Bei der Gesamtheit der chemischen Reaktionen kommt es zum Austausch von Stoffen und Energie, der für das Funktionieren des Körpers so notwendig ist. Hier werden die Hauptstadien unterschieden – Vorbereitungs- und Stoffwechselstadien. Im ersten Stadium durchläuft die Substanz, die über die Nahrung in den Körper gelangt, eine chemische Umwandlung und gelangt dann ins Blut und in die Zellen. Die zweite Stufe ist der Stoffwechsel – die in die Zellen gelangenden Verbindungen unterliegen ebenfalls chemischen Umwandlungen.

Der Stoffwechsel und die Energie in der Zelle erfüllen bestimmte Funktionen. Dabei handelt es sich um die Gewinnung von Energie aus der Umwelt und deren Umwandlung in hochenergetische Verbindungen, die zur Deckung des Energiebedarfs der Zellen erforderlich sind. Dabei entstehen Zwischenverbindungen, die Vorläufer hochmolekularer Zellbestandteile sind, sowie die Synthese von Proteinen, Lipiden, Nukleinsäuren und Zuckern. Darüber hinaus geht dieser Prozess mit der Zerstörung und Synthese spezieller Biomoleküle einher. Vereinfacht ausgedrückt: Die komplexesten Typen zerfallen in einfachere, und der Körper synthetisiert Zellbestandteile, indem er Energie für diese Umwandlung aufwendet.

Der Stoffwechsel von Stoffen und Energie ermöglicht es dem Körper, sich zu vermehren und zu wachsen, seine Strukturen aufrechtzuerhalten und auf Umwelteinflüsse zu reagieren. Um sein Wesen zu verstehen, müssen Sie die zelluläre energetische Identität berücksichtigen. Die Zelle ist isotherm, das heißt, alle Teile der Zelle haben ungefähr die gleiche Temperatur. Verschiedene Zellen unterscheiden sich im Druck praktisch nicht voneinander.

Der Stoffwechsel von Stoffen und Energie ist nicht nur die Grundlage aller Lebensprozesse, sondern auch eines der wichtigsten spezifischen Merkmale, die lebende Materie von toter Materie unterscheiden. Alle Elemente, die auf natürliche Weise in den Körper gelangen, werden in gewebeeigene Stoffe und anschließend in Endprodukte umgewandelt.

Der Stoff- und Energiestoffwechsel findet nicht nur in der Zelle, sondern auch in der Interzellularflüssigkeit statt und die Konstanz ihrer Zusammensetzung wird mit Hilfe der Blutzirkulation aufrechterhalten. Während des Blutdurchgangs durch die Kapillaren kann sich das Plasma 40 Mal vollständig erneuern. Enzyme spielen bei diesen Prozessen eine wichtige Rolle. Sie wirken und regulieren auch Stoffwechselwege.

In absolut allen lebenden Organismen, unabhängig von ihrer Primitivität oder umgekehrt Komplexität, ist der Stoffwechsel und die Energie im Körper die Grundlage allen Lebens. Es bestimmt den gesamten Lebenszyklus, von der Geburt über das Wachstum, das Altern bis hin zum Tod.

Im Körper laufen verschiedene Prozesse ab – Fette, Wasser, Mineralsalze, Kohlenhydrate. Dazu gehört die Schaffung neuer Strukturen und Verbindungen, die für jeden Organismus charakteristisch sind. Das Ergebnis ist die Freisetzung von Energie, die für das Leben des Körpers, der Gewebe und Zellen notwendig ist. Ausgangsprodukte sind die Bildung von Ammoniak, Verbindungen von Natrium, Chlor, Fluor und Kohlendioxid. Der Stoff- und Energiestoffwechsel im Körper endet mit der Phase der Entfernung von Abfallstoffen aus dem Körper, an deren Umsetzung Blut, Lunge und Harnorgane beteiligt sind.

Das Gesetz der Erhaltung von Materie und Energie ist die theoretische Grundlage für die wichtigste Methode zur Untersuchung von Prozessen wie Stoffwechsel und Energie oder zur Herstellung von Gleichgewichten. Das heißt, es wird die Menge an Energie und Stoffen bestimmt, die in Form von Wärme und anderen Stoffwechselendprodukten in den Körper gelangen und wieder abgegeben werden. Um ihr Gesamtgleichgewicht zu bestimmen, sind Kenntnisse über die genauen chemischen Methoden und Ausscheidungswege verschiedener Elemente aus dem Körper erforderlich. Die Energiebilanz wird durch den Kaloriengehalt der Nährstoffe und die erzeugte Wärmemenge bestimmt, die gemessen und berechnet werden kann.

Stoffwechsel und Energie oder Stoffwechsel, - eine Reihe chemischer und physikalischer Umwandlungen von Stoffen und Energie, die in einem lebenden Organismus stattfinden und seine lebenswichtige Aktivität sicherstellen. Der Stoffwechsel von Materie und Energie bildet ein Ganzes und unterliegt dem Gesetz der Erhaltung von Materie und Energie.

Der Stoffwechsel besteht aus den Prozessen der Assimilation und Dissimilation. Assimilation (Anabolismus)- der Prozess der Aufnahme von Stoffen durch den Körper, bei dem Energie verbraucht wird. Dissimilation (Katabolismus)- der Prozess der Zersetzung komplexer organischer Verbindungen, der unter Freisetzung von Energie abläuft.

Die einzige Energiequelle für den menschlichen Körper ist die Oxidation der mit der Nahrung zugeführten organischen Stoffe. Bei der Zerlegung von Nahrungsmitteln in ihre Endbestandteile – Kohlendioxid und Wasser – wird Energie freigesetzt, von der ein Teil in die mechanische Arbeit der Muskeln fließt, der andere Teil für die Synthese komplexerer Verbindungen verwendet wird oder sich in speziellen Hochenergieprodukten ansammelt Verbindungen.

Makroerge Verbindungen sind Stoffe, deren Abbau mit der Freisetzung großer Energiemengen einhergeht. Im menschlichen Körper übernehmen Adenosintriphosphorsäure (ATP) und Kreatinphosphat (CP) die Rolle energiereicher Verbindungen.

PROTEINMETABOLISMUS.

Proteine(Proteine) sind hochmolekulare Verbindungen, die aus Aminosäuren aufgebaut sind. Funktionen:

Strukturelle oder plastische Funktion ist, dass Proteine ​​der Hauptbestandteil aller Zellen und interzellulären Strukturen sind. Katalytisch oder enzymatisch Die Funktion von Proteinen besteht in ihrer Fähigkeit, biochemische Reaktionen im Körper zu beschleunigen.

Schutzfunktion Proteine ​​äußert sich in der Bildung von Immunkörpern (Antikörpern), wenn ein fremdes Protein (z. B. Bakterien) in den Körper gelangt. Darüber hinaus binden Proteine ​​in den Körper gelangende Giftstoffe und sorgen für die Blutgerinnung und Blutstillung bei Wunden.

Transportfunktion beinhaltet die Übertragung vieler Stoffe. Die wichtigste Funktion von Proteinen ist die Übertragung erbliche Eigenschaften , bei dem Nukleoproteine ​​eine führende Rolle spielen. Es gibt zwei Haupttypen von Nukleinsäuren: Ribonukleinsäuren (RNA) und Desoxyribonukleinsäuren (DNA).

Regulierungsfunktion Proteine ​​zielen darauf ab, biologische Konstanten im Körper aufrechtzuerhalten.

Energierolle Proteine ​​sind für die Energiebereitstellung aller Lebensprozesse im Körper von Tieren und Menschen verantwortlich. Wenn 1 g Protein oxidiert wird, wird im Durchschnitt gleich viel Energie freigesetzt 16,7 kJ (4,0 kcal).

Proteinbedarf. Der Körper baut ständig Proteine ​​ab und synthetisiert sie. Die einzige Quelle für die Synthese neuer Proteine ​​sind Nahrungsproteine. Im Verdauungstrakt werden Proteine ​​durch Enzyme in Aminosäuren zerlegt und im Dünndarm aufgenommen. Aus Aminosäuren und einfachen Peptiden synthetisieren Zellen ihr eigenes Protein, das nur für einen bestimmten Organismus charakteristisch ist. Proteine ​​können nicht durch andere Nährstoffe ersetzt werden, da ihre Synthese im Körper nur aus Aminosäuren möglich ist. Gleichzeitig kann Protein Fette und Kohlenhydrate ersetzen, d. h. für die Synthese dieser Verbindungen verwendet werden.

Biologische Wertigkeit von Proteinen. Einige Aminosäuren können im menschlichen Körper nicht synthetisiert werden und müssen in fertiger Form mit der Nahrung zugeführt werden. Diese Aminosäuren werden üblicherweise als bezeichnet unersetzlich oder lebenswichtig notwendig. Dazu gehören: Valin, Methionin, Threonin, Leucin, Isoleucin, Phenylalanin, Tryptophan und Lysin, bei Kindern auch Arginin und Histidin. Ein Mangel an essentiellen Säuren in der Nahrung führt zu Störungen im Eiweißstoffwechsel im Körper. Nichtessentielle Aminosäuren werden hauptsächlich im Körper synthetisiert.

Als Proteine ​​werden Proteine ​​bezeichnet, die alle notwendigen Aminosäuren enthalten biologisch vollständig. Den höchsten biologischen Wert haben Proteine ​​in Milch, Eiern, Fisch und Fleisch. Biologisch defiziente Proteine ​​sind solche, denen mindestens eine Aminosäure fehlt, die im Körper nicht synthetisiert werden kann. Unvollständige Proteine ​​sind Proteine ​​aus Mais, Weizen und Gerste.

Stickstoffbilanz. Die Stickstoffbilanz ist die Differenz zwischen der in der menschlichen Nahrung enthaltenen Stickstoffmenge und ihrem Gehalt in den Ausscheidungen.

Stickstoffbilanz- ein Zustand, bei dem die ausgeschiedene Stickstoffmenge der in den Körper aufgenommenen Menge entspricht. Bei einem gesunden Erwachsenen wird ein Stickstoffgleichgewicht beobachtet.

Positive Stickstoffbilanz- ein Zustand, bei dem die Stickstoffmenge in den Körpersekreten deutlich geringer ist als der Gehalt in der Nahrung, d. h. es wird eine Stickstoffretention im Körper beobachtet. Eine positive Stickstoffbilanz wird bei Kindern aufgrund eines gesteigerten Wachstums, bei Frauen während der Schwangerschaft, bei intensivem Sporttraining, das zu einer Zunahme des Muskelgewebes führt, bei der Heilung massiver Wunden oder bei der Genesung nach schweren Krankheiten beobachtet.

Stickstoffmangel(negative Stickstoffbilanz) wird beobachtet, wenn die freigesetzte Stickstoffmenge größer ist als der Gehalt in der Nahrung, die in den Körper gelangt. Negativer StickstoffEin Gleichgewicht wird bei Proteinmangel, Fieberzuständen und Störungen der neuroendokrinen Regulation des Proteinstoffwechsels beobachtet.

Proteinabbau und Harnstoffsynthese. Die wichtigsten stickstoffhaltigen Proteinabbauprodukte, die mit Urin und Schweiß ausgeschieden werden, sind Harnstoff, Harnsäure und Ammoniak.

FETTSTOFFWECHSEL.

Fette werden geteilt An einfache Lipide(Neutralfette, Wachse), komplexe Lipide(Phospholipide,Glykolipide, Sulfolipide) und Steroide(Cholesterin undusw.). Der Großteil der Lipide im menschlichen Körper besteht aus Neutralfetten. Neutrale Fette Die menschliche Nahrung ist eine wichtige Energiequelle. Bei der Oxidation von 1 g Fett werden 37,7 kJ (9,0 kcal) Energie freigesetzt.

Der Tagesbedarf eines Erwachsenen an Neutralfett beträgt 70–80 g, für Kinder im Alter von 3–10 Jahren 26–30 g.

Energieneutrale Fette können durch Kohlenhydrate ersetzt werden. Allerdings gibt es ungesättigte Fettsäuren – Linolsäure, Linolensäure und Arachidonsäure –, die unbedingt in der menschlichen Ernährung enthalten sein müssen, nennt man sie Nicht austauschbarer Fettdruck Säuren.

Neutrale Fette, aus denen Nahrung und menschliches Gewebe bestehen, bestehen hauptsächlich aus Triglyceriden, die Fettsäuren enthalten – Palmitinsäure,Stearinsäure, Ölsäure, Linolsäure und Linolensäure.

Die Leber spielt eine wichtige Rolle im Fettstoffwechsel. Die Leber ist das Hauptorgan, in dem die Bildung von Ketonkörpern (Beta-Hydroxybuttersäure, Acetessigsäure, Aceton) stattfindet. Ketonkörper werden als Energiequelle genutzt.

Phospho- und Glykolipide kommen in allen Zellen vor, vor allem aber in Nervenzellen. Die Leber ist praktisch das einzige Organ, das den Phospholipidspiegel im Blut aufrechterhält. Cholesterin und andere Steroide können über die Nahrung aufgenommen oder im Körper synthetisiert werden. Der Hauptstandort der Cholesterinsynthese ist die Leber.

Im Fettgewebe lagert sich Neutralfett in Form von Triglyceriden ab.

Bildung von Fetten aus Kohlenhydraten. Eine übermäßige Aufnahme von Kohlenhydraten aus der Nahrung führt zur Ablagerung von Fett im Körper. Normalerweise werden beim Menschen 25–30 % der Kohlenhydrate in der Nahrung in Fette umgewandelt.

Bildung von Fetten aus Proteinen. Proteine ​​sind plastische Materialien. Nur unter extremen Umständen werden Proteine ​​zur Energiegewinnung genutzt. Die Umwandlung von Protein in Fettsäuren erfolgt höchstwahrscheinlich durch die Bildung von Kohlenhydraten.

KOHLENHYDRATSTOFFWECHSEL.

Die biologische Rolle von Kohlenhydraten für den menschlichen Körper wird hauptsächlich durch ihre Energiefunktion bestimmt. Der Energiewert von 1 g Kohlenhydraten beträgt 16,7 kJ (4,0 kcal). Kohlenhydrate sind eine direkte Energiequelle für alle Körperzellen und erfüllen plastische und unterstützende Funktionen.

Der tägliche Kohlenhydratbedarf eines Erwachsenen beträgt ca 0,5 kg. Der Großteil davon (ca. 70 %) wird im Gewebe zu Wasser und Kohlendioxid oxidiert. Etwa 25–28 % der Glukose aus der Nahrung werden in Fett umgewandelt und nur 2–5 % davon werden in Glykogen – das Reservekohlenhydrat des Körpers – synthetisiert.

Die einzigen Kohlenhydrate, die aufgenommen werden können, sind Monosaccharide. Sie werden hauptsächlich im Dünndarm aufgenommen und über die Blutbahn zur Leber und zum Gewebe transportiert. Glykogen wird in der Leber aus Glukose synthetisiert. Dieser Vorgang wird aufgerufen Glykogenese. Glykogen kann in Glukose zerlegt werden. Dieses Phänomen nennt man Glykogenolyse. In der Leber ist eine Neubildung von Kohlenhydraten aus deren Abbauprodukten (Brenztraubensäure oder Milchsäure) sowie aus den Abbauprodukten von Fetten und Proteinen (Ketosäuren) möglich, die als bezeichnet wird Glykoneogenese. Glykogenese, Glykogenolyse und Glykoneogenese sind eng miteinander verbundene Prozesse in der Leber, die für einen optimalen Blutzuckerspiegel sorgen.

In den Muskeln, sowieIn der Leber wird Glykogen synthetisiert. Der Abbau von Glykogen ist eine der Energiequellen für die Muskelkontraktion. Beim Abbau von Muskelglykogen kommt es zur Bildung von Brenztraubensäure und Milchsäure. Dieser Vorgang wird aufgerufen Glykolyse. Während der Ruhephase erfolgt die Glykogen-Resynthese aus Milchsäure im Muskelgewebe.

Gehirn enthält geringe Kohlenhydratreserven und benötigt eine konstante Zufuhr von Glukose. Glukose wird im Gehirngewebe überwiegend oxidiert und zu einem kleinen Teil in Milchsäure umgewandelt. Der Energieaufwand des Gehirns wird ausschließlich durch Kohlenhydrate gedeckt. Eine verminderte Glukoseversorgung des Gehirns geht mit Veränderungen der Stoffwechselvorgänge im Nervengewebe und einer Beeinträchtigung der Gehirnfunktion einher.

Bildung von Kohlenhydraten aus Proteinen und Fetten (Glykoneogenese). Durch die Umwandlung von Aminosäuren entsteht Brenztraubensäure, bei der Oxidation von Fettsäuren entsteht Acetyl-Coenzym A, das in Brenztraubensäure, eine Vorstufe von Glucose, umgewandelt werden kann. Dies ist der wichtigste allgemeine Weg für die Kohlenhydratbiosynthese.

Zwischen den beiden Hauptenergiequellen Kohlenhydraten und Fetten besteht ein enger physiologischer Zusammenhang. Ein Anstieg des Blutzuckers erhöht die Biosynthese von Triglyceriden und verringert den Fettabbau im Fettgewebe. Es gelangen weniger freie Fettsäuren ins Blut. Tritt eine Hypoglykämie auf, wird der Prozess der Triglyceridsynthese gehemmt, der Fettabbau beschleunigt und freie Fettsäuren gelangen in großen Mengen ins Blut.

WASSER-SALZ-AUSTAUSCH.

Alle im Körper ablaufenden chemischen und physikalisch-chemischen Prozesse finden in einer aquatischen Umgebung statt. Wasser erfüllt im Körper folgende wichtige Funktionen: Funktionen: 1) dient als Lösungsmittel für Nahrung und Stoffwechsel; 2) transportiert darin gelöste Stoffe; 3) reduziert die Reibung zwischen sich berührenden Oberflächen im menschlichen Körper; 4) ist aufgrund der hohen Wärmeleitfähigkeit und der hohen Verdunstungswärme an der Regulierung der Körpertemperatur beteiligt.

Der Gesamtwassergehalt im erwachsenen menschlichen Körper beträgt 50 —60% aus seiner Masse, also Reichweite 40—45 l.

Es ist üblich, Wasser in intrazellulär, intrazellulär (72 %) und extrazellulär, extrazellulär (28 %) zu unterteilen. Extrazelluläres Wasser befindet sich im Gefäßbett (als Teil von Blut, Lymphe, Liquor cerebrospinalis) und im Interzellularraum.

Wasser gelangt über den Verdauungstrakt in Form von Flüssigkeit oder dichtem Wasser in den KörperLebensmittel. Ein Teil des Wassers entsteht im Körper selbst während des Stoffwechselprozesses.

Wenn im Körper ein Überschuss an Wasser vorhanden ist, ist dies der Fall allgemeine Überwässerung(Wasservergiftung): Bei Wassermangel kommt es zu einer Störung des Stoffwechsels. Ein Wasserverlust von 10 % führt zu dieser Erkrankung Dehydrierung(Dehydrierung), der Tod tritt ein, wenn 20 % des Wassers verloren gehen.

Neben Wasser gelangen auch Mineralien (Salze) in den Körper. Nahe 4% Die Trockenmasse des Futters sollte aus Mineralstoffen bestehen.

Eine wichtige Funktion von Elektrolyten ist ihre Beteiligung an enzymatischen Reaktionen.

Natrium sorgt für die Konstanz des osmotischen Drucks der extrazellulären Flüssigkeit, ist an der Bildung des bioelektrischen Membranpotentials und an der Regulierung des Säure-Basen-Zustands beteiligt.

Kalium sorgt für den osmotischen Druck der intrazellulären Flüssigkeit und stimuliert die Bildung von Acetylcholin. Ein Mangel an Kaliumionen hemmt anabole Prozesse im Körper.

Chlor Es ist außerdem das wichtigste Anion in der extrazellulären Flüssigkeit und sorgt für einen konstanten osmotischen Druck.

Kalzium und Phosphor kommen hauptsächlich im Knochengewebe vor (über 90 %). Der Kalziumgehalt in Plasma und Blut ist eine der biologischen Konstanten, da bereits geringfügige Veränderungen des Spiegels dieses Ions schwerwiegende Folgen für den Körper haben können. Eine Abnahme des Kalziumspiegels im Blut führt zu unwillkürlichen Muskelkontraktionen und Krämpfen und kann zum Tod durch Atemstillstand führen. Ein Anstieg des Kalziumgehalts im Blut geht mit einer Abnahme der Erregbarkeit des Nerven- und Muskelgewebes, dem Auftreten von Paresen, Lähmungen und der Bildung von Nierensteinen einher. Calcium ist für den Knochenaufbau notwendig und muss dem Körper daher in ausreichender Menge über die Nahrung zugeführt werden.

Phosphor ist am Stoffwechsel vieler Stoffe beteiligt, da es Teil energiereicher Verbindungen (z. B. ATP) ist. Die Ablagerung von Phosphor in den Knochen ist von großer Bedeutung.

Eisen ist Teil von Hämoglobin und Myoglobin, die für die Gewebeatmung verantwortlich sind, sowie von Enzymen, die an Redoxreaktionen beteiligt sind. Eine unzureichende Eisenzufuhr in den Körper stört die Hämoglobinsynthese. Eine verminderte Hämoglobinsynthese führt zu Anämie (Anämie). Der tägliche Eisenbedarf eines Erwachsenen beträgt 10-30 µg.

Jod kommt in geringen Mengen im Körper vor. Seine Bedeutung ist jedoch groß. Dies liegt daran, dass Jod zu den Schilddrüsenhormonen gehört, die einen ausgeprägten Einfluss auf alle Stoffwechselprozesse und das Wachstum habenund Entwicklung des Körpers.

Bildung und Energieverbrauch.

Die beim Abbau organischer Stoffe freigesetzte Energie reichert sich in Form von ATP an, dessen Menge im Körpergewebe auf einem hohen Niveau gehalten wird. ATP kommt in jeder Zelle des Körpers vor. Die größte Menge findet sich in der Skelettmuskulatur – 0,2–0,5 %. Jede Zellaktivität fällt immer zeitlich genau mit dem Abbau von ATP zusammen.

Die zerstörten ATP-Moleküle müssen wiederhergestellt werden. Dies geschieht aufgrund der Energie, die beim Abbau von Kohlenhydraten und anderen Stoffen freigesetzt wird.

Wie viel Energie der Körper verbraucht, lässt sich anhand der Wärmemenge beurteilen, die er an die äußere Umgebung abgibt.

Methoden zur Messung des Energieverbrauchs (direkte und indirekte Kalorimetrie).

Atmungskoeffizient.

Direkte Kalorimetrie basiert auf der direkten Bestimmung der im Laufe des Lebens vom Körper abgegebenen Wärme. Eine Person wird in eine spezielle kalorimetrische Kammer gebracht, in der die gesamte vom menschlichen Körper abgegebene Wärmemenge berücksichtigt wird. Die vom Körper erzeugte Wärme wird von Wasser absorbiert, das durch ein zwischen den Wänden der Kammer verlegtes Rohrsystem fließt. Die Methode ist sehr aufwendig und kann in speziellen wissenschaftlichen Einrichtungen eingesetzt werden. Daher finden sie in der praktischen Medizin breite Anwendung. indirekte Methode Kalorimetrie. Der Kern dieser Methode besteht darin, dass zunächst das Volumen der Lungenbeatmung und dann die Menge an absorbiertem Sauerstoff und freigesetztem Kohlendioxid bestimmt wird. Man nennt das Verhältnis des freigesetzten Kohlendioxidvolumens zum aufgenommenen Sauerstoffvolumen respiratorischer Quotient . Der Wert des Atmungskoeffizienten kann zur Beurteilung der Beschaffenheit oxidierter Substanzen im Körper herangezogen werden.

Bei Oxidation Der Kohlenhydrat-Atmungsquotient beträgt 1 als zur vollständigen Oxidation eines Moleküls Glucose Um zu Kohlendioxid und Wasser zu gelangen, sind 6 Sauerstoffmoleküle erforderlich, dabei werden 6 Moleküle Kohlendioxid freigesetzt:

С 6 Н12О 6 +60 2 =6С0 2 +6Н 2 0

Der Atmungskoeffizient für die Proteinoxidation beträgt 0,8, für die Fettoxidation 0,7.

Ermittlung des Energieverbrauchs durch Gasaustausch. MengeWärme, die im Körper freigesetzt wird, wenn 1 Liter Sauerstoff verbraucht wird - Kalorienäquivalent von Sauerstoff - hängt von der Oxidation der verwendeten Stoffe mit Sauerstoff ab. Kalorienäquivalent Sauerstoff während der Oxidation von Kohlenhydraten ist gleich 21,13 kJ (5,05 kcal), Proteine— 20,1 kJ (4,8 kcal), Fett - 19,62 kJ (4,686 kcal).

Energieverbrauch beim Menschen wird wie folgt bestimmt. Die Person atmet 5 Minuten lang durch ein Mundstück im Mund. Das Mundstück, verbunden mit einer Tasche aus gummiertem Stoff, hat Ventile Sie sind so angeordnet Was Der Mensch atmet frei atmosphärisch Luft und atmet Luft in den Beutel aus. Verwendung von Gas Std. Messen Sie das Volumen der ausgeatmeten Luft Luft. Die Indikatoren des Gasanalysators bestimmen den Anteil von Sauerstoff und Kohlendioxid in der von einer Person ein- und ausgeatmeten Luft. Anschließend werden die aufgenommene Sauerstoffmenge und das freigesetzte Kohlendioxid sowie der Atmungsquotient berechnet. Anhand der entsprechenden Tabelle wird das Kalorienäquivalent von Sauerstoff anhand des Atemkoeffizienten ermittelt und der Energieverbrauch ermittelt.

Grundstoffwechsel und seine Bedeutung.

BX- die minimale Energiemenge, die erforderlich ist, um die normale Funktion des Körpers in völliger Ruhe aufrechtzuerhalten, unter Ausschluss aller inneren und äußeren Einflüsse, die das Niveau der Stoffwechselprozesse erhöhen könnten. Der Grundstoffwechsel wird morgens auf nüchternen Magen (12-14 Stunden nach der letzten Mahlzeit), in Rückenlage, bei völliger Muskelentspannung, bei angenehmen Temperaturbedingungen (18-20 °C) bestimmt. Der Grundstoffwechsel wird durch die vom Körper freigesetzte Energiemenge (kJ/Tag) ausgedrückt.

In einem Zustand völliger körperlicher und geistiger Ruhe der Körper verbraucht Energie zu: 1) ständig ablaufenden chemischen Prozessen; 2) mechanische Arbeit einzelner Organe (Herz, Atemmuskulatur, Blutgefäße, Darm usw.); 3) ständige Aktivität des Drüsen-Sekretionsapparates.

Der Grundstoffwechsel hängt von Alter, Größe, Körpergewicht und Geschlecht ab. Der intensivste Grundstoffwechsel pro 1 kg Körpergewicht wird bei Kindern beobachtet. Mit zunehmendem Körpergewicht steigt der Grundstoffwechsel. Der durchschnittliche Grundumsatz eines gesunden Menschen liegt bei ca 4,2 kJ (1 kcal) pro 1 Stunde pro 1 kg Gewicht Körper.

Im Hinblick auf den Energieverbrauch im Ruhezustand sind Körpergewebe heterogen. Innere Organe verbrauchen aktiver Energie, Muskelgewebe weniger aktiv.

Die Intensität des Grundstoffwechsels im Fettgewebe ist dreimal geringer als im Rest der Zellmasse des Körpers. Dünne Menschen produzieren mehr Wärme pro kgKörpergewicht als satt.

Frauen haben einen geringeren Grundumsatz als Männer. Dies liegt daran, dass Frauen weniger Masse und Körperoberfläche haben. Nach der Rubner-Regel ist der Grundstoffwechsel ungefähr proportional zur Körperoberfläche.

Es wurden saisonale Schwankungen im Wert des Grundstoffwechsels festgestellt – er stieg im Frühjahr an und nahm im Winter ab. Muskelaktivität führt zu einer Steigerung des Stoffwechsels im Verhältnis zur Schwere der geleisteten Arbeit.

Erhebliche Veränderungen im Grundstoffwechsel werden durch Funktionsstörungen von Organen und Körpersystemen verursacht. Bei erhöhter Schilddrüsenfunktion, Malaria, Typhus, Tuberkulose, begleitet von Fieber, steigt der Grundstoffwechsel.

Energieverbrauch bei körperlicher Aktivität.

Bei Muskelarbeit erhöht sich der Energieaufwand des Körpers deutlich. Dieser Anstieg der Energiekosten stellt einen Arbeitszuwachs dar, der umso größer ist, je intensiver die Arbeit ist.

Im Vergleich zum Schlaf erhöht sich der Energieverbrauch beim langsamen Gehen um das Dreifache und beim Laufen kurzer Distanzen im Wettkampf um mehr als das 40-fache.

Bei kurzzeitigem Training wird Energie durch die Oxidation von Kohlenhydraten verbraucht. Bei längerem Muskeltraining baut der Körper hauptsächlich Fette ab (80 % der gesamten benötigten Energie). Bei trainierten Sportlern wird die Energie der Muskelkontraktionen ausschließlich durch Fettoxidation bereitgestellt. Für eine körperlich arbeitende Person steigen die Energiekosten proportional zur Arbeitsintensität.

ERNÄHRUNG.

Die Auffüllung der Energiekosten des Körpers erfolgt durch Nährstoffe. Lebensmittel sollten Proteine, Kohlenhydrate, Fette, Mineralsalze und Vitamine in kleinen Mengen und im richtigen Verhältnis enthalten. VerdaulichkeitNährstoffe abhängigvon den individuellen Eigenschaften und dem Zustand des Körpers, von der Menge und Qualität der Nahrung, dem Verhältnis ihrer verschiedenen Bestandteile und der Art der Zubereitung. Pflanzliche Lebensmittel sind schlechter verdaulich als tierische Produkte, da pflanzliche Lebensmittel mehr Ballaststoffe enthalten.

Eine Proteindiät fördert die Aufnahme und Verdaulichkeit von Nährstoffen. Wenn in der Nahrung Kohlenhydrate überwiegen, wird die Aufnahme von Proteinen und Fetten verringert. Der Ersatz pflanzlicher Produkte durch Produkte tierischen Ursprungs fördert die Stoffwechselprozesse im Körper. Wenn Sie Proteine ​​aus Fleisch oder Milchprodukten anstelle von pflanzlichen und Weizenbrot anstelle von Roggenbrot verabreichen, erhöht sich die Verdaulichkeit von Lebensmitteln erheblich.

Um eine ordnungsgemäße Ernährung des Menschen sicherzustellen, muss daher der Grad der Aufnahme von Nahrungsmitteln durch den Körper berücksichtigt werden. Darüber hinaus müssen Lebensmittel unbedingt alle essentiellen (essentiellen) Nährstoffe enthalten: Proteine ​​und essentielle Aminosäuren, Vitamine,hochungesättigte Fettsäuren, Mineralien und Wasser.

Der Großteil der Nahrung (75-80 %) besteht aus Kohlenhydraten und Fetten.

Diät- die Menge und Zusammensetzung der Lebensmittel, die eine Person pro Tag benötigt. Es muss den täglichen Energiebedarf des Körpers decken und alle Nährstoffe in ausreichender Menge enthalten.

Um Lebensmittelrationen zusammenzustellen, ist es notwendig, den Gehalt an Proteinen, Fetten und Kohlenhydraten in Lebensmitteln sowie deren Energiewert zu kennen. Anhand dieser Daten ist es möglich, eine wissenschaftlich fundierte Ernährung für Menschen unterschiedlichen Alters, Geschlechts und Berufs zu erstellen.

Ernährung und ihre physiologische Bedeutung. Es ist notwendig, eine bestimmte Diät einzuhalten und diese richtig zu organisieren: konstante Essenszeiten, angemessene Abstände zwischen ihnen, Verteilung der täglichen Ernährung über den Tag. Sie sollten immer zu einer bestimmten Zeit essen, mindestens dreimal am Tag: Frühstück, Mittag- und Abendessen. Der Energiewert des Frühstücks sollte etwa 30 % der Gesamtnahrung ausmachen, das Mittagessen 40–50 % und das Abendessen 20–25 %. Es wird empfohlen, 3 Stunden vor dem Zubettgehen zu Abend zu essen.

Die richtige Ernährung sorgt für eine normale körperliche Entwicklung und geistige Aktivität, erhöht die Leistungsfähigkeit, Reaktionsfähigkeit und Widerstandsfähigkeit des Körpers gegenüber Umwelteinflüssen.

Nach den Lehren von I. P. Pavlov über konditionierte Reflexe passt sich der menschliche Körper an einen bestimmten Zeitpunkt des Essens an: Appetit entsteht und Verdauungssäfte werden freigesetzt. Richtige Abstände zwischen den Mahlzeiten sorgen in dieser Zeit für ein Sättigungsgefühl.

Dreimal am Tag zu essen ist im Allgemeinen physiologisch. Vorzuziehen sind jedoch vier Mahlzeiten am Tag, wodurch die Aufnahme von Nährstoffen, insbesondere Proteinen, erhöht wird, zwischen den einzelnen Mahlzeiten kein Hungergefühl auftritt und ein guter Appetit erhalten bleibt. In diesem Fall beträgt der Energiewert des Frühstücks 20 %, des Mittagessens 35 %, des Nachmittagssnacks 15 % und des Abendessens 25 %.

Ausgewogene Ernährung. Eine rationale Ernährung gilt dann, wenn der Nahrungsbedarf quantitativ und qualitativ vollständig gedeckt wird und sämtliche Energiekosten erstattet werden. Es fördert das richtige Wachstum und die Entwicklung des Körpers, erhöht seine Widerstandsfähigkeit gegen schädliche Einflüsse der äußeren Umgebung, fördert die Entwicklung der funktionellen Fähigkeiten des Körpers und erhöht die Arbeitsintensität. Rationale Ernährung umfasst die Entwicklung von Nahrungsmittelrationen und Diäten in Bezug auf verschiedene Bevölkerungsgruppen und Lebensbedingungen.

Wie bereits angedeutet, basiert die Ernährung eines gesunden Menschen auf täglichen Lebensmittelrationen. Als Diät bezeichnet man die Diät und Diät des Patienten. Jede Diät hat bestimmte Bestandteile der Ernährung und zeichnet sich durch folgende Eigenschaften aus: 1) Energiewert; 2) chemische Zusammensetzung; 3) physikalische Eigenschaften (Volumen, Temperatur, Konsistenz); 4) Diät.

Regulierung von Stoffwechsel und Energie.

Bedingte Reflexveränderungen im Stoffwechsel und in der Energie werden beim Menschen im Vorstart- und Vorarbeitszustand beobachtet. Sportler vor Wettkampfbeginn und Arbeiter vor der Arbeit erleben einen Anstieg des Stoffwechsels und der Körpertemperatur, einen Anstieg des Sauerstoffverbrauchs und die Freisetzung von Kohlendioxid. Kann bedingte Reflexveränderungen im Stoffwechsel verursachen, Energie und thermische Prozesse Leute haben verbale Anregung.

Nervöser Einfluss Stoffwechsel- und Energiesysteme Prozesse im Körper auf verschiedene Arten durchgeführt:

Direkter Einfluss des Nervensystems (über den Hypothalamus, efferente Nerven) auf Gewebe und Organe;

Indirekte Beeinflussung des Nervensystems durchHypophyse (Somatotropin);

IndirektEinfluss des Nervensystems durch Tropen Hormone Hypophyse und periphere Drüsen des Inneren Sekretion;

Direkter Einflussnervös System (Hypothalamus) auf die Aktivität der endokrinen Drüsen und über diese auf Stoffwechselvorgänge in Geweben und Organen.

Der Hauptteil des Zentralnervensystems, der alle Arten von Stoffwechsel- und Energieprozessen reguliert, ist Hypothalamus. Einen ausgeprägten Einfluss auf Stoffwechselprozesse und die Wärmeerzeugung hat innere Drüsen Sekretion. Hormone der Nebennierenrinde und der Schilddrüse steigern in großen Mengen den Katabolismus, also den Abbau von Proteinen.

Der Körper zeigt deutlich den eng miteinander verbundenen Einfluss des Nerven- und Hormonsystems auf Stoffwechsel- und Energieprozesse. So wirkt sich die Erregung des sympathischen Nervensystems nicht nur direkt stimulierend auf Stoffwechselvorgänge aus, sondern erhöht auch die Ausschüttung von Schilddrüsen- und Nebennierenhormonen (Thyroxin und Adrenalin). Dadurch werden Stoffwechsel und Energie weiter gefördert. Darüber hinaus erhöhen diese Hormone selbst den Tonus des sympathischen Nervensystems. Signifikante Veränderungen im Stoffwechsel Und Wärmeaustausch findet statt, wenn im Körper ein Mangel an Hormonen der endokrinen Drüsen vorliegt. Beispielsweise führt ein Mangel an Thyroxin zu einer Verringerung des Grundstoffwechsels. Dies ist auf einen geringeren Sauerstoffverbrauch des Gewebes und eine geringere Wärmeerzeugung zurückzuführen. Dadurch sinkt die Körpertemperatur.

Hormone der endokrinen Drüsen sind an der Regulierung des Stoffwechsels beteiligt Und Energie, Veränderung der Durchlässigkeit von Zellmembranen (Insulin), Aktivierung der körpereigenen Enzymsysteme (Adrenalin, Glucagon usw.) und Beeinflussung über ihre Biosynthese (Glukokortikoide).

Somit erfolgt die Regulierung des Stoffwechsels und der Energie durch das Nerven- und Hormonsystem, das die Anpassung des Körpers an die sich ändernden Bedingungen seiner Umgebung gewährleistet.

Der Stoffwechsel, oder wie er auch „Metabolismus“ genannt wird, ist ein komplexer Prozess, an dem viele verschiedene Systeme beteiligt sind. Dieser Prozess ist für unseren Körper so komplex und bedeutsam, dass er keine Sekunde aufhört.

Was ist Stoffwechsel:

Stoffwechsel im menschlichen Körper:

Ein Prozess, der den Abbau von Proteinen, Fetten und Kohlenhydraten beinhaltetDadurch erhält der Körper die nötige Energie, um die volle Funktionsfähigkeit sicherzustellen. Unser Körper funktioniert dank der Arbeit von Stoffwechselprozessen in Zellen. Damit der Körper richtig funktionieren kann, muss ihm ausreichend Nahrung zugeführt werden, die durch chemische Reaktionen in Hormone und Enzyme umgewandelt wird.

Was sind Enzyme:

Enzyme sind Substanzen, die an chemischen Reaktionen beteiligt sind, die Fette, Proteine ​​und Kohlenhydrate abbauen. Durch solche Prozesse wird die lebenswichtige Aktivität der Zellen aufrechterhalten. Moderne Forschungen haben das Vorhandensein von etwa 3,5 Tausend Enzymen gezeigt. Allerdings können Enzyme ihre Prozesse ohne die Hilfe von Hormonen nicht vollständig durchführen, da sie unter der Kontrolle der Hormone selbst stehen.

Was sind Hormone:

Hormone werden von Drüsen des endokrinen Systems produziert. Sie interagieren mit einer Art von Enzymen und hemmen die Arbeit anderer. Es ist zu beachten, dass Menschen, die Hormone in Tablettenform einnehmen, ihr Gleichgewicht im Körper nicht vollständig und richtig kontrollieren können. Hormone wirken auf unterschiedliche Weise auf den Körper, indem sie die Funktion einiger Organe verbessern und gleichzeitig die Funktion anderer verschlechtern. Erwägen Sie beispielsweise die Einnahme von Hormonen zur Behandlung von Gelenken, die zu Sehstörungen führen können.

Stoffwechselarten:

Es gibt zwei Arten des Grundstoffwechsels im Körper:

Anabolismus

Unter diesem Begriff versteht man einen chemischen Prozess, der die Erneuerung und Bildung neuer Zellen, Gewebe und organischer Substanzen beinhaltet. Durch diesen Prozess wird eine gewisse Energiemenge angesammelt, die nach und nach zum Schutz des Körpers vor äußeren, ungünstigen Faktoren wie verschiedenen Krankheiten und Infektionen genutzt wird und auch das Wachstum des gesamten Körpers fördert.

Katabolismus

Das Gegenteil von Anabolismus, dem Prozess, bei dem Fette, Kohlenhydrate und Proteine ​​zur Energiegewinnung aufgespalten werden. Dieser Vorgang ist für den Körper nicht weniger wichtig und Teil des allgemeinen Stoffwechselprozesses. Eine katabolische chemische Reaktion zerlegt große Molekülformeln in kleinere und setzt dabei Energie frei. Im Falle eines Überschusses an freigesetzter Energie speichert der Körper diese jedoch in Form von Fettgewebe.

Unser Körper benötigt vor allem die Stoffe, die er braucht, wie zum Beispiel:

• Wasser
  
• Eichhörnchen
  
• Kohlenhydrate
  
• Fette
  
• Mineralien und Vitamine
  

Diese Bestandteile sind die Bausteine ​​unseres Körpers; sie helfen bei der Bildung neuer Gewebe und Zellen, die das Wachstum fördern. Viele verschiedene Faktoren haben großen Einfluss auf den Stoffwechsel. Dazu gehören: körperliche Aktivität, Körpertyp, Anzahl der aufgenommenen Kalorien und andere.

Verlangsamen Stoffwechsel, der Grund dafür sind strenge Diäten, Fasten, Schlafmangel und Kohlenhydratverweigerung. Wenn der Körper nicht genügend Kalorien und lebensnotwendige Nährstoffe erhält, dann ist dies der Fallwird als Hungern angesehen, und der Prozess der Schonung aller Ressourcen beginnt, die Fettansammlung beginnt. Der Körper schützt dich vor dem Tod, er kümmert sich um dich.

Auch starke körperliche Aktivität verlangsamt den Stoffwechsel. Nun, das Interessanteste ist, dass ein sitzender Lebensstil auch dazu führt, dass der Körper Fett ansammelt, was vom Körper auch als Problem angesehen wird.

Wie beschleunigt man den Stoffwechselprozess? Alles erfordert die richtige Herangehensweise, nämlich:

• Essen Sie oft und in kleinen Portionen, befolgen Sie eine Diät.
• Achten Sie auf Sport
• Versorgen Sie den Körper mit Vitaminen und Mineralstoffen in der erforderlichen Menge
• Lassen Sie das Frühstück nicht aus
• Ausreichend Wasser trinken

Was das Training betrifft, sollten hier Krafttraining (Bodybuilding) und Cardiotraining (Laufen, Schwimmen, Radfahren etc.) vorherrschen. Ihr Training sollte hart sein, damit Sie sich nach einem guten Training ehrlich loben können, aber es sollte nicht belastend sein. Viel bedeutet nicht gut; in allem muss es einen goldenen Mittelweg geben. Warum sollte man das Frühstück nicht auslassen? Das Frühstück ist die wichtigste aller Mahlzeiten, die den Stoffwechsel in Gang setzt, und ich möchte Sie auch daran erinnern, dass sich der Stoffwechsel nach der Nacht verlangsamt, aber wir werden ihn beschleunigen, indem wir pünktlich frühstücken. Vitamine und Mineralstoffe müssen zusätzlich eingenommen werden, um ein optimales Gleichgewicht im Körper aufrechtzuerhalten. Auch hier sollten Sie Früchte nicht übermäßig konsumieren, sie enthalten viel Fruktose, denken Sie daran. Häufiges Essen in kleinen Portionen beschleunigt den Stoffwechsel, optimal ist es, alle 2,5 – 3 Stunden zu essen. Nun, Wasser ist ein wesentlicher Bestandteil von allem, was oben beschrieben wurde; die richtige Menge Wasser zu trinken ist wichtig für den Körper und während des Trainings.

Mein Rat: Sie müssen lernen, auf jedes kleine Detail zu achten. Wenn etwas nicht berücksichtigt wird, wirkt sich das am Ende auf das Ergebnis aus.

Ich wünsche euch allen viel Erfolg und Geduld!

Stoffwechsel ist eine Reihe chemischer Umwandlungen, die in lebenden Organismen stattfinden und deren Wachstum, Entwicklung, lebenswichtige Prozesse, Fortpflanzung von Nachkommen und aktive Interaktion mit der Umwelt sicherstellen.
In allen lebenden Organismen, von den primitivsten bis zu den komplexesten, wie etwa dem Menschen, sind Stoffwechsel und Energie die Lebensgrundlagen. Dank ihr erhält jeder Organismus nicht nur seine Existenz, sondern entwickelt und wächst. Der Stoffwechsel bestimmt den zyklischen Charakter des Lebens: Geburt, Wachstum und Entwicklung, Altern und Tod.

Plastik- und Energiestoffwechsel

Unter Plastikaustausch Prozesse verstehen, bei denen in Zellen neue Verbindungen und neue Strukturen entstehen, die für einen bestimmten Organismus charakteristisch sind. Unter Energiestoffwechsel solche Energieumwandlungen verstehen, bei denen durch biologische Oxidation die für das Leben von Zellen, Geweben und dem gesamten Organismus notwendige Energie freigesetzt wird.
Das Ergebnis der biologischen Oxidation ist die Bildung von Kohlendioxid-, Ammoniak-, Phosphor-, Natrium- und Chlorverbindungen, die aus dem Körper ausgeschieden werden. Dies ist die letzte Stufe des Stoffwechsels. Die Durchführung erfolgt durch Blut, Lunge, Schweißdrüsen und Harnorgane.

Stoffwechsel und Energie sind eine Reihe chemischer und physikalischer Umwandlungen, die in den Zellen und Geweben eines lebenden Organismus stattfinden und dessen Lebensfähigkeit sicherstellen. Die Essenz des Stoffwechsels oder Stoffwechsels ist die sequentielle Aufnahme verschiedener Substanzen aus der äußeren Umgebung durch den Körper, die Aufnahme, Verwendung, Ansammlung und der Verlust von Substanzen und Energie im Laufe des Lebens, die es dem Körper ermöglichen, sich selbst zu erhalten, zu wachsen, sich zu entwickeln und sich anzupassen die Umwelt und reproduzieren sich selbst.

Stoffwechselprozesse laufen in Form aufeinanderfolgender Phasen ab: 1) Energiegewinnung aus organischen Substanzen, die mit der Nahrung in den Körper gelangen; 2) Umwandlung der Abbauprodukte von Nährstoffen in „Bausteine“ für die Synthese körpereigener Substanzen; 3) Synthese von Proteinen, Nukleinsäuren, Fetten, Kohlenhydraten und anderen Zellelementen; 4) Synthese und Zerstörung jener biologisch aktiven Moleküle, die für die Umsetzung spezifischer Körperfunktionen notwendig sind.

Der Zweck des Stoffwechsels und der Energie besteht darin, erstens den plastischen Bedarf des Körpers zu decken, das heißt, dem Körper die Chemikalien zuzuführen, die für den Aufbau seiner Strukturelemente und die Wiederherstellung von Substanzen erforderlich sind, die im Körper zerfallen und verloren gehen vom Körper; zweitens darin, alle lebenswichtigen Funktionen des Körpers mit Energie zu versorgen.

Markieren BX(findet bei völliger Ruhe statt) und Zwischenstoffwechsel (die Reihe chemischer Umwandlungen von dem Moment, in dem verdaute Nahrungssubstanzen ins Blut gelangen, bis zur Freisetzung von Stoffwechselprodukten aus dem Körper).

Der Stoffwechsel wird in zwei miteinander verbundene und gleichzeitig ablaufende Prozesse in der Zelle unterteilt – Assimilation (Anabolismus) und Dissimilation (Katabolismus). Beim Anabolismus werden komplexe Substanzen aus einfacheren Vorläufermolekülen biosynthetisiert. Gleichzeitig synthetisiert jede Zelle ihre Eigenschaften Eichhörnchen, Fette, Kohlenhydrate und andere Verbindungen. Beim Katabolismus werden große organische Moleküle in einfache Verbindungen zerlegt und gleichzeitig Energie freigesetzt, die hauptsächlich in Form von ATP gespeichert wird. Unter Katabolismus versteht man den Energiestoffwechsel, der dafür sorgt, dass die Zellen mit der lebensnotwendigen Energie versorgt werden. Im Laufe des Lebens werden unterschiedliche quantitative Beziehungen zwischen den Prozessen der Assimilation und Dissimilation beobachtet: In einem wachsenden Organismus überwiegt die Assimilation; etwa im Alter von 22-25 bis 60 Jahren stellt sich ein relatives Gleichgewicht von Anabolismus und Katabolismus ein; Nach 60 Jahren übertreffen die Dissimilationsprozesse die Assimilationsprozesse geringfügig, was mit Veränderungen der Funktionsfähigkeit verschiedener Körpersysteme einhergeht.

Die Hauptstadien des Stoffwechsels und ihre Bedeutung. Die wichtigsten für das Funktionieren des Körpers notwendigen Stoffe sind Eichhörnchen, Fette, Kohlenhydrate, Mineralien, Vitamine Und Wasser. Die Stoffwechselvorgänge dieser Stoffe weisen ihre eigenen charakteristischen Merkmale auf. Daneben gibt es aber allgemeine Muster, die es uns ermöglichen, drei Stufen des Stoffwechsels zu unterscheiden: 1) Verarbeitung von Nahrungsprodukten in den Verdauungsorganen, 2) interstitieller Stoffwechsel, 3) Bildung endgültiger Stoffwechselprodukte.

Erste Stufe- Dies ist der sequentielle Abbau der chemischen Bestandteile der Nahrung im Magen-Darm-Trakt in niedermolekulare Strukturen und die Aufnahme der resultierenden einfachen chemischen Produkte in das Blut oder die Lymphe.

Der Abbau von Proteinen, Fetten und Kohlenhydraten erfolgt unter dem Einfluss spezifischer Enzyme. Proteine ​​werden durch Peptide in Aminosäuren, Fette durch Lipasen in Glycerin und Fettsäuren, komplexe Kohlenhydrate durch Amylasen in Monosaccharide zerlegt. Der Energiewert der ersten Stoffwechselstufe ist unbedeutend und besteht hauptsächlich in der Umwandlung von Nährstoffen in ihre einfachsten Formen, die anschließend als Energiequelle dienen können. Diese Formen sind Aminosäuren (ca. 20), drei Hexosen (Glukose, Fruktose und Galaktose), Pentose, einige seltenere Zucker, Glycerin und Fettsäuren. Sie werden leicht in das Blut und die Lymphe aufgenommen und über den Blutkreislauf zur Leber und zum peripheren Gewebe transportiert, wo sie weiteren Umwandlungen unterliegen.

Zweite Phase Der Stoffwechsel vereint die Umwandlung von Aminosäuren, Monosacchariden, Glycerin und Fettsäuren. Der Prozess des interstitiellen Stoffwechsels führt zur Bildung einiger Schlüsselverbindungen, die das Zusammenspiel zwischen einzelnen Stoffwechselwegen sowie zwischen den Prozessen der Synthese und des Abbaus bestimmen; Im übertragenen Sinne werden sie Stoffwechselkessel oder allgemeiner Stoffwechselkessel genannt (Abb. 21). Eine solche Verbindung ist beispielsweise Brenztraubensäure, Pyruvat, die als Bindeglied zwischen Kohlenhydraten, Fetten und den meisten Aminosäuren fungiert. Brenztraubensäure ist ein häufiges Abbauprodukt von Kohlenhydraten, Fetten und dem stickstofffreien Rest einiger Aminosäuren. Daneben kann Brenztraubensäure als Produkt zur Synthese von Kohlenhydraten und Fetten dienen und auch an der Transaminierung von Aminosäuren beteiligt sein.

Das wichtigste Schlüsselprodukt ist Acetyl-Coenzym A („aktives Acetat“), das durch mehrstufige oxidative Decarboxylierung von Brenztraubensäure und anschließende Zugabe von Coenzym A entsteht. Acetyl-Coenzym A ist ein Nukleotid, das ein energiereiches Sulfid enthält Bindung. 0H unterliegt leicht einer weiteren Oxidation und dient auch als verbindendes Bindeglied für den Stoffwechsel von Fettsäuren und einigen Aminosäuren.

Dadurch wird der Stoffwechsel von Fetten, Proteinen und Kohlenhydraten auf einen gemeinsamen Weg reduziert – den Tricarbonsäurezyklus (Krebs-Zyklus), den oxidativen Abbau der Endprodukte des Stoffwechsels von Kohlenhydraten, Fetten und Aminosäuren. Somit sind die Stoffwechselprozesse von Kohlenhydraten, Fetten und Proteinen auf der Stufe der wichtigsten Stoffwechselprodukte miteinander verbunden und haben einen gemeinsamen Endweg (Abb. 21).

Eichhörnchen		Kohlenhydrate		Fette
âá		âá		â
Aminosäuren		Monosaccharide		Glycerin		Fettsäure
â		âá		âá
	Brenztraubensäure
		â
		Acetyl-Coenzym A
		â
		Tricarbonsäurezyklus	2H	Atmungskette
		à
		ß
		2H
		à
		â â	2H
		H 2 O CO 2

Reis. 21. Diagramm des Zusammenhangs zwischen dem Stoffwechsel von Kohlenhydraten, Proteinen und Fetten (nach: Drschewezkaja, 1994)

Die Prozesse des interstitiellen Stoffwechsels führen zur Synthese artspezifischer Proteine, Fette und Kohlenhydrate und ihrer Komplexe – Nukleoproteine, Phospholipide etc., also zur Bildung der Bestandteile des Körpers. Daneben dienen interstitielle Austauschprozesse als Hauptenergiequelle. Der Hauptteil der Energie (2/3) wird durch Oxidation im Krebszyklus freigesetzt. Bei den Zwischenumwandlungen von Kohlenhydraten, Fetten und Proteinen wird die freigesetzte Energie in die Energie spezieller chemischer Verbindungen, der sogenannten, umgewandelt Makroerge, also Verbindungen, in denen sich viel Energie ansammelt.

Im menschlichen Körper übernehmen verschiedene Phosphorverbindungen, hauptsächlich Adenosintriphosphorsäure (ATP), die Funktion von Makroergen. In ATP werden 60–70 % der gesamten beim interstitiellen Nährstoffstoffwechsel freigesetzten Energie gespeichert. Und nur 30-40 % der bei der Oxidation von Proteinen, Fetten und Kohlenhydraten freigesetzten Energie werden in Wärmeenergie umgewandelt und im Zuge der Wärmeübertragung vom Körper an die äußere Umgebung abgegeben.

Dritter Abschnitt Der Austausch besteht in der Bildung und Freisetzung von Endprodukten des Austauschs. Stickstoffhaltige Produkte werden (hauptsächlich) über den Urin, den Kot und in geringen Mengen über die Haut ausgeschieden. Kohlenstoff wird hauptsächlich in Form von CO 2 über die Lunge und teilweise über Urin und Kot ausgeschieden. Wasserstoff wird hauptsächlich in Form von Wasser über die Lunge und die Haut sowie über Urin und Kot freigesetzt. Mineralstoffe werden auf die gleiche Weise ausgeschieden.

Proteinstoffwechsel. Die Bedeutung von Proteinen. Proteine ​​oder Proteine ​​sind hochmolekulare organische Verbindungen, die aus Aminosäureresten aufgebaut sind. Unter den organischen Elementen nehmen Proteine ​​​​den Spitzenplatz ein und machen mehr als 50 % der Trockenmasse der Zelle aus. Sie erfüllen folgende Funktionen:

1) Kunststoff – das Hauptbaumaterial zellulärer Strukturen (Teil des Zytoplasmas, Hämoglobins und vieler Hormone);

2) enzymatisch – Proteinenzyme katalysieren Stoffwechselprozesse (Atmung, Verdauung, Ausscheidung);

3) Energie – versorgt den Körper mit Energie, die durch den Abbau von Proteinen entsteht;

4) schützend – Blutplasmaproteine ​​sorgen für Immunität;

5) homöostatisch – sorgt für die Konstanz der Wasser-Salz-Umgebung des Körpers;

6) motorisch – das Zusammenspiel der kontraktilen Proteine ​​Aktin und Myosin während der Muskelkontraktion.

Proteine ​​sind die materiellen Träger des Lebens und bilden die Grundlage aller Zellstrukturen. Die Proteinbiosynthese bestimmt das Wachstum, die Entwicklung und die Selbsterneuerung aller Strukturelemente im Körper. Die wichtige Rolle von Proteinen bestimmt die Notwendigkeit ihrer häufigen Erneuerung. Die Geschwindigkeit des Proteinumsatzes ist je nach Gewebe unterschiedlich. Proteine ​​in der Leber, der Darmschleimhaut sowie anderen Organen und im Blutplasma werden mit höchster Geschwindigkeit erneuert. Beispielsweise werden in der menschlichen Leber täglich etwa 25 g neues Protein gebildet, etwa 20 g pro Tag im Zytoplasma und etwa 8 g im Hämoglobin ersetzt. Unter normalen Bedingungen sind es bis zu 400 g neues Protein wird täglich im Körper eines Erwachsenen produziert und die gleiche Menge wird abgebaut. Die Hälfte der Proteinzusammensetzung der Leber wird innerhalb von nur 5-7 Tagen durch neues Protein ersetzt. Die Proteine, aus denen die Zellen des Gehirns, des Herzens und der Keimdrüsen bestehen, werden langsamer erneuert, und noch langsamer die Proteine ​​der Muskeln, der Haut und insbesondere des Stützgewebes (Sehnen, Knochen, Knorpel).

Vollständige und unvollständige Proteine. Der Proteinstoffwechsel des Körpers steht in engem Zusammenhang mit der Proteinernährung. Die Aminosäurezusammensetzung von Lebensmitteln ist für die Proteinsynthese von großer Bedeutung. Alle bei der Proteinsynthese verwendeten Aminosäuren werden in zwei Gruppen eingeteilt: 1) nicht essentielle, deren Mangel in der Nahrung durch andere Aminosäuren ausgeglichen werden kann, und 2) essentielle oder lebenswichtige, nicht im Körper gebildete, fehlende Aminosäuren was zu einer Störung der Proteinsynthese führt.

Es wurde festgestellt, dass von den 20 Aminosäuren, aus denen Proteine ​​bestehen, 12 synthetisiert werden (essentielle Aminosäuren) und 8 nicht synthetisiert werden (essentielle Aminosäuren). Ohne essentielle Aminosäuren wird die Proteinsynthese dramatisch gestört: Das Wachstum stoppt und das Körpergewicht sinkt. Zu den essentiellen Aminosäuren gehören Valin, Leucin, Isoleucin, Threonin, Methionin, Phenylallin, Tryptophan und Lysin. Beispielsweise führt das Fehlen der Aminosäure Lysin in der Nahrung zu Wachstumsstörungen bei Kindern und zur Erschöpfung ihrer Muskulatur. Valinmangel führt bei Kindern zu Gleichgewichtsstörungen.

Tierische Lebensmittel enthalten mehr essentielle Aminosäuren als pflanzliche Lebensmittel. Als Proteine ​​werden Proteine ​​bezeichnet, die den gesamten benötigten Satz an Aminosäuren enthalten biologisch vollständig. Den höchsten biologischen Wert haben Proteine ​​in Milch, Eiern, Fisch und Fleisch. Minderwertig Proteine ​​sind Proteine ​​aus Mais, Weizen, Gerste. Dabei ist zu beachten, dass zwei defekte Proteine ​​mit unterschiedlicher Aminosäurezusammensetzung gemeinsam den Bedarf des Körpers decken können. Dabei sollte die Nahrung des Kindes nicht nur eine ausreichende Menge an Proteinen enthalten, sondern auch Proteine ​​mit hoher biologischer Wertigkeit, also tierischen Ursprungs.

Stadien des Proteinstoffwechsels. Der Proteinstoffwechsel ist der Prozess der Assimilation (Synthese, Abbau und Ausscheidung) stickstoffhaltiger Verbindungen (hauptsächlich Proteine ​​und Aminosäuren) durch die Zellen und Gewebe des Körpers.

Die Proteinsynthese erfolgt aus Aminosäuren und Polypeptiden mit niedrigem Molekulargewicht, die beim Abbau von Proteinen im Verdauungssystem in Aminosäuren entstehen und ins Blut aufgenommen werden.

Der enzymatische Abbau von Proteinen erfolgt durch Proteinasen der Verdauungssäfte – Magen, Bauchspeicheldrüse, Darm.

Mittlerer Proteinstoffwechsel. Im Darm aufgenommene Aminosäuren und Peptide werden über das Blut zur Leber und zum peripheren Gewebe transportiert. Hier werden einige von ihnen für die Synthese von Körperproteinen verwendet, andere dienen der Bildung einer Reihe von Aminosäurederivaten (Purin- und Phosphatidbasen). Schließlich unterliegen einige Aminosäuren einer Desaminierung, d. h. der Entfernung der Aminogruppe von Aminosäuren und ihrer Umwandlung in stickstofffreie Produkte. Bei der Desaminierung abgespaltene Aminogruppen werden vom Körper in Form von Ammoniak und Harnstoff mit dem Urin ausgeschieden.

Somit besteht der interstitielle Proteinstoffwechsel aus mehreren Phasen: 1) Proteinbiosynthese; 2) Abbau von Gewebeproteinen, 3) Umwandlung von Aminosäuren. Beim interstitiellen Austausch von Aminosäuren entstehen physiologisch aktive Substanzen: Hormone, Nukleotide, Coenzyme (Abb. 22).

Durch den interstitiellen Proteinstoffwechsel entstehen Endprodukte (Ammoniak, Harnsäure, Kreatin). Harnstoff ist das Hauptendprodukt, das beim Proteinstoffwechsel entsteht. Es wird in der Leber aus Ammoniak synthetisiert, das bei der Desaminierung von Aminosäuren freigesetzt wird.

Stickstoffbilanz - das Verhältnis der Stickstoffmenge, die mit der Nahrung in den Körper gelangt und aus diesem freigesetzt wird. Da Proteine ​​​​Stickstoff enthalten, kann anhand der Stickstoffbilanz das Verhältnis der im Körper aufgenommenen und zerstörten Proteinmenge beurteilt werden:

Wenn man weiß, wie viel Stickstoff absorbiert wird, lässt sich leicht berechnen, wie viel Protein dem Körper zugeführt wird. Im Durchschnitt enthält Protein 16 % Stickstoff, d. h. 1 g Stickstoff in 6,25 g Protein. Wenn Sie also die Menge des absorbierten Stickstoffs mit 6,25 multiplizieren, können Sie die Menge an Protein bestimmen, die dem Körper zugeführt wird. Die Menge des täglichen Proteinabbaus wird auf die gleiche Weise bestimmt. Es besteht ein gewisser Zusammenhang zwischen der mit Nahrungsproteinen zugeführten Stickstoffmenge und der aus dem Körper ausgeschiedenen Stickstoffmenge. Dieser Zustand wird aufgerufen Stickstoffbilanz. Folglich wird im Zustand des Stickstoffgleichgewichts der Abbau von Proteinstrukturen im Körper durch Nahrungsproteine ​​quantitativ ausgeglichen. Der Stickstoffhaushalt charakterisiert den normalen Ablauf der Proteinstoffwechselprozesse im Körper unter Bedingungen einer ausreichenden Proteinernährung.

Proteinnahrung		Gewebeproteine
â Verfall		â Verfall
Peptide		Peptide
â		â
	Aminosäuren
Neoplasma â		â gegenseitige Umwandlung
Substanzen nicht proteinischer Natur		Aminosäuren
Aminosäuren	NH 3	Harnstoff
â
Gewebeproteine	Synthese	Verfall
	Biologisch aktive Substanzen: Hormone, Nukleotide, Coenzyme	Verfall	Metaboliten des Tricarbonsäurezyklus
		â
		CO 2 H 2 O

Reis. 22. Möglichkeiten der Verwendung von Aminosäuren im intrazellulären Stoffwechsel
(Von: Andreeva et al., 1998)

In Fällen, in denen die Stickstoffaufnahme seine Freisetzung übersteigt – positive Stickstoffbilanz. In diesem Fall hat die Proteinsynthese Vorrang vor ihrem Abbau. Eine stabile positive Stickstoffbilanz wird immer bei einer Zunahme des Körpergewichts beobachtet und wird während der Phase des Körperwachstums, während der Schwangerschaft aufgrund des fetalen Wachstums, während der Erholungsphase nach schweren Erkrankungen sowie während intensiven sportlichen Trainings, begleitet von, festgestellt eine Zunahme der Muskelmasse. In diesen Fällen kommt es zu einer Stickstoffretention im Körper (Stickstoffretention).

Proteine ​​werden im Körper nicht abgelagert, also nicht gespeichert. Wenn daher eine erhebliche Menge Protein mit der Nahrung aufgenommen wird, wird nur ein Teil davon für Plastikzwecke ausgegeben, während der Großteil für Energiezwecke ausgegeben wird. In diesem Zusammenhang muss dem Kind die optimale Proteinmenge mit einem Satz aller Aminosäuren verabreicht werden.

Wenn die vom Körper ausgeschiedene Stickstoffmenge die aufgenommene Menge übersteigt, wird dies als festgestellt negative Stickstoffbilanz. Eine negative Stickstoffbilanz tritt auf, wenn in der Nahrung ein völliger Mangel oder eine unzureichende Proteinmenge vorliegt, sowie wenn Lebensmittel mit unvollständigem Proteingehalt verzehrt werden. In all diesen Fällen kommt es zu Proteinmangel. Bei Proteinmangel nimmt die Intensität der Proteinsynthese und des Proteinabbaus ab.

Eine Abnahme der Aktivität der Proteinsynthese, insbesondere funktionell essentieller Proteine, führt zu Funktionsstörungen von Organen und Systemen. Ein wachsender Organismus leidet besonders darunter: Das Wachstum wird gehemmt, die Bildung des Skeletts wird gestört, was auf einen Mangel an plastischem Material zurückzuführen ist, das für den Aufbau zellulärer Strukturen notwendig ist.

Altersbedingte Merkmale des Proteinstoffwechsels. Im Körper eines Kindes laufen Wachstumsprozesse und die Bildung neuer Zellen und Gewebe intensiv ab. Daher ist der Bedarf an Proteinen bei einem Kind viel höher als bei einem Erwachsenen. Je intensiver die Wachstumsprozesse sind, desto größer ist der Proteinbedarf.

Das Institut für Ernährung der Russischen Akademie der Medizinischen Wissenschaften hat Normen für den täglichen Proteinbedarf pro 1 kg Körpergewicht für Kinder entwickelt: bis 1 Jahr – 5–5,5 g, von 1 bis 3 Jahren – 4–4,5 g, ab 4 bis 7 Jahre – 3,5–4 g, von 8 bis 12 Jahren – 3 g und über 12 Jahre – 2–2,5 g. Bei diesen Werten wird Stickstoff so weit wie möglich im Körper zurückgehalten. Nicht nur die Menge, sondern auch die Qualität des zugeführten Proteins ist wichtig. Die Vollständigkeit von Proteinen wird durch das Vorhandensein von Aminosäuren bestimmt, die für den Aufbau von Proteinen im Körper des Kindes notwendig sind.

Mit zunehmendem Alter verändert sich der Bedarf an einzelnen essentiellen und nicht-essentiellen Aminosäuren. Kinder des 1. Lebensjahres benötigen nicht nur eine deutlich größere Menge an Nukleinsäuren, sondern auch eine qualitativ andere Zusammensetzung an Nahrungsaminosäuren. Im gleichen Alter wird die größte Proteinretention im Körper beobachtet, da das Körpergewicht schnell zunimmt. Die größte positive Stickstoffbilanz wird in den ersten 3 Lebensmonaten beobachtet.

Anschließend sinkt der stets positive Bilanzwert und bis zum Jahresende gibt es keine wesentlichen Veränderungen in der Stickstoffbilanz. So beträgt beispielsweise nach A.F. Tolkachevskaya (1960) die Stickstoffretention bei Kindern im 1. Lebensjahr in g/kg durchschnittlich: 3 Monate – 0,28, 3–6 Monate – 0,20, 6–9 Monate – 0,21, 9– 12 Monate – 0,23 (zitiert aus: Markosjan, 1969). Der Grad, in dem der Körper Stickstoff verwertet, ist individuell unterschiedlich. Sowohl die Aufnahme als auch die Speicherung von Nahrungsstickstoff hängen nicht nur vom altersbedingten Bedarf des Körpers ab, sondern auch von der mit der Nahrung zugeführten Proteinmenge. Ein Kind hat im Gegensatz zu einem Erwachsenen die Fähigkeit, vorübergehend Proteine ​​anzusammeln. Je mehr Stickstoff mit der Nahrung zugeführt wird, desto größer ist seine Bindung im Körper (Tabelle 34).

Tisch 34. Stickstoffretention bei Vorschulkindern mit unterschiedlichem Proteingehalt in der Nahrung (nach: Makchamov, 1959)

Die beste Stickstoffretention wird bei Kindern im Alter von 1,6 bis 3 Jahren bei einer täglichen Proteindosis von 4 g pro 1 kg Gewicht beobachtet. Es wurde festgestellt, dass bei Kindern im Alter von 7 bis 8 Jahren eine tägliche Proteindosis von 2,2 bis 2,5 g pro 1 kg Gewicht nur das Stickstoffgleichgewicht aufrechterhält. Bei einer niedrigeren Dosis ist die Bilanz negativ und bei einer Dosis von 2,8-3 g pro 1 kg Gewicht wird sie positiv.

Mit zunehmendem Alter nimmt die Menge an unteroxidierten Produkten im Urin zu, die Verhältnisse zwischen den einzelnen Stickstoff- und Schwefelfraktionen im Urin verändern sich und es kommt zu Veränderungen in der Sekretion von Milchsäure und Kreatin.

Der niedrigste Gesamtstickstoffgehalt im Urin tritt in den ersten 3 Lebensmonaten auf, in den Folgemonaten und bis zum 1. Lebensjahr kommt es zu einem Anstieg des Stickstoffgehalts im Urin. Die tägliche Stickstoffausscheidung im Urin steigt insbesondere in den ersten 4 Lebensjahren rapide an. Im Alter von 4 bis 6 Jahren liegt der Gesamtstickstoff im Urin zwischen 98 und 162 mg/h. Die Stickstoffmenge pro 1 kg Gewicht erreicht ihren Maximalwert nach 6 Jahren und beginnt dann allmählich abzunehmen.

Pro 1 kg Gewicht steigt die Harnstoffmenge im 1. Lebensjahr allmählich an, verdoppelt sich im 2. Jahr, steigt dann bis zum Alter von 5-6 Jahren wieder allmählich an und beginnt dann zu sinken. Wenn also beispielsweise ein Neugeborenes 0,17 g Harnstoff pro 1 kg Körpergewicht mit dem Urin ausscheidet, sind es bei einem 6-Jährigen 0,81 und bei einem 13-Jährigen 0,64.

Somit entspricht der Zeitraum des intensivsten Wachstums der geringsten Harnstofffreisetzung. Bezüglich des Inhalts im Urin von Kindern Harnsäure, dann übersteigt seine Ausscheidung pro 1 kg Gewicht im ersten Lebensjahr die eines Erwachsenen deutlich. Der Harnsäuregehalt ist in den ersten 3 Monaten besonders hoch, nimmt dann etwas ab, übersteigt aber am Ende des Jahres immer noch die Erwachsenennorm um das 2- bis 4-fache. Die tägliche Harnsäuremenge steigt relativ gleichmäßig mit dem Alter und beträgt 260 mg im 2. Lebensjahr, 560 mg mit 10 Jahren, 600 mg mit 13 Jahren und 800 mg bei einem Erwachsenen. Gleichzeitig nimmt die relative Ausscheidung von Harnsäure mit zunehmendem Alter ab.

Ein weiteres Merkmal des Stickstoffstoffwechsels von Kindern ist die ständige Anwesenheit von Kreatin im Urin. Normalerweise wird Kreatin bei Erwachsenen nicht mit dem Urin ausgeschieden, aber bei Kindern dauert die Ausscheidung von Kreatin im Urin ab dem Zeitpunkt der Geburt bis zur Pubertät an. Mit zunehmendem Alter nimmt die Kreatinausscheidung im Urin deutlich ab, die Kreatininkonzentration steigt und erreicht im Alter von 15 bis 16 Jahren das Niveau eines Erwachsenen.

Im Alter von 5 bis 6 Jahren gibt es keine geschlechtsspezifischen Unterschiede bei der Freisetzung von Kreatin und Kreatinin; sie treten erst im Alter von 10 bis 13 Jahren auf, und Mädchen haben eine höhere Kreatinausschüttung als Jungen.

In Bezug auf die Kreatininausscheidung treten Geschlechtsunterschiede ab einem Alter von etwa 9 Jahren auf und machen sich im Alter von 14 bis 16 Jahren deutlicher bemerkbar. Bei Jungen ist die tägliche Kreatininausscheidung im Urin deutlich höher als bei Mädchen. Diese geschlechtsspezifischen Unterschiede lassen sich offenbar durch die stärkere Entwicklung der Muskulatur bei Jungen im Vergleich zu gleichaltrigen Mädchen erklären.