Metabolizam je proces ulaska tvari u tijelo, njihova prerada, dostava u svaku ćeliju tijela, transformacija u stanicama uz oslobađanje energije i uklanjanje produkata raspadanja. Naše tijelo prima supstance kao što su kiseonik i hrana. Šta se dešava sa nutrijentima u telu nakon što se apsorbuju u krv? Moderna nauka otkriva hemijsku osnovu životnih procesa. Saznajte transformacije hranljive materije U tijelu, naučnicima su pomogli označeni atomi, koji su postali izviđači za tajne prirode. Uvjerili su nas u stalno obnavljanje tvari u tijelu. Hemijske transformacije se dešavaju na način da unutarnja sredina svake žive ćelije ostaje konstantna, unatoč činjenici da se tvari uključene u njen sastav mijenjaju.
Tokom našeg života, skoro sve ćelije u našem telu se menjaju nekoliko puta. U toku jedne godine, krv osobe se potpuno obnovi tri puta. Svake sekunde, svake minute, materijali koji čine naše ćelije se troše. Mnoge rožnate ljuskice, mrtve ćelije, otpadaju sa površine kože. Stare ćelije se zamenjuju novim. Što je život tijela aktivniji, što je veće opterećenje organa, to se snažnije odvijaju procesi samoobnavljanja stanica. Fiziološka regeneracija (ponovno rađanje) tjelesnih stanica odvija se kontinuirano. Stalno samoobnavljanje je univerzalno svojstvo života. Procjenjuje se da čovjek u cijelom životu potroši 2,5 tona proteina, 1,3 tone masti, 17,5 tona ugljikohidrata i 75 tona vode. Kao rezultat dugotrajnog istraživanja, naučnici su uspjeli da odrede tjelesni utrošak topline i na osnovu toga napravili proračun koliki bi trebao biti kalorijski sadržaj ishrane. Metabolizam potvrđuje zakon održanja materije i energije.
Proteini, njihova struktura
Proteini su visokomolekularna organska jedinjenja, biopolimeri, izgrađeni od 20 vrsta ostataka L-aminokiselina povezanih određenim nizom u dugačke lance. Molekularna težina proteina varira od 5 hiljada do 1 milion. Naziv "proteini" prvi je put dat za supstancu ptičjih jaja, koja se zgrušava kada se zagreje u belu nerastvorljivu masu. Pojam je kasnije proširen na druge tvari sa sličnim svojstvima izolirane od životinja i biljaka. Proteini prevladavaju nad svim ostalim spojevima prisutnim u živim organizmima, obično čine više od polovine njihove suhe težine. Pretpostavlja se da u prirodi postoji nekoliko milijardi pojedinačnih proteina (na primjer, samo u bakterijama coli postoji više od 3 hiljade različitih proteina). Proteini igraju ključnu ulogu u životnim procesima svakog organizma. Proteini uključuju enzime, uz čije učešće se odvijaju sve hemijske transformacije u ćeliji (metabolizam); kontrolišu delovanje gena; uz njihovo učešće ostvaruje se djelovanje hormona, provodi se transmembranski transport, uključujući generiranje nervnih impulsa imunološki sistem(imunoglobulini) i sistemi zgrušavanja krvi, čine osnovu koštanog i vezivnog tkiva, učestvuju u transformaciji i korišćenju energije itd.
Gotovo svi proteini su izgrađeni od 20 L-aminokiselina, koje pripadaju L-seriji, i isti su u gotovo svim organizmima. Aminokiseline u proteinima povezane su jedna s drugom peptidnom vezom -CO-NH-, koju formiraju karboksilne i L-amino grupe susjednih aminokiselinskih ostataka (vidi sliku): dvije aminokiseline formiraju dipeptid u kojem je terminal karboksil (-COOH) i amino grupa (H2N) ostaju slobodne -), kojima se mogu dodati nove aminokiseline, formirajući polipeptidni lanac.
Dio lanca na kojem se nalazi terminalna H2N grupa naziva se N-terminal, a dio suprotan njemu naziva se C-terminal. Ogromna raznolikost proteina određena je redoslijedom rasporeda i brojem aminokiselinskih ostataka koje sadrže. Iako ne postoji jasna razlika, kratki lanci se obično nazivaju peptidi ili oligopeptidi (od oligo...), a polipeptidi (proteini) se obično shvataju kao lanci koji se sastoje od 50 ili više aminokiselina. Najčešći proteini su oni koji sadrže 100-400 aminokiselinskih ostataka, ali postoje i oni čije molekule čini 1000 ili više ostataka. Proteini se mogu sastojati od nekoliko polipeptidnih lanaca. U takvim proteinima, svaki polipeptidni lanac naziva se podjedinica.
Klasifikacija proteina
Složenost strukture proteinskih molekula i ekstremna raznolikost funkcija koje obavljaju otežavaju stvaranje njihove jedinstvene i jasne klasifikacije, iako su pokušaji da se to učini u više navrata od kraja 19. stoljeća. Na osnovu svog hemijskog sastava, proteini se dele na jednostavne i složene (ponekad se nazivaju proteidi). Molekuli prvog sastoje se samo od aminokiselina. Pored samog polipeptidnog lanca, kompleksni proteini sadrže neproteinske komponente koje predstavljaju ugljikohidrati (glikoproteini), lipidi (lipoproteini), nukleinske kiseline (nukleoproteini), metalni joni (metaloproteini), fosfatna grupa (fosfoproteini), pigmenti (hromoproteini), itd.
Ovisno o funkcijama koje obavljaju, razlikuje se nekoliko klasa proteina. Najraznovrsniju i najspecijaliziraniju klasu čine proteini sa katalitičkom funkcijom - enzimi koji imaju sposobnost ubrzavanja hemijske reakcije koji se javljaju u živim organizmima. U tom svojstvu proteini učestvuju u svim procesima sinteze i razgradnje različitih jedinjenja tokom metabolizma, u biosintezi proteina i nukleinskih kiselina, regulaciji razvoja i diferencijacije ćelija. Transportni proteini imaju sposobnost da selektivno vežu masne kiseline, hormone i druga organska i anorganska jedinjenja i jone, a zatim ih transportuju krvlju i limfom do Pravo mjesto(na primjer, hemoglobin je uključen u prijenos kisika iz pluća u sve stanice u tijelu). Transportni proteini također provode aktivan transport jona, lipida, šećera i aminokiselina kroz biološke membrane.
Strukturni proteini obavljaju potpornu ili zaštitnu funkciju; učestvuju u formiranju ćelijskog skeleta. Najčešći među njima su kolagen vezivnog tkiva, keratin kose, noktiju i perja, elastin vaskularnih ćelija i mnogi drugi. U kombinaciji s lipidima, oni su strukturna osnova staničnih i intracelularnih membrana. Određeni broj proteina obavlja zaštitnu funkciju. Na primjer, imunoglobulini (antitijela) kralježnjaka, koji imaju sposobnost vezanja stranih patogenih mikroorganizama i tvari, neutraliziraju njihovo patogeno djelovanje na organizam i sprječavaju proliferaciju stanica raka. Fibrinogen i trombin su uključeni u proces zgrušavanja krvi. Mnoge proteinske supstance koje luče bakterije, kao i komponente otrova zmija i nekih beskičmenjaka, klasifikuju se kao toksini.
Neki proteini (regulatorni) su uključeni u regulaciju fiziološke aktivnosti tijela u cjelini, pojedinih organa, ćelija ili procesa. Oni kontroliraju transkripciju gena i sintezu proteina; oni uključuju peptidno-proteinske hormone koje luče endokrine žlijezde. Proteini za skladištenje sjemena obezbjeđuju hranjive tvari početnim fazama razvoj embriona. Oni takođe uključuju mlečni kazein, albumin bjelance(ovalbumin) i mnoge druge. Zahvaljujući proteinima, mišićne ćelije stiču sposobnost kontrakcije i na kraju obezbeđuju kretanje telu. Primjeri takvih kontraktilnih proteina su aktin i miozin skeletnih mišića, kao i tubulin, koji su komponente cilija i flagela jednoćelijskih organizama; Oni također osiguravaju divergenciju hromozoma tokom diobe ćelije. Receptorski proteini su meta hormona i drugih biološki aktivnih spojeva. Uz njihovu pomoć, ćelija percipira informacije o stanju vanjskog okruženja. Oni igraju važnu ulogu u prijenosu nervnog uzbuđenja i u orijentiranom kretanju ćelija (hemotaksa). Konverzija i korišćenje energije koja ulazi u organizam sa hranom, kao i energije sunčevo zračenje javlja se i uz učešće proteina bioenergetskog sistema (na primjer, vidni pigment rodopsin, citokromi respiratornog lanca). Postoje i mnogi proteini s drugim, ponekad prilično neobičnim funkcijama (na primjer, krvna plazma nekih antarktičkih riba sadrži proteine koji imaju svojstva protiv smrzavanja).
Fig.1. Struktura hemoglobina
Najsloženiji biopolimeri su proteini. Njihove makromolekule sastoje se od monomera, koji su aminokiseline. Svaka aminokiselina ima dvije funkcionalne grupe: karboksilnu grupu i amino grupu. Sva raznolikost proteina nastaje kao rezultat različitih kombinacija 20 aminokiselina. Kao rezultat kombinacije nekoliko proteinskih makromolekula s tercijarnom strukturom, kvartarna proteinska struktura se formira u složen kompleks. Primjer takvih složenih proteina je hemoglobin, koji se sastoji od četiri makromolekula.
Funkcije proteina
Funkcije proteina u ćeliji su različite. Jedna od najvažnijih je konstrukcijska funkcija: proteini su dio svih ćelijskih membrana i ćelijskih organela, kao i ekstracelularnih struktura. Da bi se osigurao život ćelije, katalitičke ili... enzimska, uloga proteina. Biološki katalizatori, ili enzimi, su proteinske supstance koje ubrzavaju hemijske reakcije desetine i stotine hiljada puta.
Enzimi imaju određene karakteristike koje ih razlikuju od neorganskih katalizatora. Prvo, jedan enzim katalizuje samo jednu reakciju ili jednu vrstu reakcije, odnosno biološka kataliza je specifična. Drugo, aktivnost enzima je ograničena na prilično uski temperaturni raspon (35-45 ° C), izvan kojeg se njihova aktivnost smanjuje ili nestaje. Treće, enzimi su aktivni pri fiziološkim pH vrijednostima, odnosno u blago alkalnoj sredini. Još jedna važna razlika između enzima i neorganskih katalizatora: biološka kataliza se odvija pri normalnom atmosferskom pritisku.
Sve to određuje važnu ulogu koju enzimi imaju u živom organizmu. Gotovo sve kemijske reakcije u ćeliji odvijaju se uz sudjelovanje enzima. Motoričku funkciju živih organizama osiguravaju posebni kontraktilni proteini. Ovi proteini su uključeni u sve vrste kretanja za koje su ćelije i organizmi sposobne: treperenje cilija i lupanje flagela kod protozoa, kontrakcija mišića kod višećelijskih životinja, itd. Transportna funkcija proteina je da se vežu. hemijski elementi(na primjer kisik) ili biološki aktivne tvari (hormoni) i prenijeti ih na razna tkiva i organima u telu.
Kada strani proteini ili mikroorganizmi uđu u tijelo, bijele krvne stanice - leukociti - formiraju posebne proteine - antitijela. Oni vežu i neutraliziraju tvari koje nisu karakteristične za tijelo - to je zaštitna funkcija proteina. Proteini služe i kao izvor energije u ćeliji, tj energetska funkcija. Kada se 1 g proteina potpuno razgradi, oslobađa se 17,6 kJ energije.
Masti i njihove funkcije
Masti su organska jedinjenja, uglavnom estri glicerola i jednobaznih masnih kiselina (trigliceridi); pripadaju lipidima. Jedna od glavnih komponenti ćelija i tkiva živih organizama. Izvor energije u tijelu; kalorijski sadržaj čiste masti je 3770 kJ/100 g. Prirodne masti se dijele na životinjske masti i biljna ulja.
Fig.2. Struktura monosaharida
Masti (lipidi) su spojevi masnih kiselina visoke molekularne težine i trihidričnog alkohola glicerola. Masti se ne otapaju u vodi - hidrofobne su. Ćelije također sadrže druge složene, hidrofobne tvari slične mastima koje se nazivaju lipoidi, kao što je kolesterol. Sadržaj masti u ćeliji kreće se od 5 do 15% mase suve materije. U ćelijama masnog tkiva količina masti dostiže 90%.
Najvažnija je konstrukcijska funkcija lipida i lipoida. Lipidi formiraju bimolekularni sloj koji služi kao osnova vanjske ćelijske membrane (vidi sliku 18). Od toga, 75-95% su fosfolipidi. Ćelijska membrana također uključuje kolesterol Lipidi igraju važnu ulogu kao izvori energije. Prilikom razgradnje 1 g masti na CO 2 i H 2 O oslobađa se velika količina energije - 38,9 kJ. Akumulirajući u ćelijama masnog tkiva životinja, u sjemenkama i plodovima biljaka, masti služe kao rezervni izvor energije.
Zbog svoje slabe toplotne provodljivosti, mast može delovati kao toplotna izolacija. Kod nekih životinja (foke, kitovi) se taloži u potkožnom masnom tkivu, koje kod kitova čini sloj debljine do 1 m. Lipoidi služe kao prethodnici nekih hormona. Posljedično, ove tvari imaju i funkciju regulacije metaboličkih procesa. Masti nisu samo izvor energije.
Dugo su se masti smatrale izvorom energije koji se bez štete po organizam može zamijeniti ugljikohidratima, ali se pokazalo da to nije tako. Nedostatak masti skraćuje život, remeti moždanu aktivnost i smanjuje izdržljivost tijela. Masti su dio ćelija (citoplazma, jezgra, membrane), gdje je njihova količina stabilna i konstantna. Vitamini rastvoreni u njima ulaze u organizam sa mastima. Prosječna rezerva tjelesne masti je 9 kg sa ukupnim sadržajem kalorija od 336.000 J.
Do nedavno su se masti dijelile na potpune (životinjske) i nepotpune (biljne). Ispostavilo se da je ova podjela pogrešna. Životinjske i biljne masti su međusobno nezamjenjive. Biljne masti aktiviraju metabolizam i sprečavaju niz bolesti. Najčešće se konzumiraju suncokretovo, maslinovo, laneno i kukuruzno ulje. Supstance iz životinjskih masti imaju blagotvoran učinak na moždanu aktivnost. Dnevna prehrana - 50 g životinjskih i 50 g biljnih masti. Tijelo je posebno osjetljivo na nedostatak tvari sadržanih u biljnim mastima. Djeci treba davati 12 do 20 g biljnog ulja dnevno.
Vlastita tjelesna mast se formira od raznih biljnih i životinjskih masti koje se konzumiraju hranom. Masnoća se taloži u "depou" - ispod kože, u omentumu, u predelu karlice. Masna vlakna nisu samo rezerva energetskog materijala, već i amortizer. Masni jastučići na svodovima stopala nose težinu tijela. To je lako provjeriti: ako kleknete, gdje gotovo da nema masnog potkožnog jastučića, tada će se osjetiti težina tijela.
Ugljikohidrati ili saharidi su organske tvari opće formule SP (H2O) P1. Većina ugljikohidrata ima dvostruko veći broj atoma vodika od atoma kisika. Zbog toga su te tvari nazvane ugljikohidrati. U životinjskim ćelijama ima malo ugljikohidrata - 1-2, ponekad i do 5% (u ćelijama jetre) biljne ćelije su bogate ugljikohidratima, gdje njihov sadržaj dostiže 90% suhe mase (krtole krompira).
Ugljeni hidrati su velika grupa prirodnih organskih jedinjenja čija hemijska struktura često odgovara opštoj formuli Cm(H2O)n (tj. ugljenična voda, otuda i naziv). Postoje mono-, oligo- i polisaharidi, kao i složeni ugljikohidrati - glikoproteini, glikolipidi, glikozidi itd. Ugljikohidrati su primarni proizvodi fotosinteze i glavni početni proizvodi biosinteze drugih tvari u biljkama. Oni čine značajan dio ishrane ljudi i mnogih životinja. Podvrgavajući se oksidativnim transformacijama, obezbeđuju energiju svim živim ćelijama (glukoza i njeni rezervni oblici – skrob, glikogen). Oni su dio ćelijskih membrana i drugih struktura i učestvuju u odbrambenim reakcijama tijela (imunitet). Koriste se u prehrambenoj (glukoza, skrob, pektin), tekstilnoj i papirnoj (celuloza), mikrobiološkoj (proizvodnja alkohola, kiselina i drugih supstanci fermentacijom ugljenih hidrata) i drugim industrijama. Koristi se u medicini (heparin, srčani glikozidi, neki antibiotici).
Klasifikacija ugljikohidrata
Ugljikohidrati se dijele na jednostavne i složene Jednostavni ugljikohidrati nazivaju se monosaharidi. Ovisno o broju atoma ugljika u molekuli, monosaharidi se nazivaju trioze (3 atoma), tetroze (4 atoma), pentoze (5 atoma) ili heksoze (6 atoma ugljika).
Od šestougljičnih monosaharida - heksoe - najvažniji su glukoza, fruktoza i galaktoza. Glukoza se nalazi u krvi (0,1-0,12%) i služi kao glavni izvor energije za ćelije i tkiva tela. Pentoze - riboza i deoksiriboza - dio su nukleinskih kiselina i ATP-a. Ako su dva monosaharida spojena u jednu molekulu, tada se takav spoj naziva disaharid. Disaharidi uključuju konzumni šećer dobiven iz trske ili šećerne repe. Sastoji se od jednog molekula glukoze i jednog molekula fruktoze. Mliječni šećer je također dimer i uključuje glukozu i galaktozu. Složeni ugljikohidrati formirani od mnogih monosaharida nazivaju se polisaharidi. Monomer polisaharida kao što su skrob, glikogen, celuloza je glukoza.
Ugljikohidrati su dio ćelija svih živih organizama. Najjednostavnije strukturirani molekuli su jednostavni ugljikohidrati, ili monosaharidi, kao što je glukoza. IN različitim uslovima može postojati u linearnom ili cikličnom obliku.
Fig.3. Strukturna formula saharoze
Složeni ugljikohidrati nastaju od molekula monosaharida. Neki od njih sadrže samo dva molekula jednostavnih ugljikohidrata. Takvi ugljikohidrati se nazivaju disaharidi. Primjer za to je saharoza, ili šećer od trske, koji se formira u stanicama nekih biljaka. Sastoji se od ostataka a-glukoze i b-fruktoze.
Fig.4. Strukturna formula celuloze
Makromolekule polisaharida, koje se sastoje od mnogih molekula jednostavnih ugljikohidrata, nazivaju se polisaharidi. Jedna od njih je celuloza, koja je dio ćelijskih zidova zelenih biljaka.
Funkcije ugljikohidrata
Ugljikohidrati obavljaju dvije glavne funkcije: izgradnju i energiju. Na primjer, celuloza formira zidove biljnih stanica; kompleksni polisaharid hitin je glavna strukturna komponenta egzoskeleta artropoda. Hitin također obavlja konstrukcijsku funkciju u gljivama. Ugljikohidrati igraju ulogu glavnog izvora energije u ćeliji. Prilikom oksidacije 1 g ugljikohidrata oslobađa se 17,6 kJ energije. Škrob u biljkama i glikogen kod životinja, taloženi u ćelijama, služe kao rezerva energije.
Voda je medij životnih procesa
Voda, H2O, bez mirisa, ukusa, bezbojna tečnost (plavkasta u debelim slojevima); gustina 1.000 g/cm 3 (3.98 °C), tačka topljenja 0 °C, tačka ključanja 100 °C. Jedna od najčešćih supstanci u prirodi (hidrosfera zauzima 71% Zemljine površine). Voda igra vitalnu ulogu u geološkoj istoriji planete. Bez vode, živi organizmi ne mogu postojati (oko 65% ljudskog tijela je voda).
Voda je bitna komponenta gotovo svih tehnološkim procesima kako industrijske tako i poljoprivredne proizvodnje. Voda visoke čistoće je potrebna u proizvodnji hrane i medicini, najnovijim industrijama (proizvodnja poluprovodnika, fosfora, nuklearne tehnologije), te u hemijskoj analizi. Brzi rast potrošnje vode i povećane potražnje za vodom određuju važnost zadataka prečišćavanja vode, tretmana vode i borbe protiv zagađenja i iscrpljivanja vodnih tijela (vidi Očuvanje prirode).
Tijelo odrasle osobe težine 70 kg sadrži 50 kg vode, a tijelo novorođenčeta sastoji se od 3/4 vode. U krvi odrasle osobe ima 83% vode, u mozgu, srcu, plućima, bubrezima, jetri, mišićima 70-80%; u kostima - 20 - 30%. Zanimljivo je uporediti ove brojke: srce sadrži 80%, a krv 83% vode, iako je srčani mišić tvrd, gust, a krv tečna. To se objašnjava sposobnošću nekih tkiva da vežu velike količine vode. Voda je vitalna. Kada posti, osoba može izgubiti svu masnoću, 50% proteina, ali gubitak tkiva od 10% vode je fatalan. Svakog dana odrasloj osobi je potrebno 2 litre vode. Ali za normalan rad potrebno je pet puta više. Odakle tkiva našeg tijela uzimaju toliko vode? Oni ga sami stvaraju. Ova unutrašnja voda se stalno proizvodi oksidacijom hranjivih tvari.
Osjećaj suvih usta često se doživljava kao osjećaj žeđi, iako tijelo možda nije dehidrirano. To su dokazali eksperimenti na životinjama kod kojih je pod uticajem atropina potpuno prestalo lučenje pljuvačke. Životinje su iskusile osjećaj žeđi, ali je u njihovom tijelu bilo dovoljno vode. Prvi osjećaj žeđi se javlja kada se salivacija smanji za 15%. jak osećajžeđ - sa smanjenjem količine pljuvačke za 20% i bolnim osjećajem žeđi - za 50%. Bilo je slučajeva da je osoba, koja nije navikla na normalno gašenje žeđi, popila 5-6 litara vode za 8 sati, dok je druga samo 0,5 litara, u istim uslovima.
Pretjerano znojenje praćeno velikim količinama vode smanjuje sposobnost tjelesnih ćelija da zadrže vodu. Pojavljuje se začarani krug - što više osoba pije, to se više znoji, a osjećaj žeđi postaje akutniji. Morate se naviknuti na pravilnu potrošnju vode. Ako osetite žeđ, pijte pola sata pre jela ili dva sata posle jela.
Preporučljivo je utažiti žeđ ispijanjem nekoliko gutljaja vode nakon 15-20 minuta. Voda za piće ne može odmah utažiti žeđ, jer se apsorbira tek nakon 10-15 minuta. Žeđ je bolje utažiti mineralnom ili blago posoljenom vodom. Usta treba češće ispirati vodom blago zakiseljenom bobičastim i voćnim sokovima i suzdržavati se od česte i obilne konzumacije vode. Gazirana voda ugodno osvježava.
Zanimljivo je bilo iskustvo u pustinji Karakum. Dvije grupe ljudi su planinarile. Jedna grupa planinara dobila je lizalice, među kojima je i bilo limunova kiselina, nisu ih dali drugima. Svi su podjednako dobijali vodu. Prva grupa je imala dovoljno vode, ali druga je morala dobiti dodatne obroke. U prvoj grupi ljudi su snažnu žeđ gasili uz pomoć bombona. Njihov kiseli ukus je izazivao salivaciju i osećaj žeđi je nestao.
Lakše je utažiti lažnu žeđ jednostavnim navlaženjem usta vodom nego ispijanjem cijele čaše vode. Posebno ne treba uzimati puno tečnosti za ručak, jer višak vode otežava rad srca i razblažuje želudačni sok. Eksperimenti na životinjama su pokazali da je unošenje velikih količina vode kratko vrijeme izaziva svojevrsno „trovanje vodom“. Ako se psu da 100 g vode na 1 kg tjelesne težine u roku od sat vremena, može uginuti. Kod radnika u toplim radnjama javili su se znaci trovanja vodom – gubitak osjetljivosti, povraćanje, konvulzije, dijareja. Održavanje vodnog režima jedan je od važnih uslova za zdravlje.
Soli, produkti zamjene atoma vodika kiseline metalom ili OH grupama baze s kiselim ostatkom. Uz potpunu supstituciju, međuprodukte ili normalne, nastaju soli (NaCl, K2SO4, itd.), sa nepotpunom supstitucijom H atoma - kiseli (na primjer, NaHCO3), nepotpuna supstitucija OH grupa - bazični. Postoje i dvostruke soli (na primjer, KCl.MgCl2) i kompleksne. IN normalnim uslovima soli su kristali jonske strukture. Mnoge soli su rastvorljive u polarnim rastvaračima, posebno u vodi; u rastvorima se disociraju na katione i anjone. Mnogi minerali su soli koje stvaraju naslage (npr. NaCl, KCl).
Soli u telu
Ljudsko tijelo sadrži do 3 kg mineralnih soli, od kojih se 5/6 nalazi u kostima. U opštem metabolizmu soli kuhinjska so zauzima značajan udeo. U organizmu odraslog čovjeka nalazi se oko 300 g. So je poznata čovjeku od pamtivijeka. Antički filozof Diogen je napisao da čovjek ne voli najbolju hranu bez soli. Kuhinjska so - neophodna komponenta hrana. Njegova prosječna dnevna potreba za odraslu osobu je 15 g kada jede biljnu hranu u vrućim klimama ljetnih dana- do 20-25 g. Osoba troši 5,5 kg soli godišnje.
Kronični nedostatak soli u organizmu može dovesti do vrtoglavice, nesvjestice, poremećaja rada srca, naglog smanjenja lučenja probavnih sokova, smanjenog apetita i smanjenja količine vode u krvi i organima. Dnevno dodavanje 3-4 g soli u hranu ublažava ove bolne pojave. Infant razvija se normalno bez dodavanja soli u hranu. Dobija ga s majčinim mlijekom, čija litra sadrži do 0*1 g kuhinjske soli.
U nekim afričkim zemljama određeni narodi ne poznaju kuhinjsku sol. Zadovoljni su solju koja je uključena u njihovu hranu. Soljenje hrane je luksuz za mnoge Afrikance nedostupan. Izraz “on soli hranu” popularno znači “on je bogat”. Prekomjerna konzumacija soli je štetna po zdravlje – poremećena je aktivnost srca i bubrega, javlja se oticanje nogu, javlja se opšta slabost i pojačano krvni pritisak. Višak soli posebno je štetan za hipertenziju. To potvrđuju eksperimenti i medicinska statistika. Ispostavilo se da Japanci konzumiraju najviše soli, a imaju i najviši nivo krvnog pritiska.
U slučaju bolesti bubrega ili visokog krvnog pritiska, ukupan dnevni unos soli iz hrane ne bi trebalo da prelazi 7 - 8 g. Uloga drugih soli je takođe ogromna. Kalijumove soli, poput soli natrijuma, utiču na sadržaj vode u tkivima. Održavaju blago alkalnu krvnu sredinu. Kalijum je neophodan za normalnu ekscitabilnost nervnog i mišićnog tkiva.
Kalcijumove soli su glavna komponenta skeleta. Utječu na rast stanica, procese zgrušavanja krvi i aktiviraju fagocitozu. Uz nedostatak kalcijevih soli, djeca razvijaju rahitis. Glavni izvor alkalnih soli je voće i povrće. Posebno korisno voćni sokovi. Gvožđe je deo hemoglobina, mnogih enzima i nalazi se u jezgru ćelija. Oksidativni i metabolički procesi odvijaju se uz učešće gvožđa. Kada se konzumiraju supstance koje sadrže gvožđe, oslobađa se ista količina gvožđa koja se unosi u organizam hranom. Kostur sadrži značajnu količinu kalcijum fosfata, koji kostima daje snagu. U prosjeku, kosti sadrže 600 g fosfora. Jedinjenja bakra utiču na procese stvaranja krvi.
Normalan metabolizam soli osigurava se ne samo dovoljnom količinom soli, već i njihovim normalnim omjerom. Tijelo je vrlo osjetljivo na promjene u omjeru koncentracije soli u krvi i tkivima. Povećanje koncentracije soli stvara nepovoljne uslove za život ćelija. Nervni završeci percipiraju ove promjene u krvi i tkivnoj tekućini kroz mozak. Pojavljuje se osjećaj žeđi. Potrošnja vode smanjuje višak soli na normalu. Višak vode i soli izlučuje se znojem i urinom.
Mineralne soli
Ogromna većina neorganskih supstanci ćelije je u obliku soli - ili disociranih u jone ili u čvrstom stanju. Među prvima veliki značaj imaju katjone K + , Na + , Ca + , koji obezbeđuju tako važno svojstvo živih organizama kao što je razdražljivost. U tkivima višećelijskih životinja, kalcij je dio međućelijskog „cementa“, koji određuje prianjanje stanica jedna na drugu i njihov uređeni raspored u tkivima. Treba napomenuti da je sadržaj kationa u ćeliji i okolini koja je okružuje reguliran proces. Na primjer, citoplazma stanica sadrži dosta kalija i vrlo malo natrijuma. U vanćelijskom okruženju (u krvnoj plazmi, u međućelijskoj tečnosti, u morskoj vodi) ima mnogo natrijuma, a malo kalijuma.
Puferska svojstva ćelije zavise od koncentracije soli. Puferiranje je sposobnost ćelije da održava blago alkalnu reakciju svog sadržaja na konstantnom nivou. Anjoni slabih kiselina i slabih alkalija vezuju vodikove ione i hidroksilne ione (OH"), zbog čega reakcija unutar ćelije ostaje gotovo nepromijenjena. Nerastvorljive mineralne soli, poput kalcijum fosfata, daju snagu koštanom tkivu kralježnjaka i školjki mekušaca. .
Vjeverice
PROTEINI, visokomolekularna organska jedinjenja, biopolimeri, izgrađeni od 20 vrsta L-a-aminokiselinskih ostataka povezanih određenim nizom u dugačke lance.
Ime "bijelci" prvo je dato tvari ptičjih jaja, koja se zgruša kada se zagrije u bijelu nerastvorljivu masu. Pojam je kasnije proširen na druge tvari sa sličnim svojstvima izolirane od životinja i biljaka.
Mnogi proteini su izgrađeni od 20 a-amino kiselina koje pripadaju L-seriji, koje su iste u gotovo svim organizmima. Aminokiseline u proteinima povezane su jedna s drugom peptidnom vezom -CO-NH-, koju formiraju karboksilne i a-amino grupe susjednih aminokiselinskih ostataka (vidi sliku): dvije aminokiseline formiraju dipeptid u kojem je terminal karboksil (-COOH) i amino grupa (H2N) ostaju slobodne -), kojima se mogu dodati nove aminokiseline, formirajući polipeptidni lanac.
Dio lanca na kojem se nalazi terminalna H2N grupa naziva se N-terminal, a dio suprotan njemu naziva se C-terminal. Ogromna raznolikost proteina određena je redoslijedom rasporeda i brojem aminokiselinskih ostataka koje sadrže. Iako ne postoji jasna razlika, kratki lanci se obično nazivaju peptidima ili oligopeptidima, a polipeptidi (proteini) se obično podrazumijevaju kao lanci koji se sastoje od 50 ili više aminokiselina.
Funkcije proteina
Katalizatori (proteini – enzimi)
Regulatori bioloških procesa (enzimi)
transport (hemoglobin)
Motor (aktin, miozin)
Konstrukcija (keratin, kolagen)
Energija – 1 g proteina – 17 kJ (kazein, albumin iz jaja)
Zaštitni (imunoglobulini, interferon)
Antibiotici (neokarcinostatin)
Toksini (difterija)
Receptorski proteini (rodopsin, holinergički receptori)
Struktura proteina
Primarno(linearni): sastoji se od peptidne veze (insulin)
Sekundarni(helikalni): postoje peptidne i vodikove veze (kosa, kandže i nokti)
tercijarni: Trodimenzionalni raspored sekundarne strukture proteinskog molekula. Veze: peptidne, jonske, vodikove, disulfidne, hidrofobne (ćelijska membrana)
kvartar: formirana od 2-3 globule (tercijarne strukture) (hemoglobin)
Denaturacija proteina
Relativno slabe veze odgovorne za stabilizaciju sekundarnih, tercijarnih i kvaternarnih struktura proteina lako se uništavaju, što je praćeno njegovim gubitkom. biološka aktivnost. Uništavanje originalne (nativne) strukture proteina, tzv denaturacija, nastaje u prisustvu kiselina i baza, uz zagrijavanje, promjenu jonske snage i druge utjecaje. Po pravilu, denaturirani proteini su slabo ili nikako rastvorljivi u vodi. Sa kratkim trajanjem i brza eliminacija mogući denaturirajući faktori renaturacija protein s potpunom ili djelomičnom obnovom izvorne strukture i bioloških svojstava.
Značaj proteina u ishrani
Proteini su najvažniji sastojci životinjske i ljudske hrane. Nutritivna vrijednost proteina određena je sadržajem esencijalnih aminokiselina koje se ne proizvode u samom tijelu. U tom smislu, biljni proteini su manje vrijedni od životinjskih: siromašniji su lizinom, metioninom i triptofanom i teže se probavljaju u gastrointestinalnom traktu. Nedostatak esencijalnih aminokiselina u hrani dovodi do teških poremećaja metabolizma dušika. Tokom procesa varenja, proteini se razgrađuju na slobodne aminokiseline, koje nakon apsorpcije u crijevima ulaze u krv i prenose se do svih stanica. Neki od njih se raspadaju u jednostavna jedinjenja uz oslobađanje energije koju ćelija koristi za različite potrebe, a neki idu na sintezu novih proteina karakterističnih za dati organizam.
Ugljikohidrati
UGLJENI HIDRATI su organska jedinjenja čija hemijska struktura često odgovara opštoj formuli Cn(H2O)n (tj. ugljenik i voda, otuda i naziv). Ugljikohidrati su primarni proizvodi fotosinteze i glavni početni proizvodi biosinteze drugih tvari u biljkama. Oni čine značajan dio ishrane ljudi i mnogih životinja. Podvrgavajući se oksidativnim transformacijama, obezbeđuju energiju svim živim ćelijama (glukoza i njeni rezervni oblici – skrob, glikogen). Postoje mono-, oligo- i polisaharidi, kao i složeni ugljikohidrati - glikoproteini, glikolipidi, glikozidi itd.
DISAHARIDI, ugljikohidrati nastali od ostataka dva monosaharida. Sljedeći disaharidi su uobičajeni u životinjskim i biljnim organizmima: saharoza, laktoza, maltoza, trehaloza.
MONOSAHARIDI, jednostavni ugljikohidrati koji sadrže hidroksilne i aldehidne (aldoze) ili ketonske (ketoze) grupe. Na osnovu broja atoma ugljika razlikuju se trioze, tetroze, pentoze, itd. Rijetko se nalaze u živim organizmima u slobodnom obliku (osim glukoze i fruktoze). U sastavu složenih ugljenih hidrata (glikozidi, oligo- i polisaharidi itd.) prisutni su u svim živim ćelijama.
POLISAHARIDI, ugljikohidrati visoke molekularne težine formirani od ostataka monosaharida (glukoza, fruktoza, itd.) ili njihovih derivata (na primjer, amino šećeri). Prisutni su u svim organizmima, vršeći funkcije rezervnih (skrob, glikogen), potpornih (celuloza, hitin), zaštitnih (guma, sluz) supstanci. Učestvuju u imunološkim reakcijama, osiguravaju adheziju stanica u tkivima biljaka i životinja.
Funkcije ugljikohidrata
Strukturni (dio staničnih membrana i subcelularnih formacija)
Podrška (u biljkama)
Rezerve (rezerve glikogena i skroba)
Energija
Signal (nervni impulsi)
učestvuju u odbrambenim reakcijama organizma (imunitet).
Koriste se u prehrambenoj (glukoza, skrob, pektin), tekstilnoj i papirnoj (celuloza), mikrobiološkoj (proizvodnja alkohola, kiselina i drugih supstanci fermentacijom ugljenih hidrata) i drugim industrijama.
Koristi se u medicini (heparin, srčani glikozidi, neki antibiotici).
Masti
MASTI, organska jedinjenja, uglavnom estri glicerola i jednobaznih masnih kiselina (trigliceridi); pripadaju lipidima. Jedna od glavnih komponenti ćelija i tkiva živih organizama. Izvor energije u tijelu; kalorijski sadržaj čiste masti je 3770 kJ/100 g. Prirodne masti se dijele na životinjske masti i biljna ulja.
Funkcije masti:
Strukturni (dio ćelijskih membrana)
Energija (1g - 38,9 kJ energija)
Skladištenje
Termoregulaciona
Izvor metaboličke (endogene) vode
Zaštitno-mehanička (zaštita od oštećenja)
Katalitički (dio enzima)
Nukleinske kiseline
NUKLEINSKE KISELINE (polinukleotidi), visokomolekularna organska jedinjenja koja osiguravaju skladištenje i prijenos nasljednih (genetskih) informacija u živim organizmima s generacije na generaciju. Ovisno o tome koji je ugljikohidrat uključen u nukleinsku kiselinu - deoksiriboza ili riboza, razlikuje se deoksiribonukleinska (DNK) i ribonukleinska (RNA) kiselina. Redoslijed nukleotida u nukleinskim kiselinama određuje njihovu primarnu strukturu.
Hemijska struktura.
U zavisnosti od hemijske strukture ugljikohidratne komponente, nukleinske kiseline se dijele na dvije vrste: deoksiribonukleinske i ribonukleinske; prvi sadrže deoksiribozu, a drugi - ribozu. Azotne baze su izvedene iz dvije vrste jedinjenja - purina i pirimidina. Nazivaju se bazama jer imaju osnovna (alkalna) svojstva, iako slaba. DNK sadrži dvije purinske baze, adenin (A) i gvanin (G), i dvije pirimidinske baze, citozin (C) i timin (T). U RNK se obično nalazi uracil (U) umjesto timina. Prema pravilima međunarodne nomenklature, ove baze su ispisane početnim slovima njihovih imena engleski jezik, iako se u literaturi na ruskom jeziku često koriste početna slova ruskih imena; A, G, C, T i U, respektivno.
Struktura molekula DNK i RNK
U molekulima nukleinske kiseline, nukleotidi su međusobno povezani fosfodiesterskim vezama (fosfatnim „mostovima“) formiranim između ostataka šećera susjednih nukleotida. Dakle, lanci nukleinskih kiselina izgledaju kao okosnica monotono naizmjeničnih fosfatnih i peptoznih grupa, a baze se mogu smatrati bočnim grupama koje su vezane za nju. Fosfatni ostaci jezgra na fiziološke vrijednosti pH je negativno nabijen. Purinske i pirimidinske baze su slabo rastvorljive u vodi, odnosno hidrofobne su. Za informacije o svojstvima pojedinih vrsta nukleinskih kiselina i njihovoj ulozi u vitalnim procesima pogledajte članke Deoksiribonukleinske kiseline i Ribonukleinske kiseline.
DEOKSIRIBONUKLEINSKE KISELINE (DNK), nukleinske kiseline koje sadrže deoksiribozu kao ugljikohidratnu komponentu. DNK je glavna komponenta hromozoma svih živih organizama; predstavlja gene svih pro- i eukariota, kao i genome mnogih virusa. U nukleotidnoj sekvenci DNK se bilježe (kodiraju) genetske informacije o svim karakteristikama vrste i karakteristikama jedinke (pojedinca) - njenog genotipa. DNK reguliše biosintezu ćelijskih i tkivnih komponenti i određuje aktivnost organizma tokom njegovog života.
RIBONUKLEINSKE KISELINE (RNA), porodica nukleinskih kiselina koja sadrži ribozni ostatak kao komponentu ugljikohidrata. RNK su prisutne u svim živim ćelijama, učestvujući u procesima povezanim s prijenosom genetskih informacija sa deoksiribonukleinske kiseline (DNK) na protein. Genomi mnogih virusa napravljeni su od RNK.
Uz rijetke izuzetke, sve RNK se sastoje od pojedinačnih polinukleotidnih lanaca. Njihove višedimenzionalne jedinice - monoribonukleotidi - sadrže purinske baze - adenin i gvaninske i pirimidinske baze - citozin i uracil.
Pod opštim pojmom lipidi (masti), sve supstance slične mastima su kombinovane u nauci. Masti su organska jedinjenja koja imaju različite unutrašnje strukture, ali slična svojstva. Ove supstance su nerastvorljive u vodi. Ali istovremeno se dobro otapaju u drugim tvarima - kloroformu, benzinu. Masti su veoma rasprostranjene u živoj prirodi.
Istraživanje masti
Struktura masti čini ih nezamjenjivim materijalom za svaki živi organizam. Pretpostavku da ove supstance imaju jednu skrivenu kiselinu izneo je još u 17. veku francuski naučnik Claude Joseph Jaurois. Otkrio je da je proces razgradnje sapuna kiselinom praćen oslobađanjem masne mase. Naučnik je naglasio da ova masa nije originalna mast, jer se od nje razlikuje po nekim svojstvima.
Činjenicu da struktura lipida uključuje i glicerol prvi je otkrio švedski naučnik Karl Scheele. Puni sastav masti odredio je francuski naučnik Michel Chevrel.
Klasifikacija
Vrlo je teško klasificirati masti na osnovu njihovog sastava i strukture, jer ova kategorija uključuje veliki broj tvari koje se razlikuju po svojoj strukturi. Objedinjuje ih samo jedna karakteristika - hidrofobnost. U odnosu na proces hidrolize, biolozi dijele lipide u dvije kategorije - saponificirane i nesaponificirane.
Prva kategorija uključuje veliki broj steroidne masti, koje uključuju holesterol, kao i njegove derivate: steroidne vitamine, hormone i žučne kiseline. Kategorija saponificiranih masti uključuje lipide koji se nazivaju jednostavni i složeni. Jednostavni su oni koji se sastoje od alkohola kao i od masnih kiselina. Ova grupa uključuje Razne vrste voskovi, estri holesterola i druge supstance. Složene masti sadrže, pored alkohola i masnih kiselina, i druge supstance. Ova kategorija uključuje fosfolipide, sfingolipide i druge.
Postoji još jedna klasifikacija. Prema njemu, prva grupa masti uključuje neutralne masti, druga - masti slične tvari (lipoide). Neutralne masti uključuju složene masti sa trihidričnim alkoholom, kao što je glicerol, ili niz drugih masnih kiselina slične strukture.
Raznolikost u prirodi
Lipoidi uključuju one tvari koje se nalaze u živim organizmima, bez obzira na njihovu unutrašnju strukturu. Supstance slične mastima mogu se rastvoriti u etru, hloroformu, benzenu i vrućem alkoholu. Ukupno se u prirodi nalazi više od 200 različitih masnih kiselina. Međutim, ne postoji više od 20 vrsta. Nalaze se i u životinjskim organizmima i u biljkama. Masti su jedna od glavnih grupa supstanci. Imaju vrlo visoku energetsku vrijednost – iz jednog grama masti oslobađa se 37,7 kJ energije.
Funkcije
Na mnogo načina, funkcije koje obavljaju masti ovise o njihovoj vrsti:
- Rezervirajte energiju. Supstance potkožne masti su glavni izvor ishrane za živa bića tokom posta. Takođe predstavljaju izvor ishrane za poprečno-prugaste mišiće, jetru i bubrege.
- Strukturno. Masti su dio međućelijskih membrana. Njihove glavne komponente su holesterol i glikolipidi.
- Signal. Lipidi obavljaju različite funkcije receptora i učestvuju u interakcijama između stanica.
- Zaštitni. Potkožna mast je takođe dobra termoizolaciona tvar za žive organizme. Takođe pruža zaštitu unutrašnjim organima.
Struktura masti
Jedan molekul bilo kojeg lipida sastoji se od ostatka alkohola - glicerola, kao i od tri ostatka različitih masnih kiselina. Stoga se masti inače nazivaju trigliceridima. Glicerin je bezbojna i viskozna tečnost koja nema miris. Teži je od vode i stoga se lako miješa s njom. Tačka topljenja glicerola je +17,9 o C. Gotovo sve kategorije lipida uključuju masne kiseline. Po svojoj hemijskoj strukturi, masti su složena jedinjenja koja uključuju triatomski glicerol, kao i masne kiseline velike molekularne težine.
Svojstva
Lipidi prolaze kroz bilo kakve reakcije koje su karakteristične za estere. Međutim, i oni imaju neke karakteristike, povezane sa njihovom unutrašnjom strukturom, kao i prisustvom glicerola. Prema svojoj strukturi, masti se također dijele u dvije kategorije - zasićene i nezasićene. Zasićene ne sadrže dvostruke atomske veze, nezasićene jesu. Prvi uključuju supstance kao što su stearinska i palmitinska kiselina. Nezasićene kiseline uključuju, na primjer, oleinsku kiselinu. Osim raznih kiselina, u strukturu masti ulaze i neke masnoće slične tvari - fosfatidi i steroli. Oni su takođe važniji za žive organizme, jer učestvuju u sintezi hormona.
Većina masti je topljiva – drugim riječima, ostaju u tečnom stanju kada sobnoj temperaturi. Životinjske masti, s druge strane, ostaju čvrste na sobnoj temperaturi jer sadrže velike količine zasićenih masnih kiselina. Na primjer, goveđa mast sadrži sljedeće tvari - glicerin, palmitinsku i stearinsku kiselinu. Palmitinska kiselina se topi na temperaturi od 43 o C, a stearinska kiselina - na 60 o C.
Glavni predmet u kojem školarci proučavaju strukturu masti je hemija. Stoga je poželjno da učenik poznaje ne samo skup supstanci koje su dio različitih lipida, već i da razumije njihova svojstva. Na primjer, masne kiseline su osnova biljnih masti. Riječ je o tvarima koje su dobile ime po procesu izolacije od lipida.
Lipidi u tijelu
Hemijska struktura masti sastoji se od ostataka glicerola, koji su vrlo topljivi u vodi, kao i ostataka masnih kiselina, koji su, naprotiv, nerastvorljivi u vodi. Nanesete li kapljicu masti na površinu vode, dio glicerola će biti okrenut prema njoj, a masne kiseline će se nalaziti na vrhu. Ova orijentacija je veoma važna. Sloj masti, koji je dio ćelijskih membrana bilo kojeg živog organizma, sprječava otapanje stanice u vodi. Posebno su važne supstance koje se nazivaju fosfolipidi.
Fosfolipidi u ćelijama
Sadrže i masne kiseline i glicerol. Fosfolipidi se razlikuju od ostalih grupa masti po tome što sadrže i ostatke fosforne kiseline. Fosfolipidi su jedan od bitne komponentećelijske membrane. Od velikog značaja za živi organizam su i glikolipidi - supstance koje sadrže masti i ugljene hidrate. Struktura i funkcije ovih supstanci omogućavaju im da obavljaju različite funkcije u nervnom tkivu. Konkretno, veliki broj ih se nalazi u moždanom tkivu. Glikolipidi se nalaze na vanjskom dijelu plazma membrane stanica.
Struktura proteina, masti i ugljikohidrata
ATP, nukleinske kiseline, kao i proteini, masti i ugljikohidrati spadaju u organske tvari ćelije. Sastoje se od makromolekula - velikih i složenih molekula u svojoj strukturi, koji pak sadrže manje i jednostavnije čestice. U prirodi postoje tri vrste nutrijenata: proteini, masti i ugljikohidrati. Imaju različite strukture. Iako svaka od ove tri vrste supstanci pripada ugljičnim spojevima, isti atom ugljika može formirati različite intraatomske spojeve. Ugljikohidrati su organska jedinjenja koja se sastoje od ugljenika, vodonika, a takođe i kiseonika.
Razlike u karakteristikama
Razlikuje se ne samo struktura ugljikohidrata i masti, već i njihove funkcije. Ugljikohidrati se razgrađuju brže od drugih supstanci – i stoga mogu proizvesti više energije. Biti u telu u velike količine, ugljeni hidrati se mogu transformisati u masti. Proteini nisu podložni takvoj transformaciji. Njihova struktura je mnogo složenija od strukture ugljikohidrata. Struktura ugljikohidrata i masti čini ih glavnim izvorom energije za žive organizme. Proteini su one tvari koje se koriste kao građevinski materijali za oštećene stanice u tijelu. Nije uzalud što se zovu "proteini" - riječ "protos" dolazi iz starogrčkog jezika i prevodi se kao "onaj koji dolazi prvi".
Proteini su linearni polimeri koji sadrže aminokiseline povezane kovalentnim vezama. Do danas su podijeljeni u dvije kategorije: fibrilarne i globularne. U strukturi proteina razlikuju se primarna i sekundarna struktura.
Sastav i struktura masti čini ih nezamjenjivim za zdravlje svakog živog organizma. U slučaju bolesti i gubitka apetita, pohranjena mast djeluje kao dodatni izvor ishrane. To je jedan od glavnih izvora energije. Međutim, prekomjerna konzumacija masne hrane može narušiti apsorpciju proteina, magnezija i kalcija.
Primena masti
Ljudi su odavno naučili koristiti ove tvari ne samo za hranu, već iu svakodnevnom životu. Masti su se koristile za lampe još od praistorijskih vremena.
Ove supstance se široko koriste u modernoj industriji. Otprilike trećina svih proizvedenih masti ima tehničku svrhu. Ostalo je namenjeno konzumaciji. Lipidi se koriste u velikim količinama u industriji parfema, kozmetici i proizvodnji sapuna. Uglavnom se konzumiraju kao hrana biljna ulja- Obično se nalaze u raznim prehrambenim proizvodima, kao što su majonez, čokolada i konzervirana hrana. U industrijskom sektoru za proizvodnju se koriste lipidi razne vrste boje, lekovi. Riblje ulje se takođe dodaje u sušeno ulje.
Tehnička mast se obično dobija iz otpadnih prehrambenih sirovina i koristi se za proizvodnju sapuna i proizvoda za domaćinstvo. Također se ekstrahira iz potkožne masti raznih morskih životinja. U farmaciji se koristi za proizvodnju vitamina A. Posebno ga ima u jetri bakalara, u ulju kajsije i breskve.
Zdravlje i dugovečnost
Prirodna ishrana - novi pristup
Proteini masti ugljeni hidrati
Proteini, masti i ugljikohidrati su, kao što znamo, osnova ishrane, koja je, pak, osnova ljudskog postojanja. Kao što znate, živi organizam je sistem koji se stalno mijenja, samoobnavlja.
Proteini, masti i ugljeni hidrati su i građevinski materijal za ćelije, i izvor energije, bez koje naše tijelo ne može postojati.
Procesi obnove manifestuju se višestrukim reakcijama anabolizma i katabolizma koje se provode na bazi proteina, masti i ugljikohidrata. Najvažniji učesnici u ovim reakcijama su i vitamini, minerali i, naravno, voda.
Ali, kao što je poznato, samo prisutnost proteina, masti i ugljikohidrata u hrani ne jamči normalno postojanje živog organizma i, još više, normalan proces samoobnavljanja bez neuspjeha. Struktura ishrane, odnos proteina, masti i ugljenih hidrata u hrani, njihov kvalitativni sastav takođe su odlučujući za zdravlje i dugovečnost čoveka. Nedostatak ili nepravilan omjer proteina, masti i ugljikohidrata u hrani u konačnici dovodi do nepovratnih promjena kako u strukturi stanica tako i u cijelom tijelu. Štoviše, kvarovi čak iu pojedinačnim karikama lanca samoobnavljanja mogu predstavljati smrtnu opasnost po život - previše je tipičnih primjera (onkološke bolesti, AIDS, hepatitis, itd.). Nedostaci i nedostaci u snabdijevanju organizma proteinima, mastima i ugljikohidratima ozbiljno utiču na rad svih tjelesnih sistema, bez izuzetka.
Dakle, kvantitativni i kvalitativni sastav proteina, masti i ugljikohidrata dobivenih hranom jedan je od glavnih faktora održavanja života. Naravno, to se manifestira i u mnogim manje ozbiljnim problemima vezanim za zdravlje, kožu, gubitak težine ili, obrnuto, mogućnost povećanja tjelesne težine, fizički razvoj i sl.
Prehrani se sada svuda pridaje veliki značaj, naglašava se važnost uravnoteženu ishranu(iako je ovaj termin već zastario), ali, nažalost, vrlo često formalno. To se posebno odnosi na značajan dio predstavnika službene medicine koji ne razumiju i ne žele razumjeti (ili prepoznati) važnu ulogu dodataka prehrani u ishrani. Uostalom, ti isti dodaci prehrani u savremenim uslovima life značajno poboljšava apsorpciju proteina, masti i ugljikohidrata.
I, možda, ni u jednoj drugoj oblasti koja se odnosi na zdravlje, dugovječnost, mršavljenje, stanje kože, ne postoji tako šarenilo mišljenja, toliko metoda i teorija, često vrlo upitnih, a po pravilu i kontradiktornih jedna drugoj, kao što je u pristupima ishrani.
Istovremeno se nakupilo dosta objektivnih materijala koji nam omogućavaju da izvučemo nedvosmislene zaključke kako o prehrani općenito, tako i o potrošnji proteina, masti i ugljikohidrata.
Kao što je već spomenuto, unos proteina, masti i ugljikohidrata iz hrane povezan je s ispunjavanjem 2 zadatka - plastičnog i energetskog.
Plastične funkcije uključuju izgradnju stanica i provedbu metaboličkih procesa. Za to je potrebno prisustvo kvantitativnog minimuma proteina, masti i ugljikohidrata, te održavanje potrebnog omjera između njih, a postoje i određeni zahtjevi za kvalitativni sastav. Na primjer, nedostatak čak i jedne esencijalne aminokiseline u ishrani može dovesti do fatalnih bolesti.
Energetska funkcija proteina, masti i ugljikohidrata je osigurati tijelu energiju, uključujući i onu potrebnu za mnoge metaboličke reakcije. Ovdje omjeri i kvalitativni sastav proteina, masti i ugljikohidrata nisu od fundamentalne važnosti, a odlučujući faktor je sadržaj kalorija. Treba napomenuti da je za provođenje mnogih energetskih procesa koji se odvijaju u ljudskom tijelu potrebno prisustvo određenih enzima, koji također imaju proteinsku bazu.
Priroda bjelančevina, masti i ugljikohidrata, njihovo učešće u metaboličkim procesima koji se odvijaju u tijelu, njihove funkcije i uloga u osiguravanju, općenito, mogućnosti postojanja ljudskog tijela, a posebno njegovog zdravlja i dugovječnosti, su dato u sljedećim člancima.
Proteini su jedna od najvažnijih komponenti našeg tijela. Proteini određuju tok osnovnih životnih procesa (rast tkiva, metabolizam itd.) u živom organizmu. Proteini su glavni plastični materijal koji leži u osnovi svih organa u tijelu, kosti i vezivno tkivo se sastoje od njih. Proteini čine do 45% suhe težine osobe, a polovina svih proteina dolazi iz mišića.
Proteini takođe čine osnovu enzima, hormona, imunoglobulina, hemoglobina, komponenti probave, mehanizama za generisanje nervnih impulsa itd.
Proteini su uključeni u energetski procesi koji se javljaju u organizmu.
Kao što je poznato, glavna strukturna jedinica proteina su aminokiseline, od kojih svaka ima najmanje jednu osnovnu grupu - amino grupu (NH2) i jednu kiselinsku grupu - karboksilnu grupu (COOH). Aminokiseline se obično smatraju karboksilnim kiselinama, u čijim je molekulima atom vodika u radikalu zamijenjen amino grupom. Osnovna struktura aminokiseline je lanac atoma s pozitivno nabijenim vodikovim jonom (H+) na jednom kraju i negativno nabijenom hidroksilnom grupom (OH–) na drugom kraju. Istovremeno, strukturno, amino grupa može biti povezana sa različitim atomima ugljika, što određuje izomeriju i važne specifičnosti specifičnih aminokiselina... ()
Proteini (proteini) su glavni građevinski materijal ćelija i tkiva organizma – mišića, kostiju, noktiju, kose itd.
Mišićna vlakna - miofibrili su polipeptidni lanci (fibrilarni proteini) i zbog svojstava proteina imaju i kontraktilnu sposobnost.
Proteini, zajedno sa fosfolipidima, čine strukturnu osnovu ćelijskih membrana. Proces obnavljanja ćelija i tkiva ljudskog tela je kontinuiran (link...), a za 5-6 meseci se u potpunosti zamenjuju sopstveni proteini u ljudskom telu i telo se potpuno obnavlja. A najvažnija funkcija bjelančevina hrane je da opskrbe tijelo plastičnim materijalom... ()
Proteini, neophodni za mnoge vitalne procese, moraju u naš organizam ući hranom. A kako su rezerve proteina u organizmu neznatne, hrana je njegov jedini izvor.
Proteini sadržani u prehrambeni proizvodi, tijelo ne može direktno apsorbirati. Tokom procesa varenja, proteini hrane se razlažu u aminokiseline u gastrointestinalnom traktu. Aminokiseline nastale u crijevima se apsorbiraju u sluzokoži tanko crijevo, a zatim ulaze prvo u jetru, a zatim u organe i tkiva. Ove aminokiseline, kao i aminokiseline nastale u tijelu kao rezultat razgradnje vlastitih neiskorišćenih proteina, čine fond koji se prvenstveno koristi za sintezu proteina... ()
Masti su prvenstveno izvor energije. Ali masti su također neophodne za obavljanje plastičnih funkcija, za zaštitu tijela, za obavljanje metaboličkih i mnogih drugih procesa.
Općenito, masti su kompleksi organskih jedinjenja, čiji su glavni sastojci masne kiseline. Oni takođe određuju svojstva masti.
Treba napomenuti da masti iz hrane ne „prelaze“ direktno u ljudske masti. To se često zanemaruje, što dovodi, na primjer, do nerazumijevanja procesa povezanih s gubitkom kilograma.
Ljudske masti spadaju u grupu lipida (od grčkog lipos – mast) – organskih jedinjenja sličnih mastima, uključujući masti i mastima slične supstance koje su nerastvorljive u vodi. Masti su neophodne za sprovođenje niza fizioloških procesa koji su neophodni za postojanje organizma... ()
Masne kiseline koje se nalaze u mastima (koje se nazivaju i jednostavni lipidi) dijele se u tri grupe:
zasićeni: stearinska, palmitinska, arahidna, itd.);
mononezasićeni: palmitoleinska, oleinska, arahidonska?
polinezasićeni: linolna, linolenska, arahidonska.
Masne kiseline su telesne rezerve masti. One se skladište u obliku molekula masti u masnim ćelijama, a masne kiseline se razgrađuju (proces lipolize), prvenstveno u mišićno tkivo. Masne kiseline nastale kao rezultat lipolize ulaze u limfu, a zatim u krv. Štaviše, proces reguliše sam organizam, tako da više masnih kiselina nego što je telu potrebno neće ući u krv.
Mora se naglasiti da se proces lipolize u organizmu odvija neprestano, bez ikakve stimulacije. A uz to dolazi i proces reverzne konverzije masnih kiselina i glicerola u molekule masti (reesterifikacija). Zato, ako tijelu u cjelini nisu potrebni unutrašnji izvori energije, onda će se sve novonastale masne kiseline ponovo ujediniti u masnoću i vratiti u masnu ćeliju. Dakle, svaka stimulacija lipolize, koja ne odražava stvarne energetske potrebe tijela, samo daje negativan rezultat... ()
Ugljikohidrati su glavni dnevni izvor ljudske energije i najveći izvor energije po težini. sastavni dio ljudska ishrana.
Ugljikohidrati su organska jedinjenja koja sadrže ugljik, vodonik i kisik.
Ugljikohidrati se dijele u dvije glavne kategorije - jednostavne i složene. Jednostavni ugljikohidrati - monosaharidi - su različiti šećeri koji se sastoje od jedne molekule. To uključuje glukozu, fruktozu i galaktozu. Složeni ugljikohidrati se pak dijele na disaharide i polisaharide. Disaharidi su saharoza, maltoza, laktoza. Polisaharidi uključuju škrob, glikogen, celulozu, hemicelulozu i vlakna... ()
Copyright 2009-2012 Sva prava zadržana
Glavne komponente svih živih ćelija su proteini, masti, funkcije i svojstva ovih spojeva osiguravaju vitalnu aktivnost organizama koji žive na našoj planeti.
Masti su prirodni, potpuni estri glicerola i masnih kiselina sa jednom bazom. Spadaju u grupu lipida. Ova jedinjenja obavljaju niz važnih funkcija organizma i nezaobilazna su komponenta u ljudskoj prehrani.
Klasifikacija
Masti, čija struktura i svojstva omogućavaju da se koriste kao hrana, po svojoj prirodi dijele se na životinjske i biljne. Potonji se nazivaju uljima. Zbog visokog sadržaja nezasićenih masnih kiselina u njima su u tekućem agregatnom stanju. Izuzetak je palmino ulje.
Na osnovu prisustva određenih kiselina, masti se dijele na zasićene (stearinska, palmitinska) i nezasićene (oleinska, arahidonska, linolenska, palmitoleinska, linolna).
Struktura
Struktura masti je kompleks triglicerida i lipoidnih supstanci. Potonji su fosfolipidna jedinjenja i steroli. Triglicerid je eterično jedinjenje glicerola i masne kiseline, čija struktura i karakteristike određuju svojstva masti.
Struktura molekula masti općenito je prikazana formulom:
CHˉO-CO-R''
CH2-OˉCO-R'',
U kojoj je R radikal masne kiseline.
Sastav i struktura masti imaju u svojoj strukturi tri nerazgranana radikala s parnim brojem atoma ugljika. najčešće predstavljaju stearinska i palmitinska, nezasićena - linolna, oleinska i linolenska.
Svojstva
Masti, čija je struktura i svojstva određena prisustvom zasićenih i nezasićenih masnih kiselina, imaju fizičke i hemijske karakteristike. Ne stupaju u interakciju s vodom, već se potpuno razlažu u organskim rastvaračima. Saponificiraju se (hidroliziraju) ako se tretiraju parom, mineralnom kiselinom ili alkalijama. Tokom ove reakcije nastaju masne kiseline ili njihove soli i glicerol. Formiraju emulziju nakon snažnog mućkanja s vodom, primjer za to je mlijeko. 
Masti imaju energetska vrijednost približno jednako 9,1 kcal/g ili 38 kJ/g. Ako te vrijednosti prevedemo u fizičke pokazatelje, tada bi energija oslobođena konzumiranjem 1 g masti bila dovoljna za podizanje tereta težine 3900 kg za 1 metar.
Masti, struktura njihovih molekula određuje njihova osnovna svojstva, imaju visok energetski intenzitet u poređenju sa ugljikohidratima ili proteinima. Potpuna oksidacija 1 g masti uz oslobađanje vode i ugljičnog dioksida je praćena proizvodnjom energije dvostruko većom od sagorijevanja šećera. Za razgradnju masti potrebna je određena količina ugljikohidrata i kisika.
U ljudskom tijelu i drugim sisarima, masti su jedan od najznačajnijih dobavljača energije. Da bi se apsorbirali u crijevima, moraju biti emulgirani žučnim solima.
Funkcije
Masti igraju važnu ulogu u tijelu sisara, struktura i funkcije ovih jedinjenja u organima i sistemima imaju različita značenja:
Pored ove tri glavne funkcije, masti obavljaju nekoliko specifičnih. Ova jedinjenja podržavaju aktivnost ćelija, na primer, pružaju elastičnost i zdravog izgleda kože, poboljšavaju funkciju mozga. Formacije ćelijskih membrana i subćelijske organele zadržavaju svoju strukturu i funkcioniranje zahvaljujući sudjelovanju masti. Vitamini A, D, E i K mogu se apsorbirati samo u njihovom prisustvu. Rast, razvoj i reproduktivnu funkciju takođe u velikoj meri zavise od prisustva masti.
Potrebe tijela
Otprilike trećinu energetske potrošnje tijela čine masti, čija struktura omogućava da se ovaj problem riješi pravilno organiziranom prehranom. Kalkulacija dnevne potrebe uzima u obzir vrstu aktivnosti i godine osobe. Stoga je najviše masti potrebno mladim ljudima koji vode aktivan način života, na primjer, sportašima ili muškarcima koji se bave teškim fizičkim radom. Ako vodite sjedilački način života ili ste skloni prekomjernoj težini, njihov broj treba smanjiti kako biste izbjegli gojaznost i povezane probleme. 
Takođe je važno uzeti u obzir strukturu masti. Odnos nezasićenih i zasićenih kiselina je bitan. Potonje, kada se prekomjerno konzumiraju, remete metabolizam masti i funkcioniranje gastrointestinalnog trakta, povećavaju mogućnost ateroskleroze. Nezasićene kiseline imaju suprotan učinak: obnavljaju normalan metabolizam i uklanjaju kolesterol. Ali njihova zloupotreba dovodi do probavnih smetnji, pojave kamenaca žučna kesa i puteva izlučivanja.
Izvori
Gotovo sva njihova struktura može biti različita. Izuzetak je povrće, voće, alkoholna pića, med i neke druge. Proizvodi se dijele na:
Takođe je važno hemijska struktura masti, što određuje prisustvo određene kiseline. Prema ovoj osobini mogu biti zasićeni, nezasićeni i polinezasićeni. Prvi se nalaze u mesnim proizvodima, masti, čokoladi, gheeju, palminom ulju, kokosovom ulju i maslacu. Nezasićene kiseline su prisutne u mesu peradi, maslinama, indijskim oraščićima, kikirikijem, maslinovo ulje. Polinezasićeni - in orasi, badema, pekana, sjemenki, ribe, kao i u suncokretovom, lanenom, repičinom, kukuruznom, pamučnom i sojinom ulju.
Priprema dijete
Strukturne karakteristike masti zahtijevaju niz pravila kojih se treba pridržavati prilikom sastavljanja dijete. Nutricionisti preporučuju pridržavanje sljedećeg omjera:
- Mononezasićene - do polovine ukupne masti;
- Polinezasićeni - četvrtina;
- Zasićena - četvrtina.
Istovremeno, masti biljnog porijekla trebao bi činiti oko 40% prehrane, životinjski - 60-70%. Stariji treba povećati broj prvih na 60%.
Trans masti treba ograničiti što je više moguće ili ih potpuno eliminirati iz prehrane. Široko se koriste u proizvodnji umaka, majoneza i konditorskih proizvoda. Masti koje su podvrgnute intenzivnom zagrijavanju i oksidaciji su štetne. Ima ih u pomfritu, čipsu, krofnama, pitama itd. Od cijele ove liste najopasniji su proizvodi koji su kuhani u užeglom ili mnogo korištenom ulju.
Korisne kvalitete
Masti, čija struktura obezbeđuje oko polovinu ukupne telesne energije, imaju mnoge korisne osobine: 
- kolesterol potiče bolji metabolizam ugljikohidrata i osigurava sintezu vitalnih spojeva - pod njegovim utjecajem nastaju steroidni hormoni nadbubrežne žlijezde;
- oko 30% sve topline u ljudskom tijelu proizvodi tkivo koje se nalazi u vratu i gornjem dijelu leđa;
- jazavčeva i pseća mast su vatrostalne, liječe bolesti respiratornog sistema, uključujući tuberkulozu pluća;
- fosfolipidni i glukolipidni spojevi su dio svih tkiva, sintetiziraju se u probavnim organima i sprječavaju stvaranje kolesterolskih plakova, podržavaju funkcioniranje jetre;
- zahvaljujući fosfatidima i steroli, održava se konstantan sastav citoplazmatske osnove ćelija nervni sistem i vitamin D se sintetiše.
Dakle, masti su esencijalna komponenta u ljudskoj ishrani.
Višak i nedostatak
Masti, struktura i funkcija ovih spojeva su korisne samo kada se konzumiraju umjereno. Njihov višak doprinosi razvoju gojaznosti – problema koji je relevantan za sve razvijene zemlje. Ova bolest dovodi do debljanja, smanjene pokretljivosti i lošeg zdravlja. Povećava rizik od razvoja ateroskleroze, srčane ishemije, hipertenzija. Gojaznost i njene posljedice dovode do smrti češće od drugih bolesti. 
Nedostatak masti u ishrani doprinosi propadanju kože, usporava rast i razvoj telo deteta, remeti funkcionisanje reproduktivni sistem, ometa normalan metabolizam holesterola, izaziva aterosklerozu i narušava funkcionisanje mozga i nervnog sistema u celini.
Pravilno planiranje prehrane, uzimajući u obzir potrebe tijela za mastima, pomoći će u izbjegavanju mnogih bolesti i poboljšanju kvalitete života. Bitna je njihova umjerena konzumacija, bez viška ili manjka.