Энергетический обмен присущ каждой живой клетке; богатые энергией питательные вещества усваиваются и химически преобразуются, а конечные продукты обмена веществ с более низким содержанием энергии удаляются из клеток. Освобождающаяся при этом энергия используется для разных целей, например для поддержания клеточной структуры, а также ее активных процессов. Основными энергосодержащими веществами, поступающими из пищи, являются жиры, белки и углеводы. Вода, витамины и минералы не дают энергии, однако они тоже имеют важное значение: они используются для обеспечения протекания процессов пищеварения, всасывания питательных веществ, выделения энергии и накопления ее запасов, для образования, роста и развития тканей. Энергия из основных ее источников становится доступной благодаря реакции окисления кислородом, поступающим в организм при дыхании. По сути, эти вещества сгорают, выделяя энергию сгорания. Основными конечными продуктами этой реакции являются углекислый газ, вода и энергия. Энергия накапливается в виде соединения АТФ, аденозинтрифосфата, в митохондриях - структурных компонентах каждой клетки, откуда она извлекается по мере необходимости. Энергия, поступающая из пищи, измеряется в килокалориях (ккал) или килоджоулях (кДж). Выделенная в процессе обмена веществ (метаболизма) энергия распределяется в трех направлениях: 1) для поддержания базального метаболизма (метаболизма отдыха) - это деятельность нервной системы, вентиляция легких, сокращение сердца, биохимическая активность и т. д.; 2) для обеспечения активных процессов, в основном это мышечная активность; 3) для обеспечения термического эффекта пищи. Он состоит в повышении температуры тела через 1-3 часа после еды за счет переваривания пищи в ЖКТ и питательных веществ - в клетках. Около 10% энергии при этом расходуется на всасывание, метаболизм и накопление питательных веществ в запасниках. Все продукты отличаются по своей энергетической наполненности, в зависимости от содержания в них основных питательных веществ. Наиболее богаты энергией углеводы и жиры - это ее концентрат, белки дают наименьший ее процент, однако они являются основным строительным материалом для клеток. Важно также, каким способом готовят продукт и что к нему добавляют, это может значительно изменить его энергетическую ценность. Употребляя жирную и/или сладкую пищу, бедную водой и клетчаткой, вы рискуете получить слишком много калорий, а значит, накопить лишний жир. Белки из пищи расщепляются на аминокислоты. Представьте себе бусы - это цельный белок, а каждая бусинка - это аминокислота. Аминокислоты являются основным строительным материалом для организма, однако часть из них может использоваться и для получения энергии. Если из пищи поступает достаточное количество энергии, то аминокислоты в основном используются как строительный материал. Если же белка поступает больше необходимого, тогда излишек используется как источник энергии. Новые, необходимые для жизнедеятельности организма белки формируются из полученных аминокислот внутри клеток, благодаря заложенной в их ядрах генетической информации. Всего существует 20 аминокислот. Все они имеют одинаковое базовое строение, но разные дополнительные химические соединения (радикалы), прикрепленные к центральному атому углерода. Один белок может состоять из нескольких сотен аминокислот, соединенных в строго определенной последовательности. Если изменить местоположение хотя бы одной аминокислоты или удалить либо добавить хотя бы одну из них, то получится совершенно иной белок. Некоторые белки готовы к функциональной активности сразу после соединения всех аминокислот, а для некоторых необходимо перед этим присоединение сахарных, фосфорных, липидных групп или ионов металлов. Именно радикалы и дополнительные группы определяют характерную функцию для каждого белка. В организме белки выполняют ряд функций: они являются ферментами, гормонами, структурными элементами клеток, сократимых и транспортных структур, могут быть рецепторами, воротами и насосом в клеточной оболочке, регуляторами активности клетки и ее генов, некоторые белки служат защитными антителами. В результате расщепления углеводов образуется глюкоза - основное вещество для быстрого получения энергии. Для того чтобы глюкоза попала внутрь клеток и расщепилась с выделением энергии, нужен гормон поджелудочной железы - инсулин. Этот гормон проводит глюкозу через клеточную мембрану. Если его мало или нет совсем, то наступает "голод среди изобилия": глюкозы в крови много, а клетки ее не получают, а значит, энергия не выделяется. Такое состояние называют сахарным диабетом. Чтобы расщепить одну молекулу глюкозы, клетке необходимо шесть молекул кислорода. В результате реакции образуется 6 молекул углекислого газа, 6 молекул воды, а выделенной энергии хватает, чтобы образовать 38 молекул АТФ! Реакция протекает в несколько последовательных этапов, каждый из которых осуществляется под воздействием специфических ферментов. Триглицериды, которые составляют большую часть пищевых жиров (95%), расщепляются до жирных кислот и глицерина. После некоторых преобразований глицерин может расщепляться с выделением большого количества энергии путем, сходным с путем расщепления глюкозы. Одна молекула жирных кислот с короткой цепью (6 штук) атомов углерода при окислении выделяет достаточно энергии для получения 44 молекул АТФ. Помните, что глюкоза, в молекуле которой также 6 атомов углерода, дает только 38 молекул АТФ. Большая же часть молекул жирных кислот, как правило, имеет более длинные цепи, что дает возможность получать гораздо больше энергии. Если количество потребляемых килокалорий не соответствует количеству потраченных на жизнедеятельность, возникают значительные изменения в метаболизме. Если мы потребляем энергии больше, чем тратим, то организм накапливает ее излишки в своих запасниках. Лишние углеводы так же, как обычно, расщепляются до глюкозы, но лишняя глюкоза консервируется в виде гликогена в печени и мышцах. Однако это не безразмерные хранилища. Если они переполняются, тогда лишняя глюкоза используется для формирования запасов триглицеридов в жировой ткани; так мы накапливаем жир. Жир, как вы помните, расщепляется до жирных кислот и глицерина, но если есть их излишек, тогда они снова превращаются в триглицериды и накапливаются в жировой ткани, а это - дополнительные килограммы. Лишние аминокислоты превращаются в глюкозу и далее - в гликоген, который, как и глюкоза, может превращаться в триглицериды, идущие в жировую ткань. Если человек потребляет энергии меньше, чем тратит, тогда все питательные вещества, поступающие из пищи, используются для образования энергии. Она также выделяется благодаря мобилизации запасов: гликоген (законсервированная глюкоза), жир (запасенные триглицериды) и белки тканей расщепляются с выделением энергии. Гликоген используется в первую очередь, он расщепляется до глюкозы, а о дальнейшем ее преобразовании с выделением энергии вы уже знаете. Жировая ткань преобразуется во вторую очередь. Накопленные в ней триглицериды расщепляются так же, как и поступающие из пищи. Расщепление жира ведет к потере веса. Белки же тканей расщепляются с выделением энергии только в крайнем случае - при исчерпывании двух предыдущих источников энергии. Расщепление жировых и белковых тканей происходит с выделением большого количества побочных продуктов и требует затрат воды. Поэтому ни в коем случае нельзя голодать без употребления жидкости. Однако при сбалансированном питании голодание ни к чему. Потребляйте столько калорий, сколько вы тратите, будьте физически активны, и вы пожнете здоровое долголетие. Воскликнете вместе с царем Давидом: "Славлю Тебя, потому что я дивно устроен!"
В Мой Мир
| 
