Обмен белков. Обмен жиров. Обмен углеводов. Печень, ее роль в обмене веществ

Министерство образования и науки РФ

 

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

 

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

 

Кафедра охраны окружающей среды

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа по дисциплине  «Физиология»

 

Обмен белков. Обмен жиров. Обмен углеводов.

Печень, ее роль в обмене веществ.

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: студент группы ООС-11

Мякишева Александра

Проверил:

Долгих О.В.

 

 

 

 

 

 

Пермь, 2013

 

 

 

 

 

Содержание:

 

 

 

 

Введение

Нормальная деятельность организма возможна при непрерывном поступлении пищи. Входящие в состав пищи жиры, белки, углеводы, минеральные соли, вода и витамины необходимы для жизненных процессов организма.

Питательными веществами называются белки, жиры и углеводы. Эти вещества являются как источником энергии, покрывающем расходы организма, так и строительным материалом, который используется в процессе роста организма и воспроизведения новых клеток, замещающих отмирающие. Но питательные вещества в том виде, в каком они употребляются в пищу, не могут всосаться и быть использованными организмом. Только вода, минеральные соли и витамины всасываются и усваиваются в том виде, в каком они поступают. В пищеварительном тракте белки, жиры и углеводы подвергаются физическим воздействиям (измельчаются и перетираются) и химическим изменениям, которые происходят под влиянием особых веществ - ферментов, содержащихся в соках пищеварительных желёз. Под влиянием пищеварительных соков питательные вещества расщепляются на более простые, которые всасываются и усваиваются организмом.[1] В свою очередь печень – регулятор содержания в крови веществ, поступающих в организм в составе пищевых продуктов. Она поддерживает стабильность внутренней среды организма. 
 В печени протекают важнейшие процессы углеводного, белкового и жирового обмена.[2]

Цель работы: Провести оценку обмена жиров, белков и углеводов. Установить какую роль занимает печень в обмене веществ.

Задачи:

1. Узнать, как происходит обмен белков, жиров и углеводов
2. Познакомится со специфическими свойствами белков, жиров и углеводов
3. Проанализировать какую роль занимает печень в обмене веществ

Глава 1 Обмен белков

Жизнь — есть форма существования белковых тел (Ф. Энгельс).

 Обмен белков в организме  человека играет первостепенную  роль в их разрушении и восстановлении. У здорового человека в нормальных  условиях за сутки обновляется 1-2% общего количества белков тела, что связано в основном с  расщеплением (деградацией) мышечных  белков до уровня свободных  аминокислот. Около 80% высвобождающихся  аминокислот снова используется  в процессах биосинтеза белка, остаток принимает участие в  различных реакциях метаболизма.[4]

Для нормального обмена белков, являющихся основой их синтеза, необходимо поступление с пищей в организм различных аминокислот.

 Белки тела находятся  в состоянии постоянного обмена  с теми аминокислотами, которые  находятся в составе небелковой  фракции. В теле происходят также  превращения одних аминокислот  в другие. К числу таких превращений  относится переаминирование, заключающееся в переносе аминогруппы с аминокислот на кетокислоты. При окислительном распаде аминокислот прежде всего происходит дезаминирование. Аммиак, отщепляющийся в качестве одного из конечных продуктов белкового обмена, подвергается дальнейшему превращению в мочевину. У человека азот мочевины составляет в среднем 85% всего азота мочи.

1.1 Белки и их функции

Белок - высокомолекулярные органические вещества, состоящие из альфа - аминокислот, соединённых в цепочку пептидной связью.

Белки являются основным веществом, из которого построена протоплазма клеток и межклеточные вещества[5]. Без белков нет и не может быть жизни. Все ферменты, без которых не могут протекать обменные процессы, являются белковыми телами.

 Строение белков отличается  большой сложностью. При гидролизе  кислотами, щелочами и протеолитическими  ферментами белок расщепляется  до аминокислот, общее число которых  более двадцати пяти. Помимо аминокислот, в состав различных белков  входят и многие другие компоненты (фосфорная кислота, углеводные группы, липоидные группы, специальные группировки).

 Белки отличаются высокой  специфичностью. В каждом организме  и в каждой ткани имеются  белки, отличные от белков, входящих  в состав других организмов  и других тканей. Высокая специфичность  белков может быть выявлена  при помощи биологической пробы.

 Основное значение  белков заключается в том, что  за их счет строятся клетки  и межклеточное вещество и  синтезируются вещества, принимающие  участие в регуляции физиологических  функций. В известной мере белки, однако, наряду с углеводами и  жирами, используются и для покрытия  энергетических затрат.

Функции белков:

• Пластическая функция белков состоит в обеспечении роста и развития организма за счет процессов биосинтеза. Белки входят в состав всех клеток организма и межтканевых структур.
• Ферментативная активность белков регулирует скорость протекания биохимических реакций. Белки–ферменты определяют все стороны обмена веществ и образования энергии не только из самих протеинов, но из углеводов и жиров.
• Защитная функция белков состоит в образовании иммунных белков — антител. Белки способны связывать токсины и яды а также обеспечивать свертываемость крови (гемостаз).
• Транспортная функция заключается в переносе кислорода и двуокиси углерода эритроцитным белком гемоглобином, а также в связывании и переносе некоторых ионов (железо, медь, водород), лекарственных веществ, токсинов.
• Энергетическая роль белков обусловлена их способностью освобождать при окислении энергию. Однако при этом пластическая роль белков в метаболизме превосходит ихэнергетическую, а также пластическую роль других питательных веществ. Особенно велика потребность в белке в периоды роста, беременности, выздоровления после тяжелых заболеваний.

В пищеварительном тракте белки расщепляются до аминокислот и простейших полипептидов, из которых в дальнейшем клетками различных тканей и органов, в частности печени, синтезируются специфические для них белки. Синтезированные белки используются для восстановления разрушенных и роста новых клеток, синтеза ферментов и гормонов [8].

1.2 Промежуточный обмен  белков

Распад (расщепление) белков в организме, в основном, происходит за счёт ферментативного гидролиза. Основным материалом для обновления клеточных белков служат аминокислоты, получаемые при переработке пищи, в которой содержатся белки. Всасывание аминокислот в кровь происходит главным образом в тонком кишечнике, где существуют определённые системы транспорта аминокислот. С помощью кровотока аминокислоты доставляются во все органы и ткани организма человека. Максимальная концентрация аминокислот достигается через 30-50минут после приема белковой пищи. Изменяя количественное соотношение между поступающими в организм аминокислотами или исключая из рациона ту или иную аминокислоту, можно по состоянию азотистого баланса, росту, массе тела и общему состоянию животных судить о значении для организма отдельных аминокислот. Экспериментально установлено, что из 20 входящих в состав белков аминокислот 12 синтезируются в организме — заменимые аминокислоты, а 8 не синтезируются — незаменимые аминокислоты.

Без незаменимых аминокислот синтез белка резко нарушается и наступает отрицательный баланс азота, останавливается рост, уменьшается масса тела. Для людей незаменимыми аминокислотами являются лейцин, изолейцин, валин, метионин, лизин, треонин, фенилаланин, триптофан.

Белки в организме не депонируются, т.е. не откладываются в запас. Большая часть поступающих с пищей белков расходуется на энергетические цели. На пластические цели — т.е. на образование новых тканей ( органов, мышц) расходуется лишь его небольшая часть. Поэтому, чтобы добавить массу тела за счет белка необходимо его поступление в организм в повышенных количествах.

Скорость обновления белков неодинакова для различных тканей. С наибольшей скоростью обновляются белки печени, слизистой оболочки кишечника, плазмы крови. Медленно обновляются белки, входящие в состав клеток мозга, сердца, половых желез. Еще медленнее обновляются белки кожи, мышц, особенно опорных тканей — сухожилий, хрящей и костей.

1.3 Регуляция обмена белков

Нейроэндокринная регуляция обмена белков осуществляется рядом гормонов. 
Соматотропный гормон гипофиза во время роста организма стимулирует увеличение массы всех органов и тканей. У взрослого человека он обеспечивает процесс синтеза белка за счет повышения проницаемости клеточных мембран для аминокислот, усиления синтеза РНК в ядре клетки и подавления синтеза катепсинов — внутриклеточных протеолитических ферментов. 
Существенное влияние на белковый обмен оказывают гормоны щитовидной железы — тироксин и трийодтиронин. Они могут в определенных концентрациях стимулировать синтез белка и благодаря этому активизировать рост, развитие и дифференциацию тканей и органов. При базедовой болезни, характеризующейся усиленным выделением гормонов щитовидной железы (гипертиреоз), белковый обмен повышен. Напротив, при гипофункции щитовидной, железы (гипотиреоз) интенсивность белкового обмена резко снижается. Так как деятельность щитовидной железы находится под контролем нервной системы, то последняя и является истинным регулятором белкового обмена.  
Гормоны коры надпочечников — глюкокортикоиды (гидрокортизон, кортикостерон) усиливают распад белков в тканях, особенно в мышечной и лимфоидной. В печени же глюкокортикоиды, наоборот, стимулируют синтез белка [3].

На ход обмена белков оказывает большое влияние характер пищи. При мясной пище повышено количество образующейся мочевой кислоты, креатинина и аммиака. При растительной пище эти вещества образуются в значительно меньших количествах, так как в растительной пище мало пуринових тел и креатина.

1.4 Баланс азотистого  обмена

К числу важных конечных продуктов азотистого обмена относятся также креатинин и гиппуровая кислота. Креатинин представляет собой ангидрид креатина. Креатин находится в мышцах и в мозговой ткани в свободном состоянии и в соединении с фосфорной кислотой (фосфокреатин). Гиппуровая кислота синтезируется из бензойной кислоты и гликокола (у человека преимущественно в печени и в меньших размерах в почках).

 Продуктами распада  белков, подчас имеющими большое  физиологическое значение, являются  амины (например, гистамин).

Изучение белкового обмена облегчается тем, что в состав белка входит азот. Содержание азота в различных белках колеблется от 14 до 19%, в среднем же составляет 16% т. е. 1 г азота содержится в 6,25 г белка. Следовательно, умножив найденное количество азота на 6,25, можно определить количество усвоенного белка. Между количеством азота, введенного с белками пищи, и количеством азота, выводимым из организма, существует определенная связь. Увеличение поступления белка в организм приводит к увеличению выделения азота из организма. У взрослого человека при адекватном питании, как правило, количество введенного в организм азота равно количеству азота, выведенного из организма. Это состояние получило название азотистого равновесия. Если в условиях азотистого равновесия повысить количество белка в пище, то азотистое равновесие вскоре восстановится, но уже на новом, более высоком уровне. Таким образом, азотистое равновесие может устанавливаться при значительных колебаниях содержания белка в пище.

Во время роста организма или прироста в весе за счет усвоения увеличенного количества белков (например, после голодания, после инфекционных болезней) количество вводимого с пищей азота больше, чем количество выводимого. Азот задерживается в теле в форме белкового азота. Это обозначается как положительный азотистый баланс. При голодании, при заболеваниях, сопровождающихся большим распадом белков, наблюдается превышение выделяемого азота над вводимым, что обозначается как отрицательный азотистый баланс. В этом случаи не происходит полного восстановления белка. При недостатке белка в пище расходуется белки печени и мышц.

В организме белки в запас не откладываются, а лишь временно задерживаются в печени. Нормальная жизнедеятельность организма возможна при азотистом равновесии или положительном азотистом балансе.

При поступлении в тело белков в количестве меньшем, чем это соответствует белковому минимуму, организм испытывает белковое голодание: потери белков организмом восполняются в недостаточной степени. В течение более или менее продолжительного срока в зависимости от степени голодания отрицательный белковый баланс не грозит опасными последствиями. Однако, если голодание не прекратится, наступает смерть.