"Биология", Сивоглазов В.И., Каменский А.А., Сарычева Н.Ю.
Обмен белков, углеводов и жиров — это процессы, в которых пища сначала расщепляется на простые вещества, а затем используется клетками. Белки дают аминокислоты для построения собственных белков, углеводы — прежде всего глюкозу, которую клетки могут сразу расходовать или запасать как гликоген. Жиры распадаются на глицерин и жирные кислоты и служат источником энергии и строительным материалом. При окислении всех трёх групп веществ высвобождается энергия, необходимая организму.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Обмен белков — это расщепление пищевых белков до аминокислот и последующее использование этих веществ организмом. Белок из пищи не становится частью тела целиком: сначала пищеварительные ферменты разбирают его на отдельные «кирпичики». Аминокислоты нужны клеткам, чтобы строить собственные белки, например белки мышц и других тканей.
Обмен углеводов — превращение углеводов пищи в простые сахара, прежде всего в глюкозу, и её дальнейшее использование. Глюкоза может поступить в клетки и участвовать в получении энергии. Если её больше, чем требуется в данный момент, организм способен сохранить часть запаса в другой форме.
Обмен жиров — расщепление пищевых жиров до глицерина и жирных кислот и их использование клетками. Эти вещества могут окисляться с высвобождением энергии, а также служат материалом для клеточных структур. Часть жира организм откладывает про запас.
Гликоген — запасная форма углеводов в организме, образующаяся из глюкозы. Он накапливается главным образом в печени и мышцах. Такой запас позволяет сохранить избыток глюкозы и при необходимости вновь использовать его.
Пища содержит крупные молекулы, которые не могут сразу всосаться через стенку пищеварительного тракта. Поэтому ферменты — вещества, ускоряющие химические реакции, — расщепляют белки, углеводы и жиры на более простые части. Они достаточно малы, чтобы всосаться: продукты пищеварения попадают в кровь или лимфу, а затем разносятся по организму.
Аминокислоты из кишечника доставляются к клеткам, где из них собираются белки, необходимые организму. Пищевые белки не подходят для этого напрямую: последовательность аминокислот в белках пищи может отличаться от нужной человеку. Если аминокислот поступило больше, чем нужно для построения белков, организм не хранит их как запас белка, а использует в дальнейших превращениях.
Углеводы пищи в ходе пищеварения превращаются в простые сахара, включая глюкозу. Она поступает из крови в клетки, потому что клеткам нужна энергия для работы, роста и поддержания жизненных процессов. Когда глюкозы достаточно, а её поступление превышает текущую потребность, часть превращается в гликоген; его запасы в печени и мышцах можно расходовать позже.
После расщепления жиров глицерин и жирные кислоты всасываются и доставляются к тканям. Клетки используют эти вещества для получения энергии, а также как строительный материал, поэтому жиры нужны не только для создания запаса. Если часть жира не расходуется, она откладывается в организме и может быть использована позднее.
При клеточном окислении органических веществ высвобождается энергия, которая нужна для жизнедеятельности. Источниками энергии могут стать углеводы, жиры и белки, но это не делает их функции одинаковыми: аминокислоты, например, особенно важны для построения белков тела. Организм использует питательные вещества по-разному в зависимости от их свойств и текущих потребностей.
| Признак | Белки | Углеводы | Жиры |
|---|---|---|---|
| До каких веществ расщепляются при пищеварении | До аминокислот | До простых сахаров, в том числе глюкозы | До глицерина и жирных кислот |
| Как всасываются и поступают в организм | Аминокислоты всасываются и поступают в кровь | Простые сахара всасываются и поступают в кровь | Продукты расщепления всасываются; жиры поступают преимущественно через лимфу, затем в кровь |
| Основное использование в клетках | Построение собственных белков; также могут использоваться для получения энергии | Глюкоза используется для получения энергии | Источник энергии и строительный материал |
| Возможность запаса в организме | Аминокислоты не запасаются как белок | Избыток глюкозы может запасаться как гликоген в печени и мышцах | Часть жиров откладывается про запас |
| Роль в обеспечении организма энергией | При окислении выделяется энергия | При окислении выделяется энергия | При окислении выделяется энергия |
Сравнивайте вещества по строкам: так видно, что их пищеварение и дальнейшее использование различаются. Столбцы помогают проследить путь каждой группы от расщепления до роли в клетках. Особенно важно не смешивать запас гликогена из глюкозы с запасанием жира.
Задача 1. Укажите, до каких веществ расщепляется пищевой белок и для чего организм использует продукты его расщепления. Чтобы ответить, нужно связать работу пищеварительных ферментов с последующей работой клеток. Не следует представлять, будто съеденный белок напрямую становится белком тела.
Ответ: пищевые белки расщепляются до аминокислот. Организм использует аминокислоты прежде всего для построения собственных белков. Избыток аминокислот не запасается как белок, а подвергается дальнейшим превращениям.
Задача 2. После еды в крови увеличилось содержание глюкозы. Объясните, как организм может использовать глюкозу и что происходит с её избытком. Здесь важно различить использование вещества в данный момент и создание запаса. Сам факт повышения глюкозы ещё не означает, что вся она немедленно превращается в запас.
Ответ: клетки могут использовать глюкозу для получения энергии. Её избыток организм может превратить в гликоген. Гликоген накапливается главным образом в печени и мышцах.
Задача 3. Сравните путь жиров и углеводов после пищеварения: назовите продукты их расщепления и объясните, как они используются организмом. Удобнее рассмотреть каждую группу отдельно, а затем сравнить их назначение. При этом нельзя называть продукты расщепления жиров простыми сахарами.
Ответ: углеводы расщепляются до простых сахаров, а жиры — до глицерина и жирных кислот. Глюкоза используется клетками для получения энергии, её избыток может запасаться как гликоген. Продукты расщепления жиров используются для получения энергии и построения клеточных структур, а часть жира откладывается.
Ошибка — считать, что пищевые белки целиком переходят в белки организма. Так думают, потому что и в пище, и в теле встречаются белки, но крупные молекулы пищи сначала расщепляются до аминокислот. Проверка простая: назовите промежуточный этап и ответьте, из чего клетки собирают собственные белки.
Ошибка — путать глюкозу с гликогеном. Оба понятия относятся к углеводам, поэтому их названия и связь между ними могут сбивать с толку. Проверьте себя: глюкоза — простой сахар, а гликоген — запасная форма углеводов, которая может образоваться из избытка глюкозы.
Ошибка — считать жиры только запасом энергии. Такое представление возникает, если помнить лишь о том, что жир может откладываться в организме. Но жиры также используются клетками как строительный материал; чтобы проверить себя, перечислите и энергетическую, и строительную роль.
Ошибка — полагать, что избыток любого питательного вещества превращается в гликоген. Гликоген связан с углеводами, поэтому нельзя автоматически переносить этот путь на белки и жиры. Проверьте рассуждение: именно избыток глюкозы может запасаться как гликоген, а превращения других веществ идут иначе.
Чтобы понять обмен питательных веществ, нужно знать устройство пищеварительной системы и роль ферментов. Пищеварительные органы обеспечивают расщепление пищи, а ферменты помогают превратить крупные вещества в более простые. Знание о всасывании объясняет, как продукты пищеварения попадают к клеткам.
Эта тема связана с клеточным дыханием: при окислении питательных веществ высвобождается энергия. Она также продолжает изучение пищеварения и помогает понять, почему рацион должен содержать разные питательные вещества. Белки, углеводы и жиры важны не только как топливо, поскольку у каждой группы есть дополнительные функции.
Почему организм не может использовать пищевой белок без предварительного расщепления?
Пищевой белок — крупная молекула, которая не может целиком пройти через стенку кишечника и попасть в клетки. Ферменты расщепляют его до аминокислот, которые всасываются и используются организмом. Из них клетки строят собственные белки.
Чем глюкоза отличается от гликогена?
Глюкоза — простой сахар, который поступает в клетки и может использоваться для получения энергии. Гликоген — сложное запасное вещество, собранное из множества остатков глюкозы. Организм может расщепить его и снова получить глюкозу.
Где в организме запасается гликоген?
Основные запасы гликогена находятся в печени и мышцах. Печень помогает поддерживать содержание глюкозы в крови, а мышечный гликоген используется самими мышцами при работе.
Почему жиры нужны организму не только для получения энергии?
Жиры входят в состав клеточных структур и нужны для нормальной работы организма. Они также могут запасаться и использоваться как источник энергии, когда это необходимо.
Могут ли белки, углеводы и жиры служить источниками энергии?
Да, при клеточном окислении белков, углеводов и жиров высвобождается энергия. Однако у каждой группы есть и другие задачи: например, белки нужны для построения тканей, а углеводы могут запасаться в виде гликогена.
§ 38. Обмен белков, углеводов и жиров
