ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ.

  Обмен веществ, или метаболизм - совокупность химических превращений, которые протекающие в живых организмах, обеспечивая их рост, жизнедеятельность, воспроизведение, постоянный контакт и обмен с окружающей средой. Благодаря обмена веществ происходит расщепление и синтез молекул, входящих в состав клеток, образование, разрушение и обновление клеточных структур и межклеточного вещества. Таким образом, обмен веществ состоит из двух противоположных процессов - синтеза и распада.

  Совокупность реакций биосинтеза называется ассимиляцией, или пластичным обменом. Противоположный процесс - распад и окисление клеткой органических веществ - называется дисиміляцією, или энергетическим обменом. Для биосинтеза веществ необходима энергия, высвобождаемая при диссимиляции и аккумулируется в АТФ. Распад органических соединений возможен тогда, когда количество их в клетке постоянно пополняется. Источником энергии для организма являются органические вещества: углеводы, жиры, белки. Для нормального обмена необходимы также вода, минеральные соли и витамины.

  Вода входит в состав клеток, межклеточного вещества, тканевой жидкости и лимфы. Она составляет 65-70 % массы тела человека, а кровь и лимфа содержит более 90 % воды. Значение воды заключается в том, что все химические превращения происходят только в водных растворах. Вода - растворитель органических и неорганических соединений. В клетках она связана с белками, углеводами и другими веществами, например, образует сольватні оболочки вокруг белковых молекул. Суточная потребность человека в воде 2,5-3 л, но она меняется в зависимости от условий внешнего среды. Вода поступает при питье и с пищей и всасывается в кишечнике в неизмененном виде.

  Минеральные соли необходимы для поддержания постоянного состава внутренней среды организма, для транспортировки кровью кислорода и углекислого газа (железо в составе гемоглобина), для нормального процесса свертывания крови (кальций), для процесса кроветворения (железо, медь), для построения тканей (кальций для костной ткани), для возникновения возбуждения в нервных и мышечных клетках (калий, натрий) и т.п. Общее количество минеральных веществ в теле человека - около 3,46 %. В их состав входят около 60 элементов. Потребности организма в минеральных солях в основном удовлетворяются за счет продуктов питания. Исключение составляет только хлористый натрий, который добавляют к пище (5-6 г в сутки). В некоторых регионах в поваренную соль добавляют йод (в связи с недостатком его в воде и местных продуктах питания). Излишки воды и минеральных солей выводятся из организма с мочой, потом и калом.

  Белки, или протеины, высокомолекулярные органические соединения, построенные из остатков аминокислот. Играют первостепенную роль в жизнедеятельности всех организмов, участвующих в их построении, развитии и обмене веществ. Входят в состав цитоплазмы, оболочки и ядра клеток, ферментов, плазмы крови, большинстве гормонов и гемоглобіну. их источником для человека служат преимущественно продукты животного (мясо, рыба, молоко, сыр, яйца и т.п.) и частично растительного происхождения (особенно бобовые). Белки расщепляются в желудке и в кишечнике до аминокислот и всасываются в кровь. Особенно важны 10 аминокислот, которые не могут синтезироваться в 9рганізмі и называются незаменимыми. Отсутствие в пище некоторых из них приводит к нарушению синтеза белков. По содержанию необходимых для организма аминокислот белки делятся на полноценные (белки молока, мяса, рыбы и т.д.) и неполноценные, которые не содержат хотя бы одной из незаменимых кислот. Суточная потребность в белках составляет 80 - 100 г. В клетках из аминокислот образуются белки, свойственные данному организму. При избытке белки превратятся в углеводы и жиры. Часть аминокислот, не использованных в синтезе белка, расщепляется с высвобождением энергии (17,6 кДж на 1 г вещества) и образованием продуктов распада, таких как вода, диоксид углерода, аммиак, мочевина и др. Продукты распада выводятся из организма в составе мочи, пота, частично с выдыхаемым воздухом.

  Углеводы, или сахара, поліоксикарбональні соединения и их многочисленные (в том числе полимерные) производные, компоненты всех без исключения живых организмов. Углеводы делят на моносахариды, олигосахариды и полисахариды. В организме служат основным источником энергии. В сутки человек должен получать 400-500 г углеводов. Основным источником являются продукты растительного происхождения (картофель, хлеб, фрукты т.п.). В желудочно-кишечном тракте они расщепляются до глюкозы, которая всасывается в кровь. Уровень глюкозы в крови относительно постоянен и составляет 4,4-7,0 ммоль/л. Избыток глюкозы превращается в печени на животный крахмал - гликоген. В клетках глюкоза расщепляется до конечных продуктов - углекислого газа и воды; при этом выделяется энергия (17,6 кДж на 1 г глюкозы). При избыточном углеводном питании они могут превращаться в жиры.

  Жиры и жироподобные вещества входят в состав клеточных мембран, цитоплазмы, ядра. Они поступают в организм с растительной и животной пищей. Жиры всасываются в лимфу, затем поступают в кровь и разносятся по всем клеткам. Суточная потребность в них составляет 80-100 г. Часть жира, попавший в клетки, является строительным материалом. Большая же его часть откладывается в подкожной клетчатке, в сальнике и других органах. Этот жир является резервным и используется организмом при недостаточном питании. Жиры также являются важным источником энергии: при расщеплении 1 г жира выделяется 38,9 кДж энергии. Конечными продуктами окисления жиров являются диоксид углерода и вода. В организме человека жиры могут синтезироваться из углеводов и белков.

Витамины (от лат. vita - жизнь) - низкомолекулярные органические соединения различной химической природы, выполняющие важнейшие биохимические и физиологические функции в живых организмах. Действие их проявляется в малых количествах и выражается в регулировании процессов обмена веществ.

  Основоположник учения о витаминах - русский врач М. И. Лунин. Термин «витамины» предложен в 1912 году польским химиком К. Функом. Лунин показал значение витаминов для жизнедеятельности организмов. Витамины входят в состав молекул большинства ферментов и некоторых физиологически активных веществ, поэтому при их отсутствии - авитаминозе или недостатка - гиповитаминозе нарушается синтез ферментов и обмен веществ, вследствие чего развиваются тяжелые заболевания. Витамины в основном непрочные соединения: они быстро разрушаются при нагревании пищевых продуктов. Натуральные витамины содержатся в продуктах растительного и животного происхождения и, за редким исключением (витамин D), не синтезируются в организме человека.

  Открыто несколько десятков веществ, относящихся к витаминам.

  Данные о значении некоторых витаминов, содержании их в продуктах и суточной потребности в них человека приведены в табл. 6.

  Характеристика основных витаминов, необходимых человеку

Витамин	Проявление нехватки витамина	Продукты, содержащие витамин	Суточная потребность
Жирорастворимые витамины
А	Замедление роста, ухудшение зрения, поражение кожи, роговицы глаз, кишечника	Сливочное масло, яичный желток, морковь, помидоры, печень	1-3 мг
D	Развитие рахита у детей (искривление ног, уплощение грудины, большая голова). У взрослых - уменьшение минерализации костей (ломкость)	Печень, яичный желток, рыбий жир	0,02 - 0,06 мг.
	Водорастворимые	витамины
С	Цинга (кровоточивость - повышенная ломкость капилляров, кровоизлияния, слабость, боли в мышцах), снижение сопротивления инфекционным заболеванием	Шиповник, черная смородина, лимон, капуста, лук, чеснок, клюква	50-100 мг.
В1	Заболевание бери - бери: поражение нервной системы с развитием параличей конечностей и атрофией мышц	Мука грубого помола, желток яйца, капуста, яблоки, дрожжи	2-3 мг.
В2	Задержка роста, нарушение зрения, поражение слизистой полости рта	Молоко, яичный белок, овощи, мясо	1-2 мг.
В6	Малокровие, поражение кожи - дерматит	Молоко, мясо, яйца, дрожжи, хлеб	1,5-3,0 мг
В12	Малокровие, заболевания нервной системы	Только животные продукты: печень, мясо, сыр, яйца	3 мкг.

  Избыточное поступление витаминов в организм вызывает состояние, которое называется гипервитаминозом. Обычно это наблюдается при употреблении синтетических препаратов витаминов и сопровождается самыми разнообразными признаками отравления. Найтоксичнішими есть витамины А и D, которые часто дают маленьким детям. Иногда гипервитаминоз А возникает при приеме в пищу продуктов, содержащих большое количество этого витамина (овощи, печень морских животных). Из водорастворимых витаминов самым токсичным является витамин В,, большие дозы которого могут приводить к сильных аллергических реакций. При длительном приеме витамина B₆ может наблюдаться повышение способности сгущения крови.

  Способы сохранения витаминов в пищевых продуктах. Для сохранения витаминов в пище, что готовится, необходимо знать, что высокая температура разрушает витамин С и значительно снижает содержание витаминов группы В. Одним из лучших методов сохранение продуктов со сравнительно небольшими потерями витаминов консервация по помощью низкой температуры, то есть путем охлаждения и замораживания .

  Охлаждения предусматривает поддержку в толще продукта температуры в пределах 0...+4С. Замораживание связано с образованием в цитоплазме клеток кристаллов льда. Особенно ценным является метод быстрого замораживания продуктов, поскольку при этом хорошо сохраняются витамины. В этом случае нужно также использовать быстрое размораживание.

  Обычная естественная (солнечная) сушка продуктов сопровождается значительным разрушением витаминов. В наибольшей степени обеспечивает сохранение витаминов вакуумная сушка. Она проводится в условиях разрежения при температуре не выше 50 °С.

  Одним из способов сохранения витаминов является квашение продуктов, когда в процессе молочнокислого брожения образуется молочная кислота, способствующая сохранению в заквашуваних продуктах витамина С.