Обмен веществ и энергии в организме

Ассимиляция и диссимиляция. Вещества, поступающие ^_кдетку„ подвергаются сложным нчмрнрнияи превращаясь в ве­щество самой клетки. Это усвоение веществ, уподобление их веще­ствам клетки называ^тсяу ассимиляцией-уВ процессе ассимиляции, т. е. в процессе образования клеточного вещества, клетки обога-* щаютсяне только веществом, но и заключающейся в нем скрытой энергиеЯ, Наряду с созданием клеточного^ вешаства в организме. постоянно происходит его частичное разрушений' Разрушение, рас-пад органических веществ, входящих в состав живой клетки, назы- _вается диссимиляцией/ В процеесё""диссимиляции- п^пбпжляртгя потрнцдальная,. скрытая (химическая) энергия, которая превра­щается в другие формы энергии. Так, в скелетной мышце потен­циальная.энергия превращается в механическую (мышца сокра­щается, поднимает груз), и тепловую (температура мышцы повы­шается). Существенную» роль в диссимиляции живого вещества

'^.y^/i •иную»

шеЗй

играют окислительны^ЗТроцесси. протекающие при участии кис­лорода. Эти процессы -—_оцу1н. из.. источни&ов_ох:во.б-ожден.ия_потен-циадьыои-эйерда.и. Помимо Того, рутрм окисдрнид п^рчдрр-ж-цряттуа многие ядовитые продукты распада, которые всегда образуются в клетках тела. Ассимиляция и диссимиляция столь зависят друг <тТ друга, что их можно рассматривать как две стороны одного и того же процесса — обмена веществ и превращения энергии в организме.

Поддержание постоянной температуры тела. В процессе обме­на веществ непрерывно образуется тепло. Так же непрерывно орга­низм отдает избыток тепла в окружающую среду. В результате температура тела остается без заметных изменений. Постоянная температура поддерживается регуляцией либо образования тепла, т. е. интенсивности химических процессов (химическая теплорегу-ляция), либо отдачи тепла в окружающую среду (физическая тепло-регуляция).

201

 В организме теплообразование повышается при усилении мышеч­ной активности. Всем известно, что в холодную погоду можно со­греться, энергично двигаясь или выполняя физическую работу. По­вышение мышечного тонуса и непроизвольные сокращения скелет­ных мышц (мышечная дрожь) также увеличивают образование в организме тепла при низкой температуре воздуха. Известно, что нагрегое тело может отдавать тепло путем его проведения, излуче­ния и путем испарения жидкости с его поверхности. В организме отдача тепла в основном происходит через кожу. Когда ее сосуды суживаются и она становится холодной, теплоотдача снижается. При расширении сосудов, а также при усилении потоотделения теплоотдача, наоборот, увеличивается. Регулируется отдача тепла нервной системой.

Обмен белков, жиров и углеводов. Из всех веществ, входящих в состав живого вещества, белки наиболее сложны и наименее ус­тойчивы. Именно их непрерывные химические изменения држят в основе обмена веществ, а следовательно, и жизни. Продукты переваривания белков__всасываются из кищёчЯика^'в"1кдовь в виде аминокислот. Это — материал, из которого клетки вновь образуют Необходимые им белки.

Установлено, что белки, входящие в состав различных тканей и органов, неодинаковы. Они отличаются друг от друга по содержа­нию тех или^иных аминокислот^последовательн'ости, или порядку, их сочетания и по некоторым другим особенностям структуры. Спе­цифичность белков может сохраниться лишь при условии, что синтез в точности воспроизводит их структуру. Именно так он и происходит в каждой клетке. Единственный его источник '-— амино'-кислоты и некоторые другие вещества, поступившие из крови. Клет­ка удерживает то, что должно быть использовано для синтеза^ а остальное возвращается в кровь.

^Белки не откладываются ^R ^ЯР^- При избыточном поступлении нэ^ЛЦШёчника аминокислоты частично превращаются в углеводы и жиры, причем содержащийся в них азот выделяется та^ргаТГйзм^" "'ТзГсбставе мочевины и некоторых ^ругих„вещесхвь Обрагного пре­вращения угл"ёвода"и жиров'в~белки не происходит. Это объясняется тем, что белки_содержат азот. которого нет в жирах и углеводах;

Если бы человек питался только углеводами и жирами, совсем не получая белков, он не мог бы восстанавливать каждодневные по­тери живого вещества своего тела и должен был бы погибнуть__

Жиры пищи очень различны Так, бараний жир отличается от коровьего или свиного; растительные жиры также неодинаковы. Всасываются >киры дпчти исключительно в виде продуктов их рас­щепления — глицерина и жирнкту киг.ппт В клетках кишечной врр-синки снова образуется жир, но такой, который свойствен челове­ку. Всосавццщ^яжир попадает в лимфу, а оттуда по лимфатическим сосудам достигае'1,.л^овеноснои системы, С кровью он разносится по всем органаТи. В клетках жиры вступают в соединение с белками.

202

Кроме того, молекулы ждря вводят в состав некоторых веществ, играющих важную роль в обмене веществ. Избыток жиров откла­дывается про запас в клетка_х жировой ткани, например в подкож­ной клетчатке, а в незначительном количестве и в других клетках. При полном' распаде и окислении жира образуются углекислота и вода. |

~* УглевЬдвдвсасываются в кровь в виде простых Сахаров, главным о ор"азом виноградного сахара, или глюкозы. Избыток сахара задер­живается в печени, а также в мышцах, превращаясь в животный крахмал, или гликоген. Запасы гликогена в организме не превы­шают 5QQ.=i6QO_e_n6 мере надобности, часть гликогена снова пре­вращается в сахар, который опять поступает в кровь и идет на пи-тание.органов и тканей тела. Углеводы необходимы как для работы мышц, так и дл_я_деятельности нервной системы. Как и жиры, они расходуются всеми органа митела, в конечном счете окисляясь до_

углекис^аты_и_додь1. "~"

-— Непосредственно под правой половиной диафрагмы, в верхней части брюшной полости, находится_печень, принимающая участие во многих процессах_обмена_аещЁСЗ:в. Это очень большой орган^ вес которого^ взрослого составляет примерно 1,5 кг (около 2% ве­са тела). У новорожденного ребенка печень особенно велика. Она занимает значительную часть брюшной полости и весит_ЩО—140 г. или около 4% веса тела (рис. 84). Печааь-вередко называют цен­тральной лабораторией нашего тела. И действительно, в этом орга­не происходит {тревращение^аминокислот в углеводы^. если человек питается преимущественно белковой пищей; здесь же углеводы 1до-гут преврашаться__в' жиры. Вот почему в организме^кдры откла­дываются даже в тех случаях, когда пища богата углеводами (крах­малом, сахаром) и бедна жирами.

 Соединения меди, свинца, цинка, мышьяка и ряд других вредных для здоровья веществ вместе с пищей могут попасть в пищевари­тельный тракт, а оттуда в кровь. Известно, что кровь течет от ки­шечника сначала в печень, а потом уже к сердцу. Следовательно, вредные вещества, проникшие из кишечника в кровь, прежде всего попадают в дентральную лабораторию тела. Печень либо обезвре­живает их, лиЬо переводит И нерастворимое состояние, а затем выделяет с желчью. Попадая в кишечный канал снова, но уже в нерастворимом состоянии, они удаляются с испражнениями. Та­ким образом, печень — один из~иарь^рин между внешней и внутрен-ней средой организма.

В печени происходит обезвреживание ядовитых продуктов об­мена. Так, ядовитый яммияк, образующийся при распаде белков, превращается в печени в безвредную мочевину, которая поступает в кровь, а затем выделяется с мочоЗГ

Обмен веществ в детском возрасте. У новорожденного процессы обмена белков, жиров и углеводов обладают некоторыми специфи­ческими особенностями. Если у взрослого человека 85—90%¹ азота выделяется из организма в составе мочевины, то у новорожденного азот мочевины обычно не превышает '/2 или Уз общего азота мочи. И наоборот, азот аммиака мочевой кислоты и аминокислот в моче новорожденного содержится в несколько большем количестве, чем в моче взрослого человека, что связано с относительно слабым раз­витием некоторых функций печени.

Жир новорожденного имеет более высокую точку плавления. Та­кой же жир образуется и в первое время после рождения. Лишь постепенно состав жира становится таким же, как у взрослого че­ловека.

Характерная особенность углеводного обмена в первые месяцы жизни ребенка — недостаточность окислительных процессов. В свя­зи с этим в крови и моче содержится значительно больше, чем у взрослых, продуктов неполного окисления углеводов. По мере уси­ления двигательной активности окислительные процессы становягся все более интенсивными.

Все эти особенности обмена характерны для 1-го года жизни ре­бенка и лишь отчасти для 2-го и 3-го.

Регуляция процессов обмена еще долгие годы отличается от той, какая наблюдается у взрослого человека. В функциональном.отно­шении нервная система ребенка характеризуется отсутствием устойчивости. Резкие изменения возбудимости нервных клеток обу­словливают значительные колебания интенсивности обмена веществ и его большую зависимость от воздействия различных факторов внешней среды. Неустойчивость процессов обмена выражена тем сильнее, чем моложе ребенок; в слабой степени ее можно обнару­жить даже в подростковом возрасте. Неустойчивость проявляется в меньшем постоянстве состава и свойств крови. Так, у грудных детей количество сахара в 100 мл крови может колебаться в тече-

204

ние суток от 30 до 120 ме; столь же значительны изменения фкзи-ко-химических свойств крови, содержания воды в тканях и проч.

Обмен воды и солей. Путем испарения через кожу и легкие, а также с мочой и калом человек ежедневно теряет не менее 2 л воды вместе с содержащимися в ней минеральными веществами — натрием, калием, кальцием, фосфором, железом и многими другими. Некоторые минеральные вещества содержатся в организме в нич­тожном количестве. Однако их отсутствие— в пише приводит к Tnw°iKM_ нйру"'⁰""^ обмена веществ. Так, например, кобальт, никель, цинк и ряд других элементов входят в состав некоторых ферментов, необходимых для внутриклеточного обмена веществ. ^рмрнтн, гплержание которых в организме ничтожно, получили названия микроэлементов.

Для поддержания жизнедеятельности клеток эти потери дол­жны полностью восстанавливаться. Необходимые для организма минеральные врптргтня и кпду нр.гтрррк получает в различных пише-вых продуктах, чаще всего в виде солей. Не хватает одного лишь хлористого НэтрИяГособенно при потреблении растительной пищи.

Детский организм нуждается в большем количестве минераль­ных веществ. В связи с интенсивным ростом и окостенением скеле-та очень велика потребность в кя^¹™''' " фп^фпрр При недостаточ­ном их введении в организм нарушается развитие скелета, лортятся зубы. Велика потребность и в железе, необходимом для образова­ния эритроцитов. Появление у маленьких детей судорог может зависеть от недостатка в организме магния. Все это надо учитывать при организации питания не только детей, но и женщин в период беременности и кормления грудью.

^63. Витамины

Значение витаминов. В состав пищи должны входить особые органические вещества, получившие название витаминов. Недостаточное их потребление резко изменяет деятельность орга­низма, приводя к общему его ослаблению и к тяжелым заболева­ниям. Состояние организма, развившееся в результате отсутствия в пище то^о"или иного витамина, называется авитаминозом. Состоя­ние организма при недостаточном введении витамина называется гиповитаминозом. ~ - -—

В продуктах, даже наиболее богатых витаминами, их содержа­ние очень невелико. К тому же многие витамины малоустойчивы. Они разрушаются под влиянием высокой температуры^ от действия солнечных лучей, а то и просто пря'дл'ит^льном~хр^нении. Витами-ны образуются ИГрастёниях. С растительной пищей они' попадают в организм животного. Поэтому содержание витаминов в продук­тах животного происхождения в значительной мере зависит от пи­щи животного. Летнее молоко гораздо богаче вигаминами, чем

205

 зимнее, так как летом коровы получают свежий корм, а зимой питаются сеном, содержащим значительно меньше витаминов.

Установлено, что из витаминов jb организме образуются фер­ менты и другие важные' вещества, имеющие большое значение для "поддержания нормального обмена. Для взрослого человека потреб­ность в витаминах относТГгельТю очень^невелика, ибо она опреде­ляется в основном их потерей в связи с частичным разрушением клеточного вещества. Для растущего организма витамины нужны как важнейшая составная часть новообразующегося живого веще­ ства. Поэтому у детей потребность в витаминах значительно выше, чем у взрослых. Участие витаминов в новообразовании клеточного вещества подтверждается тем, что длд успеха лечения авитамино­за усиленное введение витамина должно сопровождаться кормле­ нием пищей, которая богата белками. Это объясняется тем, что витаминный обмен представляет собой часть белкового обмена. Даже витамин Л, участие которого в образовании ферментов еще не установлено, оказывает влияние на некоторые функции организ­ма лишь при введении с пищей достаточного количества полноцен­ных белков.

Витамин С (це), или аскорбиновая кислота. С давних пор было известно, что в голодные годы, а также во время войн, особенно среди населения осажденных городов, нередко по­являются заболевания цингой. Цинга—тяжелая болезнь. Вначале появляется общая слабость, утомляемость, боль^ногахГзатем на­чинают кровоточить десны^ в коже^в.ТЩдшцах^иТб'^ нах возникают кровоизлияния, нарушается -кроветворная функция костного мозга и развивается тяжелое малокровие. Однако больные быстро поправляются при достаточном введении в организм ви­тамина С. Он находится главным образом в живых растительных клтхад. Особенно много его в томатах (помидорах), плодах ши­повника, зеленом луке, капусте, шпинагтет~черной смородине, ли-мб"нах",~апельсинах, мандаринах^ землянике, крыжовнике, малине, 'нёкбторьдх "СбрТах яблокГТГри^длительном хранении, "сушке «"кон­сервировании продуктов витамин С обычно частично или полностью разрушается. Суточная потребность человеческого организма в ви­тамине С составляет 0,2 г. -

Витамин А. При отсутствии или недостатке в пище витамина Л расстраивается зрение и наступает тяжелое заболевание глаз, которое может привести к слепоте. В эпителиальных тканях, напри­мер- на коже ив слизистых оболочках, наступают изменения., кото­рые делают организм'более восприимчивым к заразным болезням и очень чувствительным ко всякого рода повреждениям. В дет­ском возрасте отсутствие витамина.,.Л ведет к задержке роста. Больше всего витамина А р рнбьнм жмр^' им богаты печень, сли-вочное_ма^д.о, яичный желток, а из раститель"нь1хпродуктов — морковь,, щпинат^__щавель, зеленый лук, красный перец и др. Точ­нее говоря, в растениях содержится не витамин Л',а каротин -^L-

206

вещество, из которого и образуется витамин Л в организме живот­ного. Взрослый человек должен получать в сутки примерно около 5 мг витамина Л.                                   "~

Витамины группы В (бэ). То, что прежде называли ви­тамином В, представляет собой; смесь витаминов, из которых неко­торые хорошо изучены. С^дер_жа_т^яони в семенах злаков и бобовых растений._в лесных орехах^ а~гакже в капусте, картофеле, свекле, моркови, томатах и салате. Особенно много их в пивных дрожжах. Из животных продуктов сравнительно богатЫ' витаминами группы В яичный желток, икра, печень, почки, сердце^ ветчина, молоко. Не­достаток или отсутствие в пище витаминов группы В приводит к тяжелым заболеваниям. Утомляемость, потеря аппетита, наклон­ность к запорам, мышечная слабость, замедление и приостановка роста^ некоторые заболевания глаз, частое появление на—коже трещин, расстройство деятельности нервной системы—все это нередко зависит от недостатка в пище того или -иного витамина группы В.

Витамин D (дэ). В детском возрасте отсутствие или недо­статок в пище витамина D ведет к заболеванию рахитом. Рахит— болезнь детей, особенно раннего возраста. При этом заболевании нарушается^эбмен кальция и фосфора, что в основном проявляется в изменениях в костях скелета, а также в мышцах.

Кроме активного витамина D, в пище обычно содержится про­витамин, который откладывается в коже. Под влиянием ультрафио­летовых лучей солнца провитамин превращается в активный вита­мин. Этим объясняется давно известный факт, что рахит чаще возникает у детей, живущих в^сырых, темных помещениях, лишен­ных свежего воздуха и солнца^а также ~у"дётей, живущих в хороших условиях, но мало бывающих на свежем воздухе. Таболевают чаще дети недоношенные, нахбдяшжся"нТйскусственном вскармливании, а также страдающие хроническими расстройствами пищеварения и питания. Летом заболевание рахитом наблюдается.реже^чем зи­мой, когда дети мало бывают на солнце.

Н ачалы1ыеТтриз1Гаки~тгяэТНваюЩеГося рахита могут обнаружить­ся уже со 2—3-го месяца жизни. Дети становятся раздражитель­ными, плохо спят, при малейшем шуме вздрагивают. У них появля­ется повышенная потливость^ особенно затылка. Беспокойные дви­жения головки по подушке приводят к облысению затылка. В костях появляются участки размягчения и истончения, что ведет к дефор­мации черепа и других частёй~скелета:''Так, грудная клетка сдав­ливается с бохов, 'б15разуя так называемую ^«куриную»,_ или «киле-видную», грудь с выступающей вперед грудиной^ иш)гда~грудина как бы вдавливается внутрь.

Деформация позвоночника ведет к его искривлению — кифозу или сколиозу. У детей постарше (ходячих) искривляются кости ног (рис. 85), В тяжелых случаях деформируются и кости таза, что у девочек впоследствии может неблагоприятно сказаться на родовом

207

Рис. 85. Дети, страдающие рахитом (в центре здоровый ребенок).

Рис. 86. Дополнительная затрата энергии в течение часа при выполне­нии различной работы;

/ — чтение; 2 — устный счет; 3 — письмо;

1 — речь оратора; В — работа машинистки;

6 — работа наборщика; 7—легкие домаш» ниб работы; S—ходьба; 9 — пилка дров.

акте. Дети, страдающие рахитом, позже, чем здоровые, начинают сидеть, стоять, ходить, у них позже прорезываются зубы. Нелече­ный или недостаточно леченный рахит может продолжаться многие месяцы и оставлять на всю жизнь различные деформации скелета,