेट में शुरू होता है। गैस्ट्रिक जूस में लाइपेज होता है, जो वसा के अणुओं को ग्लिसरॉल और कार्बोक्जिलिक एसिड में बदल देता है।

ग्लिसरीन पूरी तरह से अवशोषित हो जाता है क्योंकि इसमें पानी में घुलनशीलता अच्छी होती है। एसिड को घोलने के लिए पित्त का उपयोग किया जाता है। इसके प्रभाव में, वसा पर लाइपेस की प्रभावशीलता 15-20 गुना तक बढ़ जाती है। पेट से, भोजन चलता है ग्रहणीजहां, रस की क्रिया के तहत, यह आगे उन उत्पादों में टूट जाता है जो लसीका और रक्त में अवशोषित होने में सक्षम होते हैं।

इसके अलावा, भोजन का घी साथ-साथ चलता है पाचन तंत्र, में गिरावट छोटी आंत... यहां, यह आंतों के रस के साथ-साथ अवशोषण के प्रभाव में पूरी तरह से टूट गया है। प्रोटीन और कार्बोहाइड्रेट के टूटने के उत्पादों के विपरीत, वसा के हाइड्रोलिसिस के दौरान प्राप्त पदार्थ लसीका में अवशोषित हो जाते हैं। ग्लिसरीन और साबुन आंतों के म्यूकोसा की कोशिकाओं से गुजरने के बाद फिर से मिलकर वसा बनाते हैं।

संक्षेप में, हम ध्यान दें कि मानव शरीर और जानवरों के लिए ऊर्जा के मुख्य स्रोत प्रोटीन, वसा, कार्बोहाइड्रेट हैं। यह अतिरिक्त ऊर्जा के गठन के साथ कार्बोहाइड्रेट, प्रोटीन चयापचय के लिए धन्यवाद है, कि एक जीवित जीव कार्य करता है। इसलिए, आपको अपने आप को किसी विशेष ट्रेस तत्व या पदार्थ में सीमित करके लंबे समय तक आहार पर नहीं जाना चाहिए, अन्यथा यह स्वास्थ्य और कल्याण पर प्रतिकूल प्रभाव डाल सकता है।

पारिस्थितिकी सार

ऊर्जा का मुख्य स्रोत जो पृथ्वी के जीवमंडल के ताप संतुलन और ऊष्मीय शासन को निर्धारित करता है, वह सूर्य की दीप्तिमान ऊर्जा है।

सूर्य पृथ्वी को प्रकाशित करता है और गर्म करता है, ऊर्जा की आपूर्ति करता है जो हरे पौधे यौगिकों को संश्लेषित करने के लिए उपयोग करते हैं जो उनकी महत्वपूर्ण गतिविधि सुनिश्चित करते हैं और लगभग सभी अन्य जीवों द्वारा उपभोग किए जाते हैं। इसके अलावा, सौर ऊर्जा सबसे महत्वपूर्ण के संचलन का समर्थन करती है रासायनिक पदार्थऔर जलवायु और मौसम विज्ञान प्रणालियों के पीछे प्रेरक शक्ति है जो पृथ्वी की सतह पर गर्मी और नमी का पुनर्वितरण करती है।

सूर्य से ऊर्जा अंतरिक्ष में पराबैंगनी, दृश्य प्रकाश और अवरक्त विकिरण और अन्य प्रकार के विकिरण या विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा के स्पेक्ट्रम के रूप में विकीर्ण होती है।

पृथ्वी की सतह अधिकतर निकट है पराबैंगनी विकिरण, दृश्य प्रकाश और निकट अवरक्त विकिरण... पृथ्वी की सतह तक पहुंचने वाली सूर्य की विकिरण ऊर्जा का लगभग 34% तुरंत ही बादलों, धूल और वायुमंडल के अन्य पदार्थों के साथ-साथ पृथ्वी की सतह पर भी वापस अंतरिक्ष में परावर्तित हो जाता है। शेष 66% का भारी हिस्सा वातावरण और भूमि को गर्म करने, वाष्पीकरण और जल परिसंचरण में चला जाता है, और पवन ऊर्जा में परिवर्तित हो जाता है। और इस ऊर्जा का केवल एक छोटा सा अंश (0.5%) हरे पौधों द्वारा कब्जा कर लिया जाता है और जीवों की महत्वपूर्ण गतिविधि को बनाए रखने के लिए आवश्यक कार्बनिक यौगिकों को बनाने के लिए प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में उपयोग किया जाता है।

हानिकारक का मुख्य हिस्सा आयनित विकिरणसूरज। विशेष रूप से पराबैंगनी विकिरण ऊपरी वायुमंडल (समताप मंडल) में ओजोन (O3) अणुओं द्वारा और निचले वायुमंडल में जल वाष्प द्वारा अवशोषित किया जाता है। इस परिरक्षण प्रभाव के बिना, पृथ्वी पर अधिकांश आधुनिक जीवन रूपों का अस्तित्व नहीं हो सकता।

इस प्रकार, पृथ्वी पर सभी जीवन एक गैर-प्रदूषणकारी वातावरण और व्यावहारिक रूप से शाश्वत सौर ऊर्जा की कीमत पर मौजूद है, जिसकी मात्रा अपेक्षाकृत स्थिर और प्रचुर मात्रा में है।

पौधे पृथ्वी तक पहुँचने वाले सूर्य के प्रकाश का केवल 0.5% ही उपयोग करते हैं। यहां तक ​​कि अगर लोग विशेष रूप से सौर ऊर्जा पर रहते थे, तो वे इसका और भी कम उपयोग करेंगे। इस प्रकार, पृथ्वी पर आने वाली सौर ऊर्जा मानव जाति की किसी भी कल्पनीय आवश्यकता को पूरा करने के लिए पर्याप्त है। चूंकि सभी सौर ऊर्जा अंततः गर्मी में परिवर्तित हो जाती है, घरेलू जरूरतों के लिए इसके उपयोग में वृद्धि से जीवमंडल की गतिशीलता प्रभावित नहीं होनी चाहिए। सौर ऊर्जा पूरी तरह से शुद्ध ऊर्जा है, जो एक अटूट मात्रा में और एक स्थिर कीमत (मुफ्त) में उपलब्ध है। इसकी प्राप्ति राजनीतिक प्रतिबंध और आर्थिक कठिनाइयों से प्रभावित नहीं होती है। साथ ही, यह बहुत बिखरा हुआ है: इसे मानवता की सेवा करने के लिए, इसे केंद्रित किया जाना चाहिए, और यह बाधा पूरी तरह से पार करने योग्य है।

ऊर्जा के बारे में बात करते समय, यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि ऊर्जा अलग-अलग तापमान वाले दो वस्तुओं के बीच काम या गर्मी विनिमय उत्पन्न करने की क्षमता है। ऊर्जा गुणवत्ता या उपयोगी कार्य करने की क्षमता में भिन्न होती है। ऊर्जा की गुणवत्ता इसकी प्रभावशीलता का एक उपाय है। ऊर्जा उच्च गुणवत्ता उच्च स्तर की क्रमबद्धता, या एकाग्रता की विशेषता है, जिसका अर्थ है उपयोगी कार्य करने की उच्च क्षमता। ऊर्जा के ऐसे रूपों के वाहकों के उदाहरणों में बिजली, कोयला, गैसोलीन, केंद्रित सौर ऊर्जा, और उच्च तापमान गर्मी, आदि। निम्न गुणवत्ता वाली ऊर्जा विकार और उपयोगी कार्य करने की कम क्षमता अंतर्निहित है। ऐसी ऊर्जा के वाहक का एक उदाहरण हमारे आसपास की हवा में, नदी, झील, महासागर में कम तापमान वाली गर्मी है। उदाहरण के लिए, अटलांटिक महासागर में गर्मी की कुल मात्रा सऊदी अरब के तेल कुओं में उच्च गुणवत्ता वाली ऊर्जा की मात्रा से काफी अधिक है। लेकिन गर्मी समुद्र में इतनी बिखरी हुई है कि हम उसका उपयोग नहीं कर सकते।

ऊर्जा की बात करें तो प्रकृति के उन दो नियमों को याद करना चाहिए जिनका ऊर्जा पालन करती है।

ऊष्मप्रवैगिकी का पहला नियम (ऊर्जा के संरक्षण का नियम): ऊर्जा उत्पन्न नहीं होती है और गायब नहीं होती है, यह केवल एक रूप से दूसरे रूप में जाती है। कानून का तात्पर्य है कि ऊर्जा के परिवर्तनों के परिणामस्वरूप, आप इसे खर्च से अधिक कभी नहीं प्राप्त कर सकते हैं: ऊर्जा का उत्पादन हमेशा इसकी लागत के बराबर होता है; आप कुछ भी नहीं से कुछ नहीं प्राप्त कर सकते हैं, आपको हर चीज के लिए भुगतान करना होगा।

ऊष्मप्रवैगिकी का दूसरा नियम: ऊर्जा के किसी भी परिवर्तन के साथ, इसका कुछ हिस्सा गर्मी के रूप में खो जाता है। यह कम तापमान वाली गर्मी आमतौर पर वातावरण में फैल जाती है और उपयोगी काम करने में असमर्थ होती है।

जब कार के इंजन में उच्च गुणवत्ता वाली रासायनिक ऊर्जा के साथ गैसोलीन को जलाया जाता है, तो लगभग 1% यांत्रिक और विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित हो जाता है, शेष 99% पर्यावरण में बेकार गर्मी के रूप में नष्ट हो जाता है और अंततः बाहरी अंतरिक्ष में खो जाता है। एक गरमागरम लैंप में, विद्युत ऊर्जा का 5% उपयोगी प्रकाश विकिरण में परिवर्तित हो जाता है, और 95% वातावरण में गर्मी के रूप में नष्ट हो जाता है। ऊष्मप्रवैगिकी के पहले नियम के अनुसार, ऊर्जा कभी समाप्त नहीं होगी, क्योंकि यह न तो उत्पन्न हो सकती है और न ही गायब हो सकती है। लेकिन ऊष्मप्रवैगिकी के दूसरे नियम के अनुसार, हमें सभी स्रोतों से प्राप्त होने वाली उच्च गुणवत्ता वाली ऊर्जा की कुल मात्रा लगातार घट रही है, जो निम्न-गुणवत्ता वाली ऊर्जा में बदल रही है। न केवल हम शून्य से कुछ प्राप्त नहीं कर सकते, हम ऊर्जा गुणवत्ता के संरेखण को बाधित करने की स्थिति में नहीं हैं।

ऊष्मप्रवैगिकी के दूसरे नियम के अनुसार, पृथ्वी की सतह से अपवर्तित अधिकांश सौर विकिरण, निम्न-तापमान तापीय ऊर्जा ("दूर" इन्फ्रारेड रेंज का विकिरण) में परिवर्तित हो जाता है और वापस उत्सर्जित होता है स्थान; ऊष्मा के रूप में अंतरिक्ष में लौटने वाली ऊर्जा की मात्रा वातावरण में पानी के अणुओं, कार्बन डाइऑक्साइड, मीथेन, नाइट्रिक ऑक्साइड, ओजोन और कुछ प्रकार के कणों की उपस्थिति पर निर्भर करती है। ये पदार्थ, एक चयनात्मक फिल्टर की तरह काम करते हैं, सूर्य से कुछ उच्च-गुणवत्ता वाली उज्ज्वल ऊर्जा को वायुमंडल से पृथ्वी की सतह तक जाने की अनुमति देते हैं, साथ ही साथ कुछ को बनाए रखने और अवशोषित करने (और वापस विकिरण) करने की अनुमति देते हैं। पृथ्वी से परिणामी निम्न-गुणवत्ता वाला तापीय विकिरण।

थर्मोडायनामिक प्रणाली की स्थिति की सबसे महत्वपूर्ण विशेषताओं में से एक है एन्ट्रापी (परिवर्तन – <греч.>) सिस्टम में पेश की गई गर्मी की मात्रा का अनुपात है या इसे थर्मोडायनामिक तापमान से हटा दिया गया है: डीएस = डीक्यू / टी ... यह तर्क दिया जा सकता है कि एन्ट्रापी एक प्रणाली में ऊर्जा की मात्रा की विशेषता है जो काम के लिए दुर्गम है, अर्थात उपयोग के लिए दुर्गम है। एक प्रणाली में कम एन्ट्रॉपी होती है यदि आदेशित ऊर्जा लगातार बिखरी हुई है और दूसरे, कम आदेशित रूप में परिवर्तित हो जाती है, उदाहरण के लिए, प्रकाश या खाद्य ऊर्जा का तापीय ऊर्जा में रूपांतरण। इसलिए, एन्ट्रापी को अक्सर एक प्रणाली में विकार के माप के रूप में परिभाषित किया जाता है। सबसे महत्वपूर्ण विशेषताजीवों की उच्च स्तर की आंतरिक व्यवस्था बनाने और बनाए रखने की उनकी क्षमता है, यानी कम एन्ट्रॉपी वाला राज्य।

जीवित शरीर सहित कोई भी गर्म शरीर तब तक गर्मी छोड़ेगा जब तक उसका तापमान परिवेश के तापमान के बराबर न हो जाए। अंततः, किसी भी पिंड की ऊर्जा को एक ऊष्मीय रूप में नष्ट किया जा सकता है, जिसके बाद थर्मोडायनामिक संतुलन की स्थिति स्थापित हो जाती है, और कोई भी ऊर्जा प्रक्रिया असंभव हो जाती है, अर्थात सिस्टम अधिकतम एन्ट्रापी या न्यूनतम क्रम की स्थिति में आ जाता है।

ताकि जीवों की एन्ट्रापी ऊर्जा के निरंतर अपव्यय के परिणामस्वरूप रूपों से इसके परिवर्तन के माध्यम से न बढ़े उच्च डिग्रीआदेश (उदाहरण के लिए, भोजन की रासायनिक ऊर्जा) एक न्यूनतम डिग्री के साथ एक थर्मल रूप में, शरीर को लगातार बाहर से आदेशित ऊर्जा जमा करनी चाहिए, जैसे कि "आदेश" या बाहर से नकारात्मक एन्ट्रापी निकालना।

जीवित जीव अपनी रासायनिक ऊर्जा के क्रम का उपयोग करके भोजन से नकारात्मक एन्ट्रापी निकालते हैं। पारिस्थितिक तंत्र और पूरे जीवमंडल के लिए पर्यावरण से नकारात्मक एन्ट्रापी निकालने में सक्षम होने के लिए, एक ऊर्जा सब्सिडी की आवश्यकता होती है, जो वास्तव में मुफ्त सौर ऊर्जा के रूप में प्राप्त होती है। स्वपोषी पोषण की प्रक्रिया में पौधे - प्रकाश संश्लेषण के साथ कार्बनिक पदार्थ बनाते हैं बढ़ा हुआ स्तरइसके रासायनिक बंधों का क्रम, जो एन्ट्रापी में कमी की ओर जाता है। शाकाहारी पौधे पौधों को खाते हैं, जो बदले में शिकारियों आदि द्वारा खाए जाते हैं।

आज की सामग्री का विषय है ऊर्जा उत्पादन के बुनियादी तंत्रप्रशिक्षण के दौरान और बाद में शरीर के अंदर बहना। हम आपको ये देना समीचीन समझते हैं बुनियादी मूल बातेंशरीर विज्ञान और जैव रसायन, ताकि आप अपनी प्रशिक्षण प्रक्रिया में स्वतंत्र रूप से नेविगेट कर सकें और शारीरिक परिश्रम के परिणामस्वरूप आपके शरीर में होने वाले सभी परिवर्तनों से अवगत रहें।

तो मुख्य और केवल शरीर में ऊर्जा का स्रोत एटीपी अणु है(एडेनोसिन ट्राइफॉस्फोरिक एसिड)। इसके बिना न तो संकुचन और न ही विश्राम संभव है। मांसपेशी फाइबर... बहुत बार, एटीपी को सही कहा जाता है शरीर की ऊर्जा मुद्रा!

रासायनिक प्रतिक्रिया, एटीपी से ऊर्जा मुक्त होने की प्रक्रिया की व्याख्या करते हुए, इस तरह दिखता है:

एटीपी + पानी -> एडीपी + एफ + 10 किलो कैलोरी,
जहां एडीपी एडीनोसिन डिफोस्फोरिक एसिड है, एफ फॉस्फोरिक एसिड है।

पानी (हाइड्रोलिसिस) की क्रिया के तहत, फॉस्फोरिक एसिड का एक अणु एटीपी अणु से अलग हो जाता है, जबकि एडीपी बनता है और ऊर्जा निकलती है।

हालांकि, मांसपेशियों में एटीपी की आपूर्ति बेहद नगण्य है। यह अधिकतम 1-2 सेकंड तक रहता है। तो फिर, हम घंटों शारीरिक गतिविधि कैसे कर सकते हैं?

निम्नलिखित प्रतिक्रिया इसे स्पष्ट करती है:

एडीपी + एफ + ऊर्जा (क्रिएटिन फॉस्फेट, ग्लाइकोजन, फैटी एसिड, अमीनो एसिड) -> एटीपी

बाद की प्रतिक्रिया के लिए धन्यवाद, एटीपी पुनर्संश्लेषण होता है। यह प्रतिक्रिया तभी हो सकती है जब कार्बोहाइड्रेट, वसा और प्रोटीन के शरीर में आरक्षित... वे, वास्तव में, हैं ऊर्जा के सच्चे स्रोतऔर लोड की अवधि निर्धारित करें!

यह बहुत महत्वपूर्ण है कि पहली और दूसरी प्रतिक्रिया की गति अलग-अलग हो। जैसे-जैसे व्यायाम की तीव्रता बढ़ती है, एटीपी के ऊर्जा में रूपांतरण की दर भी बढ़ती जाती है। जबकि दूसरी प्रतिक्रिया जाहिर तौर पर धीमी है। तीव्रता के कुछ स्तर पर, दूसरी प्रतिक्रिया अब एटीपी की खपत की भरपाई नहीं कर सकती है। इस मामले में, मांसपेशियों की विफलता होती है। एथलीट जितना अधिक प्रशिक्षित होता है, उतनी ही अधिक तीव्रता का स्तर जिस पर यह विफलता होती है।

का आवंटन दो प्रकार शारीरिक गतिविधि : एरोबिक और एनारोबिक। पहले मामले में, पर्याप्त मात्रा में ऑक्सीजन होने पर ही एटीपी पुनर्संश्लेषण (ऊपर वर्णित दूसरी प्रतिक्रिया) की प्रक्रिया संभव है। यह लोड के इस मोड में है, और यह मध्यम शक्ति का भार है, सभी ग्लाइकोजन भंडार की समाप्ति के बाद, शरीर स्वेच्छा से होगा ईंधन के रूप में वसा का प्रयोग करेंएटीपी के गठन के लिए। यह मोड मोटे तौर पर ऐसे संकेतक को निर्धारित करता है जैसे भारतीय दंड संहिता(अधिकतम ऑक्सीजन खपत)। अगर सबके लिए अकेला स्वस्थ लोगआईपीसी = 0.2-0.3 एल / मिनट, फिर लोड के तहत यह सूचक बहुत बढ़ जाता है और 3-7 एल / मिनट होता है। शरीर जितना अधिक प्रशिक्षित होता है (मुख्य रूप से, यह श्वसन और हृदय प्रणाली द्वारा निर्धारित किया जाता है), खपत ऑक्सीजन की मात्रा उतनी ही अधिक मात्रा में प्रति यूनिट समय (उच्च VO2 अधिकतम) से गुजर सकती है और एटीपी पुनर्संश्लेषण की प्रतिक्रियाएं उतनी ही तेजी से आगे बढ़ती हैं। और यह, बदले में, सीधे ऑक्सीकरण की दर में वृद्धि से संबंधित है त्वचा के नीचे की वसा.

निष्कर्ष: शरीर की चर्बी कम करने के लिए प्रशिक्षण लेते समय भार की तीव्रता पर विशेष ध्यान देना चाहिए। उसे करना होगा मध्यम शक्तिशाली... खपत ऑक्सीजन की मात्रा आईपीसी के 70% से अधिक नहीं होनी चाहिए। बीएमडी का निर्धारण एक बहुत ही जटिल प्रक्रिया है, इसलिए आप अपनी भावनाओं पर ध्यान केंद्रित कर सकते हैं: बस आपूर्ति ऑक्सीजन की कमी की अनुमति न देने का प्रयास करें; व्यायाम करते समय हवा की कमी का अहसास नहीं होना चाहिए। आपको कार्डियोवैस्कुलर पर भी विशेष ध्यान देना चाहिए और श्वसन प्रणाली, जो मूल रूप से प्रति यूनिट समय में खपत ऑक्सीजन की क्षमता निर्धारित करता है। इन दो प्रणालियों की फिटनेस विकसित करके, आप वसा के टूटने की दर में वृद्धि करते हैं।

तो, हमने एटीपी पुनर्संश्लेषण के एरोबिक मार्ग पर विचार किया है। अगले अंक में, हम एटीपी पुनर्संश्लेषण (एनारोबिक) के दो अन्य तंत्रों पर ध्यान केंद्रित करेंगे जो क्रिएटिन फॉस्फेट और ग्लाइकोजन के उपयोग के साथ होते हैं।