Vyanzo vikuu vya nishati kwa mwili ni wanga, protini, chumvi za madini, mafuta, vitamini. Wanahakikisha shughuli zake za kawaida, kuruhusu mwili kufanya kazi bila matatizo yoyote. Virutubisho ni vyanzo vya nishati katika mwili wa mwanadamu. Kwa kuongezea, hufanya kama nyenzo ya ujenzi, kukuza ukuaji na uzazi wa seli mpya zinazoonekana badala ya zinazokufa. Katika fomu ambayo huliwa, hawawezi kufyonzwa na kutumiwa na mwili. Maji pekee, pamoja na vitamini na chumvi za madini, humeng'enywa na kufyonzwa katika umbo lao.
Vyanzo vikuu vya nishati kwa mwili ni protini, wanga, mafuta. Katika njia ya utumbo, huwa chini ya ushawishi wa kimwili tu (kusaga na kusagwa), lakini pia kwa mabadiliko ya kemikali ambayo hutokea chini ya ushawishi wa vimeng'enya vilivyo kwenye juisi ya tezi maalum za utumbo.
Muundo wa protini
Katika mimea na wanyama kuna dutu fulani ambayo ni msingi wa maisha. Kiwanja hiki ni protini. Miili ya protini iligunduliwa na mwanabiolojia Gerard Mulder mnamo 1838. Ni yeye aliyeunda nadharia ya protini. Neno "protini" kutoka kwa lugha ya Kigiriki linamaanisha "mahali pa kwanza." Takriban nusu ya uzito kavu wa kiumbe chochote huundwa na protini. Katika virusi, maudhui haya ni kati ya asilimia 45-95.
Wakati wa kuzungumza kuhusu ni nini chanzo kikuu cha nishati katika mwili, mtu hawezi kupuuza molekuli za protini. Zinachukua nafasi maalum katika utendaji na umuhimu wa kibiolojia.
Vitendo na eneo katika mwili
Takriban 30% ya misombo ya protini iko kwenye misuli, karibu 20% hupatikana kwenye kano na mifupa, na 10% hupatikana kwenye ngozi. Muhimu zaidi kwa viumbe ni enzymes zinazodhibiti michakato ya kemikali ya kimetaboliki: digestion ya chakula, shughuli za tezi za endocrine, kazi ya ubongo, na shughuli za misuli. Hata bakteria wadogo wana mamia ya vimeng'enya.
Protini ni sehemu muhimu ya chembe hai. Zina hidrojeni, kaboni, nitrojeni, salfa, oksijeni, na zingine pia zina fosforasi. Kipengele cha lazima cha kemikali kilichomo katika molekuli za protini ni nitrojeni. Ndiyo maana dutu hizi za kikaboni huitwa misombo yenye nitrojeni.
Sifa na mabadiliko ya protini mwilini
Kupigakatika njia ya usagaji chakula, huvunjwa ndani ya asidi ya amino, ambayo huingizwa ndani ya damu na kutumika kuunganisha peptidi maalum ya kiumbe, kisha kuoksidishwa kwa maji na dioksidi kaboni. Wakati joto linapoongezeka, molekuli ya protini huganda. Molekuli zinajulikana ambazo zinaweza kufuta ndani ya maji tu wakati wa joto. Kwa mfano, gelatin ina sifa kama hizo.
Baada ya kunyonya, chakula kwanza huingia kwenye cavity ya mdomo, kisha hupita kwenye umio, na kuingia kwenye tumbo. Ina mmenyuko wa asidi ya mazingira, ambayo hutolewa na asidi hidrokloric. Juisi ya tumbo ina enzyme ya pepsin, ambayo huvunja molekuli za protini ndani ya albamu na peptoni. Dutu hii inafanya kazi tu katika mazingira ya tindikali. Chakula kilichoingia ndani ya tumbo kinaweza kukaa ndani yake kwa masaa 3-10, kulingana na hali yake ya mkusanyiko na asili. Juisi ya kongosho ina mmenyuko wa alkali, ina vimeng'enya vinavyoweza kuvunja mafuta, wanga, protini.
Miongoni mwa vimeng'enya vyake kuu, trypsin imetengwa, ambayo iko kwenye juisi ya kongosho katika mfumo wa trypsinogen. Haina uwezo wa kuvunja protini, lakini inapogusana na juisi ya matumbo, inageuka kuwa dutu inayofanya kazi - enterokinase. Trypsin huvunja protini ndani ya asidi ya amino. Usindikaji wa chakula kwenye utumbo mwembamba huisha. Ikiwa katika duodenum na mafuta ya tumbo, wanga, protini ni karibu kabisa kuharibiwa, basi katika utumbo mdogo kuna uharibifu kamili wa virutubisho, ngozi ya bidhaa za majibu ndani ya damu. Mchakato huo unafanywa kwa njia ya capillaries, ambayo kila mmojainakaribia villi iliyoko kwenye ukuta wa utumbo mwembamba.
Umetaboli wa protini
Baada ya protini kugawanywa kabisa na kuwa amino asidi kwenye njia ya usagaji chakula, hufyonzwa ndani ya damu. Pia ina kiasi kidogo cha polypeptides. Kutoka kwa mabaki ya asidi ya amino katika mwili wa kiumbe hai, protini maalum hutengenezwa ambayo mtu au mnyama anahitaji. Mchakato wa kutengeneza molekuli mpya za protini huendelea mfululizo katika kiumbe hai, kwani seli zinazokufa za ngozi, damu, utumbo na utando wa mucous huondolewa, na chembe changa huundwa badala yake.
Ili protini zisanisishwe, ni muhimu ziingie kwenye njia ya usagaji chakula pamoja na chakula. Ikiwa polypeptide huletwa ndani ya damu, ikipita njia ya utumbo, mwili wa mwanadamu hauwezi kuitumia. Utaratibu kama huo unaweza kuathiri vibaya hali ya mwili wa mwanadamu, kusababisha shida nyingi: homa, kupooza kwa kupumua, kushindwa kwa moyo, degedege kwa jumla.
Protini haziwezi kubadilishwa na vitu vingine vya chakula, kwa kuwa asidi ya amino ni muhimu kwa usanisi wao ndani ya mwili. Kiasi cha kutosha cha dutu hii husababisha kucheleweshwa au kusimamishwa kwa ukuaji.
Saccharides
Tuanze na ukweli kwamba wanga ndio chanzo kikuu cha nishati mwilini. Wao ni moja ya makundi makuu ya misombo ya kikaboni ambayo yetukiumbe hai. Chanzo hiki cha nishati cha viumbe hai ni bidhaa kuu ya photosynthesis. Maudhui ya kabohaidreti katika chembe hai ya mmea yanaweza kubadilika kati ya asilimia 1-2, na katika hali nyingine takwimu hii hufikia asilimia 85-90.
Vyanzo vikuu vya nishati ya viumbe hai ni monosaccharides: glucose, fructose, ribose.
Wanga huwa na oksijeni, hidrojeni, atomi za kaboni. Kwa mfano, glucose - chanzo cha nishati katika mwili, ina formula C6H12O6. Kuna mgawanyiko wa wanga wote (kwa muundo) katika misombo rahisi na ngumu: mono- na polysaccharides. Kulingana na idadi ya atomi za kaboni, monosaccharides imegawanywa katika vikundi kadhaa:
- matatu;
- tetrozi;
- pentosi;
- hexoses;
- heptoses.
Monosakharidi ambazo zina atomi tano au zaidi za kaboni zinaweza kuunda muundo wa pete zikiyeyushwa katika maji.
Chanzo kikuu cha nishati mwilini ni glukosi. Deoxyribose na ribose ni wanga ambazo ni muhimu sana kwa asidi nucleic na ATP.
Glucose ndio chanzo kikuu cha nishati mwilini. Michakato ya mabadiliko ya monosaccharides inahusiana moja kwa moja na biosynthesis ya misombo mingi ya kikaboni, pamoja na mchakato wa kuondoa misombo ya sumu kutoka kwayo, ambayo hutoka nje au hutengenezwa kutokana na kuvunjika kwa molekuli za protini.
Vipengele tofauti vya disaccharides
Monosaccharide na disaccharide ndio chanzo kikuu cha nishati kwa mwili. Ikiunganishwamonosakharidi hugawanywa, na bidhaa ya mwingiliano ni disaccharide.
Sucrose (sukari ya miwa), m altose (sukari ya kimea), lactose (sukari ya maziwa) ni wawakilishi wa kawaida wa kundi hili.
Chanzo cha nishati kwa mwili kama vile disaccharides kinastahili utafiti wa kina. Zinayeyuka sana katika maji na zina ladha tamu. Ulaji mwingi wa sucrose husababisha utendakazi mbaya mwilini, ndiyo maana ni muhimu sana kuzingatia sheria.
Polysaccharides
Chanzo bora cha nishati kwa mwili ni vitu kama vile selulosi, glycogen, wanga.
Kwanza kabisa, yoyote kati yao inaweza kuzingatiwa kama chanzo cha nishati kwa mwili wa binadamu. Katika kesi ya kupasuka kwao kwa enzymatic na kuoza, kiasi kikubwa cha nishati hutolewa, kinachotumiwa na seli hai.
Chanzo hiki cha nishati kwa mwili hufanya kazi nyingine muhimu. Kwa mfano, chitin, selulosi hutumiwa kama nyenzo ya ujenzi. Polysaccharides ni bora kwa mwili kama misombo ya akiba, kwani haina kuyeyuka katika maji, haina athari ya kemikali na osmotic kwenye seli. Mali kama hayo huwaruhusu kuendelea kwa muda mrefu katika seli hai. Inapopungukiwa na maji, polisakharidi zinaweza kuongeza wingi wa bidhaa zilizohifadhiwa kutokana na kuokoa kiasi.
Chanzo kama hicho cha nishati kwa mwili kinaweza kupinga bakteria wa pathogenic wanaoingia mwilini na chakula. Ikiwa ni lazima, wakati wa hidrolisisi, mabadiliko ya vipuripolysaccharides kuwa sukari rahisi.
Kubadilishana wanga
Chanzo kikuu cha nishati mwilini kinafanya kazi gani? Wanga hutolewa kwa kiasi kikubwa kwa namna ya polysaccharides, kwa mfano, kwa namna ya wanga. Kama matokeo ya hidrolisisi, sukari huundwa kutoka kwayo. Monosaccharide huingizwa ndani ya damu, kutokana na athari kadhaa za kati, imevunjwa ndani ya dioksidi kaboni na maji. Baada ya oksidi ya mwisho, nishati hutolewa, ambayo mwili hutumia.
Mchakato wa kugawanya sukari ya kimea na wanga hufanyika moja kwa moja kwenye cavity ya mdomo, kimeng'enya cha ptyalin hufanya kama kichocheo cha mmenyuko. Katika utumbo mdogo, wanga huvunjika ndani ya monosaccharides. Wao huingizwa ndani ya damu hasa kwa namna ya glucose. Mchakato huo unafanyika kwenye matumbo ya juu, lakini kuna karibu hakuna wanga katika chini. Pamoja na damu, saccharides huingia kwenye mshipa wa mlango na kufikia ini. Katika kesi ambapo mkusanyiko wa sukari katika damu ya binadamu ni 0.1%, wanga hupita kwenye ini na kuishia kwenye mzunguko wa jumla.
Ni muhimu kudumisha kiwango cha sukari kwenye damu karibu na 0.1%. Kwa ulaji mwingi wa saccharides ndani ya damu, ziada hujilimbikiza kwenye ini. Mchakato kama huo unaambatana na kushuka kwa kasi kwa sukari ya damu.
Mabadiliko ya sukari mwilini
Ikiwa wanga iko kwenye chakula, hii haileti mabadiliko makubwa katika sukari ya damu, kwani mchakato wa hidrolisisi ya polysaccharide huchukua muda mrefu. Ikiwa kipimo cha sukari kinaacha kuhusu gramu 15-200, kuna ongezeko kubwa la yakeyaliyomo katika damu. Utaratibu huu unaitwa alimentary au lishe hyperglycemia. Sukari ya ziada hutolewa na figo, hivyo mkojo una glukosi.
Figo huanza kutoa sukari mwilini iwapo kiwango chake kwenye damu kitafikia kiwango cha 0.15-0.18%. Jambo kama hilo hutokea kwa matumizi ya wakati mmoja ya kiasi kikubwa cha sukari, hupita haraka vya kutosha, bila kusababisha ukiukwaji mkubwa wa michakato ya kimetaboliki katika mwili.
Ikiwa kazi ya ndani ya kongosho imetatizwa, ugonjwa kama vile kisukari mellitus hutokea. Huambatana na ongezeko kubwa la kiwango cha sukari kwenye damu, hali inayopelekea ini kupoteza uwezo wa kuhifadhi glukosi, matokeo yake, sukari hutoka kwenye mkojo kutoka mwilini.
Kiasi kikubwa cha glycogen kinaweza kuwekwa kwenye misuli, hapa inahitajika katika utekelezaji wa athari za kemikali zinazotokea wakati wa kusinyaa kwa misuli.
Kuhusu umuhimu wa glukosi
Thamani ya glukosi kwa kiumbe hai haikomei kwenye utendakazi wa nishati. Haja ya sukari huongezeka na kazi nzito ya mwili. Hitaji hili linatoshelezwa kwa kuvunjika kwa glycojeni kwenye ini na kuwa glukosi, ambayo huingia kwenye mfumo wa damu.
Monosaccharide hii pia hupatikana katika protoplazimu ya seli, kwa hivyo inahitajika kwa ajili ya uundaji wa seli mpya, glukosi ni muhimu hasa wakati wa mchakato wa ukuaji. Monosaccharide hii ni muhimu sana kwa utendaji kamili wa mfumo mkuu wa neva. Mara tu mkusanyiko wa sukari katika damu unaposhuka hadi 0.04%,degedege hutokea, mtu hupoteza fahamu. Hii ni uthibitisho wa moja kwa moja kwamba kupungua kwa sukari ya damu husababisha usumbufu wa papo hapo wa shughuli za mfumo mkuu wa neva. Ikiwa mgonjwa anaingizwa na glucose ndani ya damu au anapewa chakula cha tamu, matatizo yote hupotea. Kwa kupungua kwa muda mrefu kwa sukari ya damu, hypoglycemia inakua. Husababisha uharibifu mkubwa wa mwili, ambao unaweza kusababisha kifo.
Neno kwa ufupi
Mafuta yanaweza kuzingatiwa kama chanzo kingine cha nishati kwa kiumbe hai. Zina vyenye kaboni, oksijeni na hidrojeni. Mafuta yana muundo changamano wa kemikali, ni misombo ya glycerol ya pombe ya polyhydric na asidi ya mafuta ya kaboksili.
Wakati wa usagaji chakula, mafuta hugawanywa katika sehemu zake ambapo yalitolewa. Ni mafuta ambayo ni sehemu muhimu ya protoplasm, zilizomo katika tishu, viungo, seli za kiumbe hai. Wanachukuliwa kuwa chanzo bora cha nishati. Kuvunjika kwa misombo hii ya kikaboni huanza kwenye tumbo. Juisi ya tumbo ina lipase, ambayo hubadilisha molekuli za mafuta kuwa glycerol na asidi ya kaboksili.
Glycerin inafyonzwa kikamilifu, kwani ina umumunyifu mzuri kwenye maji. Bile hutumiwa kufuta asidi. Chini ya ushawishi wake, ufanisi wa lipase kwenye mafuta huongezeka hadi mara 15-20. Kutoka kwa tumbo, chakula huhamia kwenye duodenum, ambapo, chini ya hatua ya juisi, hugawanyika zaidi katika bidhaa ambazo zinaweza kufyonzwa ndani ya lymph na damu.
Gruel ya chakula kinachofuatahutembea kupitia njia ya utumbo, huingia kwenye utumbo mdogo. Hapa imevunjwa kabisa chini ya ushawishi wa juisi ya matumbo, pamoja na kunyonya. Tofauti na bidhaa za kuvunjika kwa protini na wanga, vitu vilivyopatikana kutoka kwa hidrolisisi ya mafuta huingizwa kwenye lymph. Glycerin na sabuni, baada ya kupita kwenye seli za mucosa ya matumbo, huchanganyika tena na kutengeneza mafuta.
Kwa muhtasari, tunatambua kuwa vyanzo vikuu vya nishati kwa mwili wa binadamu na wanyama ni protini, mafuta, wanga. Ni shukrani kwa kabohaidreti, kimetaboliki ya protini, ikifuatana na uundaji wa nishati ya ziada, ambayo kiumbe hai hufanya kazi. Kwa hivyo, hupaswi kula kwa muda mrefu, ukijizuia katika kipengele chochote cha ufuatiliaji au dutu, vinginevyo inaweza kuathiri vibaya afya na ustawi.
