Что участвует в обмене веществ человека какие продукты
Питание — это составная часть обмена веществ, необходимое условие для нормального роста, развития и жизнедеятельности организма.
Питание — это совокупность процессов поступления, переваривания, всасывания и усвоения организмом питательных веществ, необходимых для нормальной жизнедеятельности организма.
Человек — всеяден, т.е. питается пищей как животного, так и растительного происхождения.
Для нормального роста, развития и жизнедеятельности человеку необходимо постоянное поступление в его организм основных питательных веществ (белков, жиров, углеводов, минеральных солей, воды и витаминов), входящих в состав разнообразных продуктов питания.
Полноценное питание предусматривает соответствие энергетических затрат их восполнению. Средняя суточная потребность в белках примерно составляет 100-150 г (не менее 40 г), в углеводах — 400-500 г и в жирах — около 80-100 г.
Белки — важная часть питания человека. Они являются основным строительным материалом клеток. В состав белков организма человека входит приблизительно 20 видов аминокислот (некоторые из них являются незаменимыми, т.е. не могут синтезироваться в организме человека).
Источники белка в пище — мясо, рыба, молоко и молочные продукты, бобовые и зерновые культуры, орехи.
В продуктах животного происхождения — мясе, рыбе, яйцах, молоке — состав аминокислот соответствует потребностям организма. Растительные белки являются неполноценными для человека, поэтому при вегетарианской диете необходимо правильно подбирать рацион, чтобы несколькими растительными белками заменить полноценный животный белок.
Жиры поступают в организм человека как с животной пищей (мясо, сливочное масло), так и с растительной (жидкие масла — оливковое, подсолнечное, рапсовое и др.). Эти вещества, наряду с белками, являются строительным материалом клеток. Кроме того, жиры служат важным резервным источником энергии для основных процессов жизнедеятельности человека. Необходимо потреблять жиры как животного, так и растительного происхождения. Жидкие растительные жиры содержат незаменимые жирные кислоты, которых нет в жирах животного происхождения.
Углеводы, или сахара, — основной источник энергии в организме человека. Простые сахара, такие, как глюкоза и фруктоза, а также сложные углеводы (крахмал и др.) в больших количествах содержатся в продуктах растительного происхождения: в зернах злаков, картофеле, ягодах и фруктах.
Витамины содержатся как в растительной, так и в животной пище. Эти вещества необходимы человеку для осуществления нормального обмена веществ и других процессов жизнедеятельности, но в очень малых количествах.
Минеральные соли — это необходимые компоненты здоровой жизни человека. Они активно участвуют не только в процессе обмена веществ, но и в электрохимических процессах нервной системы и мышечной ткани. Также они необходимы при формировании таких структур, как скелет и зубы. Человек получает минеральные соли с самыми различными продуктами. Эти вещества, как и витамины, усваиваются в организме человека в неизменённом виде.
Вода составляет около 2/3 человеческого организма и является главным компонентом каждой клетки. Она поступает в организм человека и с питьём, и с пищей (например, в мякоти арбуза или огурца содержится до 98% воды).
Между организмом и окружающей его средой непрерывно происходит обмен веществ и энергией.
Обменом веществ называют сложную цепь превращений веществ в организме, начиная с момента их поступления из внешней среды и заканчивая удалением продуктов распада.
Обмен веществ начинается с поступления в организм воды и пищевых продуктов. В пищеварительном канале часть веществ с помощью ферментов расщепляется до более простых, которые всасываются в кишечнике и переходят в кровь (и с кровью вещества переносятся к клеткам тела). В клетках происходят процессы их химических превращений (клеточный метаболизм), в процессе которых организм получает энергию и материалы, необходимые ему для построения собственных клеток и тканей.
Не использованные в результате превращений веществ остатки и продукты жизнедеятельности (продукты распада) выводятся из организма (с мочой, калом, потом и выдыхаемым воздухом).
Пластический и энергетический обмен
Обмен веществ в организме — это не просто постоянный ток веществ через его основные структуры, а совокупность всех химических реакций, происходящих в организме. Все реакции, связанные с превращением веществ, можно отнести к двум процессам: пластическому и энергетическому обмену.
Пластический обмен (ассимиляция или анаболизм) — совокупность реакций синтеза органических веществ в клетке с использованием (затратой) энергии.
В процессах энергетического обмена (диссимиляции, или катаболизма, или биологического окисления) происходит разрушение (распад) полученных с пищей питательных веществ до простых соединений с высвобождем энергии, запасённой в химических связях органических молекул пищи.
В здоровом организме оба процесса строго сбалансированы (хотя в период быстрого роста ассимиляция может временно преобладать над диссимиляцией).
Совокупность всех реакций, связанных с обменом веществ (ферментативных химических реакций) в организме называется обмен веществ (метаболизм).
Основными видами обмена веществ являются белковый, углеводный, жировой и водно-солевой обмены.
Белковый обмен — использование и преобразование аминокислот белков в организме человека.
При окислении 1 г белка выделяется 17,2 кДж (4,1 ккал) энергии.
Но организм редко использует большое количество белков для покрытия своих энергетических затрат, так как белки нужны для выполнения других функций (основная функция — строительная). Организму человека нужны не белки пищи, сами по себе, а аминокислоты, из которых они состоят.
В процессе пищеварения белки пищи, распадаясь в желудочно-кишечном тракте до отдельных аминокислот, всасываются в тонком кишечнике в кровяное русло и разносятся к клеткам, в которых происходит синтез новых собственных белков, свойственных человеку.
Уровень содержания аминокислот в крови регулирует печень. Распадаясь, аминокислоты образуют воду, углекислый газ и ядовитый аммиак. В клетках печени из образовавшегося аммиака синтезируется мочевина (которая затем выводится вместе с водой почками в составе мочи и частично кожей), а углекислый газ выдыхается через лёгкие.
Остатки аминокислот используются, как энергетический материал (преобразуются в глюкозу, избыток которой превращается в гликоген).
Углеводный обмен
Углеводный обмен – совокупность процессов преобразования и использования углеводов.
Углеводы являются основным источником энергии в организме. При окислении 1 г углеводов (глюкозы) выделяется 17,2 кДж (4,1 ккал) энергии.
Углеводы поступают в организм человека в виде различных соединений: крахмал, гликоген, сахароза или фруктоза и др. Все эти вещества расподаются в процессе пищеварения до простого сахара глюкозы, всасываются ворсинками тонкого кишечника и попадают в кровь.
Глюкоза необходима для нормальной работы мозга. Снижение содержания глюкозы в плазме крови с 0,1 до 0,05 % приводит к быстрой потере сознания, судорогам и гибели.
Основная часть глюкозы окисляется в организме до углекислого газа углекислого газа и воды, которые выводятся из организма через почки (вода) и лёгкие (углекислый газ).
Часть глюкозы превращается в полисахарид гликоген и откладывается в печени (может откладываться до 300 г гликогена) и мышцах (гликоген является основным поставщиком энергии для мышечного сокращения).
Уровень глюкозы в крови постоянный (0,10–0,15%) и регулируется гормонами щитовидной железы, в том числе инсулином. При недостатке инсулина уровень глюкозы в крови повышается, что ведет к тяжёлому заболеванию — сахарному диабету.
Инсулин также тормозит распад гликогена и способствует повышению его содержания в печени.
Другой гормон поджелудочной железы – глюкагон способствует превращению гликогена в глюкозу, тем самым повышая ее содержание в крови (т.е. оказывает действие, противоположное инсулину).
При большом количестве углеводов в пище их избыток превращается в жиры и откладывается в организме человека.
1 г углеводов содержит значительно меньше энергии, чем 1 г жиров. Но зато углеводы можно окислить быстро и быстро получить энергию.
Обмен жиров
Обмен жиров — совокупность процессов преобразования и использования жиров (липидов).
При распаде 1 г жира выделяется 38,9 кДж (9,3 ккал) энергии (в 2 раза больше, чем при расщеплении 1 г белков или углеводов).
Жиры являются соединениями, включающими в себя жирные кислоты и глицерин. Жирные кислоты под действием ферментов поджелудочной железы и тонкого кишечника, а также при участии желчи всасываются в лимфу в ворсинках тонкого кишечника. Далее с током лимфы липиды попадают в кровоток, а затем в клетки.
Как и углеводы, жиры распадаются до углекислого газа и воды и выводятся тем же путём.
В гуморальной регуляции уровня жиров участвуют железы внутренней секреции и их гормоны.
Значение жиров
- Значительная часть энергетических потребностей печени, мышц, почек (но не мозга!) покрывается засчёт окисления жиров.
- Липиды являются структурными элементами клеточных мембран, входят в состав медиаторов, гормонов, образуют подкожные жировые отложения и сальники.
- Откладываясь в запас в соединительнотканных оболочках, жиры препятствуют смещению и механическим повреждениям органов.
- Подкожный жир плохо проводит тепло, что способствует сохранению постоянной температуры тела.
Потребность в жирах определяется энергетическими потребностями организма в целом и составляет в среднем 80-100 г в сутки. Избыток жира откладывается в подкожной жировой клетчатке, в тканях некоторых органов (например, печени), а также и на стенках кровеносных сосудов.
Если в организме недостает одних веществ, то они могут образовываться из других. Белки могут превращаться в жиры и углеводы, а некоторые углеводы — в жиры. В свою очередь, жиры могут стать источником углеводов, а недостаток углеводов может пополняться за счет жиров и белков. Но ни жиры, ни углеводы не могут превращаться в белки.
Подсчитано, что взрослому человеку для нормальной жизнедеятельности необходимо не менее 1500-1700 ккал в сутки. Из этого количества энергии на собственные нужды организма уходит 15-35 %, а остальное затрачивается на выработку тепла и поддержание температуры тела.
В клетках организма человека около 72% воды (около 2/3 массы тела), 28% входит в состав крови, лимфы, межклеточной жидкости.
Вода выполняет транспортную, выделительную, теплорегуляционную функции. Она является средой для протекания химических реакций и определяет физические свойства клетки. Потребность в воде у взрослого человека составляет 2-3 л в сутки. Вода поступает в организм с пищей и с жидкостями (вода, чай, соки и др. напитки).
В клетках тела человека образуется метаболическая вода (как продукт окисления органических соединений). Нормальный водный обмен предполагает равновесие между количеством поглощенной и выделенной воды.
Выводится вода из организма с потом, мочой, в виде водяного пара, через кишечник.
Потребность в воде (жажда) вызывает возбуждение питьевого центра в головном мозге (в гипоталамусе), а удовлетворение жажды тормозит этот центр.
Минеральные соли — важная составляющая часть организма человека. Соли участвуют в поддержании рН внутренней среды организма, процессах возбудимости нервной и мышечной тканей, составляют основу межклеточного вещества костной ткани.
Ежедневно организм нуждается в солях кальция, натрия, калия, хлора, фосфора, железа и других элементов.
Пример:
Соли кальция необходимы в процессе свертывании крови, калий и кальций участвуют в механизме мышечного сокращения и т. д.
Источником минеральных солей являются обычные пищевые продукты. Они в достаточном количестве содержат все необходимые организму минеральные вещества за исключением хлорида натрия, который добавляют в пищу (поваренная соль).
Витамины — биологически активные вещества, необходимые для жизнедеятельности организма.
Витамины необходимы организму в очень малых количествах, однако при их недостатке быстро развиваются гиповитаминозы, а при нехватке — авитаминозы, которые могут иметь даже смертельный исход.
Входя в состав ферментов, витамины усиливают действие других биологически активных веществ, повышают иммунитет и сопротивляемость организма к болезням, стимулируют рост и регенерацию тканей и т. д.
Витамины обозначают латинскими буквами и делят на 2 группы: водорастворимые и жирорастворимые. на две группы: водорастворимые и жирорастворимые ).
- Водорастворимые витамины (B1, B2, B5, B6, B9, B12, PP, C) поступают в организм человека в виде водных растворов.
- Жирорастворимые витамины (A, D, E, K) растворяются в жирах пищи и всасываются вместе с ними.
Водорастворимые витамины
C (аскорбиновая кислота) — участвует в окислительно-восстановительных процессах, повышает устойчивость к инфекциям. При гиповитаминозе развивается болезнь десен — цинга, поражаются стенки кровеносных сосудов (кровоточат дёсны, зубы расшатываются и выпадают). Если не возместить недостаток этого витамина, то человек может погибнуть. Витамин C содержится в овощах и фруктах, но больше всего его в плодах шиповника, чёрной смородине, облепихе и сладком перце.
B1 (тиамин) — участвует в обмене белков, жиров и углеводов, в проведении нервного импульса. Витамин B1 необходим для нормальной работы нервной, эндокринной и иммунной систем. Гиповитаминоз вызывает заболевание полиневрит. Сначала возникает бессонница, повышенная раздражительность, беспокойство, головные боли. Появляются слабость и боли в ногах. Наиболее богаты тиамином изделия из муки грубого помола, содержащие отруби, а также бобовые растения: горох, фасоль, соя.
B2 (рибофлавин) – участвует в клеточном дыхании. Гиповитаминоз вызывает поражение слизистой оболочки уголков рта, у человека плохо заживают повреждения кожи, слезятся глаза, развивается светобоязнь. Главными источниками витамина B2 являются молоко и молочные продукты, яйца, печень, мясо, рыба, хлеб, гречневая крупа.
B6 — участвует в обмене веществ, при гиповитаминозе возникают заболевания кожи, судороги, анемия.
B12 — участвует в белковом обмене. При гиповитаминозе возникает анемия.
PP (никотиновая кислота) — обеспечивает в организме нормальную интенсивность энергетического обмена, частвует в клеточном дыхании, работе пищеварительной системы.
При недостатке никотиновой кислоты развивается пеллагра — тяжёлое заболевание, связанное с поражением центральной нервной системы, желудочно-кишечного тракта и кожи. Источниками витамина PP служат крупы, хлеб грубого помола, бобовые, мясо и внутренние органы животных (печень, почки, сердце), рыба и некоторые овощи. Очень высоко содержание никотиновой кислоты в дрожжах, сушёных грибах.
A (ретинол) — обеспечивает нормальный рост организма, формирование скелета, размножение клеток кожных покровов, а также необходим для нормального зрения. Этот витамин поступает в организм только с продуктами животного происхождения. Он содержится в печени рыб и других животных, яйцах, масле, сметане. В растениях присутствует растительный пигмент бета-каротин, из которого витамин Aмедленно образуется в самом организме человека. При гиповитаминозе наступает куриная слепота (снижение способности различать цвета в полумраке).
D (кальциферол) — регулирует обмен кальция и фосфора и необходим для нормального образования костной ткани. Он повышает всасывание этих минеральных веществ в тонком кишечнике и способствует их отложению в костях. При гиповитаминозе развивается заболевание — рахит. Витамином D богаты в основном продукты животного происхождения: печень рыб, молочные продукты, яйца. Также витамин D вырабатывается в коже человека под действием ультрафиолетового излучения (при загаре).
E — не даёт свободным радикалам кислорода разрушать клеточные мембраны. При гиповитаминозе ослабляется половая функция, развивается дистрофия скелетных мышц. Источником этого витамина являются растительные масла, особенно нерафинированные. Витамин Е содержится также в печени, яйцах, хлебобулочных изделиях, гречке, бобовых.
K — (филлохинон) участвует в образовании протромбина, без которого невозможно свёртывание крови. При гиповитаминозе снижается свертываемость крови. Витамин К содержат многие продукты: цветная капуста, салат, кабачки, говяжья печень. Кроме того, этот витамин вырабатывается бактериями, живущими в толстом кишечнике.
Сохранение витаминов в пище
Каждый человек должен ежедневно получать с пищей все необходимые витамины, если их не хватает в пище, можно принимать препараты витаминов по рекомендации врача.
Сохранение витаминов в продуктах питания зависит от кулинарной обработки пищи, условий и продолжительности ее хранения.
Наименее устойчивы витамины A, B1 и B2.
Установлено, что витамин A разрушается во время варки и сушки продуктов, его содержащих (например, в варёной моркови его вдвое меньше, чем в сырой). Термическая обработка также значительно снижает содержание в пище витаминов группы B (мясо после варки теряет от 15 до 60% витаминов группы B, а растительные продукты — около 1/5).
При нагревании, и даже при соприкосновении с воздухом легко разрушается витамин C, поэтому овощи надо очищать и нарезать перед самой варкой. Чтобы сохранить больше витаминов в овощах, их лучше опускать их сразу в кипящую воду, варить недолго в закрытой посуде и есть сразу же после приготовления.
Обменные процессы в организме происходят под действием ферментов и регулируются нервно-гуморальным путем.
Почти все железы внутренней секреции принимают участие в регуляции обмена веществ:
- щитовидная железа регулирует окислительные процессы, влияя на рост и развитие организма;
- надпочечники регулируют углеводный, жировой и белковый обмен (способствуют превращению белков в углеводы), регулируют обмен воды и солей.
Нарушения регуляции обмена веществ вызывают различные заболевания.
Правильное питание – залог здоровья и стройной фигуры. Чтобы улучшить обмен веществ в организме, следует знать, какие продукты являются особо важными для метаболизма. Так вы сможете построить рацион питания, который позволит сохранить здоровье, а также не позволит набрать лишние килограммы.
О метаболизме
Метаболизм или обмен веществ – комплекс химических процессов, которые происходят в организме. Эти процессы помогают расщеплять пищу, благодаря чему она превращается в энергию. Такие обменные процессы жизнедеятельности человека играют важную роль. Они участвуют, например, в росте, обновлении клеток, размножении, дыхании. Правильно протекать метаболизму, нормализуя его, помогают ферменты. Они ускоряют переваривание пищи, усвоение белков, жиров, углеводов (БЖУ). БЖУ в свою очередь контролируют энергетические затраты и обеспечивают основу для клеточной регенерации.
Метаболизм заключается в распаде питательных веществ и их формирования, синтеза. В организме такие процессы происходят непрерывно и делятся на такие этапы:
- Поступление в пищеварительную систему питательных элементов;
- Их всасывание;
- Распределение с целью участия в разных жизненно важных процессах организма, усвоение;
- И выведение продуктов распада.
Есть 3 главных типа нарушения обмена веществ, знание которых поможет нормализовать процесс:
- Нарушение белкового обмена. Характеризуется постоянным чувством голода, возбудимостью нервной системы, вспыльчивостью, стрессами. В этом случае специалисты часто назначают белковую диету;
- Нарушение углеводного обмена. Признаки – человек любит кофе и постоянного его пьет, не любит сладкое, обладает плохим аппетитом. Второй вариант – человек любит сладкое, постоянно перекусывает конфетами, выпечкой и прочими простыми углеводами. В этом случае врачи назначают углеводную диету, которая проходит под строгим контролем специалиста;
- Смешанный. Такой тип обмена веществ характеризуется частой усталостью человека, тревогой, любовью к сладкому и наличию лишнего веса.
В любом случае самостоятельно назначать себе лечение опасно.
Почему обмен веществ нарушается
Правильный метаболизм помогает организму поддерживать здоровье в норме. Если он нарушен, то страдает весь организм. Различают следующие причины, способные нарушить метаболизм:
- Вредные привычки;
- Наследственная предрасположенность;
- Несоблюдение нормы калорий, по причине чего наблюдается потеря или набор веса;
- Несбалансированное питание;
- Недостаток в рационе микро- и макронутриентов;
- Воздействие вредных факторов окружающей среды.
- Изменение баланса гормонов; Гормональный сбой;
- Нарушение функции надпочечников, гипофиза;
- Заболевания щитовидной железы.
Как восстановить обмен веществ
Важно своевременно распознать нарушение метаболизма, избежав ухудшения здоровья. Некоторые способы лечения подразумевают прием лекарств, биостимуляторов. Такое лечение проходит только под контролем врача. Иные – соблюдение правильного питания, физические нагрузки, хороший отдых можно осуществлять самостоятельно.
Витамины и микроэлементы
Нормализовать обмен веществ можно благодаря витаминам и микроэлементам. Витаминный комплекс назначается после установления диагноза врачом-диетологом. Кроме соблюдения диеты, также назначаются средства, которые восстанавливают метаболические функции организма:
- Витамины (например, A, B, C, D). Они участвуют во всех видах метаболизма;
- Рыбий жир – уменьшает холестерин в крови, положительно действует на сосуды;
- Фолиевая кислота – участвует в процессе кроветворения;
- Хром – стимулирует систему пищеварения. Также это вещество в организме помогает нормализовать уровень сахара в крови, что уменьшает тягу к сладкому;
- Йод – активизирует функционирование щитовидной железы;
- Пробиотики – эти вещества помогают наладить баланс полезных бактерий в кишечнике, способствуют выведению шлаков;
- Специальные витаминно-минеральные комплексы, нормализующие обмен веществ, а также работу ферментативных систем в организме.
Режим и особенности питания
Для метаболизма питание имеет важную роль. Это касается обмена веществ женщин и мужчин. Важно внимательно относиться к продуктам и правильно употреблять их. Специалисты рекомендуют соблюдать режим питания, чтобы стимулировать работу обмена веществ:
- Не откладывайте завтрак, обед или ужен на потом. Это замедляет обмен веществ, а жиры откладываются организмом «про запас».
- Ежедневно завтракайте;
- Кушайте медленно, небольшими порциями. Попробуйте питаться дробно, 5-6 раз в день;
- Пейте достаточно воды (примерно 1,5 л в день);
- Старайтесь избегать сладкого. Отдавайте предпочтение продуктам, которые богаты клетчаткой. Это зерновые, семечки, орехи, фрукты, овощи;
- Используйте специи. Они способны разгонять жиры благодаря своим жгущим свойствам;
- Принимайте в пищу продукты, богатые белком, цельнозерновые, все, где есть витамины и минералы.
Пример продуктов, стимулирующих метаболизм:
- Зерновые;
- Бобовые;
- Мясо, птица;
- Рыба;
- Фрукты, овощи;
- Нежирные молочные продукты;
- Приправы, специи.
Вода играет не менее важную роль в жизнедеятельности организма. Для улучшения обмена веществ ее понадобится много. Старайтесь регулярно пить воду, каждый час по стакану (не меньше 8 стаканов в день). Если занимаетесь физической активностью, минимальное количество выпитых стаканов воду рекомендуется увеличить до 10-12. Важно следить и за качеством жидкости. Например, старайтесь приобретать минерализованную воду, насыщающую организм полезными веществами, минералами.
Повысить обмен веществ поможет зеленый чай. Он обладает уникальным свойством активизировать сжигание сложных жиров организма. Зеленый чай выводит шлаки, тонизирует, является антиоксидантом. Выпив утром зеленый чай, организм быстро проснется, а также чай запустит обмен веществ в ускоренном режиме. Кроме того, напиток способен улучшить пищеварение и уменьшить аппетит. Он регулирует уровень глюкозы в крови, а благодаря пектинам не позволяет возникать тяжести в желудке.
Важность физической нагрузки для обмена веществ
Улучшение обмена веществ вышеописанными методами при малоактивном образе жизни не способно обеспечить желаемый эффект. Специалисты рекомендуют сделать спорт привычкой. Таким образом, обменным процессам помогут:
- Ходьба, бег, прыжки на скакалке, плавание, езда на велосипеде – любые регулярные физические нагрузки;
- Приседания, укрепление мышц пресса, отжимания – упражнения, которые можно регулярно выполнять дома;
- Контрастный душ;
- Профилактический массаж;
- Посещение бани, сауны – способствуют стимулированию обменных процессов благодаря улучшению кровообращения (важно проконсультироваться с врачом);
- Прогулки на свежем воздухе.
Важность образа жизни для обмена веществ
Научитесь управлять гневом, стрессом. Спокойствие, а также уравновешенное психическое состояние способствуют оптимальным показателям уровень кортизола в крови – гормон, усиливающий аппетит. Откажитесь от привычек, которые не делают ваш организм здоровым – курение, употребление алкоголя. Эти привычки негативно влияют на обменные процессы и на здоровье в общем.
Что мешает обмену веществ правильно работать
Подведя итоги, можно сказать, для хорошего обмена веществ важно:
- Избавиться от вредных привычек. Курение обезвоживает организм. Алкоголь замедляет процесс выведения жидкости и метаболизм, повышает аппетит;
- Пить достаточно воды. Вода – это важный источник для правильного метаболизма;
- Включить в рацион здоровую еду. Избегать пищи, которая не содержит полезных веществ;
- Вести активный образ жизни, способствующий сохранению здоровья;
- Избегать стрессов.
Интересно знать
- Только у 3% людей плохой метаболизм наблюдается по причине сбоя гормональной системы, у 98% – нарушение вызвано неправильным питанием и недостаточной физической нагрузкой.
- Шоколад способен запустить и ускорить метаболизм. Однако употреблять стоит темный горький шоколад. Молочный и белый на это не способны.
- Улучшение метаболизма – путь к стройной, привлекательной фигуре и здоровью.