Контрольная работа по "Биологии"

1. Как протекает процесс переваривания белков в пищеварительном аппарате, какие ферменты обеспечивают этот процесс, какие вещества являются конечными продуктами переваривания и как происходит всасывание?

Потребности организма в  энергии, пластическом материале и  веществах, необходимых для обновления молекул, роста и развития, удовлетворяются  пищеварительной системой.

Пищеварение является начальным  этапом обмена веществ. Значение пищеварения  состоит в том, что в результате этого процесса генетически чужеродные для организма молекулы белков, жиров, углеводов, нуклеиновых кислот, входящих в пищу, расщепляются в пищеварительном  тракте до простых, более мелких молекул, которые могут быть усвоены клетками. Этот процесс, происходящий в пищеварительном  тракте, называется пищеварением.

Пищеварение - это сложный  физиологический процесс, заключающийся  в механической и химической обработке  пищи, всасывании питательных веществ, выделении не переварившихся остатков пищи. В соответствии с этим пищеварительная  система выполняет четыре основные функции: секреторную, моторную, всасывательную и выделительную.

Секреторная функция заключается  в выработке пищеварительных  соков железистыми клетками, входящими  в состав пищеварительных желез. Моторная функция обеспечивается сокращениями мышц, входящих в состав стенок пищеварительного тракта и заключается в механическом измельчении пищи, ее перемешивании  и продвижении по пищеварительному тракту. Всасывательная функция - это  поступление продуктов ферментативного  расщепления (питательных веществ) в кровь и лимфу через стенку отделов пищеварительной системы.

Выделительная функция - это  выведение из пищеварительного тракта не переварившихся и не усвоенных  веществ, а также некоторых продуктов  обмена. В зависимости от характера  пищи строение пищеварительной систему  животных имеет определенные особенности. Растительная пища по своему химическому  составу более далека от химического  состава тела животного, поэтому  требует более тщательной обработки, чем пища животная.

Пищеварительная система  человека состоит из следующих отделов:

1. ротовая полость 

2. глотка 

3. пищевод 

4. желудок

5. тонкий кишечник 

6. толстый кишечник 

С пищеварительным трактом  протоками связаны большие пищеварительные  железы: слюнные, печень и поджелудочная  железа. Длина пищеварительного тракта человека составляет 8 - 10 метров

Ферменты пищеварения  включают в себя ферменты пищеварительного тракта, расщепляющие сложные компоненты пищи до более простых веществ, которые  затем всасываются в организм. Основные места действия пищеварительных ферментов - это ротовая полость, желудок, тонкая кишка. Эти ферменты вырабатываются такими железами, как слюнные железы, железы желудка, поджелудочная железа и железы тонкой кишки.

Белки - необходимая составная  часть продуктов питания. Проблема пищевого белка стоит очень остро. По данным Международной организации  по продовольствию и сельскому хозяйству  при ООН больше половины человечества не получает с пищей необходимого количества белков. В процессе пищеварения  белки подвергаются гидролизу до аминокислот, которые и всасываются  в кровь. Пищевая ценность белков зависит от их аминокислотного состава, содержания в них так называемых незаменимых аминокислот, не синтезирующихся в организмах (для человека незаменимы триптофан, лейцин, изолейцин, валин, треонин, лизин, метионин и фенилаланин). В питательном отношении растительные белки менее ценны, чем животные; они беднее лизином, метионином и триптофаном, труднее перевариваются. Белки пищи не усваиваются организмом, пока они не будут расщеплены в процессе переваривания пищи до стадии свободных аминокислот. Живой организм обладает способностью использовать вводимый с пищей белок только после его полного гидролиза в желудочно-кишечном тракте до аминокислот, из которых затем в клетках организма строятся свойственные для данного вида специфические белки. Процесс переваривания белков и является многоступенчатым. Ферменты, расщепляющие белки называются “протиолитическими”. Примерно      95-97% белков пищи (те, что подверглись расщеплению) всасываются в кровь в виде свободных аминокислот.

Ферментный аппарат желудочно-кишечного  тракта расщепляет пептидные связи  белковых молекул поэтапно, строго избирательно. При отсоединении от белковой молекулы одной аминокислоты получается аминокислота и пептид. Затем от пептида отщепляется  еще одна аминокислота, затем еще  и еще. И так до тех пор, пока вся молекула не будет расщеплена до аминокислот. Основной протеолитический фермент желудка - пепсин. Пепсин расщепляет крупные белковые молекулы до пептидов и аминокислот. Активен пепсин только в кислой среде, поэтому для его  нормальной активности необходимо поддерживать определенный уровень кислотности  желудочного сока. При некоторых  заболеваниях желудка (гастрит и  т.д.) кислотность желудочного сока значительно снижается. В желудочном соке содержится также ренин. Это  протеолитический фермент, который  вызывает створаживание молока. Молоко в желудке человека должно сначала  превращаться в кефир, а уж затем  подвергаться дальнейшему усвоению. При отсутствии ренина (считается, что  он присутствует в желудочном соке только до 10-13 летнего возраста) молоко не будет створоженным, проникает  в толстый кишечник и там подвергается процессам гниения (лактаальбумины) и брожения (галактоза). Утешением служит тот факт, что у 70% взрослых людей функцию ренина берет на себя пепсин. 30% взрослых людей молоко все-таки не переносит. Оно вызывает у них вздутие кишечника (брожение галактозы) и послабление стула. Для таких людей предпочтительны кисломолочные продукты, в которых молоко находится уже в створоженном виде.

В 12-и перстной кишке пептиды  и белки подвергаются уже более  сильной “агрессии” протеолитичекими ферментами. Источником этих ферментов служит внешнесекреторный аппарат поджелудочной железы. Итак, 12-и перстная кишка содержит такие протеолитические ферменты, как трипсин, химотрипсин, коллагеназа, пептидаза, эластаза. А отличие от протеолитичеких ферментов желудка, ферменты поджелудочной железы разрывают большую часть пептидных связей и превращают основную массу пептидов в аминокислоты. Весь сложный процесс переваривания пищевых белков в пищеварительном тракте «настроен» таким образом, чтобы путем последовательного действия протеолитических ферментов лишить белки пищи видовой и тканевой специфичности и придать продуктам распада способность всасываться в кровь через стенку кишечника. Примерно 95-97% белков пищи всасывается в виде свободных аминокислот. Следовательно, ферментный аппарат пищеварительного тракта осуществляет поэтапное, строго избирательное расщепление пептидных связей белковой молекулы вплоть до конечных продуктов гидролиза белков - свободных аминокислот. Гидролиз заключается в разрыве пептидных связей --СО--NH-- белковой молекулы.

В тонком кишечнике полностью  завершается распад еще имеющихся  пептидов до аминокислот. Происходит всасывание основного количества аминокислот  путем пассивного транспорта. Всасывание путем пассивного транспорта означает, что чем больше аминокислот будет  находиться в тонком кишечнике, тем больше их всосется в кровь.

Тонкий кишечник содержит большой набор различных пищеварительных  ферментов, которые объединяются под  общим названием пептидазы. Здесь  завершается в основном пищеварение  белков. Следы пищеварительных процессов  можно отыскать еще и в толстом  кишечнике, где под влиянием микрофлоры происходит частичный распад трудноперевариваемых молекул. Однако этот механизм носит рудиментарный характер и серьезного значения в общем процессе пищеварения не имеет. Заканчивая рассказ о гидролизе белков, следует упомянуть, что все основные процессы пищеварения протекают на поверхности слизистой оболочки кишечника.

2. Роль углеводов в  питании. Простые и сложные  углеводы, потребность организма  в углеводах, источники углеводов

Источниками углеводов в  питании служат главным образом  продукты растительного происхождения - хлеб, крупы, картофель, овощи, фрукты, ягоды. Из продуктов животного происхождения  углеводы содержаться в молоке (молочный сахар). Пищевые продукты содержат различные  углеводы. Крупы, картофель содержат крахмал - сложное вещество (сложный  углевод), нерастворимое в воде, но расщепляющееся под действием пищеварительных  соков на более простые сахара. Во фруктах, ягодах и некоторых овощах углеводы содержаться в виде различных  более простых сахаров - фруктовый  сахар, свекловичный сахар, тростниковый сахар, виноградный сахар (глюкоза) и др. Эти вещества растворимы в  воде и хорошо усваиваются в организме. Растворимые в воде сахара быстро всасываются в кровь. Целесообразно  вводить не все углеводы в виде сахаров, а основную их массу вводить  в виде крахмала, которым богат, например, картофель. Это способствует постепенной  доставке сахара тканям. Непосредственно  в виде сахара рекомендуется вводить  лишь 20-25% от общего количества углеродов, содержащихся в суточном рационе  питания. В это число входит и  сахар, содержащийся в сладостях, кондитерских изделиях, фруктах и ягодах.

Если углеводы поступают  с пищей в достаточном количестве, они откладываются главным образом  в печени и мышцах в виде особого  животного крахмала - гликогена. В  дальнейшем запас гликогена расщепляется в организме до глюкозы и, поступая в кровь и другие ткани, используются для нужд организма. При избыточном же питании углеводы переходят в  организме в жир. К углеводам  обычно относят и клетчатку (оболочку растительных клеток), которая мало используется организмом человека, но необходима для правильных процессов  пищеварения.

Понятие и сущность углеводов

Углеводы как эссенциальные компоненты пищевого рациона не только определяют основной энергетический гомеостат организма, но существенно необходимы также для биосинтеза многих углеродсодержащих полимеров. На протяжении жизни человек в среднем потребляет около 14 тонн углеводов, и том числе более 2,5 тонн простых углеводов. Углеводы являются основной составной частью пищевого рациона человека, так как их потребляют примерно в 4 раза больше, чем белков и жиров. При обычном смешанном питании за счет углеводов обеспечивается около 60 % суточной энергоценности, тогда как за счет белков и жиров вместе взятых - только 40 %. Углеводы в организме используются преимущественно как источник энергии для мышечной работы. Чем интенсивнее физическая нагрузка, тем больше требуется углеводов. При малоподвижном образе жизни, напротив, потребность в углеводах уменьшается.

Около 52-66 % углеводов потребляется с зерновыми продуктами, 14-26 % - с  сахаром и сахаропродуктами, около 8-10- с клубне- и корнеплодами, 5-7 % с овощами, фруктами.

Углеводы - довольно сильный  раздражитель внешней секреции поджелудочной  железы, в том числе наиболее активный стимулятор синтеза инсулина, которому принадлежит важная роль в регуляции  углеводного обмена, в поддержании  оптимального для организма гомеостаза глюкозы. Алиментарная многолетняя  перегрузка легкоусвояемыми углеводами первоначально вызывает гиперплазию клеток, затем может привести к ослаблению инсулярного аппарата вследствие перенапряжения и созданию предпосылок для развития сахарного диабета.

Роль углеводов в питании

Углеводы служат основным источником энергии. Свыше 56% энергии  организм получает за счет углеводов, остальную часть - за счет белков и  жиров.

В зависимости от сложности  строения, растворимости, быстроты усвоения углеводы пищевых продуктов подразделяются на простые углеводы: моносахариды (глюкоза, фруктоза, галактоза), дисахариды (сахароза, лактоза) и сложные углеводы, или полисахариды (крахмал, гликоген, клетчатка).

Простые углеводы легко растворяются в воде и быстро усваиваются. Они  обладают выраженным сладким вкусом и относятся к сахарам.

Наиболее распространенный моносахарид - глюкоза - содержится во многих плодах и ягодах, а также  образуется в организме в результате расщепления дисахаридов и крахмала пищи. Глюкоза наиболее быстро и  легко используется в организме  для образования гликогена, для  питания тканей мозга, работающих мышц (в том числе и сердечной  мышцы), для поддержания необходимого уровня сахара в крови и создания запасов гликогена печени. Во всех случаях при большом физическом напряжении глюкоза может использоваться как источник энергии.

Фруктоза обладает теми же свойствами, что и глюкоза, и может  рассматриваться как ценный, легкоусвояемый сахар. Однако она медленнее усваивается  в кишечнике и, поступая в кровь, быстро покидает кровяное русло. Фруктоза в значительном количестве (до 70 - 80%) задерживается в печени и не вызывает перенасыщение крови сахаром. В  печени фруктоза более легко превращается в гликоген по сравнению с глюкозой. Фруктоза усваивается лучше сахарозы и отличается большей сладостью. Высокая сладость фруктозы позволяет  использовать меньшие ее количества для достижения необходимого уровня сладости продуктов и таким образом  снизить общее потребление сахаров, что имеет значение при построении пищевых рационов ограниченной калорийности.

Избыток сахарозы оказывает  влияние на жировой обмен, усиливая жирообразование. Установлено, что  при избыточном поступлении сахара усиливается превращение в жир  всех пищевых веществ (крахмала, жира, пищи, частично и белка). Таким образом, количество поступающего сахара может  служить в известной степени  фактором, регулирующим жировой обмен. Обильное потребление сахара приводит к нарушению обмена холестерина  и повышению его уровня в сыворотке  крови. Избыток сахара отрицательно сказывается на функции кишечной микрофлоры. При этом повышается удельный вес гнилостных микроорганизмов, усиливается  интенсивность гнилостных процессов  в кишечнике, развивается метеоризм. Установлено, что в наименьшей степени  эти недостатки проявляются при  потреблении фруктозы. Основными  источниками фруктозы являются фрукты и ягоды. Глюкоза и фруктоза широко представлены в меде: содержание глюкозы  достигает 36.2%, фруктозы - 37.1%. В арбузах  весь сахар представлен фруктозой, количество которой составляет 8%. Третий моносахарид - галактоза - в свободном  виде в пищевых продуктах не встречается. Галактоза является продуктом расщепления  основного углевода молока - лактозы.

Из дисахаридов в питании  человека основное значение имеет сахароза, которая при гидролизе распадается  на глюкозу и фруктозу. Источниками  сахарозы в питании человека являются, главным образом, тростниковый и  свекловичный сахар. Содержание сахарозы в сахаре-песке составляет 99.75%. Натуральными источниками сахарозы являются бахчевые, некоторые овощи и фрукты.