Zdroje energie v ľudskom tele. Zdroj energie pre telo: bielkoviny, tuky a sacharidy, živiny, procesy a druhy energie

Metabolizmus a energia sú vzájomne prepojené procesy, ktorých oddelenie je spojené iba s pohodlím štúdia. Žiadny z týchto procesov neexistuje izolovane. Pri oxidácii energia chemické väzby obsiahnuté v živiny ach, uvoľňuje a spotrebúva telo. Vďaka prechodu niektorých druhov energie na iné sú podporované všetky vitálne funkcie organizmu. Spolu s tým sa nemení celkové množstvo energie. Pomer medzi množstvom energie dodanej s jedlom a množstvom spotrebovanej energie je tzv energetická bilancia.

Vyššie uvedené možno ilustrovať na príklade činnosti srdca. Srdce robí skvelú prácu. Za každú hodinu vyvrhne do aorty asi 300 litrov krvi. Táto práca sa vykonáva v dôsledku kontrakcie srdcového svalu, v ktorej spolu s tým prebiehajú intenzívne oxidačné procesy. Vďaka uvoľnenej energii je zabezpečená mechanická kontrakcia svalov a v konečnom dôsledku sa všetka energia premení na teplo, ktoré sa v tele rozptýli a je mu odovzdané do okolitého priestoru. Podobné procesy prebiehajú v každom orgáne. Ľudské telo... A v každom prípade sa v konečnom dôsledku chemická, elektrická, mechanická a iné druhy energie premenia na teplo a rozptýli sa do okolia. Množstvo energie spotrebovanej na vykonanie fyzická práca, je definovaný ako koeficient požadovaného pôsobenia (účinnosti). Jeho priemerná hodnota je 20-25%, efektívnosť športovcov je vyššia. Zistilo sa, že 1 g bielkovín počas oxidácie uvoľňuje 4,1 kcal, 1 g tuku - 9,3, vzduchové sacharidy - 4,1 kcal. Po znalosti obsahu bielkovín, tukov a sacharidov v potravinách (tabuľka 1) je možné určiť ich kalorický obsah, prípadne cenu energie.

Svalová aktivita, aktívny motorický režim, fyzické cvičenie a šport je spojený s vysokým výdajom energie. V niektorých prípadoch to môže byť približne 5 000, čo a v dňoch intenzívneho a objemného tréningu pre športovcov aj viac. S takýmto zvýšením spotreby energie je potrebné počítať pri zostavovaní potravinovej dávky. V čase, keď je v potrave veľa bielkovín, sa proces trávenia výrazne predlžuje (z dvoch na štyri hodiny). Odporúča sa prijať naraz až 70 g bielkovín, pretože nadbytok sa začína premieňať na tuk. A zástupcovia niektorých športov (napríklad gymnasti, kulturisti atď.) sa všetkými možnými spôsobmi vyhýbajú hromadeniu prebytočný tuk a radšej získavať energiu z rastlinná potrava(Napríklad ovocné jedlá sú spojené s tvorbou rýchlo pôsobiacich sacharidov).

Živiny môžu byť nahradené vzhľadom na ich kalorickú hodnotu. Z energetického hľadiska je 1 g uhľohydrátov ekvivalentný (izodynamický) 1 g bielkovín, pretože majú rovnaký kalorický koeficient (4,1 kcal) a 1 g bielkovín alebo uhľohydrátov sa rovná 0,44 g tuku. (kalorický koeficient tuku 9,3 kcal). Z toho vyplýva, že človek, ktorého denný energetický výdaj je 3000 kcal, dokáže plne uspokojiť energetické potreby organizmu, pričom denne skonzumuje 732 g sacharidov. Ale nielen nešpecializovaný obsah kalórií v potravinách je zodpovedný za telo. Ak človek dlhodobo konzumuje len tuky alebo bielkoviny či sacharidy, v jeho tele sa objavia hlboké premeny metabolizmu. Spolu s tým sú narušené plastické procesy v protoplazme buniek, je zaznamenaný posun v rovnováhe dusíka a vytvárajú sa a hromadia toxické produkty.

Tabuľka 1. Zloženie najzávažnejších potravinárskych výrobkov (v % vlhkej hmoty)

Stredne tučné hovädzie mäso

Kurací vaječný žĺtok

Slepačí vaječný bielok

Pre normálny život musí telo prijímať optimálne množstvo kompletných bielkovín, tukov, sacharidov, minerálnych solí a vitamínov, ktoré sa nachádzajú v rôznych potravinách. Úroveň kvality potravinárskych výrobkov je určená ich fyziologickou hodnotou. Najužitočnejšie jedlo sú mlieko, maslo, tvaroh, vajcia, mäso, ryby, obilniny, ovocie, zelenina, cukor.

Ľudia rôznych profesií míňajú pri svojej činnosti rôzne množstvo energie. Napríklad osoba zaoberajúca sa intelektuálnou prácou minie menej ako 3 000 obrovských kalórií za deň. Muž robí ťažké fyzická práca, spotrebuje 2-krát viac energie za deň (tabuľka 2).

Spotreba energie (kcal / deň) pre osoby rôznych kategórií práce

Ťažká fyzická mechanizovaná mentálna

Nespočetné množstvo štúdií ukázalo, že muž v strednom veku, ktorý sa venuje psychickej aj fyzickej práci 8-10 hodín, potrebuje denne skonzumovať 118 g bielkovín, 56 g tukov a 500 g sacharidov. V prepočte to tvorí asi 3000 kcal. Pre deti, starších ľudí, pre tých, ktorí vykonávajú ťažkú ​​fyzickú prácu, sa vyžadujú osobné, vedecky podložené výživové normy. Prídel jedla sa zostavuje s prihliadnutím na pohlavie, vek osoby a charakter jej činností. Strava má veľký význam. V závislosti od veku, druhu práce a iných parametrov sa stanovuje 3-6 jedál denne s určitým percentom jedla pre akékoľvek jedlo.

Takže, aby sa udržala energetická bilancia, udržiavajte normálnu telesnú hmotnosť, poskytnite vysoký výkon a prevenciu rôzne druhy patologických javov v organizme, je nevyhnutné pre dobrá výživa rozšíriť spotrebu energie zvýšením motorickej aktivity, čo výrazne stimuluje metabolické procesy.

Najvýznamnejšou fyziologickou konštantou tela je limitné množstvo energie, ktorú človek vynaloží v stave úplného pokoja. Táto konštanta sa nazýva základná výmena. Nervový systém, srdce, dýchacie svaly, obličky, pečeň a ďalšie orgány fungujú nepretržite a spotrebúvajú určité množstvo energie. Súčet týchto energetických výdajov tvorí hodnotu bazálneho metabolizmu.

BX osoba je určená za týchto podmienok: s úplným fyzickým a duševným odpočinkom; ľahnúť si; v ranných hodinách; nalačno, t.j. 14 hodín po skončení posledný vstup jedlo; pri komfortnej teplote (20 °C). Porušenie ktorejkoľvek z týchto podmienok vedie k odchýlke metabolizmu v smere nárastu. Na 1 hodinu je minimálna spotreba energie tela dospelého človeka v priemere 1 kcal na 1 kg telesnej hmotnosti.

Hlavná výmena je osobná konštanta a závisí od pohlavia, veku, hmotnosti a výšky osoby. U zdravého človeka sa môže udržiavať na konštantnej úrovni niekoľko rokov. V detstve je bazálny metabolizmus výrazne vyšší ako u starších ľudí. Aktívny stav vedie k výraznému zintenzívneniu metabolizmu. Metabolizmus za týchto podmienok je tzv pracovná výmena. Ak je základná rýchlosť metabolizmu dospelého človeka 1700-1800 kcal, potom je pracovná výmena 2-3 krát vyššia. Bazálny metabolizmus je teda počiatočnou úrovňou spotreby energie. Prudká zmena bazálneho metabolizmu je možná ako závažný diagnostický indikátor prepracovania, preťaženia a nedostatočného zotavenia alebo choroby.

Existuje niekoľko dôvodov, prečo by sme mali venovať osobitnú pozornosť výžive. Po prvé, všetky bunky a tkanivá nášho tela sa tvoria z potravy, ktorú jeme. Po druhé, jedlo je zdrojom energie pre fungovanie tela. Po tretie, hlavnou zložkou je jedlo životné prostredie s ktorými interagujeme. A napokon, jedlo vzniklo preto, aby sme si ho užili, aby bolo neoddeliteľnou súčasťou radosti zo života a naše zmysly nám umožňujú oceniť kvalitu, chuť a samotnú štruktúru jedla, ktoré jeme.

Dnes vás pozývame hovoriť o energetických živinách, ktoré sa nachádzajú v našich potravinách. Patria sem sacharidy, tuky a bielkoviny. Vo všeobecnosti považujeme sacharidy za priamy zdroj energie, bielkoviny za stavebné kamene celého nášho tela a tuky za zásoby energie.

V zelenine a ovocí sú hlavnými živinami sacharidy. Záhradné produkty obsahujú jednoduché (glukóza, fruktóza, sacharóza) a komplexné (škrob, pektíny, vláknina) sacharidy. V zelenine sú sacharidy zastúpené škrobom, s výnimkou cvikly a mrkvy, kde prevládajú cukry. Ovocie obsahuje prevažne cukry.

Škrob je najdôležitejší sacharid v rastlinách. Skladá sa to z Vysoké číslo molekuly glukózy. Zemiaky sú bohaté na škrob. O niečo menej je v strukovinách a neskorých odrodách jabĺk. V jablkách sa napríklad počas dozrievania množstvo škrobu zvyšuje a skladovaním znižuje. Je to spôsobené tým, že počas dozrievania počas skladovania sa škrob v produkte mení na cukor. V zelených banánoch je ho veľa a v zrelých je ho 10-krát menej, keďže sa mení na cukor. Škrob potrebuje telo hlavne na uspokojenie potreby cukru. V tráviacom trakte dochádza pod vplyvom enzýmov a kyselín k štiepeniu škrobu na molekuly glukózy, ktoré sa následne využívajú pre potreby organizmu.

Fruktóza sa nachádza v mnohých druhoch ovocia a zeleniny. Čím sú plody bohatšie, tým sú sladšie. Je dokázaná priama závislosť vytrvalosti a výkonnosti človeka od obsahu tejto látky vo svaloch a pečeni. Pri nízkej pohyblivosti človeka, nervovom strese, hnilobných procesoch v črevách, obezite je fruktóza z ostatných uhľohydrátov najpriaznivejšia.

V ovocí je glukóza zadarmo. Nachádza sa v škrobe, vláknine, sacharóze a iných sacharidoch. Glukóza, ktorú naše telo používa na výrobu energie, je vysoko kvalitné palivo. Glukóza, ktorá cirkuluje v krvnom obehu, doplňuje neustálu potrebu buniek tela. Telo ho najrýchlejšie a najjednoduchšie využije na tvorbu glykogénu, výživu mozgových tkanív a prácu svalov vrátane srdca.

Sacharóza sa nachádza vo veľkom množstve v cukrovej repe a cukrovej trstine. Bez ohľadu na zdroj surovín je cukor takmer čistá sacharóza. Jeho obsah v granulovanom cukre je 99,75% a v rafinovanom cukre - 99,9%.

Na asimiláciu jednoduché sacharidy(glukóza, fruktóza a galaktóza) nie je potrebné trávenie. Stolový cukor a maltóza sa v priebehu niekoľkých minút rozložia na jednoduché cukry. Naša strava vyžaduje veľmi málo cukru, aby sme do krvi dodali túto rýchlo sa vstrebávajúcu energiu. Pri presýtení je pankreas nútený pracovať nadčas, pričom produkuje prebytočný inzulín na premenu prebytočného cukru na tuk. V každom okamihu sú naše telá schopné správne spracovať len obmedzené množstvo jednoduchých cukrov.

Prebytok cukru zastaví ľudské auto rovnako, ako preplnený karburátor zastaví motor auta, toto je len jedno z nebezpečenstiev zneužívania cukru. Sú aj iní škodlivé účinky... Sú nasledovné:

• vyčerpanie zásob vitamínu B1;
• ochorenia zubov, pretože cukor vytvára ideálne prostredie pre mikroorganizmy ničiace zuby;
• potlačenie imunitného systému v dôsledku skutočnosti, že cukor inhibuje schopnosť bielych krvné bunky zabíjať baktérie;
• zvýšené množstvo tuku v krvi (z premeny glukózy na triglyceridy);
• stimulácia hypoglykémie a možný vznik cukrovky;
• podráždenie žalúdka, ku ktorému dochádza, keď žalúdok obsahuje viac ako 10% cukru (koncentrovaný roztok cukru silne dráždi sliznicu);
• Zápcha (potraviny bohaté na cukor majú zvyčajne nízky obsah vlákniny)
• zvýšená hladina cholesterolu v krvi.

Týmto komplikáciám sa môžeme vyhnúť, ak v strave nahradíme rafinovaný cukor ovocím (jeden zrelý banán obsahuje šesť čajových lyžičiek cukru) a základom stravy urobíme komplexné sacharidy nachádzajúce sa v pšenici, ryži, zemiakoch, strukovinách a iných potravinách, ktoré obsahujú škrob. .

Väčšina komplexných sacharidov sa trávi niekoľko hodín a jednoduché cukry sa uvoľňujú postupne. To umožňuje pankreasu, pečeni, nadobličkám, obličkám a ďalším orgánom správne využívať túto energiu. Navyše, kvôli vysokému obsahu vlákniny v potravinách obsahujúcich sacharidy sa pri takejto diéte väčšinou neprejedáme.

Ďalšou výhodou komplexných sacharidov je, že obsahujú minerály potrebné pre správne vstrebávanie ostatných živín. Rafinovaný cukor neobsahuje žiadne minerály, vitamíny ani vlákninu.

Ideálna strava by mala obsahovať, ak by ho vôbec mala obsahovať, minimálne množstvo cukru (med, sacharóza, maltóza, sladké sirupy) a namiesto toho dostatok komplexných sacharidov, ktoré sú bohaté na zemiaky, obilniny, chlieb a inú múku. Produkty. hrubý. Komplexné sacharidy by mal tvoriť hlavnú časť vášho denného príjmu kalórií.

„A Boh povedal: Hľa, dal som vám každú bylinu, ktorá seje semeno, na celej zemi, a každý strom, ktorý má ovocie, ktorý seje semeno, to bude pre vás pokrm“ (Genesis 1:29).

Pripravila A. Konáková

Hlavným zdrojom energie pre telo sú sacharidy, bielkoviny, minerálne soli, tuky, vitamíny. Zabezpečujú jeho normálnu činnosť, umožňujú telu bezproblémové fungovanie. Živiny sú zdrojom energie v ľudskom tele. Okrem toho pôsobia ako stavebný materiál, podporujú rast a reprodukciu nových buniek, ktoré sa objavujú na mieste odumierajúcich buniek. Vo forme, v akej sa používajú na potravu, ich telo nedokáže vstrebať a využiť. Iba voda, ako aj vitamíny a minerálne soli, sú asimilované a absorbované vo forme, v ktorej prichádzajú.

Hlavným zdrojom energie pre telo sú bielkoviny, sacharidy, tuky. V tráviacom trakte sú vystavené nielen fyzikálnym vplyvom (sú mleté ​​a drvené), ale aj chemickým premenám, ku ktorým dochádza pod vplyvom enzýmov, ktoré sú v šťave špeciálnych tráviacich žliaz.

Štruktúra bielkovín

Rastliny a zvieratá obsahujú určitú látku, ktorá je základom života. Táto zlúčenina je proteín. Proteínové telieska objavil biochemik Gerard Mülder v roku 1838. Bol to on, kto sformuloval proteínovú teóriu. Slovo „proteín“ z gréčtiny znamená „na prvom mieste“. Proteíny tvoria asi polovicu suchej hmotnosti akéhokoľvek organizmu. Vo vírusoch sa tento obsah pohybuje od 45 do 95 percent.

Pri diskusii o tom, čo je hlavným zdrojom energie v tele, nemožno ignorovať molekuly bielkovín. Zaberajú osobitné miesto v biologické funkcie a hodnotu.

Funkcie a umiestnenie v tele

Asi 30 % proteínových zlúčenín sa nachádza vo svaloch, asi 20 % sa nachádza v šľachách a kostiach a 10 % sa nachádza v koži. Enzýmy, ktoré sú pre organizmy najdôležitejšie, sú tie, ktoré riadia metabolické chemické procesy: trávenie potravy, činnosť žliaz s vnútorným vylučovaním, prácu mozgu a činnosť svalov. Aj malé baktérie obsahujú stovky enzýmov.

Proteíny sú nevyhnutnou súčasťou živých buniek. Obsahujú vodík, uhlík, dusík, síru, kyslík a niektoré obsahujú aj fosfor. Povinné chemický prvok obsiahnutý v molekulách bielkovín je dusík. Preto sa tieto organické látky nazývajú zlúčeniny obsahujúce dusík.

Vlastnosti a premena bielkovín v organizme

Keď sa dostanú do tráviaceho traktu, rozložia sa na aminokyseliny, ktoré sa absorbujú do krvného obehu a použijú sa na syntézu peptidu špecifického pre organizmus, potom sa oxidujú na vodu a oxid uhličitý. Keď teplota stúpa, molekula proteínu koaguluje. Sú známe také molekuly, ktoré sú schopné rozpúšťať sa vo vode iba pri zahriatí. Takéto vlastnosti má napríklad želatína.

Po vstrebaní sa potrava najprv objaví v ústna dutina, potom sa pohybuje pozdĺž pažeráka, vstupuje do žalúdka. Obsahuje kyslú reakciu prostredia, ktorá je zabezpečená kyselina chlorovodíková... V žalúdočnej šťave sa nachádza látka, ktorá rozkladá molekuly bielkovín na albumózy a peptóny. Táto látka je aktívna iba v kyslom prostredí. Potrava, ktorá sa dostala do žalúdka, je schopná zostať v ňom 3-10 hodín v závislosti od stavu agregácie a povahy. Pankreatická šťava má zásaditú reakciu, obsahuje enzýmy, ktoré dokážu štiepiť tuky, sacharidy a bielkoviny.

Medzi jeho hlavné enzýmy je izolovaný trypsín, ktorý sa nachádza v šťave pankreasu vo forme trypsinogénu. Nie je schopný rozložiť bielkoviny, ale pri kontakte s črevnou šťavou sa zmení na účinná látka- enterokináza. Trypsín rozkladá proteínové zlúčeniny na aminokyseliny. Končí sa spracovanie potravy v tenkom čreve. Ak sa v dvanástniku a v žalúdku tuky, sacharidy, bielkoviny takmer úplne rozložia, potom v tenkom čreve dôjde k úplnému rozkladu živín, absorpcii reakčných produktov do krvi. Proces sa uskutočňuje cez kapiláry, z ktorých každá sa približuje k klkom umiestneným na stene tenkého čreva.

Metabolizmus bielkovín

Potom, čo sa bielkovina v tráviacom trakte úplne rozloží na aminokyseliny, tieto sa vstrebú do krvného obehu. Tiež sa do nej dostane malé množstvo polypeptidov. Zo zvyškov aminokyselín v tele živej bytosti sa syntetizuje špecifický proteín, ktorý človek alebo zviera potrebuje. Proces tvorby nových molekúl bielkovín prebieha v živom organizme nepretržite, pretože odumierajúce bunky kože, krvi, čriev, slizníc sa odstraňujú a na ich mieste sa tvoria mladé bunky.

Aby mohla prebehnúť syntéza bielkovín, je potrebné, aby sa s potravou dostali do tráviaceho traktu. Ak sa polypeptid dostane do krvného obehu bez toho, aby prešiel tráviacim traktom, ľudské telo ho nedokáže využiť. Takýto proces môže negatívne ovplyvniť štát Ľudské telo spôsobujú početné komplikácie: horúčku, paralýzu dýchania, srdcové zlyhanie, celkové kŕče.

Proteíny sa nedajú nahradiť inými potravinové látky, keďže aminokyseliny sú potrebné na ich syntézu v tele. Nedostatočné množstvo týchto látok vedie k oneskoreniu alebo pozastaveniu rastu.

Sacharidy

Začnime tým, že sacharidy - hlavný zdroj energie tela. Predstavujú jednu z hlavných skupín organických zlúčenín, ktoré naše telo potrebuje. Tento zdroj energie živých organizmov je primárnym produktom fotosyntézy. Obsah naživo rastlinná bunka sacharidy môžu kolísať v rozmedzí 1-2 percent a v niektorých situáciách toto číslo dosahuje 85-90 percent.

Hlavným zdrojom energie pre živé organizmy sú monosacharidy: glukóza, fruktóza, ribóza.

Zloženie uhľohydrátov obsahuje atómy kyslíka, vodíka, uhlíka. Napríklad glukóza je zdrojom energie v tele a má vzorec C6H12O6. Existuje podrozdelenie všetkých sacharidov (v štruktúre) na jednoduché a zložité zlúčeniny: mono- a polysacharidy. Podľa počtu atómov uhlíka sú monosacharidy rozdelené do niekoľkých skupín:

• triózy;
• tetrózy;
• pentózy;
• hexózy;
• heptózy.

Monosacharidy, ktoré majú päť alebo viac atómov uhlíka, môžu po rozpustení vo vode vytvárať kruhovú štruktúru.

Hlavným zdrojom energie v tele je glukóza. Deoxyribóza a ribóza sú sacharidy obzvlášť dôležité pre nukleové kyseliny a ATP.

Glukóza je hlavným zdrojom energie tela. Biosyntéza mnohých organických zlúčenín, ako aj proces odstraňovania toxických zlúčenín z nich, ktoré pochádzajú zvonku alebo sa tvoria v dôsledku rozpadu molekúl bielkovín, priamo súvisia s procesmi premeny monosacharidov.

Charakteristické črty disacharidov

Monosacharidy a disacharidy sú hlavným zdrojom energie pre telo. Keď sa kombinujú monosacharidy, dochádza k štiepeniu a disacharid je produktom interakcie.

Medzi typických predstaviteľov tejto skupiny patrí sacharóza ( trstinový cukor), maltóza (sladový cukor), laktóza (mliečny cukor).

Taký zdroj energie pre telo, akým sú disacharidy, si zaslúži podrobnú štúdiu. Dobre sa rozpúšťajú vo vode a majú sladkú chuť. Nadmerná konzumácia sacharózy vedie k vzniku vážnych porúch v tele, a preto je také dôležité dodržiavať normy.

Polysacharidy

Výborným zdrojom energie pre telo sú látky ako celulóza, glykogén, škrob.

V prvom rade, ktorýkoľvek z nich možno považovať za zdroj energie pre ľudský organizmus. V prípade ich enzymatického štiepenia a rozpadu sa uvoľňuje veľké množstvo energie, ktorú využíva živá bunka.

Tento zdroj energie pre telo plní aj ďalšie dôležité funkcie. Ako stavebné materiály sa používajú napríklad chitín a celulóza. Polysacharidy sú pre telo vynikajúce ako rezervné zlúčeniny, keďže sa nerozpúšťajú vo vode, nepôsobia chemicky a osmoticky na bunku. Tieto vlastnosti umožňujú ich dlhodobé skladovanie v živej bunke. V dehydrovanej forme sú polysacharidy schopné zväčšiť hmotnosť skladovaných produktov vďaka úspore objemu.

Takýto zdroj energie pre telo je schopný odolávať patogénnym baktériám, ktoré vstupujú do tela spolu s jedlom. V prípade potreby sa pri hydrolýze zásobné polysacharidy premenia na jednoduché cukry.

Metabolizmus uhľohydrátov

Ako sa správa hlavný zdroj energie v tele? Sacharidy prichádzajú väčšinou vo forme polysacharidov, napríklad vo forme škrobu. V dôsledku hydrolýzy z neho vzniká glukóza. Monosacharid sa vstrebáva do krvného obehu, vďaka niekoľkým medzireakciám sa štiepi na oxid uhličitý a vodu. Po záverečnej oxidácii sa uvoľní energia, ktorú telo využije.

Proces štiepenia a škrobu prebieha priamo v ústnej dutine, enzým ptyalín pôsobí ako katalyzátor reakcie. V tenkom čreve sa sacharidy štiepia na monosacharidy. Do krvného obehu sa vstrebávajú najmä vo forme glukózy. Proces prebieha v horné divíziečrevá, ale nižšie sacharidy takmer neexistujú. Spolu s krvou vstupujú sacharidy portálna žila, dostať sa do pečene. V prípade, že koncentrácia cukru v ľudskej krvi je 0,1%, sacharidy prechádzajú pečeňou a končia vo všeobecnom krvnom obehu.

Je potrebné udržiavať stálu hladinu cukru v krvi okolo 0,1%. Pri nadmernom príjme sacharidov do krvného obehu sa nadbytok hromadí v pečeni. Tento proces je sprevádzaný prudkým poklesom hladiny cukru v krvi.

Zmeny hladín cukru v tele

Ak je v potravinách prítomný škrob, nevedie to k veľkým zmenám hladiny cukru v krvi, pretože proces hydrolýzy polysacharidu trvá dlho. Ak dávka cukru opustí asi 15-200 gramov, existuje prudký nárast jeho obsah v krvi. Tento proces sa nazýva alimentárna alebo potravinová hyperglykémia. Prebytočný cukor sa vylučuje obličkami, takže moč obsahuje glukózu.

Obličky začnú odstraňovať cukor z tela, ak jeho hladina v krvi dosiahne rozsah 0,15-0,18%. Podobný jav sa vyskytuje pri jednorazovej konzumácii značného množstva cukru, prechádza dostatočne rýchlo bez toho, aby viedol k závažné porušenia metabolické procesy v organizme.

Ak dôjde k narušeniu intrasekrečnej práce pankreasu, dochádza k ochoreniu, ako je diabetes mellitus. Sprevádza ho výrazné zvýšenie množstva cukru v krvi, čo vedie k strate schopnosti pečene zadržiavať glukózu, následkom čoho sa cukor vylučuje z tela močom.

Značné množstvo glykogénu sa môže ukladať vo svaloch, tu je potrebné pri vykonávaní chemických reakcií, ktoré sa vyskytujú počas svalových kontrakcií.

Význam glukózy

Hodnota glukózy pre živý organizmus sa neobmedzuje len na energetickú funkciu. Potreba glukózy sa zvyšuje pri ťažkej fyzickej práci. Takáto potreba je uspokojená štiepením glykogénu v pečeni na glukózu, ktorá vstupuje do krvného obehu.

Tento monosacharid je prítomný aj v protoplazme buniek, preto je potrebný na tvorbu nových buniek, glukóza je obzvlášť dôležitá v procese rastu. Tento monosacharid má osobitný význam pre plnú aktivitu centrály nervový systém... Akonáhle koncentrácia cukru v krvi klesne na 0,04 %, nastávajú kŕče, človek stráca vedomie. Toto je priamym potvrdením skutočnosti, že zníženie hladiny cukru v krvi spôsobuje okamžité narušenie činnosti centrálneho nervového systému. Ak sa pacientovi vstrekne glukóza do krvi alebo mu ponúkne sladké jedlo, všetky porušenia zmiznú. Pri dlhodobom znížení hladiny cukru v krvi sa vyvíja hypoglykémia. Vedie k vážnym poruchám v činnosti organizmu, čo môže spôsobiť jeho smrť.

Stručne o tukoch

Tuky možno považovať za ďalší zdroj energie pre živý organizmus. Obsahujú uhlík, kyslík, vodík. Tuky majú komplex chemická štruktúra, sú zlúčeniny viacsýtneho alkoholu, glycerolu a mastných karboxylových kyselín.

Počas tráviace procesy tuk sa rozloží na jednotlivé časti, z ktorých bol získaný. Sú to tuky, ktoré sú neoddeliteľnou súčasťou protoplazmy, sú obsiahnuté v tkanivách, orgánoch, bunkách živého organizmu. Sú považované za vynikajúci zdroj energie. Rozklad týchto organických zlúčenín začína v žalúdku. Žalúdočná šťava obsahuje lipázu, ktorá premieňa molekuly tuku na glycerol a karboxylovú kyselinu.

Glycerín sa dokonale vstrebáva, pretože má dobrú rozpustnosť vo vode. Žlč sa používa na rozpúšťanie kyselín. Pod jej vplyvom sa účinnosť lipázy na tuk zvyšuje až 15-20 krát. Zo žalúdka sa potrava presúva do dvanástnik kde sa pôsobením šťavy ďalej štiepi na produkty, ktoré sú schopné vstrebať sa do lymfy a krvi.

Ďalej sa potravinová kaša pohybuje ďalej tráviaci trakt, Spadnúť do tenké črevo... Tu sa vplyvom črevnej šťavy, ako aj absorpciou, úplne rozloží. Na rozdiel od produktov rozkladu bielkovín a sacharidov sa látky získané pri hydrolýze tukov vstrebávajú do lymfy. Glycerín a mydlo sa po prechode bunkami črevnej sliznice opäť spoja a tvoria tuk.

Stručne povedané, poznamenávame, že hlavnými zdrojmi energie pre ľudské telo a zvieratá sú bielkoviny, tuky, sacharidy. Živý organizmus funguje vďaka metabolizmu uhľohydrátov, bielkovín, sprevádzanému tvorbou ďalšej energie. Preto by ste nemali držať diéty po dlhú dobu, obmedzovať sa v akomkoľvek konkrétnom stopovom prvku alebo látke, inak to môže nepriaznivo ovplyvniť zdravie a pohodu.

Abstrakt ekológie

Hlavným zdrojom energie, ktorý určuje tepelnú bilanciu a tepelný režim biosféry Zeme, je žiarivá energia Slnka.

Slnko osvetľuje a ohrieva Zem a dodáva energiu, ktorú zelené rastliny využívajú na syntézu zlúčenín, ktoré podporujú ich život a sú spotrebované takmer všetkými ostatnými organizmami. Slnečná energia navyše podporuje obeh toho najdôležitejšieho chemických látok a je hybnou silou klimatických a meteorologických systémov, ktoré prerozdeľujú teplo a vlhkosť na zemskom povrchu.

Energia zo Slnka je vyžarovaná do vesmíru vo forme spektra ultrafialového, viditeľného svetla a infračerveného žiarenia a iných foriem žiarivej alebo elektromagnetickej energie.

Povrch Zeme je väčšinou blízko ultrafialové žiarenie, viditeľné svetlo a blízko Infra červená radiácia... Asi 34 % slnečnej žiarivej energie, ktorá sa dostane na zemský povrch, sa okamžite odrazí späť do vesmíru od mrakov, prachu a iných látok v atmosfére, ako aj od samotného zemského povrchu. Drvivá časť zo zostávajúcich 66 % ide na ohrev atmosféry a pôdy, vyparovanie a cirkuláciu vody a premieňa sa na veternú energiu. A len malý zlomok tejto energie (0,5%) zachytávajú zelené rastliny a využívajú sa v procese fotosyntézy na tvorbu organických zlúčenín potrebných na udržanie životnej aktivity organizmov.

Hlavný podiel škodlivých ionizujúce žiarenie Slnko. Najmä ultrafialové žiarenie pohlcujú molekuly ozónu (O3) v hornej atmosfére (stratosféra) a vodná para v spodnej časti atmosféry. Bez tohto ochranného efektu by väčšina moderných foriem života na Zemi nemohla existovať.

Všetok život na Zemi teda existuje na úkor neznečisťujúceho životného prostredia a prakticky večnej slnečnej energie, ktorej množstvo je relatívne stále a výdatné.

Rastliny využívajú len 0,5 % slnečného žiarenia, ktoré dopadá na Zem. Aj keby ľudia žili výlučne zo slnečnej energie, spotrebovali by ju ešte menej. Slnečná energia prichádzajúca na Zem teda úplne postačuje na uspokojenie všetkých predstaviteľných potrieb ľudstva. Keďže všetka slnečná energia sa v konečnom dôsledku premení na teplo, zvýšenie jej využitia na domáce potreby by nemalo ovplyvniť dynamiku biosféry. Solárna energia je absolútne čistá energia, dostupná v nevyčerpateľnom objeme a za stálu cenu (zadarmo). Jeho príjem nie je ovplyvnený politickým embargom a ekonomickými ťažkosťami. Zároveň je príliš rozptýlená: aby mohla slúžiť ľudstvu, musí byť sústredená a táto prekážka je úplne prekonateľná.

Keď hovoríme o energii, treba mať na pamäti, že energia je schopnosť produkovať prácu alebo výmenu tepla medzi dvoma objektmi s rôznymi teplotami. Energia sa líši v kvalite alebo schopnosti vykonávať užitočnú prácu. Energetická kvalita Je meradlom jeho účinnosti. energie Vysoká kvalita vyznačuje sa vysokou mierou poriadkumilovnosti, prípadne sústredenia, čo znamená vysokú schopnosť vykonávať užitočnú prácu. Príklady nosičov takýchto foriem energie zahŕňajú elektrinu, uhlia, benzín, koncentrovaná slnečná energia a vysokoteplotné teplo atď. Nízka kvalita energií neporiadok a malá schopnosť robiť užitočnú prácu sú vlastné. Príkladom nosiča takejto energie je nízkoteplotné teplo vo vzduchu okolo nás, v rieke, jazere, oceáne. Napríklad celkové množstvo tepla v Atlantickom oceáne výrazne prevyšuje množstvo vysoko kvalitnej energie v ropných vrtoch Saudskej Arábie. Ale teplo je v oceáne tak rozptýlené, že ho nedokážeme využiť.

Keď už hovoríme o energii, mali by sme si spomenúť na dva prírodné zákony, ktorými sa energia riadi.

Prvý zákon termodynamiky (zákon zachovania energie): energia nevzniká a nezaniká, iba prechádza z jednej formy do druhej. Zo zákona vyplýva, že v dôsledku premien energie z nej nikdy nemôžete získať viac, ako sa minie: výstup energie sa vždy rovná jej nákladom; z ničoho nemôžete niečo získať, za všetko musíte zaplatiť.

Druhý zákon termodynamiky: pri akýchkoľvek premenách energie sa jej časť stráca vo forme tepla. Toto nízkoteplotné teplo sa zvyčajne rozptýli v prostredí a nie je schopné vykonávať užitočnú prácu.

Pri spaľovaní benzínu kvalitnou chemickou energiou v motore auta sa asi 1 % premení na mechanickú a elektrickú energiu, zvyšných 99 % sa rozptýli v prostredí ako zbytočné teplo a v konečnom dôsledku sa stratí vo vesmíre. V žiarovke sa 5 % elektrickej energie premení na užitočné svetelné žiarenie a 95 % sa rozptýli vo forme tepla do okolia. Podľa prvého zákona termodynamiky sa energia nikdy nevyčerpá, pretože nemôže ani vzniknúť, ani zaniknúť. Ale podľa druhého termodynamického zákona celkové množstvo koncentrovanej kvalitnej energie, ktorú dokážeme získať zo všetkých zdrojov, neustále klesá a mení sa na nekvalitnú energiu. Nielenže nemôžeme niečo získať z ničoho, ale nie sme v pozícii, aby sme narušili zosúladenie kvality energie.

Väčšina slnečného žiarenia neodrazeného zemským povrchom sa v súlade s druhým termodynamickým zákonom premieňa na nízkoteplotnú tepelnú energiu (žiarenie „ďalekého“ infračerveného rozsahu) a je emitovaná späť do priestor; Množstvo energie, ktorá sa vracia do vesmíru vo forme tepla, závisí od prítomnosti molekúl vody, oxidu uhličitého, metánu, oxidu dusnatého, ozónu a niektorých foriem pevných častíc v atmosfére. Tieto látky, pôsobiace ako selektívny filter, umožňujú niektorým vysokokvalitným formám žiarivej energie zo Slnka prejsť atmosférou na zemský povrch, pričom zároveň zadržiavajú a absorbujú (a spätne vyžarujú) časť vznikajúce nekvalitné tepelné žiarenie zo Zeme.

Jednou z najdôležitejších charakteristík stavu termodynamického systému je entropia (transformácia – <греч.>) je pomer množstva tepla zavedeného do systému alebo z neho odvedeného k termodynamickej teplote: dS = dQ/T ... Možno tvrdiť, že entropia charakterizuje množstvo energie v systéme, ktoré je neprístupné pre prácu, t. j. neprístupné na použitie. Systém má nízku entropiu, ak je usporiadaná energia nepretržite rozptýlená a premieňaná na inú, menej usporiadanú formu, napríklad premena svetelnej alebo potravinovej energie na tepelnú energiu. Preto je entropia často definovaná ako miera poruchy v systéme. Najdôležitejšia vlastnosť organizmov je ich schopnosť vytvárať a udržiavať vysoký stupeň vnútorného poriadku, teda stav s nízkou entropiou.

Akékoľvek zahriate telo, vrátane živého, bude vydávať teplo, kým sa jeho teplota nevyrovná teplote okolia. V konečnom dôsledku sa energia akéhokoľvek telesa môže rozptýliť v tepelnej forme, po ktorej nastane stav termodynamickej rovnováhy a akékoľvek energetické procesy sa stanú nemožnými, to znamená, že systém príde do stavu maximálnej entropie alebo minimálneho poriadku.

Aby sa entropia organizmu nezvyšovala v dôsledku neustáleho rozptylu energie jej premenou z foriem s vysoký stupeň poriadku (napríklad chemickej energie potravy) do tepelnej formy s minimálnym stupňom usporiadanosti, telo musí neustále zvonku akumulovať usporiadanú energiu, teda akoby zvonku extrahovalo „poriadok“ alebo negatívnu entropiu.

Živé organizmy extrahujú negatívnu entropiu z potravy pomocou usporiadania jej chemickej energie. Na to, aby ekologické systémy a biosféra ako celok dokázali vyťažiť negatívnu entropiu z prostredia, je potrebná energetická dotácia, ktorá sa v skutočnosti získava vo forme bezplatnej slnečnej energie. Rastliny v procese autotrofnej výživy – fotosyntézy vytvárajú organickú hmotu s zvýšená hladina usporiadanosť jeho chemických väzieb, čo vedie k zníženiu entropie. Bylinožravce jedia rastliny, ktoré zase požierajú predátori atď.

Témou dnešného materiálu je základné mechanizmy výroby energie prúdiace vo vnútri tela počas a po tréningu. Myslíme si, že je vhodné vám ich poskytnúť základné základy fyziológiu a biochémiu, aby ste sa mohli slobodne pohybovať vo vlastnom tréningovom procese a uvedomovať si všetky zmeny, ktoré nastanú vo vašom tele v dôsledku fyzickej námahy.

Tak hlavné a jediné zdrojom energie v tele je molekula ATP(kyselina adenozíntrifosforečná). Bez nej nie je možná kontrakcia ani relaxácia. svalové vlákna... Veľmi často sa ATP právom nazýva energetická mena tela!

Chemická reakcia, ktorý vysvetľuje proces uvoľňovania energie z ATP, vyzerá takto:

ATP + voda -> ADP + F + 10 kcal,
kde ADP je kyselina adenozíndifosforečná, F je kyselina fosforečná.

Pôsobením vody (hydrolýza) sa z molekuly ATP odštiepi molekula kyseliny fosforečnej, pričom sa vytvorí ADP a uvoľní sa energia.

Zásoba ATP vo svaloch je však mimoriadne zanedbateľná. Trvá to maximálne 1-2 sekundy. Ako teda môžeme celé hodiny vykonávať fyzickú aktivitu?

Nasledujúca reakcia to vysvetľuje:

ADP + F + energia (kreatínfosfát, glykogén, mastné kyseliny, aminokyseliny) -> ATP

Vďaka poslednej reakcii dochádza k resyntéze ATP. Táto reakcia sa môže uskutočniť iba vtedy, ak existuje zásoba uhľohydrátov, tukov a bielkovín v tele... V skutočnosti sú skutočné zdroje energie a určiť trvanie zaťaženia!

Je veľmi dôležité, aby rýchlosť prvej a druhej reakcie bola rozdielna. So zvyšujúcou sa intenzitou cvičenia sa zvyšuje aj rýchlosť premeny ATP na energiu. Zatiaľ čo druhá reakcia je zjavne pomalšia. Pri určitej úrovni intenzity už druhá reakcia nedokáže kompenzovať spotrebu ATP. V tomto prípade dochádza k zlyhaniu svalov. Čím viac trénovaný športovec, tým vyššia je úroveň intenzity, pri ktorej k tomuto zlyhaniu dochádza.

Prideliť dva typy fyzická aktivita : aeróbne a anaeróbne. V prvom prípade je proces resyntézy ATP (druhá reakcia spomenutá vyššie) možný len pri dostatočnom množstve kyslíka. Práve v tomto režime záťaže, a to je záťaž miernej sily, telo po vyčerpaní všetkých zásob glykogénu ochotne používať tuk ako palivo na tvorbu ATP. Tento režim do značnej miery určuje taký ukazovateľ ako IPC(maximálna spotreba kyslíka). Keby sám pre každého zdravých ľudí IPC = 0,2-0,3 l / min, potom pri zaťažení tento indikátor výrazne stúpa a je 3-7 l / min. Čím je telo trénovanejšie (určuje to najmä dýchací a kardiovaskulárny systém), tým väčší objem spotrebovaného kyslíka ním môže prejsť za jednotku času (vysoká BMD) a tým rýchlejšie prebiehajú reakcie resyntézy ATP. A to zase priamo súvisí so zvýšením rýchlosti oxidácie podkožného tuku.

Záver: Pri tréningu na redukciu telesného tuku treba venovať osobitnú pozornosť intenzite záťaže. Musí byť stredne výkonný... Objem spotrebovaného kyslíka by nemal presiahnuť 70 % IPC. Stanovenie BMD je veľmi komplikovaný postup, takže sa môžete sústrediť na vlastné pocity: len sa snažte nepripustiť nedostatok dodávaného kyslíka; pri vykonávaní cvičenia by nemal byť pocit nedostatku vzduchu. Osobitnú pozornosť by ste mali venovať aj kardiovaskulárnym a dýchacie systémy, ktoré v podstate určujú kapacitu spotrebovaného kyslíka za jednotku času. Rozvíjaním zdatnosti týchto dvoch systémov tým zvyšujete rýchlosť rozkladu tukov.

Uvažovali sme teda o aeróbnej dráhe resyntézy ATP. V nasledujúcom čísle sa zameriame na dva ďalšie mechanizmy resyntézy ATP (anaeróbne), ku ktorým dochádza pri použití kreatínfosfátu a glykogénu.