Бурый жир. Бурая жировая ткань. Липиды плазмы крови. Липопротеины. ЛПНП. ЛПВП. ЛПОНП.

Бурый жир

Такой оттенок жировой ткани придают окончания симпатических нервных волокон, а также многочисленные митохондрии, содержащиеся в клетках этой ткани. Поэтому бурый жир легко мобилизуется для обеспечения энергетических потребностей организма. Он располагается в межлопаточной области, вдоль крупных сосудов грудной и брюшной полостей, в затылочной области шеи.

Масса бурой жировой ткани достигает у взрослого 0,1 % массы тела. В митохондриях жировых клеток имеется полипептид молекулярной массой 32 000, способный разобщать идущие здесь процессы окисления и образования АТФ. Результатом такого разобщения является образование в бурой жировой ткани в ходе метаболизма жира значительно большего количества тепла, чем в белой жировой ткани. Бурая жировая ткань участвует в теплопродукции.

Липиды плазмы крови

Липидные молекулы, обладая гидрофобными свойствами, не могут растворяться в водной среде или образовывать молекулярную взвесь. Попадая в значительных количествах в кровь при переломе крупных трубчатых костей или при переливании неустойчивых жировых эмульсий, они формируют липидные капельки и могут вызвать закупорку сосудов — жировую эмболию.

В физиологических условиях в эпителиальных клетках тонкого кишечника и клетках печени из белковых молекул (апопротеинов), фосфолипидов, холестерина, эфиров холестерина и триглицеридов формируются транспортные частицы, называемые липопротеинами.

По показателям молекулярной массы, размеров и плотности липопротеины крови подразделяют на классы: хиломикроны, липопротеины очень низкой плотности - ЛПОНП, липопротеины низкой плотности (ЛПНП) и липопротеины высокой плотности (ЛПВП).

Липидные молекулы, поступившие из кишечника в эпителиоциты, упаковываются в транспортные частицы экзогенных липидов, главным образом в хиломикроны. Хиломикроны через лимфатические сосуды и протоки поступают в кровоток. Под действием липопротеидлипазы эндотелия капилляров главный компонент хиломикронов — нейтральные триглицериды — расщепляются до глицерина и свободных жирных кислот. Часть жирных кислот может связываться с альбумином, а глицерин и свободные жирные кислоты поступают в жировые клетки и реэстерифицируются в триглицериды. Остатки хиломикронов крови захватываются гепатоцитами по механизму экзоцитоза и разрушаются в лизосомах.

В печени формируются липопротеины для транспорта синтезированных в ней липидных молекул. Это липопротеины очень низкой и липопротеины низкой плотности, которые транспортируются из печени к другим тканям.

Как простые, так и сложные липидные молекулы могут синтезироваться в организме. Исключением являются полиненасыщенные линолевая, линоленовая и арахидоновая жирные кислоты, синтез которых в организме не осуществляется, и они должны поступать с пищей. Эти кислоты, получившие название незаменимых, входят в состав молекул фосфолипидов. Из арахидоновой кислоты, отщепляемой от молекулы мембранных фосфолипидов, образуются простагландины, простациклины, тромбоксаны, лей-котриены. Отсутствие в пищевых продуктах или недостаточное поступление в организм незаменимых жирных кислот приводит к задержке роста, нарушению функции почек, заболеваниям кожи, бесплодию.

 

     Холестерин содержится только в животных организмах. Достаточное количество холестерина необходимо организму, но избыточное его присутствие в крови (гиперхолестеринемия), что часто бывает при ожирении, служит фактором риска для ряда заболеваний (сердечно-сосудистых, обменных). Содержание холестерина в крови сложным образом связано с его потреблением — на уровень его в крови влияет не только потребление самого холестерина, но и других жиров: насыщенные жирные кислоты способствуют повышению концентрации холестерина в крови, а ненасыщенные — снижению. * По современным представлениям, нормальное содержание холестерина в крови составляет не более 5.2 ммоль/л для здоровых и 4.5 ммоль/л для больных ИБС (ишемической болезнью сердца

    Углеводы - служат главным источником энергии для клеток. Энергетические потребности головного мозга обеспечиваются почти полностью за счет глюкозы. Она выполняет не только энергетическую функцию, но используется и в качестве строительного материала для синтеза многих важных веществ. В то же время, мышцы при недостаточном поступлении глюкозы могут метаболизировать жирные кислоты (это их свойство используется в низкоуглеводных диетах). В организме углеводы запасаются в виде гликогена (в мышцах, печени). Углеводам в питании принадлежит исключительно важная роль. Для человека они являются основным источником легкоутилизируемой энергии. Кроме того, они являются пластическим материалом, входя в состав разнообразных тканей организма. Углеводы осуществляют регуляторную функцию, противодействуя накоплению кетоновых тел при окислении жиров. Углеводы тонизируют центральную нервную систему, выполняют ряд специализированных функций, участвуют в процессах детоксикации вредных химических веществ.

В химической структуре этих веществ атомы кислорода сочетаются с атомами водорода в таких же соотношениях, как в составе воды.

В состав пищевых продуктов входят три группы углеводов:

1. моносахариды (глюкоза, фруктоза);

2. олигосахариды, к которым относятся дисахариды (сахароза, лактоза, мальтоза), трисахариды;

3. полисахариды (крахмал, гликоген, клетчатка, пектиновые вещества).

Источником углеводов в питании служат растения, в которых углеводы составляют 80—90 % сухой массы.

Нормальные величины содержания белка в сыворотке крови — 6,5—8,5 г в 100 мл (65—85 г/л); общих липидов — 340—600 мг в 100 мл, в том числе холестерина — 150—250 мг в 100 мл (3,9—6,5 ммоль/л)*. Содержание глюкозы в крови составляет в норме 600—100 мг в 100 мл (3,5—5,7 ммоль/л). В организме животных и человека в процессе обмена веществ происходит окислительное разрушение химических связей органических веществ — белков, жиров, углеводов. Высвобождающаяся при этом энергия расходуется на различные процессы жизнедеятельности.

Энергетическую ценность пищевых продуктов принято выражать в килокалориях. Одна килокалория — это количество теплоты, необходимое для согревания 1 кг воды на 1 °С. При сжигании в калориметре и окислении в организме 1 г углеводов высвобождается 4,0 ккал, 1 г жиров — 9,0 ккал. Энергетическая ценность 1 г белков — 4,0 ккал. Для выражения энергетической ценности пищевых продуктов в Международной системе единиц (СИ) пользуются переводным коэффициентом (1 ккал равна 4,184 кДж).

Организм человека получает углеводы, главным образом, в виде растительного полисахарида крахмала и в небольшом количестве в виде животного полисахарида гликогена. В желудочно-кишечном тракте осуществляется их расщепление до уровня моносахаридов (глюкозы, фруктозы, лактозы, галактозы).

Моносахариды, основным из которых является глюкоза, всасываются в кровь и через воротную вену поступают в печеночные клетки. Здесь фруктоза и галактоза превращается в глюкозу. Внутриклеточная концентрация глюкозы в гепатоцитах близка к ее концентрации в крови. При избыточном поступлении в печень глюкозы она фосфорилируется и превращается в резервную форму ее хранения — гликоген.

Количество гликогена может составлять у взрослого человека 150—200 г. В случае ограничения потребления пищи или по мере снижения концентрации глюкозы в крови происходит расщепление гликогена и поступление глюкозы в кровь. Концентрация глюкозы в крови через 3—4 ч после приема пищи поддерживается на уровне 0,8—1,0 г/л.

Такой же процесс перехода глюкозы в кровь осуществляется, когда ее концентрация в клетке повышается за счет глюконеогенеза — синтеза глюкозы из лактата или аминокислот. В течение первых 12 ч и более после приема пищи поддержание концентрации глюкозы в крови и обеспечение потребности организма в углеводах реализуются за счет распада гликогена в печени. Вслед за истощением запасов гликогена усиливается синтез ферментов, обеспечивающих глюконеогенез.

Глюкоза, являющаяся источником энергии для процессов жизнедеятельности и, в частности, главным источником энергии для клеток мозга, выполняет в организме и пластические функции. Так, в ходе ее окисления образуются промежуточные продукты — пентозы, которые являются составной частью молекулы нуклеотидов и нуклеиновых кислот. Глюкоза необходима для синтеза некоторых аминокислот, синтеза и окисления липидов, полисахаридов.

Следовательно, обмен углеводов является необъемным компонентом единого метаболизма.

Углеводы.

Углеводы, как белки и жиры – важнейший компонент пищевого рациона.

Входят в состав клеток всех живых организмов. Наиболее просто устроены молекулы простых углеводов, или моносахаридов, например глюкозы. В различных условиях она может существовать в линейной или циклической форме.

Углеводы, обширная группа природных органических соединений. Химическая структура соединения – углерод, вода, отсюда и название. Подвергаясь окислительным превращениям, обеспечивают все живые клетки энергией (глюкоза и ее запасные формы – крахмал, гликоген). Входят в состав клеточных оболочек и других структур. Участвуют в защитных реакциях организма (иммунитет). Применяются в пищевой промышленности (глюкоза, крахмал, пектиновые вещества). Текстильной и бумажной промышленности (целлюлоза). Микробиологической: получение спиртов, кислот и других веществ сбраживанием углеводов. В медицине: гепарин, сердечные гликозиды, некоторые антибиотики.

Справка. Пектиновые вещества – (от греческого pektos – свернувшийся, замерзший). Присутствуют во всех наземных растениях (особенно в плодах). Повышают засухоустойчивость растений. Устойчивость овощей и плодов при хранении. Используются в пищевой и фармацевтической промышленности. Получают пектиновые вещества из яблочных выжимок, жома сахарной свеклы и т.п.

При окислении 1 г углеводов выделяется 4 ккал. Составляют значительную часть растительной пищи. Важнейшие представители углеводов – сахар, крахмал и целлюлоза.

Углеводы в зависимости от составных частей делятся на моносахариды (глюкоза, фруктоза, галактоза); и дисахариды (сахароза, мальтоза, лактоза) – сладкие по вкусу. Их называют сахарами.

Полисахариды (крахмал, клетчатка) – на вкус не сладкие.

Крахмал – переваривается в организме и расщепляется до глюкозы и фруктозы.

Клетчатка – пищевые волокна, не перевариваются, но способствуют лучшему усвоению пищи.

Глюкоза и фруктоза – сразу усваиваются организмом и всасываются в кровь. Организм при этом почти не затрачивает энергии. Поэтому важно знать людям с ослабленным здоровьем рекомендуются мед и фрукты. Глюкоза и фруктоза содержатся во многих фруктах, ягодах и меде. Глюкоза – главный поставщик энергии для мозга.

Клетчатка содержится в капусте, моркови, репе, редисе, баклажанах, салате и т.д. При попадании в кишечник клетчатка набухает. Приобретает способность впитывать избыток холестерина и другие продукты обмена веществ, которые должны удаляться из организма.

Суточная норма потребления моносахаридов – до100 г; клетчатки – до 30 г; сахаридов и крахмала – до 370 г.

Содержание питательных веществ в 100 г продукта.

Количество углеводов, г	Продукты
Очень большое (65 и более)	Сахар-песок, карамель, конфеты, помадные, мед, мармелад, зефир, печенье сдобное. Рис. Макароны, крупа манная и перловая, пшенная, гречневая, овсяная. Изюм, урюк, чернослив.
Большое (40-60)	Хлеб ржаной и пшеничный. Фасоль, горох. Шоколад, халва, пирожные.
Умеренное (11-20)	Сырки творожные сладкие мороженое. Картофель, зеленый горошек, свекла. Виноград, вишня, черешня, гранаты, яблоки, соки фруктовые.
Малое (2-4,9)	Кабачки, капуста, морковь, тыква, арбуз, дыня. Груша, персики, мандарины. Клубника, крыжовник, смородина, черника.
Очень малое (менее 2)	Молоко, кефир, сметана, творог. Огурцы, редис, салат, лук зеленый, томаты. Лимоны, клюква. Грибы свежие.

 

 

Гомеостаз

     Так называют подвижное равновесие или колеблющееся в ограниченных пределах постоянство внутренней среды организма, и прежде всего крови, лимфы, тканевой (внеклеточной) жидкости. Несколько условно гомеостаз определяет три основные функции: адаптационную (приспособительную), энергетическую и репродуктивную (способность к воспроизводству, размножению). До определенного возраста эти три главных составных звена гомеостаза обеспечивают практически нормальное состояние организма. Затем возникают условия для появления так называемых нормальных или неинфекционных болезней. В частности, ожирения, климакса и повышения чувствительности к неблагоприятным воздействиям внешней среды (гиперадаптозу). Вообще любое скольлибо длительное нарушение гомеостаза само по себе уже болезнь.

    Благодаря сложным механизмам саморегуляции организм здорового человека приспосабливается к изменившимся условиям жизни. Более того, в молодом, среднем возрасте активнее, чем в старости, включаются механизмы физиологической защиты, призванные охранять организм от развития опасных для него последующих изменений.

    Сложное защитное взаимодействие нервных, эндокринных, гуморальных, обменных, выделительных и ряда других систем во многом зависит от питания человека.

       Как уже упоминалось, особое значение это приобретает в младенчестве и старости, когда механизмы гомеостаза реагируют с опозданием и не всегда с необходимой активностью.

    Одно из важнейших условий гомеостаза — кислотно-щелочное равновесие. Расщепление жиров и углеводов пищи сопровождается образованием довольно больших количеств углекислоты. Использование резервного гликогена приводит к накоплению в мышцах молочной кислоты. Мочевая кислота закономерно оказывается одним из конечных продуктов утилизации белков. Избыток этих органических кислот и является главной причиной ацидоза. Чаще всего он осложняет течение сахарного диабета и тяжелых воспалительных процессов. Запас веществ, обладающих щелочной реакцией и способных тем самым нейтрализовать ацидоз, в организме человека невелик. Поэтому они систематически и в достаточных количествах должны поступать с пищей. К этим компонентам пищи в первую очередь относятся свободные органические кислоты. В ходе сложных их превращений высвобождаются также щелочные и щелочно-земельные элементы. К потенциальным ощелачивающим продуктам относится также молоко, которое содержит не только кислые эквиваленты белков, но и калий, натрий, обладающие антиацидотическими свойствами.

   При сбалансированном питании кислотно-щелочное равновесие в организме здорового, физически активного человека поддерживается соответствующими механизмами, которые при неправильно организованном питании постепенно истощаются.

    Диетическое питание должно больше, чем обычное, содержать продуктов, богатых щелочными эквивалентами (валентностями). Это свежие огурцы (+ 31,5 мэкв), байховый чай (+ 53,5 мэкв), мандарины (+18,6 мэкв), лимоны (+16,1 мэкв), яблоки (+ 4,7 мэкв). Сравнительно много этих валентностей в белых грибах (+4,4 мэкв), шампиньонах (+ 1,8 мэкв), а также в зеленом горошке, стручковой фасоли, арбузе, тыкве, дыне, редисе, персиках, моркови, молоке. Кислыми валентностями, наоборот, богаты мясо, рыба, творог, яйцо, сыр, сливочное масло, растительные жиры, сахар, кондитерские изделия, шпик. Немало их в грецких орехах (—19,2 мэкв), в земляных орехах (—16,9 мэкв), бруснике (—4,6 мэкв). Преобладают кислые валентности над щелочными и в хлебобулочных изделиях, крупах, картофеле.

  Способность пищи влиять на кислотно-щелочное равновесие не зависит от ее вкуса и не всегда определяется химической реакцией ее зольного остатка. Например, избыток поваренной соли или углекислого калия в молочных блюдах способствует задержке в организме кислых валентностей. И наоборот, избыток картофельных блюд в рационе иной раз сопровождается задержкой щелочных валентностей и тем самым умеренным алкалозом. Однако в последнем случае картофеля в рационе должно быть в 5—6 раз больше, чем других овощей, плодов и хлеба, вместе взятых. Разумеется, такой пищевой рацион сбалансированным назвать трудно.

      Следует также знать, что длительное непрерывное действие окисляющей диеты может вызвать противоположный эффект, т. е. алкалоз. Следовательно, чтобы специально подобранная в этом отношении диета не теряла присущих ей лечебно-профилактических свойств, ее через каждые 6—7 дней надо на два-три дня сменять обычным сбалансированным питанием. Конечно, с учетом ограничения продуктов и блюд, которые не показаны при данной болезни.

 

Обмен веществ в организме

Полученные в процессе пищеварения и впитавшиеся в кровь составные части белков, жиров и углеводов используются организмом либо в качестве сырья для построения собственных специфических белков, необходимых для развития или восстановления тканей, либо окисляются, доставляя энергию. Эта энергия используется для построения тканевых комплексов, при сокращении мышц, передаче нервных импульсов, секреции клеточных продуктов и т. д. Оставшаяся энергия выделяется в виде тепла.

В процессе обмена веществ большую роль играют витамины и минеральные вещества. Витамины и микроэлементы — незаменимые вещества пищи. Они не являются ни строительным материалом, ни источником энергии, но их отсутствие приводит к гибели живого организма, а недостаток — к различным заболеваниям. Эти вещества в минимальных количествах регулируют процессы обмена веществ, являясь биокатализаторами.

Когда человек получает с пищей больше белков, жиров и углеводов, чем необходимо для покрытия его потребности в энергетическом и строительном (пластическом) материале, то избыток пищевых веществ организм вынужден откладывать про запас. Этот избыток (в первую очередь жиры и углеводы) превращается в жир. Избыток пищевых веществ является основной причиной ожирения. Избыточное поступление белка с пищей, кроме того, приводит к увеличению образования аммиака в тканях и токсических продуктов в толстом кишечнике. Это повышает нагрузку на печень, в которой происходит обезвреживание токсических веществ, и на почки, через которые они выводятся из организма.

Исследуя количество азота как введенного с пищей, так и выведенного из организма, мы устанавливаем так называемый баланс азота, свидетельствующий о белковом обмене, происходящем в данном организме. Баланс азота является положительным, когда его количество в суточном питании превышает количество выведенного из организма. В этом случае организм потребляет белок как строительный материал. Равновесие азота наступает тогда, когда количество принятого и удаленного равно.

Оно устанавливается при определенном минимальном содержании белка в пище. Отрицательный баланс, когда количество удаленного азота больше, чем потребленного, бывает, например, при голодании и при истощающих болезнях с распадом собственных тканей.

Жиры должны сгореть вместе с углеводами (отсюда афоризм, что жиры сгорают в огне углеводов). Если жиры сгорают при недостаточном распаде сахара (как это имеет место, например при сахарном диабете), продукты их обмена могут привести к отравлению организма, вызывая ацидоз.

Суточная потребность белков, жиров и углеводов не может быть постоянной, потому что зависит она от многих факторов, о чем пойдет речь ниже. Вообще считается, что в сутки необходимо принимать как минимум 1 г белка в расчете на 1 кг массы тела, что составит 60—80 г в том числе 55 % белка должно быть животного происхождения для обеспечения ввода экзогенных аминокислот. Если речь идет о жирах, то суточная их потребность определяется около 80—100 г. Следует заметить, что жиры необходимы в питании не только как источник энергии, они также являются растворителями для некоторых витаминов (A, D, Е, К). Ненасыщенные жирные кислоты необходимо для определенных функций организма, а некоторые липиды играют также роль строительных материалов, входя в состав тканей.

Углеводы необходимы для нормального обмена веществ, а суточное их количество определяется величиной энергетических затрат человека. Именно потому здесь трудно говорить о суточной норме, она очень колеблется, но в среднем составляет 400—500 г. Около 55 % энергетической потребности должно быть покрыто углеводами.

При так называемом основном обмене*, в совершенном спокойствии, натощак энергетическая потребность составляет примерно одну килокалорию на 1 кг массы тела в час (напоминаем, 1 килокалория = 4,2 килоджоуля).

Что касается минеральных компонентов, то потребность в кальции составляет в среднем 0,8—1 г в сутки, зато в фосфоре — 1,5—2 г в сутки. Необходимо, однако, помнить, что при скудном питании кальций слабо всасывается (едва 30—40 %); лучшим его источником является молоко.

Суточная норма железа составляет 14 мг, меди — 2 мг, йода около 0,1—0,2 мг. Потребность в поваренной соли — 7—8 г в сутки. Суточную потребность в витаминах рассмотрим в разделе «Вегетарианство и основные питательные компоненты».

При длительном отсутствии или недостатке в питании одного или нескольких важных компонентов наступает качественный голод, который приводит к тяжелым расстройствам. Его последствия более опасны, чем количественного голода, при котором пропорции питательных компонентов сохранены, но количество их уменьшено. Если взрослый человек еще может приспособиться к такому состоянию на довольно длительное время, то у детей при этом нарушается развитие. При правильном питании качественный или количественный голод исключен.

Необходимым является сохранение кислотно-щелочного равновесия организма. Кровь имеет слабую щелочную реакцию и нужно ее сохранять. Нормальный состав и реакция крови являются необходимым условием нормального функционирования организма. На организм воздействует много подкисляющих или подщелачивающих факторов, в результате чего может образоваться ацидоз или алкалоз. И здесь большое значение имеет правильное питание. К продуктам подкисляющим прежде всего относятся мясо, рыба, яйца и мучные изделия. К подщелачивающим — овощи, фрукты (также и кислые) и молоко.

 Основным обменом называется доля суточного расхода энергии, затраченная на обеспечение функций жизнеобеспечения органов и систем организма в состоянии покоя. Энергия основного обмена для каждого человека индивидуальна