ორგანიზმისთვის ენერგიის ძირითადი წყაროა ნახშირწყლები, ცილები, მინერალური მარილები, ცხიმები, ვიტამინები. ისინი უზრუნველყოფენ მის ნორმალურ აქტივობას, აძლევენ საშუალებას ორგანიზმს უპრობლემოდ იმუშაოს. ნუტრიენტები ენერგიის წყაროა ადამიანის ორგანიზმში. გარდა ამისა, ისინი მოქმედებენ როგორც სამშენებლო მასალა, ხელს უწყობენ ახალი უჯრედების ზრდას და რეპროდუქციას, რომლებიც ჩნდებიან მომაკვდავი უჯრედების ნაცვლად. იმ ფორმით, რომელშიც ისინი მიირთმევენ, ისინი არ შეიწოვება და არ გამოიყენება სხეულის მიერ. მხოლოდ წყალი, ისევე როგორც ვიტამინები და მინერალური მარილები, შეიწოვება და შეიწოვება იმ ფორმით, რომელშიც ისინი მოდიან.
ორგანიზმისთვის ენერგიის ძირითადი წყაროა ცილები, ნახშირწყლები, ცხიმები. საჭმლის მომნელებელ ტრაქტში ისინი ექვემდებარებიან არა მხოლოდ ფიზიკურ ზემოქმედებას (დაფქვა და დამსხვრევა), არამედ ქიმიურ გარდაქმნებს, რომლებიც ხდება სპეციალური საჭმლის მომნელებელი ჯირკვლების წვენში შემავალი ფერმენტების გავლენის ქვეშ.
პროტეინის სტრუქტურა
მცენარეებსა და ცხოველებში არის გარკვეული ნივთიერება, რომელიც სიცოცხლის საფუძველია. ეს ნაერთი არის ცილა. ცილის სხეულები აღმოაჩინა ბიოქიმიკოსმა ჯერარდ მალდერმა 1838 წელს. სწორედ მან ჩამოაყალიბა ცილის თეორია. სიტყვა "ცილა" ბერძნული ენიდან ნიშნავს "პირველ რიგში". ნებისმიერი ორგანიზმის მშრალი წონის დაახლოებით ნახევარი შედგება ცილებისგან. ვირუსებში ეს შინაარსი მერყეობს 45-95 პროცენტის ფარგლებში.
როდესაც ვსაუბრობთ იმაზე, თუ რა არის ენერგიის მთავარი წყარო ორგანიზმში, არ შეიძლება უგულებელვყოთ ცილის მოლეკულები. მათ განსაკუთრებული ადგილი უჭირავთ ბიოლოგიურ ფუნქციებსა და მნიშვნელოვნებაში.
ფუნქციები და მდებარეობა სხეულში
პროტეინის ნაერთების დაახლოებით 30% განლაგებულია კუნთებში, დაახლოებით 20% გვხვდება მყესებსა და ძვლებში, ხოლო 10% გვხვდება კანში. ორგანიზმებისთვის ყველაზე მნიშვნელოვანია ფერმენტები, რომლებიც აკონტროლებენ მეტაბოლურ ქიმიურ პროცესებს: საჭმლის მონელებას, ენდოკრინული ჯირკვლების აქტივობას, ტვინის მუშაობას და კუნთების აქტივობას. პატარა ბაქტერიებიც კი შეიცავს ასობით ფერმენტს.
პროტეინები ცოცხალი უჯრედების განუყოფელი ნაწილია. ისინი შეიცავს წყალბადს, ნახშირბადს, აზოტს, გოგირდს, ჟანგბადს, ზოგიც შეიცავს ფოსფორს. ცილის მოლეკულებში შემავალი სავალდებულო ქიმიური ელემენტია აზოტი. ამიტომ ამ ორგანულ ნივთიერებებს აზოტის შემცველ ნაერთებს უწოდებენ.
ცილების თვისებები და ტრანსფორმაცია ორგანიზმში
დარტყმასაჭმლის მომნელებელ ტრაქტში ისინი იშლება ამინომჟავებად, რომლებიც შეიწოვება სისხლში და გამოიყენება ორგანიზმისთვის სპეციფიკური პეპტიდის სინთეზისთვის, შემდეგ იჟანგება წყალში და ნახშირორჟანგად. როდესაც ტემპერატურა იზრდება, ცილის მოლეკულა კოაგულაციას განიცდის. ცნობილია მოლეკულები, რომლებსაც შეუძლიათ წყალში დაშლა მხოლოდ გაცხელებისას. მაგალითად, ჟელატინს აქვს ასეთი თვისებები.
შეწოვის შემდეგ საკვები ჯერ პირის ღრუში ხვდება, შემდეგ გადადის საყლაპავში, ხვდება კუჭში. იგი შეიცავს გარემოს მჟავე რეაქციას, რომელსაც მარილმჟავა უზრუნველყოფს. კუჭის წვენი შეიცავს ფერმენტ პეპსინს, რომელიც არღვევს ცილის მოლეკულებს ალბუმოზებად და პეპტონებად. ეს ნივთიერება აქტიურია მხოლოდ მჟავე გარემოში. კუჭში შესულ საკვებს შეუძლია მასში 3-10 საათის განმავლობაში გაჩერება, მისი აგრეგაციის მდგომარეობიდან და ბუნებიდან გამომდინარე. პანკრეასის წვენს აქვს ტუტე რეაქცია, შეიცავს ფერმენტებს, რომლებსაც შეუძლიათ ცხიმების, ნახშირწყლების, ცილების დაშლა.
მის ძირითად ფერმენტებს შორის იზოლირებულია ტრიფსინი, რომელიც პანკრეასის წვენში ტრიფსინოგენის სახით მდებარეობს. მას არ ძალუძს ცილების დაშლა, მაგრამ ნაწლავის წვენთან შეხებისას იქცევა აქტიურ ნივთიერებად - ენტეროკინაზაში. ტრიფსინი არღვევს ცილებს ამინომჟავებად. წვრილ ნაწლავში საკვების გადამუშავება სრულდება. თუ თორმეტგოჯა ნაწლავში და კუჭში ცხიმები, ნახშირწყლები, ცილები თითქმის მთლიანად იშლება, მაშინ წვრილ ნაწლავში ხდება საკვები ნივთიერებების სრული დაშლა, რეაქციის პროდუქტების შეწოვა სისხლში. პროცესი ტარდება კაპილარების მეშვეობით, რომელთაგან თითოეულიუახლოვდება წვრილი ნაწლავის კედელზე განლაგებულ ღრძილებს.
პროტეინის მეტაბოლიზმი
მას შემდეგ რაც ცილა მთლიანად დაიშლება საჭმლის მომნელებელ ტრაქტში ამინომჟავებად, ისინი შეიწოვება სისხლში. იგი ასევე შეიცავს მცირე რაოდენობით პოლიპეპტიდებს. ცოცხალი არსების ორგანიზმში არსებული ამინომჟავების ნარჩენებიდან სინთეზირდება სპეციფიკური ცილა, რომელიც ადამიანს ან ცხოველს სჭირდება. ცილის ახალი მოლეკულების ფორმირების პროცესი ცოცხალ ორგანიზმში განუწყვეტლივ მიმდინარეობს, ვინაიდან კანის, სისხლის, ნაწლავებისა და ლორწოვანი გარსების მომაკვდავი უჯრედები ამოღებულია და მათ ადგილას ახალგაზრდა უჯრედები წარმოიქმნება.
პროტეინების სინთეზისთვის აუცილებელია, რომ ისინი საჭმლის მომნელებელ ტრაქტში შევიდნენ საკვებთან ერთად. თუ პოლიპეპტიდი შედის სისხლში, საჭმლის მომნელებელი ტრაქტის გვერდის ავლით, ადამიანის ორგანიზმი ვერ გამოიყენებს მას. ასეთმა პროცესმა შეიძლება უარყოფითად იმოქმედოს ადამიანის ორგანიზმის მდგომარეობაზე, გამოიწვიოს მრავალი გართულება: ცხელება, სუნთქვის დამბლა, გულის უკმარისობა, ზოგადი კრუნჩხვები.
პროტეინები არ შეიძლება შეიცვალოს სხვა საკვები ნივთიერებებით, რადგან ამინომჟავები აუცილებელია ორგანიზმში მათი სინთეზისთვის. ამ ნივთიერებების არასაკმარისი რაოდენობა იწვევს ზრდის შეფერხებას ან შეჩერებას.
საქარიდები
დავიწყოთ იმით, რომ ნახშირწყლები ორგანიზმის ენერგიის მთავარი წყაროა. ისინი ორგანული ნაერთების ერთ-ერთი მთავარი ჯგუფია, რომელიც ჩვენსორგანიზმი. ცოცხალი ორგანიზმების ენერგიის ეს წყარო ფოტოსინთეზის პირველადი პროდუქტია. ნახშირწყლების შემცველობა ცოცხალ მცენარის უჯრედში შეიძლება მერყეობდეს 1-2 პროცენტის ფარგლებში და ზოგიერთ სიტუაციაში ეს მაჩვენებელი 85-90 პროცენტს აღწევს.
ცოცხალი ორგანიზმების ენერგიის ძირითადი წყაროა მონოსაქარიდები: გლუკოზა, ფრუქტოზა, რიბოზა.
ნახშირწყლები შეიცავს ჟანგბადს, წყალბადს, ნახშირბადის ატომებს. მაგალითად, გლუკოზას - ორგანიზმში ენერგიის წყაროს, აქვს ფორმულა C6H12O6. არსებობს ყველა ნახშირწყლების (სტრუქტურის მიხედვით) დაყოფა მარტივ და რთულ ნაერთებად: მონო- და პოლისაქარიდებად. ნახშირბადის ატომების რაოდენობის მიხედვით მონოსაქარიდები იყოფა რამდენიმე ჯგუფად:
- ტრიო;
- ტეტროზები;
- პენტოზა;
- ჰექსოსები;
- ჰეპტოზები.
მონოსაქარიდები, რომლებსაც აქვთ ხუთი ან მეტი ნახშირბადის ატომები, შეუძლიათ შექმნან რგოლის სტრუქტურა წყალში გახსნისას.
ორგანიზმში ენერგიის ძირითადი წყარო გლუკოზაა. დეოქსირიბოზა და რიბოზა არის ნახშირწყლები, რომლებსაც განსაკუთრებული მნიშვნელობა აქვთ ნუკლეინის მჟავებისა და ATP-სთვის.
გლუკოზა არის ენერგიის მთავარი წყარო ორგანიზმში. მონოსაქარიდების ტრანსფორმაციის პროცესები პირდაპირ კავშირშია მრავალი ორგანული ნაერთის ბიოსინთეზთან, ასევე მისგან ტოქსიკური ნაერთების მოცილების პროცესთან, რომლებიც გარედან მოდის ან წარმოიქმნება ცილის მოლეკულების დაშლის შედეგად.
დისაქარიდების გამორჩეული თვისებები
მონოსაქარიდი და დისაქარიდი არის ენერგიის მთავარი წყარო ორგანიზმისთვის. როდესაც შერწყმულიამონოსაქარიდები იყოფა და ურთიერთქმედების პროდუქტი არის დისაქარიდი.
საქაროზა (ლერწმის შაქარი), მალტოზა (ალაოს შაქარი), ლაქტოზა (რძის შაქარი) ამ ჯგუფის ტიპიური წარმომადგენლები არიან.
სხეულის ენერგიის ისეთი წყარო, როგორიცაა დისაქარიდები, იმსახურებს დეტალურ შესწავლას. ისინი ძალიან ხსნადია წყალში და აქვთ ტკბილი გემო. საქაროზის ჭარბი მოხმარება იწვევს ორგანიზმში სერიოზულ გაუმართაობას, რის გამოც ძალზე მნიშვნელოვანია წესების დაცვა.
პოლისაქარიდები
ორგანიზმისთვის ენერგიის შესანიშნავი წყაროა ისეთი ნივთიერებები, როგორიცაა ცელულოზა, გლიკოგენი, სახამებელი.
პირველ რიგში, ნებისმიერი მათგანი შეიძლება ჩაითვალოს ადამიანის ორგანიზმის ენერგიის წყაროდ. მათი ფერმენტული გახლეჩისა და დაშლის შემთხვევაში გამოიყოფა დიდი რაოდენობით ენერგია, რომელსაც ცოცხალი უჯრედი იყენებს.
სხეულის ენერგიის ეს წყარო ასრულებს სხვა მნიშვნელოვან ფუნქციებს. მაგალითად, ქიტინი, ცელულოზა გამოიყენება სამშენებლო მასალად. პოლისაქარიდები შესანიშნავია ორგანიზმისთვის, როგორც სარეზერვო ნაერთები, ვინაიდან ისინი არ იხსნება წყალში, არ ახდენენ ქიმიურ და ოსმოსურ ზემოქმედებას უჯრედზე. ასეთი თვისებები საშუალებას აძლევს მათ დიდხანს დარჩეს ცოცხალ უჯრედში. დეჰიდრატაციისას პოლისაქარიდებს შეუძლიათ გაზარდონ შენახული პროდუქტების მასა მოცულობის დაზოგვის გამო.
სხეულის ენერგიის ასეთ წყაროს შეუძლია წინააღმდეგობა გაუწიოს პათოგენურ ბაქტერიებს, რომლებიც ორგანიზმში საკვებით შედიან. საჭიროების შემთხვევაში, ჰიდროლიზის დროს ხდება სათადარიგო ტრანსფორმაციაპოლისაქარიდები მარტივ შაქარში.
ნახშირწყლების გაცვლა
როგორ იქცევა ორგანიზმის ენერგიის მთავარი წყარო? ნახშირწყლები უფრო მეტად მიეწოდება პოლისაქარიდების სახით, მაგალითად, სახამებლის სახით. ჰიდროლიზის შედეგად მისგან წარმოიქმნება გლუკოზა. მონოსაქარიდი შეიწოვება სისხლში, რამდენიმე შუალედური რეაქციის წყალობით იშლება ნახშირორჟანგად და წყალში. საბოლოო დაჟანგვის შემდეგ გამოიყოფა ენერგია, რომელსაც ორგანიზმი იყენებს.
ალაოს შაქრისა და სახამებლის გაყოფის პროცესი უშუალოდ პირის ღრუში მიმდინარეობს, ფერმენტი პთიალინი მოქმედებს როგორც კატალიზატორი რეაქციისთვის. წვრილ ნაწლავში ნახშირწყლები იშლება მონოსაქარიდებად. ისინი სისხლში შეიწოვება ძირითადად გლუკოზის სახით. პროცესი ზედა ნაწლავებში მიმდინარეობს, მაგრამ ქვედა ნაწლავებში ნახშირწყლები თითქმის არ არის. სისხლთან ერთად საქარიდები შედიან კარის ვენაში და აღწევს ღვიძლში. იმ შემთხვევაში, როდესაც ადამიანის სისხლში შაქრის კონცენტრაცია არის 0,1%, ნახშირწყლები გადის ღვიძლში და მთავრდება ზოგად მიმოქცევაში.
აუცილებელია სისხლში შაქრის მუდმივი რაოდენობის შენარჩუნება 0,1%-თან ახლოს. სისხლში საქარიდების გადაჭარბებული შეყვანისას, ჭარბი გროვდება ღვიძლში. ანალოგიურ პროცესს ახლავს სისხლში შაქრის მკვეთრი ვარდნა.
სხეულის შაქრის ცვლილება
თუ საკვებში სახამებელია, ეს არ იწვევს სისხლში შაქრის მასშტაბურ ცვლილებებს, ვინაიდან პოლისაქარიდის ჰიდროლიზის პროცესს დიდი დრო სჭირდება. თუ შაქრის დოზა დაახლოებით 15-200 გრამს ტოვებს, მისი მკვეთრი მატებააშემცველობა სისხლში. ამ პროცესს ალიმენტური ან კვების ჰიპერგლიკემია ეწოდება. ჭარბი შაქარი გამოიყოფა თირკმელებით, ამიტომ შარდი შეიცავს გლუკოზას.
თირკმელები იწყებენ ორგანიზმიდან შაქრის გამოდევნას, თუ მისი დონე სისხლში 0,15-0,18%-ს აღწევს. მსგავსი ფენომენი ხდება შაქრის მნიშვნელოვანი რაოდენობის ერთჯერადი გამოყენებისას, გადის საკმაოდ სწრაფად, ორგანიზმში მეტაბოლური პროცესების სერიოზული დარღვევების გარეშე.
თუ პანკრეასის ინტრასეკრეტორული მუშაობა დარღვეულია, ვითარდება ისეთი დაავადება, როგორიცაა შაქრიანი დიაბეტი. მას თან ახლავს სისხლში შაქრის რაოდენობის მნიშვნელოვანი მატება, რაც იწვევს ღვიძლის გლუკოზის შეკავების უნარის დაკარგვას, რის შედეგადაც შაქარი გამოიყოფა ორგანიზმიდან შარდით.
გლიკოგენის მნიშვნელოვანი რაოდენობა შეიძლება დაგროვდეს კუნთებში, აქ ის საჭიროა იმ ქიმიური რეაქციების განსახორციელებლად, რომლებიც ხდება კუნთების შეკუმშვის დროს.
გლუკოზის მნიშვნელობის შესახებ
გლუკოზის ღირებულება ცოცხალი ორგანიზმისთვის არ შემოიფარგლება მხოლოდ ენერგეტიკული ფუნქციით. გლუკოზის საჭიროება იზრდება მძიმე ფიზიკური შრომით. ეს მოთხოვნილება დაკმაყოფილებულია ღვიძლში გლიკოგენის გლუკოზად დაშლით, რომელიც შედის სისხლში.
ეს მონოსაქარიდი გვხვდება უჯრედების პროტოპლაზმაშიც, ამიტომ საჭიროა ახალი უჯრედების ფორმირებისთვის, გლუკოზა განსაკუთრებით აქტუალურია ზრდის პროცესში. ამ მონოსაქარიდს განსაკუთრებული მნიშვნელობა აქვს ცენტრალური ნერვული სისტემის სრული ფუნქციონირებისთვის. როგორც კი სისხლში შაქრის კონცენტრაცია დაეცემა 0,04%-მდე.ხდება კრუნჩხვები, ადამიანი კარგავს ცნობიერებას. ეს არის პირდაპირი დადასტურება იმისა, რომ სისხლში შაქრის დაქვეითება იწვევს ცენტრალური ნერვული სისტემის აქტივობის მყისიერ დარღვევას. თუ პაციენტს შეჰყავთ გლუკოზა სისხლში ან შესთავაზებენ ტკბილ საკვებს, ყველა დარღვევა ქრება. სისხლში შაქრის ხანგრძლივი დაქვეითებით ვითარდება ჰიპოგლიკემია. ეს იწვევს სხეულის სერიოზულ მოშლას, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს სიკვდილი.
მსუქანი მოკლედ
ცხიმები შეიძლება ჩაითვალოს ცოცხალი ორგანიზმის ენერგიის კიდევ ერთ წყაროდ. ისინი შეიცავს ნახშირბადს, ჟანგბადს და წყალბადს. ცხიმებს აქვთ რთული ქიმიური სტრუქტურა, ისინი წარმოადგენენ პოლიჰიდრული სპირტის გლიცეროლის და ცხიმოვანი კარბოქსილის მჟავების ნაერთებს.
მონელების პროცესის დროს ცხიმი იშლება მის კომპონენტ ნაწილებად, საიდანაც იგი მიღებულია. ეს არის ცხიმები, რომლებიც პროტოპლაზმის განუყოფელი ნაწილია, შეიცავს ცოცხალი ორგანიზმის ქსოვილებს, ორგანოებს, უჯრედებს. ისინი სამართლიანად განიხილება ენერგიის შესანიშნავი წყარო. ამ ორგანული ნაერთების დაშლა იწყება კუჭში. კუჭის წვენი შეიცავს ლიპაზას, რომელიც გარდაქმნის ცხიმის მოლეკულებს გლიცეროლად და კარბოქსილის მჟავად.
გლიცერინი შესანიშნავად შეიწოვება, რადგან მას აქვს კარგი ხსნადობა წყალში. ნაღველი გამოიყენება მჟავების დასაშლელად. მისი გავლენის ქვეშ ლიპაზის ეფექტურობა ცხიმზე იზრდება 15-20-ჯერ. კუჭიდან საკვები გადადის თორმეტგოჯა ნაწლავში, სადაც წვენის ზემოქმედებით ის შემდგომ იშლება პროდუქტებად, რომლებიც შეიწოვება ლიმფსა და სისხლში.
შემდეგი საჭმელიმოძრაობს საჭმლის მომნელებელ ტრაქტში, შედის წვრილ ნაწლავში. აქ იგი მთლიანად იშლება ნაწლავის წვენის გავლენით, ასევე აბსორბციით. ცილების და ნახშირწყლების დაშლის პროდუქტებისგან განსხვავებით, ცხიმების ჰიდროლიზის შედეგად მიღებული ნივთიერებები შეიწოვება ლიმფში. გლიცერინი და საპონი ნაწლავის ლორწოვანი გარსის უჯრედებში გავლის შემდეგ კვლავ ერწყმის ცხიმს.
შეჯამებით აღვნიშნავთ, რომ ადამიანის ორგანიზმისა და ცხოველების ენერგიის ძირითადი წყაროა ცილები, ცხიმები, ნახშირწყლები. ნახშირწყლების, ცილების მეტაბოლიზმის წყალობით, რომელსაც თან ახლავს დამატებითი ენერგიის ფორმირება, ფუნქციონირებს ცოცხალი ორგანიზმი. ამიტომ, თქვენ არ უნდა დატოვოთ დიეტა დიდი ხნის განმავლობაში, შეიზღუდოთ თავი რაიმე კონკრეტული მიკროელემენტით ან ნივთიერებით, წინააღმდეგ შემთხვევაში ეს შეიძლება უარყოფითად იმოქმედოს ჯანმრთელობასა და კეთილდღეობაზე.
