9833 (Углеводы, жиры и белки - источники энергии для человека и животных)

26

Средняя общеобразовательная

школа № 117

Юго-Западного округа

г. Москвы

РЕФЕРАТ

НА ТЕМУ:
"УГЛЕВОДЫ, ЖИРЫ И БЕЛКИ - ИСТОЧНИК ЭНЕРГИИ ДЛЯ ЧЕЛОВЕКА И ЖИВОТНЫХ"

Работа ученика

9 класса "А"

КОЗЛОВА

Дмитрия Александровича

1998 г.

План

I. Введение

II. Значение пищеварения для жизнедеятельности организма

1. Организм - единое целое

2. Пищеварительная система

III. Углеводы

1. Общие свойства углеводов

2. Свойства моносахаридов (глюкоза)

3. Свойства дисахаридов (сахароза, лактоза)

4. Свойства полисахаридов (крахмал, целлюлоза)

5. Углеводный обмен

IV. Жиры

1. Свойства липидов

2. Свойства жиров

3. Жировой обмен

V. Белки

1. Свойства аминокислот

2. Свойства белков

3. Белковый (азотный) обмен

VI. Обмен веществ и энергии

1. Понятие метаболизма

2. Биологическое окисление

3. АТФ (аденозинтрифосфотная кислота)

4. Особенности обмена веществ у детей

5. Нарушения обмена веществ

VII. Заключение

Введение

ХХ век - век прогресса, многих нововведений в жизнь человека, но и век новых болезней. На первый план выступили такие болезни, как СПИД, вене­рические, психосоматические и другие недуги, не столь распространенные в прошлом. Но мы как то забыли о еще одной болезни прогресса. Это - ожире­ние и, как не странно, дистрофия. В природе мы не встретим таких явлений, как избыточный вес, а тем более, ожирение. В животном мире фактически нет и следа этого, если не принимать во внимание домашних животных, жизнь которых непосредственно связана с человеком. И на это есть свое объяснение - прогресс в социальной и экономической жизни человека.

В примитивных обществах ожирение, как правило, было очень редким явлением. Отдельные случаи ожирения могли объясняться серьезными проб­лемами со здоровьем, особенно гормонального характера. В некоторых пле­менах именно исключительная природа ожирения дала начало настоящему культу тучности. На деле это явление было уникальным. В последующие сто­летия, во времена великих цивилизаций, которые хорошо описаны в докумен­тальных источниках, ожирение было большей частью атрибутом богатых, которым, вследствие их жизненного уровня, была доступна более "обработанная" пища. Богатые в прошлом были более тучными, чем бедняки, потому что они по-другому питались. Их пища была ближе к природной. Се­годня эта тенденция меняется, и вероятность обнаружить ожирение в наиме­нее благополучных классах выше, тогда как богатые люди стали стройнее, поскольку активно стали следить за своим состоянием здоровья. Но это лишь только тенденция, не ставшая явлением повсеместным. Если история говорит нам, что ожирение - побочный продукт цивилизации (как в случае с Египтом и Римской Империей), то становится понятным, почему это явление проявля­ется в США. Несмотря на активную пропаганду здорового образа жизни, по данным специалистов, 64% американцев - слишком тучные, 20% - страдают ожрением. "Не эта ли страна действительно представляет передовую модель развития цивилизации, уже вступившей в фазу своего заката?"¹.

Я также страдаю ожирением. Поэтому я хотел бы побольше узнать о процессах, происходящих при метаболизме, выяснить причины ожирения и других заболеваний, связанных с неправильным обменом веществ в орга­низме.

В своей работе я хотел бы рассмотреть свойства питательных веществ, поступающих в организм в процессе обмена с окружающей средой. Эти пи­тальные вещества могут быть сгруппированы в две категории: питательные вещества, обеспечивающие энергию (белки, углеводы и жиры), и питалеьные вещества, не связанные с обеспечением организма энергетическими запасами (клетчатка, вода, минеральные соли, микроэлементы, витамины). Роль пи­тальных веществ, обеспечивающих энергию, состоит не только в том, чтобы дать живому организму энергетический потенциал, но и служить сырьем для многих процессов синтеза, который происходит при создании и перестройке живого организма. Одновременно я хотел бы рассказать о биологическом окислении, особенностях обмена веществ в детском организме, а также пато­логиях обмена веществ.

В своей работе я использовал разнообразные источники на русском и английском языках: энциклопедии, монографические издания, учебную лите­ратуру, специальные словари, список которых дан в библиографическом списке.

I. Значение пищеварения

1. Организм - единое целое.

По определению, организм - совокупность систем органов, взаимосвя­занных между собой. Какая связь, например, существует между мочевыдели­тельной системой и опорно-двигательной? На первый взгляд, никакой пря­мой связи не видно. Однако, на самом деле, опорно-двигательная система защищает органы мочевыделительной системы от неблагоприятных воздей­ствий окружающей среды. Нервная система контролирует все остальные си­стемы, а пищеварительная система делает возможным процесс питания, как необходимое условие для нормального роста организма, его развития и жиз­недеятельности. Пищеварительная система связана с мочевыделительной системой, с кровеносной системой, с опорно-двигательной системой и други­ми. Связи эти не только односторонни (обеспечение питательными вещества­ми других систем), но и многофункциональны. На пищеварительную систему оказывают свое влияние практически все другие системы человека. Клеткам пищеварительной системы необходим кислород, который им поставляет кро­веносная система, связанная, в свою очередь, со всеми без исключения систе­мами организма. А если пищеварительная система дает какие-либо сбои, то все внутренние и внешние органы человека недополучают или получают в чрезмерно избыточном количестве вещества, что приводит к патологическим изменениям данного органа.

Рассмотрим подробнее пищеварительную систему и сам процесс пище­варения животного организма.

2. Пищеварительная система

Пищеварительная система - это совокупность взаимосвязанных органов, обеспечивающих переваривание пищи, необходимой для жизнедеятельности организма. Все органы пищеварительной системы соединены в единый ана­томический и функциональный комплекс. Они образуют пищевой канал, ко­торый начинается ротовым отверстием и заканчивается задним проходом. Нормальное пищеварение происходит при участии всех органов пищевари­тельной системы. Вся пищеварительная система может быть разделена на отделы: 1) воспринимающий; 2) проводящий; 3) собственно пищеварительный отдел; 4) отдел всасывания воды, резидуального пищеварения, обратного всасывания солей, различных эндогенных компонентов.

Стенки пищевательной системы на всем ее протяжении состоят из четы­рех слоев: серозной, мышечной, подслизистой и слизистой оболочек. Сероз­ная оболочка - наружный слой пищеварительной трубки, построенной из рыхлой волокнистой соединительной ткани. Мышечная оболочка состоит из внутреннего слоя кольцеобразных и наружного слоя продольных мышц. Вол­нообразные сокращения - перистальтика - обусловлены координированной работой этих мышц. В желудке мышечная оболочка представлена тремя сло­ями: продольный (наружный), циркулярный (средний) и внутренний. Подсли­зистая основа состоит из соедительной ткани, содержащей эластичные во­локна и коллаген. В ней расположены нервные сплетения, кровеносные и лимфатические сосуды. Здесь же могут находиться железы, выделяющие слизь. Слизистая оболочка представлена железистым эпителием, секретиру­ющим в некоторых местах слизь и пищевые ферменты. Его клетки располо­жены на базальной мембране, под которой находятся соединительная ткань и мышечные волокна.

Пищеварение - это расщепление питательных веществ, обеспеченных си­стемой механических, физико-химических и химических процессов. Расщеп­ление большинства органических компонентов осуществляется под дей­ствием гидролитических ферментов, синтезируемых специальными клетками на всем протяжении желудочно-кишечного тракта. Эндогидролазы и другие специальные вещества обеспечивают расщепление крупных молекул и обра­зование промежуточных продуктов. Последующая обработка пищи осуще­ствляется в результате ее постепенного перемещения по желудочно-кишеч­ному тракту.

Далее мы рассмотрим по отдельности основные компоненты питатель­ных веществ, непосредственно участвующих в процессе пищеварения. Это - углеводы, жиры и белки.

II. Углеводы

1. Общие свойства углеводов

Углеводы - группа органических веществ общей формулы - Cm H2n On. Формально Cm(H2O)n - соединение углерода и воды. Осюда и название: угле-воды.

Основные функции углеводов:

1) энергетическая (при окислении простых сахаров, в первую очередь, глюкозы организм получает основную часть необходимой ему энергии);

2) запасающая (такие полисахариды, как крахмал и глюкоген, играют роль источников глюкозы, высвобождая ее по мере необходимости);

3) опорно-строительная (из хитина, например, построен панцирь насе­комых).

Углеводы делят на простые или моносахариды, не способные к гидро­лизу, и сложные углеводы, гидрализующиеся на ряд простых. По числу ато­мов углерода углеводы делят на тетрозы, пентозы, гексозы и т.д., а по хими­ческому строению - это многоатомные альдегидо- и кетоноспирты - альдозы и кетозы. Наибольшее значение для питаания имеют гекзозы. Сложные угле­воды по количеству получающихся при гидролизации простых углеводов де­лят на дисахариды, трисахариды и т.д. и полисахариды, дающие при гидро­лизе много атомов простых углеводов. Полисахариды делят на гомополиса­хариды, которые дают при гидролизе один вид простых углеводов и гетеро­сахариды, которые дают при гидролизе смесь простых углеводов и их произ­водных.

2. Свойства моносахаридов.

Моносахариды - бесцветные кристаллические вещества, хорошо рство­римые в воде, плохо - в спирте, нерастворимые в эфире. Моносахариды - ос­новной источник энергии в организме человека.

Самый важный моносахарид - глюкоза. Название произошло от гречес­кого - glykys - сладкий. Химическая формула - C6H12O6. Молекулы глюкозы выполняют роль биологического топлива в одном из важнейших энергегети­ческих процессов в организме - в процессе гликолиза. В пентозном цикле глюкоза окисляется до СО2 и воды, генерируя энергию для некоторых реак­ций. В природе встречается D - глюкоза.

Глюкоза очень легко окисляется оксидами и гидроксидами тяжелых ме­таллов. Полное окисление глюкозы идет по уравнению:

C6H12O6 + 6O2 = 6CO2 + 6 H2O + 686 ккал.

Значительная часть выделенной энергии аккумулируется в АТФ. Посто­янный источник глюкозы в организме - гликоген. В растворах глюкоза суще­ствует в виде пяти таутомерных форм - - и -глюкоприраноз с шестичлен­ным кольцом, - и -глюкофураноз с пятичленным кольцом, а также в виде открытой формы со свободной альдегидной группой. - и -формы отлича­ются простраственным расположением полуацетального гидроксида.

Недостаток глюкозы вызывает ацидоз и кетоз. Избыток - диабет. Норма содержания в крови - 0,1%.

3. Свойства дисахаридов

Основным представителем дисахаридов является сахароза. Молекула сахарозы состоит из остатков молекулы D-глюкозы и D-фруктозы. Химичес­кая формула - C12H22O11. Сахароза - один из главных углеводов в организме человека, бесцветное кристаллическое вещество. При температуре выше 200є C разлагается с образованием так называемых карамелей. Сахароза не ра­створима в неполярных органических растворителях, в абсолютном метаноле и этаноле, умеренно растворима в атилацетате, анилине, в водных растворах метанола и этанола. Хорошо растворима в воде. Сахароза не обладает реду­центными свойствами, поэтому она устойчива к действию щелочей, но гидра­лизуется под влиянием кислот и ферментов сахараз с образованием D- глюко­зы и D-фруктозы. Со щелочным металлами образует сахараты. Сахароза является одним из основных дисахаридов. Она гидролизуется HCl желудоч­ного сока и сахаразой слизистой оболочкой тонкой кишки человека.

Сахароза входит в состав сахара (99,75%), используемого для придания пище сладкого вкуса. Сахарозу также называют свекловичным сахаром.

Другой представитель дисахаридов - лактоза (молочный сахар). Она со­стоит из остатков гелактозы и глюкозы. Лактоза - важная составная часть молока млекопитающих и человека. Образуется в процессе лактации в мо­лочной железе из глюкозы и является для новорожденных ее источником. Лактоза облегчает всасывание кальция их кишечника. Содержание лактозы в женском молоке - 7 г/ 100 мл. В молоке коров и коз - 4,5г/100 мл.

4.Свойства полисахаридов

Основным источником полисахаридов является крахмал. Крахмал - ос­новной резервный полисахарид растений. Образуется в клеточных органел­лах зеленых листьев в результате процесса фотосинтеза. Крахмал является основной частью важнейших продуктов питания. Конечные продукты фер­ментативного расщепления - глюкозо - один- фосфат - представляет собой важнейшие субстраты как энергетического обмена, так и синтетических про­цессов. Химическая формула крахмала - (C6H10O5)n. Переваривание крахмала в пищеварительном тракте осуществляется при помощи -амилазы слюны, дисахааридаз и глюкоамилаз щеточной каймы слизистой оболочки тонкой кишки. Глюкоза, являющаяся конечным продуктом распада пищевого крах­мала, всасывается в тонкой кишке. Калорийность крахмала - 4,2 ккал/г.

Целлюлоза. Химическая формула целлюлозы (C6H10O5)n, такая же как и у крахмала. Цепи целлюлозы построены в основном из элементарных звеньев ангидро- D-глюкозы, соединенных между собой 1,4 - -глюкозидными связями. Целлюлоза, содержащаяся в пище, является одним из основных бал­ластных веществ, или пищевых волокон, играющих чрезвычайно важную роль в нормальном питании и пищеварении. Эти волокна не перевариваются в желудочно-кишечном тракте, но способствуют его нормальному функцио­нированию. Они адсорбируют на себе некоторые токсины, препятствуют их всасыванию в кишечник.