Обмен веществ и энергии. Питательные вещества. Биологическое значение витаминов.

Обмен веществ непрерывно протекает во всех клетках, тканях и системах организма и обеспечивает поддержание жизнедеятельности и сохранения постоянства внутренней среды (гомеостаз). В результате обменных процессов образуются вещества, необходимые организму для построения клеток и тканей.

Посредством обмена веществ обеспечивается поступление в организм энергии, необходимой для жизнедеятельности (энергетический обмен), восстанавливается потеря воды (водный обмен), удовлетворяется потребность в витаминах (витаминный обмен), минеральных веществах (минеральный обмен), возмещается потеря органических веществ, участвующих в синтетических процессах (пластический обмен).

Обмен веществ состоит из двух противоположных, протекающих одновременно процессов - ассимиляции и диссимиляции.

Ассимиляция (анаболизм) - это процесс синтеза, необходимых организму веществ, и использование их для роста и развития

. Диссимиляция (катаболизм) - процесс распада веществ, их окисления кислородом и выведение из организма. Источником этих веществ является пища.

Процессы ассимиляции и диссимиляции согласованы между собой и образуют целостную систему, обеспечивающую обмен веществ, и, следовательно, сущность жизни.

У взрослого человека в нормальных условиях процессы синтеза и распада уравновешены. Однако в различные возрастные периоды программа обмена веществ подвергается изменениям. Так, в возрасте примерно до 20 лет, когда процессы роста и развития еще не завершены, обмен веществ характеризуется преобладанием процессов ассимиляции над процессами диссимиляции (белковая программа). В возрасте от 20 до 40 лет отмечается некоторое равновесие этих процессов, от 40 до 60 лет преобладает накопление нейтральных жиров в организме (жировая программа), после 60 лет интенсивность диссимиляции выше процессов ассимиляции (программа старения).

Распад пищевых веществ, происходящий в организме при диссимиляции, сопровождается выделением энергии (тепла). Энергия необходима для осуществления функций всех органов и систем организма (сердца, легких, печени, почек и т.д.), переваривания и усвоения пищи, поддержания постоянной температуры тела, выполнения физической и умственной работы.

В качестве единицы измерения энергии используются килокалория (ккал) и килоджоуль (кДж). Килокалория - это количество тепла, необходимое для нагревания 1 кг воды на 1 °С (при нагревании с 19,5° до 20,5 °С). В соответствии с международной системой единиц СИ измерение энергии предусматривается в килоджоулях (1 ккал = 4,184 кДж).

В организме освобождается и используется химическая энергия, заключенная в белках, жирах и углеводах, органических кислотах и алкоголе.

Энергетическая ценность пищи – количество энергии, которое высвобождается при окислении пищевых веществ.

Энергетический коэффициент – количество энергии, высвобождаемое при окислении 1 грамма пищевого вещества в организме.

Энергетические коэффициенты в ккал/г: белки – 4,0; жиры – 9,0; углеводы – 4,0; яблочной кислоты – 2,4; лимонной кислоты – 2,%; уксусной кислоты – 3,5; молочной кислоты – 3,6; этилового спирта – 7 ккал/г.

Витамины относятся к важнейшим незаменимым пищевым веществам. Они представляют собой низкомолекулярные органические соединения, различные по химической природе, но имеющие ряд общих свойств:

- витамины не образуются в организме человека или образуются в недостаточных количествах, поэтому являются незаменимыми пищевыми веществами, поступающими с пищей (эссенциальные микронутриенты);

- витамины не являются источниками энергии и пластического материала для построения клеток и тканей;

- витамины самостоятельно или в составе ферментов регулируют и катализируют обмен веществ и разносторонне влияют на жизнедеятельность организма;

- витамины активны в очень малых количествах - суточная потребность в них выражается в милиграммах (мг) или микрограммах (мкг);

- при отсутствии витаминов возникают специфические заболевания - авитаминозы, при недостатке витаминов в питании - гиповитаминозы, при избытке – гипервитаминозы;

- увеличение количества витаминов в 2-3 раза оказывает профилактическое действие, в 5-10 и более раз - лечебное действие.

Витаминоподобные вещества - влияют на обмен веществ, однако они не обладают всеми свойствами витаминов, не приводят к явно выраженным нарушениям и по своим функциям ближе к другим незаменимым нутриентам. Некоторые из них обладают пластическими функциями, синтезируются в организме человека и имеют фармакологические свойства.