Viri energije v človeškem telesu. Vir energije za telo: beljakovine, maščobe in ogljikovi hidrati, hranila, procesi in vrste energije

Presnova in energija sta medsebojno povezana procesa, katerih ločevanje je povezano le s priročnostjo študija. Noben od teh procesov ne obstaja ločeno. Med oksidacijo energija kemične vezi vsebovana v hranila ah, telo ga sprošča in uporablja. Zaradi prehoda ene vrste energije v drugo so podprte vse vitalne funkcije telesa. Skupaj s tem se skupna količina energije ne spremeni. Razmerje med količino energije, dobavljeno s hrano, in količino energije, ki jo porabimo, se imenuje energijsko bilanco.

To lahko ponazorimo na primeru delovanja srca. Srce odlično opravlja svoje delo. Vsako uro vrže približno 300 litrov krvi v aorto. To delo je doseženo zaradi krčenja srčne mišice, v kateri se poleg tega pojavijo intenzivni oksidativni procesi. Zahvaljujoč sproščeni energiji je zagotovljeno mehansko krčenje mišic, na koncu pa se vsa energija spremeni v toploto, ki se v telesu razprši in sprošča v okolico. Podobni procesi se dogajajo v vsakem organu Človeško telo. In v vsakem primeru se kemična, električna, mehanska in druge vrste energije na koncu pretvorijo v toploto in razpršijo v okolje. Količina energije, porabljene za izvedbo fizično delo, je opredeljen kot koeficient zahtevanega delovanja (učinkovitost). Njegova povprečna vrednost je 20-25%, športniki imajo večjo učinkovitost. Ugotovljeno je bilo, da 1 g beljakovin med oksidacijo sprosti 4,1 kcal, 1 g maščobe - 9,3, zračni ogljikovi hidrati - 4,1 kcal. Če poznamo vsebnost beljakovin, maščob in ogljikovih hidratov v živilih (tabela 1), je mogoče določiti njihovo vsebnost kalorij ali ceno energije.

Mišična aktivnost, aktivni motorični način, psihične vaje in šport je povezan z visoko porabo energije. V nekaterih primerih je lahko približno 5000, kar je znesek, v dneh intenzivnega in volumetričnega treninga športnikov pa celo več. To povečanje porabe energije je treba upoštevati pri pripravi diete. V času, ko je v hrani veliko beljakovin, se proces prebave znatno podaljša (od dveh do štirih ur). Priporočljivo je zaužiti do 70 g beljakovin naenkrat, saj se odvečne beljakovine začnejo spreminjati v maščobo. In predstavniki nekaterih športov (na primer telovadci, bodybuilderji itd.) Se izogibajo kopičenju odvečne maščobe in raje črpajo energijo iz rastlinska hrana(na primer, sadna hrana je povezana s tvorbo hitrih ogljikovih hidratov).

Hranila lahko nadomestimo, pri čemer upoštevamo njihovo kalorično vrednost. Z energetskega vidika je namreč 1 g ogljikovih hidratov enak (izodinamično) 1 g beljakovin, saj imata enak kalorični koeficient (4,1 kcal), 1 g beljakovin ali ogljikovih hidratov pa je enak 0,44 g maščob. (kalorični koeficient maščobe 9,3 kcal). Iz tega sledi, da lahko oseba, katere dnevna energijska poraba znaša 3000 kcal, v celoti zadovolji energijske potrebe telesa z zaužitjem 732 g ogljikovih hidratov na dan. Toda za telo ni odgovorna le nespecializirana vsebnost kalorij v hrani. Če človek dovolj dolgo uživa samo maščobe ali beljakovine ali ogljikove hidrate, se v njegovem telesu pojavijo globoke presnovne spremembe. Poleg tega so moteni plastični procesi v protoplazmi celic, opazen je premik v ravnovesju dušika, nastajajo in kopičijo se strupeni produkti.

Tabela 1. Sestava najresnejših živil (% surovine)

Govedina srednje mastna

Piščančji rumenjak

Piščančji jajčni beljak

Za normalno življenje mora telo prejeti optimalno količino popolnih beljakovin, maščob, ogljikovih hidratov, mineralnih soli in vitaminov, ki jih najdemo v različnih živilih. Raven kakovosti živilskih izdelkov je določena z njihovo fiziološko vrednostjo. Najbolj uporaben prehrambeni izdelki so mleko, maslo, skuta, jajca, meso, ribe, žitarice, sadje, zelenjava, sladkor.

Ljudje različnih poklicev pri svojih dejavnostih porabijo različno količino energije. Na primer, nekdo, ki se ukvarja z intelektualnim delom, porabi manj kot 3000 ogromnih kalorij na dan. Človek, ki dviguje težka dela fizično delo, porabi 2-krat več energije na dan (Tabela 2).

Poraba energije (kcal/dan) za osebe različnih kategorij dela

Težka fizična mehanizirana mentalna

Številne študije so pokazale, da mora moški srednjih let, ki se 8-10 ur ukvarja tako z umskim kot fizičnim delom, zaužiti 118 g beljakovin, 56 g maščob in 500 g ogljikovih hidratov na dan. Računsko to znese približno 3000 kcal. Za otroke, starejše in ljudi, ki se ukvarjajo s težkim fizičnim delom, so potrebni osebni, znanstveno utemeljeni prehranski standardi. Dieta sestavljeno ob upoštevanju spola, starosti osebe in narave njegove dejavnosti. Prehrana je velikega pomena. Odvisno od starosti, vrste dela in drugih parametrov se določi 3-6 obrokov na dan z določenim odstotkom hrane za kateri koli obrok.

Torej, za ohranjanje energijskega ravnovesja, vzdrževanje normalne telesne teže, zagotavljanje visoke učinkovitosti in preprečevanje različne vrste patoloških pojavov v telesu, je treba dobra prehrana povečati porabo energije s povečano telesno aktivnostjo, ki bistveno spodbudi presnovne procese.

Najpomembnejša fiziološka konstanta telesa je največja količina energije, ki jo človek porabi v stanju popolne umirjenosti. Ta konstanta se imenuje osnovna menjava.Živčni sistem, srce, dihalne mišice, ledvica, jetra in drugi organi neprekinjeno delujejo in porabljajo določeno količino energije. Vsota teh porab energije tvori vrednost bazalnega metabolizma.

BX oseba je določena, če so izpolnjeni naslednji pogoji: s popolnim telesnim in duševnim mirom; v ležečem položaju; zjutraj; na prazen želodec, tj. 14 ur po zaključku zadnji termin hrana; pri ugodni temperaturi (20°C). Kršitev katerega koli od teh pogojev vodi do odstopanja metabolizma navzgor. Za 1 uro je minimalna poraba energije odraslega človeškega telesa v povprečju 1 kcal na 1 kg telesne teže.

Osnovni metabolizem je osebna stalnica in je odvisen od spola, starosti, teže in višine človeka. Pri zdravem človeku lahko ostane na konstantni ravni več let. V otroštvu je bazalni metabolizem bistveno višji kot v starosti. Aktivno stanje vodi do opazne intenzifikacije metabolizma. Presnova v teh pogojih se imenuje delovna menjava.Če je osnovni metabolizem odraslega 1700-1800 kcal, je delovni metabolizem 2-3 krat višji. Tako je bazalni metabolizem začetna raven porabe energije v ozadju. Ostra sprememba bazalnega metabolizma je lahko resen diagnostični pokazatelj utrujenosti, preobremenjenosti in premajhnega okrevanja ali bolezni.

Razlogov, zakaj bi morali prehrani posvetiti posebno pozornost, je več. Prvič, vse celice in tkiva našega telesa nastanejo iz hrane, ki jo zaužijemo. Drugič, hrana je vir energije, ki je potrebna za delovanje telesa. Tretjič, glavni del je hrana okolju s katerimi komuniciramo. Nenazadnje je hrana ustvarjena, da v njej uživamo, da je sestavni del veselja do življenja, naši čuti pa nam omogočajo, da cenimo kakovost, okus in teksturo hrane, ki jo jemo.

Danes vas vabimo k pogovoru o energetskih hranilih, ki jih najdemo v naši hrani. Sem spadajo ogljikovi hidrati, maščobe in beljakovine. Na splošno velja, da so ogljikovi hidrati neposreden vir energije, beljakovine gradniki, iz katerih je zgrajeno celotno naše telo, maščobe pa zaloge energije.

Glavna hranila v zelenjavi in ​​sadju so ogljikovi hidrati. Vrtni in zelenjavni izdelki vsebujejo enostavne (glukoza, fruktoza, saharoza) in sestavljene (škrob, pektin, vlaknine) ogljikove hidrate. V zelenjavi ogljikove hidrate predstavlja škrob, z izjemo pese in korenja, kjer prevladujejo sladkorji. Sadje vsebuje predvsem sladkorje.

Škrob je najpomembnejši ogljikov hidrat v rastlinah. Sestavljen je iz velika količina molekule glukoze. Krompir je bogat s škrobom. Nekoliko manj ga je v stročnicah in poznih sortah jabolk. Pri jabolkih se na primer med zorenjem količina škroba povečuje in med skladiščenjem zmanjšuje. To je posledica dejstva, da se med zorenjem med skladiščenjem škrob v izdelku spremeni v sladkor. V zelenih bananah ga je veliko, v zrelih pa 10-krat manj, saj se spremeni v sladkor. Telo potrebuje škrob predvsem za zadovoljevanje potreb po sladkorju. V prebavnem traktu se škrob pod vplivom encimov in kislin razgradi na molekule glukoze, ki se nato porabijo za potrebe telesa.

Fruktoza se nahaja v številnih vrstah sadja in zelenjave. Bogatejši ko so plodovi, slajši so. Dokazana je neposredna odvisnost vzdržljivosti in zmogljivosti osebe od vsebnosti te snovi v mišicah in jetrih. Z nizko mobilnostjo ljudi, živčnim stresom, gnitnimi procesi v črevesju in debelostjo je fruktoza najbolj ugodna od drugih ogljikovih hidratov.

Glukoza se nahaja v sadju v prosti obliki. Je del škroba, vlaknin, saharoze in drugih ogljikovih hidratov. Glukoza, ki jo naše telo uporablja za proizvodnjo energije, je visokokakovostno gorivo. Glukoza, ki kroži s krvnim obtokom, zadovoljuje stalne potrebe telesnih celic. Telo ga najhitreje in najlažje porabi za tvorbo glikogena, prehranjevanje možganskega tkiva in delovanje mišic, tudi srca.

Saharoza se v velikih količinah nahaja v sladkorni pesi in sladkornem trsu. Ne glede na vir surovin je sladkor skoraj čista saharoza. Njegova vsebnost v granuliranem sladkorju je 99,75%, v rafiniranem sladkorju pa 99,9%.

Za asimilacijo enostavni ogljikovi hidrati(glukoza, fruktoza in galaktoza) prebava ni potrebna. Namizni sladkor in maltoza se v nekaj minutah prebavita v enostavne sladkorje. Za oskrbo krvi s to hitro absorbirano energijo naša prehrana zahteva zelo malo sladkorja. Ob prekomerni oskrbi je trebušna slinavka prisiljena delati nadure in proizvesti presežek inzulina za pretvorbo odvečnega sladkorja v maščobo. V danem trenutku se naše telo lahko ustrezno spopade le z omejeno količino enostavnih sladkorjev.

Presežek sladkorja ustavi človeški avto, tako kot prenapolnjen uplinjač ustavi avtomobilski motor; to je le ena od nevarnosti pretiravanja s sladkorjem. So še drugi škodljivi učinki. To so:

• izčrpavanje zalog vitamina B1;
• zobne bolezni, saj sladkor ustvarja idealno okolje za mikroorganizme, ki uničujejo zobe;
• zatiranje imunskega sistema zaradi dejstva, da sladkor zavira sposobnost belega krvne celice ubiti klice;
• povečana količina maščobe v krvi (zaradi pretvorbe glukoze v trigliceride);
• spodbujanje hipoglikemije in možnega pojava sladkorne bolezni;
• draženje želodca, ki se pojavi, ko želodec vsebuje več kot 10% sladkorja (raztopina koncentriranega sladkorja močno draži sluznico);
• zaprtje (živila, bogata s sladkorjem, imajo običajno malo vlaknin);
• zvišana raven holesterola v krvi.

Tem zapletom se lahko izognemo, če rafinirani sladkor v svoji prehrani nadomestimo s sadjem (ena zrela banana vsebuje šest žličk sladkorja), osnovo prehrane pa naredimo sestavljene ogljikove hidrate, ki jih najdemo v pšenici, rižu, krompirju, stročnicah in drugih živilih, ki vsebujejo škrob. .

Večina kompleksnih ogljikovih hidratov se prebavlja več ur in postopoma sprošča enostavne sladkorje. To omogoča, da trebušna slinavka, jetra, nadledvična žleza, ledvice in drugi organi pravilno uporabljajo to energijo. Poleg tega se zaradi povečane vsebnosti vlaknin v živilih, ki vsebujejo ogljikove hidrate, na taki dieti običajno ne prenajedamo.

Druga prednost kompleksnih ogljikovih hidratov je, da vsebujejo minerale, potrebne za pravilno absorpcijo drugih hranil. Rafinirani sladkor ne vsebuje mineralov, vitaminov ali vlaknin.

Idealna prehrana mora vključevati, če sploh, minimalno količino sladkorja (med, saharoza, maltoza, sladki sirupi) in namesto tega - obilico kompleksnih ogljikovih hidratov, ki so bogati s krompirjem, žiti, kruhom in drugimi izdelki iz moke. groba. Kompleksni ogljikovi hidrati mora predstavljati večino vašega dnevnega vnosa kalorij.

»In Bog je rekel: Glej, dal sem vam vso semensko rastlino, ki je po vsej zemlji, in vsako drevo, ki ima sad, ki daje seme; to vam bo za jed« (1 Mz 1,29).

Pripravila A. Konakova

Glavni viri energije za telo so ogljikovi hidrati, beljakovine, mineralne soli, maščobe, vitamini. Zagotavljajo njegovo normalno delovanje in omogočajo nemoteno delovanje telesa. Hranila so vir energije v človeškem telesu. Poleg tega delujejo kot gradbeni material, saj spodbujajo rast in razmnoževanje novih celic, ki se pojavijo namesto odmrlih. V obliki, kot jih zaužijemo, jih telo ne more absorbirati in uporabiti. Samo voda, pa tudi vitamini in mineralne soli, se prebavijo in absorbirajo v obliki, v kateri so dobavljeni.

Glavni viri energije za telo so beljakovine, ogljikovi hidrati in maščobe. V prebavnem traktu so podvrženi ne le fizičnim vplivom (zmleti in zdrobljeni), temveč tudi kemičnim pretvorbam, ki nastanejo pod vplivom encimov, ki jih najdemo v soku posebnih prebavnih žlez.

Struktura beljakovin

Rastline in živali vsebujejo določeno snov, ki je osnova življenja. Ta spojina je beljakovina. Proteinska telesa je leta 1838 odkril biokemik Gerard Mulder. On je bil tisti, ki je oblikoval teorijo beljakovin. Beseda "protein" izvira iz grščine in pomeni "prvo mesto". Približno polovico suhe teže katerega koli organizma sestavljajo beljakovine. Pri virusih se ta vsebnost giblje od 45 do 95 odstotkov.

Ko razpravljamo o tem, kaj je glavni vir energije v telesu, ne moremo prezreti beljakovinskih molekul. Zavzemajo posebno mesto v biološke funkcije in pomen.

Funkcije in lokacija v telesu

Približno 30 % beljakovinskih spojin se nahaja v mišicah, približno 20 % v kitah in kosteh, 10 % pa v koži. Najpomembnejši encimi za organizem so tisti, ki nadzorujejo presnovne kemijske procese: prebavo hrane, delovanje endokrinih žlez, delovanje možganov in mišično aktivnost. Tudi majhne bakterije vsebujejo na stotine encimov.

Beljakovine so bistveni del živih celic. Vsebujejo vodik, ogljik, dušik, žveplo, kisik, nekatere pa tudi fosfor. Obvezno kemični element ki ga vsebujejo beljakovinske molekule, je dušik. Zato se te organske snovi imenujejo spojine, ki vsebujejo dušik.

Lastnosti in preoblikovanje beljakovin v telesu

Ko pridejo v prebavni trakt, se razgradijo v aminokisline, ki se absorbirajo v kri in uporabijo za sintezo za telo specifičnega peptida, nato pa oksidirajo v vodo in ogljikov dioksid. Ko se temperatura dvigne, beljakovinska molekula koagulira. Znane so molekule, ki se lahko v vodi raztopijo le pri segrevanju. Takšne lastnosti ima na primer želatina.

Po absorpciji hrana najprej konča v ustne votline, nato se premika vzdolž požiralnika in vstopi v želodec. Vsebuje kislo reakcijo okolja, ki je zagotovljeno klorovodikova kislina. Obstaja želodčni sok, ki razgrajuje beljakovinske molekule v albumoze in peptone. Ta snov je aktivna le v kislem okolju. Hrana, ki je vstopila v želodec, lahko tam ostane 3-10 ur, odvisno od njenega agregatnega stanja in narave. Pankreasni sok je alkalen in vsebuje encime, ki lahko razgradijo maščobe, ogljikove hidrate in beljakovine.

Med njegovimi glavnimi encimi je tripsin, ki se nahaja v soku trebušne slinavke v obliki tripsinogena. Ni sposoben razgraditi beljakovin, vendar se ob stiku s črevesnim sokom spremeni v učinkovina- enterokinaza. Tripsin razgradi beljakovinske spojine v aminokisline. Predelava hrane se konča v tankem črevesu. Če v dvanajstniku in želodcu maščobe, ogljikovi hidrati in beljakovine skoraj popolnoma razpadejo, se v tankem črevesu hranila popolnoma razgradijo in reakcijski produkti se absorbirajo v kri. Postopek poteka skozi kapilare, od katerih se vsaka približa resicam, ki se nahajajo na steni tankega črevesa.

Presnova beljakovin

Ko se beljakovine v prebavnem traktu popolnoma razgradijo na aminokisline, se te absorbirajo v kri. Vsebuje tudi majhno količino polipeptidov. Iz aminokislinskih ostankov v telesu živega bitja se sintetizira specifična beljakovina, ki jo potrebuje človek ali žival. Proces nastajanja novih beljakovinskih molekul poteka v živem organizmu neprekinjeno, saj se odmirajo celice kože, krvi, črevesja in sluznice, na njihovem mestu pa se oblikujejo mlade celice.

Da bi lahko potekala sinteza beljakovin, je potrebno, da pridejo v prebavni trakt skupaj s hrano. Če polipeptid vnesemo v krvni obtok mimo prebavnega trakta, ga človeško telo ne more uporabiti. Takšen proces lahko negativno vpliva na stanje Človeško telo, povzročajo številne zaplete: vročino, paralizo dihanja, srčno popuščanje, splošne krče.

Beljakovin ni mogoče nadomestiti z drugimi hranila, saj so aminokisline potrebne za njihovo sintezo v telesu. Nezadostna količina teh snovi vodi do zamude ali začasne ustavitve rasti.

saharidi

Začnimo z dejstvom, da so ogljikovi hidrati glavni vir telesna energija. Predstavljajo eno glavnih skupin organskih spojin, ki jih naše telo potrebuje. Ta vir energije za žive organizme je primarni produkt fotosinteze. Ohranjanje pri življenju rastlinska celica ogljikovi hidrati lahko nihajo v območju 1-2 odstotka, v nekaterih primerih pa ta številka doseže 85-90 odstotkov.

Glavni viri energije za žive organizme so monosaharidi: glukoza, fruktoza, riboza.

Ogljikovi hidrati vsebujejo atome kisika, vodika in ogljika. Na primer, glukoza, vir energije v telesu, ima formulo C6H12O6. Obstaja delitev vseh ogljikovih hidratov (po strukturi) na preproste in kompleksne spojine: mono- in polisaharide. Glede na število ogljikovih atomov delimo monosaharide v več skupin:

• trioze;
• tetroze;
• pentoze;
• heksoze;
• heptoze.

Monosaharidi, ki imajo pet ali več ogljikovih atomov, lahko tvorijo obročasto strukturo, če se raztopijo v vodi.

Glavni vir energije v telesu je glukoza. Deoksiriboza in riboza sta ogljikova hidrata, ki sta posebej pomembna za nukleinske kisline in ATP.

Glukoza je glavni vir energije v telesu. Biosinteza številnih organskih spojin je neposredno povezana s procesi pretvorbe monosaharidov, pa tudi s procesom odstranjevanja strupenih spojin iz njih, ki prihajajo od zunaj ali nastanejo kot posledica razgradnje beljakovinskih molekul.

Posebnosti disaharidov

Monosaharidi in disaharidi so glavni vir energije za telo. Ko se monosaharidi združijo, pride do eliminacije in produkt interakcije je disaharid.

Med tipičnimi predstavniki te skupine lahko omenimo saharozo ( trsni sladkor), maltoza (sladni sladkor), laktoza (mlečni sladkor).

Takšen vir energije za telo kot disaharidi si zasluži podrobno študijo. Dobro se topijo v vodi in imajo sladek okus. Prekomerna poraba saharoze vodi v resne težave v telesu, zato je tako pomembno upoštevati norme.

Polisaharidi

Odličen vir energije za telo so snovi, kot so celuloza, glikogen in škrob.

Prvič, katerega koli od njih je mogoče obravnavati kot vir energije za človeško telo. V primeru njihove encimske cepitve in razpada se sprosti velika količina energije, ki jo porabi živa celica.

Ta vir energije za telo opravlja tudi druge pomembne funkcije. Na primer, hitin in celuloza se uporabljata kot gradbeni material. Polisaharidi so odlični za telo kot rezervne spojine, saj se ne topijo v vodi in nimajo kemičnega ali osmotskega učinka na celico. Takšne lastnosti jim omogočajo dolgotrajno preživetje v živi celici. V dehidrirani obliki lahko polisaharidi povečajo maso shranjenih izdelkov zaradi prihranka prostornine.

Takšen vir energije za telo se lahko upre patogenim bakterijam, ki vstopajo v telo skupaj s hrano. Če je potrebno, hidroliza pretvori skladiščne polisaharide v enostavne sladkorje.

Presnova ogljikovih hidratov

Kako se obnaša glavni vir energije v telesu? Ogljikovi hidrati so večinoma v obliki polisaharidov, na primer v obliki škroba. Zaradi hidrolize iz njega nastane glukoza. Monosaharid se absorbira v kri in se zaradi več vmesnih reakcij razgradi na ogljikov dioksid in vodo. Po končni oksidaciji se sprosti energija, ki jo telo porabi.

Proces razgradnje škroba poteka neposredno v ustni votlini, pri čemer encim ptialin deluje kot katalizator reakcije. V tankem črevesju se ogljikovi hidrati razgradijo v monosaharide. V kri se absorbirajo predvsem v obliki glukoze. Postopek poteka v zgornji deličrevesja, nižjih ogljikovih hidratov pa skoraj ni. Skupaj s krvjo vstopijo saharidi portalna vena, dosežejo jetra. V primeru, da je koncentracija sladkorja v človeški krvi 0,1%, ogljikovi hidrati prehajajo skozi jetra in končajo v splošnem krvnem obtoku.

Potrebno je vzdrževati stalno količino sladkorja v krvi približno 0,1%. Ko presežek saharidov vstopi v kri, se presežek kopiči v jetrih. Ta proces spremlja močan padec krvnega sladkorja.

Spremembe ravni sladkorja v telesu

Če je v hrani prisoten škrob, to ne vodi do velikih sprememb krvnega sladkorja, saj proces hidrolize polisaharida traja dolgo. Če odmerek sladkorja ostane približno 15-200 gramov, ga opazimo močno povečanje njegovo vsebnost v krvi. Ta proces se imenuje prehranska ali prehrambena hiperglikemija. Presežek sladkorja izločajo ledvice, zato urin vsebuje glukozo.

Ledvice začnejo odstranjevati sladkor iz telesa, če njegova raven v krvi doseže 0,15-0,18%. Podoben pojav se pojavi, ko se naenkrat zaužije znatna količina sladkorja; dovolj hitro mine, ne da bi privedlo do resne kršitve presnovni procesi v organizmu.

Če je intrasekretorna funkcija trebušne slinavke motena, se pojavi bolezen, kot je diabetes mellitus. Spremlja ga znatno povečanje količine sladkorja v krvi, zaradi česar jetra izgubijo sposobnost zadrževanja glukoze, posledično pa se sladkor iz telesa izloča z urinom.

Znatna količina glikogena se lahko odloži v mišicah, kjer je potrebna med kemičnimi reakcijami, ki nastanejo med krčenjem mišic.

O pomenu glukoze

Pomen glukoze za živ organizem ni omejen le na njeno energijsko funkcijo. Potreba po glukozi se poveča pri opravljanju težkega fizičnega dela. Ta potreba se zadovolji z razgradnjo glikogena v jetrih v glukozo, ki vstopi v kri.

Ta monosaharid se nahaja tudi v protoplazmi celic, zato je potreben za tvorbo novih celic, glukoza pa je še posebej pomembna v procesu rasti. Ta monosaharid je še posebej pomemben za polno delovanje centralnega živčni sistem. Takoj, ko koncentracija krvnega sladkorja pade na 0,04 %, se pojavijo krči in oseba izgubi zavest. To je neposredna potrditev, da nizek krvni sladkor povzroči takojšnjo motnjo centralnega živčnega sistema. Če bolniku vbrizgamo glukozo v kri ali mu ponudimo sladko hrano, vse motnje izginejo. Pri dolgotrajnem nizkem krvnem sladkorju se razvije hipoglikemija. To vodi do resnih motenj v delovanju telesa, kar lahko povzroči njegovo smrt.

Na kratko o maščobah

Maščobe lahko štejemo za še en vir energije za živi organizem. Vsebujejo ogljik, kisik in vodik. Maščobe so kompleksne kemijska struktura, so spojine polihidričnega alkohola glicerola in maščobnih karboksilnih kislin.

Med prebavni procesi maščoba se razgradi na sestavne dele, iz katerih je pridobljena. Prav maščobe so sestavni del protoplazme in se nahajajo v tkivih, organih in celicah živega organizma. Upravičeno veljajo za odličen vir energije. Razgradnja teh organskih spojin se začne v želodcu. Želodčni sok vsebuje lipazo, ki pretvarja molekule maščobe v glicerol in karboksilno kislino.

Glicerin se dobro absorbira, saj je dobro topen v vodi. Žolč se uporablja za raztapljanje kislin. Pod njegovim vplivom se učinkovitost lipaze na maščobo poveča do 15-20-krat. Hrana se premika iz želodca v dvanajstniku, kjer se pod vplivom soka nadalje razgradi na produkte, ki se lahko absorbirajo v limfo in kri.

Nato se premika kaša iz hrane prebavni trakt, Padec v Tanko črevo. Tu pride do njegove popolne razgradnje pod vplivom črevesnega soka, pa tudi do absorpcije. Za razliko od produktov razgradnje beljakovin in ogljikovih hidratov se snovi, pridobljene s hidrolizo maščob, absorbirajo v limfo. Glicerin in milo se po prehodu skozi celice črevesne sluznice ponovno povežeta in tvorita maščobo.

Če povzamemo, ugotavljamo, da so glavni viri energije za človeško in živalsko telo beljakovine, maščobe in ogljikovi hidrati. Zahvaljujoč presnovi ogljikovih hidratov in beljakovin, ki jo spremlja tvorba dodatne energije, živi organizem deluje. Zato ne bi smeli dolgo časa hoditi na diete in se omejiti na določen mikroelement ali snov, sicer lahko to negativno vpliva na vaše zdravje in dobro počutje.

Povzetek o ekologiji

Glavni vir energije, ki določa toplotno bilanco in toplotni režim zemeljske biosfere, je sevalna energija Sonca.

Sonce osvetljuje in greje Zemljo ter oskrbuje z energijo, ki jo zelene rastline porabijo za sintezo spojin, ki podpirajo njihovo življenje in jih zaužijejo kot hrano skoraj vsi drugi organizmi. Poleg tega sončna energija podpira kroženje bistvenih kemične snovi in je gonilna sila podnebnih in meteoroloških sistemov, ki prerazporejajo toploto in vlago na zemeljski površini.

Sončna energija se oddaja v vesolje kot spekter ultravijolične, vidne svetlobe, infrardečega sevanja in drugih oblik sevalne ali elektromagnetne energije.

Zemljino površje sega predvsem blizu ultravijolično sevanje, vidna svetloba in blizu infrardeče sevanje. Približno 34 % sončne sevalne energije, ki doseže zemeljsko površje, se nemudoma odbije nazaj v vesolje od oblakov, prahu in drugih snovi v atmosferi, pa tudi od same zemeljske površine. Velika večina od preostalih 66 % gre za ogrevanje ozračja in zemlje, izhlapevanje in kroženje vode ter se pretvori v energijo vetra. In le majhen del te energije (0,5 %) zelene rastline zajamejo in uporabijo v procesu fotosinteze za tvorbo organskih spojin, potrebnih za ohranjanje življenja organizmov.

Glavni delež škodljivih ionizirajoče sevanje sonce Zlasti ultravijolično sevanje absorbirajo molekule ozona (O3) v zgornji atmosferi (stratosferi) in vodna para v spodnji atmosferi. Brez tega zaščitnega učinka večina sodobnih oblik življenja na Zemlji ne bi mogla obstajati.

Vse življenje na Zemlji torej obstaja zaradi neonesnažujoče in skoraj večne sončne energije, katere količina je relativno stalna in v izobilju.

Rastline porabijo le 0,5 % sončne svetlobe, ki doseže Zemljo. Tudi če bi ljudje živeli samo od sončne energije, bi je porabili še manj. Tako je sončna energija, ki doseže Zemljo, povsem dovolj za zadovoljitev vseh možnih potreb človeštva. Ker se vsa sončna energija na koncu spremeni v toploto, povečanje njene uporabe za gospodarske potrebe ne bi smelo vplivati ​​na dinamiko biosfere. Sončna energija je popolnoma čista energija, na voljo v neizčrpni količini in po stalni ceni (brezplačno). Na njen prejem ne vplivajo politični embargo in gospodarske težave. Hkrati je preveč razpršen: da bi lahko služil človeštvu, mora biti skoncentriran, in ta ovira je povsem premagljiva.

Ko govorimo o energiji, se je treba zavedati, da je energija sposobnost proizvajanja dela ali izmenjave toplote med dvema objektoma, ki imata različno temperaturo. Energija se razlikuje glede na kakovost ali sposobnost opravljanja koristnega dela. Kakovost energije je merilo njegove učinkovitosti. Energija Visoka kvaliteta za katero je značilna visoka stopnja urejenosti ali koncentracije in zato visoka sposobnost za ustvarjanje koristnega dela. Primeri nosilcev takih oblik energije vključujejo elektriko, premog, bencin, koncentrirana sončna energija, pa tudi visokotemperaturna toplota itd. Energija nizke kakovosti zanj je značilna motnja in nizka sposobnost za koristno delo. Primer nosilca takšne energije je nizkotemperaturna toplota v zraku okoli nas, v reki, jezeru ali oceanu. Na primer, skupna količina toplote v Atlantskem oceanu močno presega količino visokokakovostne energije v naftnih vrtinah Savdske Arabije. Toda toplota se v oceanu tako razprši, da je ne moremo uporabiti.

Ko govorimo o energiji, se moramo spomniti dveh zakonov narave, ki jima je energija podrejena.

Prvi zakon termodinamike (zakon o ohranitvi energije): energija ne nastaja in ne izginja, le prehaja iz ene oblike v drugo. Zakon nakazuje, da zaradi transformacije energije nikoli ne moremo pridobiti več, kot je bilo porabljeno: izhodna energija je vedno enaka njenemu vložku; Iz nič ne moreš dobiti nekaj, za vse moraš plačati.

Drugi zakon termodinamike: Pri vsaki transformaciji energije se del energije izgubi v obliki toplote. Ta nizkotemperaturna toplota se običajno razprši v okolje in ne more opravljati koristnega dela.

Ko bencin izgoreva visokokakovostno kemično energijo v avtomobilskem motorju, se približno 1 % pretvori v mehansko in električno energijo, preostalih 99 % pa se razprši v okolju kot odpadna toplota in se na koncu izgubi v vesolju. V žarnici z žarilno nitko se 5 % električne energije pretvori v koristno svetlobno sevanje, 95 % pa se odda v obliki toplote v okolje. Po prvem zakonu termodinamike energije nikoli ne more biti izčrpano, ker je ni mogoče niti ustvariti niti uničiti. Toda po drugem zakonu termodinamike se skupna količina koncentrirane visokokakovostne energije, ki jo lahko dobimo iz vseh virov, nenehno zmanjšuje in spreminja v nizkokakovostno energijo. Ne samo, da iz nič ne moremo dobiti nečesa, ne moremo motiti usklajenosti kakovosti energije.

Večina sončnega sevanja, ki ga zemeljsko površje ne odbija, se v skladu z drugim zakonom termodinamike pretvori v nizkotemperaturno toplotno energijo (sevanje »daleč« IR območja) in seva nazaj v prostora; Količina energije, vrnjene v vesolje kot toplota, je odvisna od prisotnosti molekul vode, ogljikovega dioksida, metana, dušikovega oksida, ozona in nekaterih oblik trdnih delcev v ozračju. Te snovi, ki delujejo kot selektivni filter, omogočajo nekaterim visokokakovostnim oblikam sončne sevalne energije, da preidejo skozi ozračje na zemeljsko površje, hkrati pa zadržijo in absorbirajo (in ponovno sevajo nazaj) del nastali tok toplotnega sevanja nizke kakovosti z Zemlje.

Ena najpomembnejših značilnosti stanja termodinamičnega sistema je entropija (transformacija – <греч.>) - razmerje med količino toplote, vneseno v sistem ali odvzeto iz sistema, in termodinamično temperaturo: dS = dQ/T . Lahko trdimo, da entropija označuje količino energije v sistemu, ki ni na voljo za opravljanje dela, tj. ni na voljo za uporabo. Sistem ima nizko entropijo, če nenehno razpršuje urejeno energijo in jo pretvarja v drugo, manj urejeno obliko, na primer pretvorba svetlobe ali energije hrane v toplotno energijo. Zato je entropija pogosto opredeljena kot merilo neurejenosti sistema. Najpomembnejša lastnost organizmov je njihova sposobnost ustvarjanja in vzdrževanja visoke stopnje notranjega reda, tj. stanja nizke entropije.

Vsako segreto telo, tudi živo, bo oddajalo toploto, dokler njegova temperatura ne bo enaka temperaturi okolja. Konec koncev se lahko energija katerega koli telesa razprši v toplotni obliki, po kateri se vzpostavi stanje termodinamičnega ravnovesja in vsi energetski procesi postanejo nemogoči, to pomeni, da sistem pride v stanje največje entropije ali minimalnega reda.

Da se entropija telesa ne bi povečevala zaradi nenehnega razprševanja energije s preoblikovanjem iz oblik z visoka stopnja reda (na primer kemično energijo hrane) v toplotno obliko z minimalno urejenostjo, mora organizem nenehno akumulirati urejeno energijo od zunaj, to je, kot da bi od zunaj črpal »red« oziroma negativno entropijo.

Živi organizmi črpajo negativno entropijo iz hrane s pomočjo urejenosti svoje kemične energije. Da bi imeli ekološki sistemi in biosfera kot celota možnost pridobivanja negativne entropije iz okolja, je potrebna energetska subvencija, ki se v resnici pridobi v obliki brezplačne sončne energije. Rastline v procesu avtotrofnega prehranjevanja – fotosinteze ustvarjajo organske snovi s povečana raven urejenost njegovih kemičnih vezi, kar povzroči zmanjšanje entropije. Rastlinojedci jedo rastline, te pa plenilci itd.

Tema današnjega gradiva je osnovni mehanizmi tvorbe energije, ki se pojavljajo v telesu med treningom in po njem. Menimo, da je primerno, da vam jih damo osnovne osnove fiziologije in biokemije, da lahko svobodno krmarite v svojem trenažnem procesu in se zavedate vseh sprememb, ki se dogajajo v vašem telesu kot posledica vpliva telesne aktivnosti nanj.

Torej, glavni in edini Vir energije v telesu je molekula ATP(adenozin trifosforna kislina). Brez tega ni mogoče niti krčenje niti sprostitev mišična vlakna. Zelo pogosto se pravilno imenuje ATP energijska valuta telesa!

Kemijska reakcija, ki pojasnjuje proces sproščanja energije iz ATP, je naslednji:

ATP + voda –> ADP + P + 10 kcal,
kjer je ADP adenozin difosforna kislina, P je fosforna kislina.

Pod vplivom vode (hidroliza) se molekula fosforne kisline odcepi od molekule ATP, kar povzroči nastanek ADP in sprostitev energije.

Vendar pa je zaloga ATP v mišicah izjemno majhna. Traja največ 1-2 sekundi. Kako potem lahko izvajamo telesno dejavnost ure in ure?

To pojasnjuje naslednjo reakcijo:

ADP + P + energija (kreatin fosfat, glikogen, maščobna kislina, aminokisline) –> ATP

Zahvaljujoč slednji reakciji se ATP ponovno sintetizira. Ta reakcija se lahko pojavi le, če obstaja zaloge ogljikovih hidratov, maščob in beljakovin v telesu. V bistvu so pravi viri energije in določite trajanje obremenitve!

Zelo pomembno je, da je hitrost prve in druge reakcije različna. Z večanjem intenzivnosti vadbe se poveča tudi stopnja pretvorbe ATP v energijo. Medtem ko se druga reakcija očitno pojavi pri nižji hitrosti. Pri določeni stopnji intenzivnosti druga reakcija ne more več nadomestiti porabe ATP. V tem primeru pride do odpovedi mišic. Bolj ko je športnik treniran, višja je stopnja intenzivnosti, pri kateri pride do te okvare.

Označite dve vrsti telesna aktivnost : aerobno in anaerobno. V prvem primeru je proces resinteze ATP (zgoraj navedena druga reakcija) možen le ob prisotnosti zadostne količine kisika. V tem načinu obremenitve, ki je obremenitev zmerne moči, bo telo po izteku vseh zalog glikogena voljno uporabite maščobo kot gorivo za tvorbo ATP. Ta način v veliki meri določa tak indikator kot IPC(največja poraba kisika). Če bo mir za vse zdravi ljudje MPC = 0,2-0,3 l / min, nato pa se pod obremenitvijo ta številka močno poveča in znaša 3-7 l / min. Bolj kot je telo trenirano (to določata predvsem dihalni in kardiovaskularni sistem), večja količina porabljenega kisika lahko preide skozenj na časovno enoto (MIK je visok) in hitreje pride do reakcij resinteze ATP. To pa je neposredno povezano s povečanjem stopnje oksidacije podkožne maščobe.

Zaključek: Pri vadbi za zmanjšanje telesne maščobe je treba posebno pozornost nameniti intenzivnosti obremenitve. Mora biti srednje močan. Količina porabljenega kisika ne sme presegati 70% MIK. Določanje MOC je zelo zapleten postopek, zato se lahko zanesete na lastne občutke: le poskušajte se izogniti pomanjkanju dobavljenega kisika; Pri izvajanju vaje ne sme biti občutka pomanjkanja zraka. Posebno pozornost posvetite tudi srčno-žilnim in dihalni sistemi, ki v bistvu določajo kapaciteto porabljenega kisika na časovno enoto. Z razvojem kondicije teh dveh sistemov povečate stopnjo razgradnje maščobe.

Torej, pogledali smo aerobno pot za resintezo ATP. V naslednji številki se bomo osredotočili na druga dva mehanizma resinteze ATP (anaerobni), ki potekata s pomočjo kreatin fosfata in glikogena.