Metabolizam je proces ulaska tvari u tijelo, njihova prerada, dostava u svaku stanicu tijela, transformacije u stanicama uz oslobađanje energije i uklanjanje produkata raspadanja. Naše tijelo prima tvari poput kisika i hrane. Što se događa s hranjivim tvarima u tijelu nakon što se apsorbiraju u krv? moderna znanost otkriva kemijsku osnovu životnih procesa. Saznajte transformacije hranjive tvari u tijelu, znanstvenicima su pomogli označeni atomi, koji su postali izviđači tajni prirode. Uvjerili su nas u stalnu obnovu tvari u tijelu. Kemijske transformacije odvijaju se na način da unutarnja sredina svake žive stanice ostaje konstantna, unatoč činjenici da se tvari koje je čine zamjenjuju.
Tijekom života gotovo sve stanice u našem tijelu zamjenjuju se nekoliko puta. Čovjekova krv se potpuno obnavlja tri puta godišnje. Svake sekunde, svake minute troše se materijali koji čine naše stanice. Mnoge rožnate ljuskice, mrtve stanice, izbacuju se s površine kože. Stare stanice zamjenjuju se novim. Što je život organizma aktivniji, što je veće opterećenje organa, to snažnije teku procesi samoobnavljanja stanica. Fiziološka regeneracija (oživljavanje) tjelesnih stanica odvija se kontinuirano. Neprestano 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 dugotrajnih studija, znanstvenici su uspjeli odrediti gubitak topline tijela i na temelju toga su napravili izračun koliki bi kalorijski sadržaj trebala biti prehrana. Metabolizam potvrđuje zakon održanja tvari i energije.
Proteini, njihova struktura
Proteini su visokomolekularni organski spojevi, biopolimeri, izgrađeni od 20 vrsta ostataka L-aminokiselina, povezanih određenim slijedom u duge lance. Molekularna težina bjelančevina varira od 5 tisuća do 1 milijun. Naziv "proteini" prvi je put dobio tvar ptičjih jaja, koja se zagrijavanjem zgrušava u bijelu netopivu masu. Kasnije se ovaj pojam proširio na druge tvari sa sličnim svojstvima izolirane iz životinja i biljaka. Proteini prevladavaju nad svim ostalim spojevima prisutnim u živim organizmima, obično čine više od polovice njihove suhe težine. Pretpostavlja se da u prirodi postoji nekoliko milijardi pojedinačnih proteina (na primjer, samo u bakterijama coli postoji više od 3 tisuće različitih proteina). Proteini igraju ključnu ulogu u životnim procesima svakog organizma. Proteini uključuju enzime, uz sudjelovanje kojih se događaju sve kemijske transformacije u stanici (metabolizam); kontroliraju djelovanje gena; uz njihovo sudjelovanje ostvaruje se djelovanje hormona, provodi se transmembranski transport, uključujući generiranje živčanih impulsa, sastavni su dio imunološki sustav(imunoglobulini) i sustavi zgrušavanja krvi, čine osnovu koštanog i vezivnog tkiva, sudjeluju u pretvorbi i korištenju energije itd.
Gotovo svi proteini izgrađeni su od 20 L-aminokiselina koje pripadaju L-seriji, a isti su u gotovo svim organizmima. Aminokiseline u proteinima međusobno su povezane peptidnom vezom-CO-NH-, koju tvore karboksilne i L-amino skupine susjednih aminokiselinskih ostataka (vidi sliku): dvije aminokiseline tvore dipeptid u kojem je terminalni karboksil ( -COOH) i amino skupine (H2N -), kojima se mogu pridružiti nove aminokiseline, tvoreći polipeptidni lanac.
Dio lanca na kojem se nalazi terminalna H2N grupa naziva se N-terminal, a suprotni C-terminal. Ogromna raznolikost proteina određena je slijedom mjesta i brojem aminokiselinskih ostataka uključenih u njih. Iako nema jasne razlike, kratki lanci se obično nazivaju peptidima ili oligopeptidima (od oligo...), a pod polipeptidima (proteini) se obično podrazumijevaju lanci koji se sastoje od 50 ili više aminokiselina. Najčešći proteini uključuju 100-400 aminokiselinskih ostataka, ali postoje i oni čiju molekulu čini 1000 ili više ostataka. Proteini mogu biti sastavljeni od nekoliko polipeptidnih lanaca. U takvim proteinima, svaki polipeptidni lanac naziva se podjedinica.
Klasifikacija proteina
Složenost strukture proteinskih molekula, iznimna raznolikost njihovih funkcija otežavaju stvaranje jedinstvene i jasne klasifikacije, iako su pokušaji da se to učini više puta od kraja 19. stoljeća. Na temelju kemijskog sastava bjelančevine se dijele na jednostavne i složene (ponekad se nazivaju i proteidi). Molekule prvog sastoje se samo od aminokiselina. U sastavu složenih proteina, osim samog polipeptidnog lanca, nalaze se i neproteinske komponente predstavljene ugljikohidratima (glikoproteini), lipidima (lipoproteini), nukleinskim kiselinama (nukleoproteini), metalnim ionima (proteini metala), fosfatnom skupinom ( fosfoproteini), pigmenti (kromoproteini) itd.
Ovisno o izvršenim funkcijama, razlikuje se nekoliko klasa proteina. Najraznovrsnija i najspecijaliziranija klasa su proteini s katalitičkom funkcijom - enzimi koji imaju sposobnost ubrzavanja kemijske reakcije koji se javljaju u živim organizmima. U tom svojstvu proteini sudjeluju u svim procesima sinteze i propadanja različitih spojeva tijekom metabolizma, u biosintezi proteina i nukleinskih kiselina te u regulaciji razvoja i diferencijacije stanica. Transportni proteini imaju sposobnost selektivnog vezanja masnih kiselina, hormona i drugih organskih i anorganskih spojeva i iona, a zatim ih s krvlju i limfom prenijeti u Pravo mjesto(na primjer, hemoglobin sudjeluje u prijenosu kisika iz pluća u sve stanice u tijelu). Transportni proteini također provode aktivni transport iona, lipida, šećera i aminokiselina kroz biološke membrane.
Strukturni proteini obavljaju potpornu ili zaštitnu funkciju; sudjeluju u formiranju staničnog skeleta. Najčešći među njima su kolagen vezivnog tkiva, keratin kose, noktiju i perja, elastin vaskularnih stanica i mnogi drugi. U kombinaciji s lipidima, oni su strukturna osnova staničnih i intracelularnih membrana. Brojni proteini obavljaju zaštitnu funkciju. Na primjer, imunoglobulini (antitijela) kralježnjaka, koji imaju sposobnost vezanja stranih patogenih mikroorganizama i tvari, neutraliziraju njihov patogeni učinak na tijelo i sprječavaju razmnožavanje stanica raka. Fibrinogen i trombin sudjeluju u procesu zgrušavanja krvi. Među otrovima su mnoge tvari proteinske prirode koje luče bakterije, kao i komponente otrova zmija i nekih beskralježnjaka.
Neki proteini (regulatorni) sudjeluju u regulaciji fiziološke aktivnosti organizma u cjelini, pojedinih organa, stanica ili procesa. Oni kontroliraju transkripciju gena i sintezu proteina; oni uključuju peptidno-proteinske hormone koje luče endokrine žlijezde. Proteini za pohranu sjemena osiguravaju hranjive tvari početnim fazama razvoj embrija. Oni također uključuju mliječni kazein, albumin Bjelanjak(ovalbumin) i mnogi drugi. Zahvaljujući proteinima, mišićne stanice stječu sposobnost kontrakcije i u konačnici osiguravaju kretanje tijela. Primjer takvih kontraktilnih proteina je aktin i miozin skeletnih mišića, kao i tubulin, koji su sastavni dio cilija i bičaka jednostaničnih organizama; također osiguravaju divergenciju kromosoma tijekom stanične diobe. Receptorski proteini su meta hormona i drugih biološki aktivnih spojeva. Uz njihovu pomoć, stanica percipira informacije o stanju vanjskog okruženja. Oni se igraju važna uloga u prijenosu živčane ekscitacije i u usmjerenom kretanju stanice (kemotaksija). Pretvorba i iskorištavanje energije koja se u organizam opskrbljuje hranom, kao i energijom solarno zračenje također se događa uz sudjelovanje proteina bioenergetskog sustava (na primjer, vidni pigment rodopsin, citokromi dišnog lanca). Postoje i mnogi proteini s drugim, ponekad prilično neobičnim funkcijama (na primjer, krvna plazma nekih antarktičkih riba sadrži proteine koji imaju svojstva antifriza).
Sl. 1. Struktura hemoglobina
Najsloženiji biopolimeri su proteini. Njihove se makromolekule sastoje od monomera, koji su aminokiseline. Svaka aminokiselina ima dvije funkcionalne skupine: karboksilnu skupinu i amino skupinu. Sva raznolikost proteina nastaje kao rezultat raznih kombinacija 20 aminokiselina. Kao rezultat kombinacije nekoliko proteinskih makromolekula s tercijarnom strukturom, kvartarna proteinska struktura nastaje u složeni kompleks. Primjer takvih složenih proteina je hemoglobin koji se sastoji od četiri makromolekule.
Funkcije proteina
Funkcije proteina u stanici su raznolike. Jedna od najvažnijih je funkcija građenja: proteini su dio svih staničnih membrana i staničnih organela, kao i izvanstaničnih struktura. Za osiguravanje vitalne aktivnosti stanice, katalitički ili, je od iznimne važnosti. enzimska, uloga proteina. Biološki katalizatori ili enzimi su tvari proteinske prirode koje ubrzavaju kemijske reakcije za desetke i stotine tisuća puta.
Enzimi imaju određene značajke koje ih razlikuju od anorganskih katalizatora. Prvo, jedan enzim katalizira samo jednu reakciju ili jednu vrstu reakcije, tj. biološka kataliza je specifična. Drugo, aktivnost enzima ograničena je prilično uskim temperaturnim rasponom (35-45 °C), izvan kojeg se njihova aktivnost smanjuje ili nestaje. Treće, enzimi su aktivni pri fiziološkim pH vrijednostima, tj. u blago alkalnom mediju. Druga važna razlika između enzima i anorganskih katalizatora je da se biološka kataliza odvija pri normalnom atmosferskom tlaku.
Sve to određuje važnu ulogu koju enzimi imaju u živom organizmu. Gotovo sve kemijske reakcije u stanici odvijaju se uz sudjelovanje enzima. Motoričku funkciju živih organizama osiguravaju posebni kontraktilni proteini. Ovi proteini sudjeluju u svim vrstama kretanja za koje su stanice i organizmi sposobne: treperenje cilija i lupanje bića u protozoa, kontrakcija mišića u višestaničnih životinja, itd. Transportna funkcija proteina je vezanje kemijski elementi(npr. kisik) ili biološki aktivne tvari (hormoni) i prenijeti ih u različite tkanine i tjelesnih organa.
Kada strani proteini ili mikroorganizmi uđu u tijelo, bijela krvna zrnca (leukociti) stvaraju posebne proteine – antitijela. Oni vežu i neutraliziraju tvari koje nisu karakteristične za tijelo – to je zaštitna funkcija proteina. Proteini također služe kao izvor energije u stanici, odnosno obavljaju energetska funkcija. Potpunom razgradnjom 1 g proteina oslobađa se 17,6 kJ energije.
Masti i njihove funkcije
Masti - organski spojevi, uglavnom esteri glicerola i jednobaznih masnih kiselina (trigliceridi); pripadaju lipidima. Jedna od glavnih komponenti stanica i tkiva živih organizama. Izvor energije u tijelu; kalorijski sadržaj čiste masti je 3770 kJ/100 g. Prirodne masti dijele se na životinjske masti i biljna ulja.
sl.2. Struktura monosaharida
Masti (lipidi) su spojevi masnih kiselina visoke molekularne težine i trihidričnog alkohola glicerola. Masti se ne otapaju u vodi – hidrofobne su. Stanice također sadrže druge složene, hidrofobne tvari slične mastima koje se nazivaju lipoidi, kao što je kolesterol. Sadržaj masti u stanici kreće se od 5 do 15% mase suhe tvari. U stanicama masnog tkiva količina masti doseže 90%.
Među najvažnijima je građevna funkcija lipida i lipoida. Lipidi tvore bimolekularni sloj koji služi kao osnova vanjske stanične membrane (vidi sliku 18). Od toga, 75-95% su fosfolipidi. Kolesterol je također dio stanične membrane.Lipidi imaju važnu ulogu kao izvori energije. Tijekom razgradnje 1 g masti na CO 2 i H 2 O oslobađa se velika količina energije – 38,9 kJ. Akumulirajući u stanicama masnog tkiva životinja, u sjemenkama i plodovima biljaka, masti služe kao rezervni izvor energije.
Zbog slabe toplinske vodljivosti, mast može obavljati funkciju toplinske izolacije. Kod nekih životinja (tuljani, kitovi) taloži se u potkožnom masnom tkivu koje kod kitova čini sloj debljine do 1 m. Lipoidi služe kao prethodnici određenih hormona. Posljedično, ove tvari također karakterizira funkcija regulacije metaboličkih procesa. Masti nisu samo izvor energije.
Dugo su se masnoće smatrale izvorom energije koji se bez štete po organizam može zamijeniti ugljikohidratima, no pokazalo se da to nije tako. Nedostatak masti skraćuje život, remeti aktivnost mozga, smanjuje izdržljivost tijela. Masti su dio stanica (citoplazma, jezgra, membrane), gdje je njihova količina stabilna i konstantna. Vitamini otopljeni u njima ulaze u tijelo s mastima. U prosjeku, rezerva tjelesne masti iznosi 9 kg s ukupnim sadržajem kalorija od 336 000 J.
Donedavno su se masti dijelile na potpune (životinjske) i inferiorne (biljne). Pokazalo se da je ova podjela pogrešna. Životinjske i biljne masti su međusobno nezamjenjive. Biljne masti aktiviraju metabolizam, sprječavaju niz bolesti. Najčešće jedu suncokretovo, maslinovo, laneno, kukuruzno ulje. Tvari životinjske masti povoljno utječu 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 dnevno od 12 do 20 g biljnog ulja.
Vlastita tjelesna mast nastaje od raznih biljnih i životinjskih masti koje se konzumiraju hranom. Masnoća se taloži u "depou" - ispod kože, u omentumu, u području zdjelice. Masno tkivo nije samo skladište energetskog materijala, već i amortizer. Masni jastučići u 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 - organske tvari opće formule C P (H2O) P1. Većina ugljikohidrata ima dvostruko veći broj atoma vodika nego atoma kisika. Stoga su se te tvari nazivale ugljikohidratima. U životinjskim stanicama ima malo ugljikohidrata - 1-2, ponekad i do 5% (u stanicama jetre) Biljne stanice su bogate ugljikohidratima, gdje njihov sadržaj doseže 90% suhe mase (gomolji krumpira).
Ugljikohidrati, opsežna skupina prirodnih organskih spojeva, čija kemijska struktura često odgovara općoj formuli Cm (H2O) n (tj. ugljična voda, otuda i naziv). Postoje mono-, oligo- i polisaharidi, kao i složeni ugljikohidrati - glikoproteini, glikolipidi, glikozidi itd. Ugljikohidrati su primarni produkti fotosinteze i glavni početni proizvodi biosinteze drugih tvari u biljkama. Oni čine bitan dio prehrane ljudi i mnogih životinja. Budući da su podvrgnuti oksidativnim transformacijama, opskrbljuju sve žive stanice energijom (glukoza i njezini rezervni oblici - škrob, glikogen). Dio su staničnih membrana i drugih struktura, sudjeluju u obrambenim reakcijama organizma (imunitet). Koriste se u prehrambenoj (glukoza, škrob, pektini), tekstilnoj i papirnoj (celuloza), mikrobiološkoj (dobivanje alkohola, kiselina i drugih tvari fermentacijom ugljikohidrata) i drugim industrijama. Koristi se u medicini (heparin, srčani glikozidi, neki antibiotici).
Klasifikacija ugljikohidrata
Ugljikohidrati se dijele na jednostavne i složene jednostavni ugljikohidrati nazvani monosaharidi. Ovisno o broju ugljikovih atoma 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 stanice i tkiva tijela. Pentoze - riboza i deoksiriboza - dio su nukleinskih kiselina i ATP-a. Ako se dva monosaharida spoje u jednu molekulu, tada se takav spoj naziva disaharid. Disaharidi su jestivi šećeri dobiveni iz trske ili šećerne repe. Sastoji se od jedne molekule glukoze i jedne molekule fruktoze. Mliječni šećer je također dimer i uključuje glukozu i galaktozu. Složeni ugljikohidrati formirani od mnogih monosaharida nazivaju se polisaharidi. Monomer takvih polisaharida kao što su škrob, glikogen, celuloza je glukoza.
Ugljikohidrati su dio stanica svih živih organizama. Molekule jednostavnih ugljikohidrata, odnosno monosaharida, poput glukoze, najjednostavnije su raspoređene. U raznim uvjetima može postojati u linearnom ili cikličkom obliku.
sl.3. Strukturna formula saharoze
Složeni ugljikohidrati nastaju iz molekula monosaharida. Neki od njih sadrže samo dvije molekule jednostavnih ugljikohidrata. Takvi ugljikohidrati nazivaju se disaharidi. Primjer im je saharoza, odnosno šećer od trske, koji nastaje u stanicama nekih biljaka. Sastoji se od ostataka a-glukoze i b-fruktoze.
sl.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 staničnih stijenki zelenih biljaka.
Funkcije ugljikohidrata
Ugljikohidrati obavljaju dvije glavne funkcije: izgradnju i energiju. Na primjer, celuloza tvori stijenke biljnih stanica; složeni polisaharid hitin je glavna strukturna komponenta egzoskeleta artropoda. Hitin također obavlja graditeljsku funkciju u gljivama. Ugljikohidrati imaju ulogu glavnog izvora energije u stanici. U procesu oksidacije 1 g ugljikohidrata oslobađa se 17,6 kJ energije. Škrob u biljkama i glikogen u životinjama, taloženi u stanicama, služi kao rezerva energije.
Voda je medij životnih procesa
Voda, H2O, tekućina bez mirisa, okusa, bezbojna (plavkasta u debelim slojevima); gustoća 1.000 g/cm 3 (3.98 °S), tmelt 0 °S, tbp 100 °S. Jedna od najčešćih tvari u prirodi (hidrosfera zauzima 71% Zemljine površine). Voda igra važnu ulogu u geološkoj povijesti planeta. Bez vode je nemoguće postojanje živih organizama (oko 65% ljudskog tijela je voda).
Voda je bitna komponenta gotovo svih tehnološkim procesima kako industrijske tako i poljoprivredne proizvodnje. Voda visoke čistoće potrebna je u proizvodnji hrane i medicini, u najnovijim industrijama (poluvodička, fosforna, nuklearna tehnologija), te u kemijskoj analizi. Brzi rast potrošnje vode i povećani zahtjevi za vodom određuju važnost zadaća pročišćavanja vode, pročišćavanja vode i borbe protiv onečišćenja i iscrpljivanja vodnih tijela (vidi Očuvanje prirode).
U tijelu odrasle osobe težine 70 kg vode je 50 kg, a tijelo novorođenčeta sastoji se od 3/4 vode. U krvi odrasle osobe 83% vode, u mozgu, srcu, plućima, bubrezima, jetri, mišićima - 70 - 80%; u kostima - 20 - 30%. Zanimljivo je usporediti takve brojke: srce sadrži 80%, a krv 83% vode, iako je srčani mišić čvrst, gust, a krv tekuća. To se objašnjava sposobnošću nekih tkiva da vežu velike količine vode. Voda je vitalna. Tijekom gladovanja čovjek može izgubiti svu masnoću, 50% proteina, ali gubitak 10% vode tkivima je fatalan. Svakog dana odrasla osoba treba 2 litre vode. Ali za normalan rad treba mu pet puta više. Odakle naša tjelesna tkiva dobivaju toliko vode? Sami ga stvaraju. Ova unutarnja voda neprestano nastaje zbog oksidacije hranjivih tvari.
Osjećaj suhih usta često se doživljava kao osjećaj žeđi, iako tijelo možda nije dehidrirano. To su dokazali pokusi na životinjama kod kojih je pod utjecajem atropina potpuno prestalo lučenje sline. Životinje su iskusile osjećaj žeđi, no u tijelu je bilo dovoljno vode.Prvi osjećaj žeđi javlja se kada se slinjenje smanji za 15%. jak osjećajžeđ - uz smanjenje količine sline za 20% i bolni osjećaj žeđi - za 50%. Bilo je slučajeva kada je osoba koja nije navikla na normalno gašenje žeđi popila 5-6 litara vode u 8 sati, a druga samo 0,5 litara, u istim uvjetima.
Obilno znojenje praćeno obilnom infuzijom vode narušava sposobnost tjelesnih stanica da zadržavaju vodu. Pojavljuje se začarani krug - što više osoba pije, što se više znoji, osjećaj žeđi se osjeća akutnije. Morate se naviknuti na ispravnu potrošnju vode. Ako osjetite žeđ, trebate piti pola sata prije jela ili dva sata nakon jela.
Preporuča se utažiti žeđ ispijanjem nekoliko gutljaja vode svakih 15-20 minuta. Voda za piće ne gasi odmah žeđ, jer se apsorbira tek nakon 10-15 minuta. Žeđ je bolje utažiti mineralnom ili slabo posoljenom vodom. Usta treba često ispirati vodom blago zakiseljenom bobičastim i voćnim sokovima te se suzdržavati od česte i obilne konzumacije vode. Ugodno osvježavajuća gazirana voda.
Zanimljivo je bilo iskustvo u pustinji Karakum. Dvije grupe ljudi su putovale. Jedna skupina sudionika u kampanji dobila je lizalice, koje su uključile limunova kiselina, drugo nije dano. Svi su dobili jednaku vodu. Prva skupina imala je dovoljno vode, dok je druga morala dobiti dodatne obroke. U prvoj skupini ljudi su snažnu žeđ gasili uz pomoć bombona. Njihov kiselkasti okus izazivao je slinjenje i osjećaj žeđi je nestao.
Lažnu žeđ je lakše utažiti jednostavnim navlaženjem usta vodom nego ispijanjem cijele čaše vode. Posebno ne biste trebali uzimati puno tekućine za večerom, jer višak vode otežava rad srca, razrjeđuje želučani sok. Pokusi na životinjama pokazali su da unošenje velike količine vode za kratko vrijeme izaziva svojevrsno "trovanje vodom". Ako se psu ubrizga 100 g vode na 1 kg težine unutar jednog sata, tada može uginuti. Kod radnika u toplim radnjama pojavili su se znakovi trovanja vodom – gubitak osjetljivosti, povraćanje, grčevi, proljev. Poštivanje vodnog režima jedan je od važnih uvjeta za zdravlje.
Soli, produkti supstitucije vodikovih atoma kiseline za metal ili OH skupine baze za kiselinski ostatak. Uz potpunu supstituciju, srednju, ili normalnu, nastaju soli (NaCl, K2SO4 itd.), s nepotpunom supstitucijom H atoma - kisela (npr. NaHCO3), nepotpuna supstitucija OH skupina - bazična. Postoje i dvostruke soli (npr. KCl.MgCl2) i kompleksne. U normalnim uvjetima soli su kristali s ionskom strukturom. Mnoge soli su topive u polarnim otapalima, osobito u vodi; u otopini se disociraju na katione i anione. Mnogi minerali su soli koje stvaraju naslage (npr. NaCl, KCl).
Soli u tijelu
U ljudskom tijelu do 3 kg mineralnih soli, od čega je 5/6 u kostima. U ukupnom metabolizmu soli kuhinjska sol zauzima značajan udio. U tijelu odrasle osobe iznosi oko 300 g. Sol je čovjeku poznata od pamtivijeka. Antički filozof Diogen je napisao da čovjek ne voli najbolju hranu bez soli. Kuhinjska sol je neophodna komponenta hrana. Prosječna dnevna količina za odraslu osobu je 15 g. Kada jedete biljnu hranu u vrućoj klimi ili u vrućim ljetnih dana- do 20-25 g. Osoba troši 5,5 kg soli godišnje.
Kronični nedostatak soli u tijelu može dovesti do vrtoglavice, nesvjestice, srčanih poremećaja, naglog smanjenja lučenja probavnih sokova, smanjenja apetita, smanjenja količine vode u krvi i organima. Dnevni dodatak od 3-4 g soli u hrani ublažava ove bolne pojave. dječji razvija se normalno bez dodavanja soli u hranu. Prima ga s majčinim mlijekom čija litra sadrži do 0 * 1 g kuhinjske soli.
U nekim afričkim zemljama određene nacionalnosti ne poznaju kuhinjsku sol. Zadovoljni su solju koja je dio hrane. Soljenje hrane je za mnoge Afrikance nedostupan luksuz. Izraz “on soli hranu” znači u narodu “on je bogat”. Prekomjeran unos soli štetan je za zdravlje – poremećena je rad srca i bubrega, javlja se oticanje nogu, javlja se opća slabost, pojačava se krvni tlak. Višak soli posebno je štetan za hipertenziju. To potvrđuju eksperimenti i medicinska statistika. Pokazalo se da Japanci konzumiraju najviše soli, a imaju i najvišu razinu krvnog tlaka.
U slučaju bolesti bubrega, visokog krvnog tlaka, ukupni dnevni unos soli s hranom ne smije prelaziti 7-8 g. Ostale soli također imaju veliku ulogu. Kalijeve soli, kao i natrijeve soli, utječu na sadržaj vode u tkivima. Održavaju blago alkalnu krvnu sredinu. Kalij je neophodan za normalnu ekscitabilnost živčanog i mišićnog tkiva.
Kalcijeve soli su glavna komponenta kostura. Utječu na rast stanica, procese zgrušavanja krvi, aktiviraju fagocitozu. Uz nedostatak kalcijevih soli, kod djece se razvija rahitis. Glavni izvor alkalnih soli je voće i povrće. Osobito korisno voćni sokovi. Željezo je dio hemoglobina, mnogih enzima, a nalazi se u jezgri stanica. Oksidativni i metabolički procesi odvijaju se uz sudjelovanje željeza. Trošenjem tvari koje sadrže željezo oslobađa se takva količina željeza, koja se u organizam unosi hranom. Kostur sadrži značajnu količinu kalcijevog fosfata, koji kostima daje snagu. Kosti u prosjeku sadrže 600 g fosfora. Spojevi bakra utječu na procese stvaranja krvi.
Normalan metabolizam soli osigurava ne samo dovoljna količina soli, već i njihov normalan omjer. Tijelo je vrlo osjetljivo na promjene u omjeru koncentracije soli u krvi i tkivima. Povećanje koncentracije soli stvara nepovoljne uvjete za život stanica. Živčani završeci percipiraju ove promjene u krvi i tkivnoj tekućini kroz mozak. Javlja se osjećaj žeđi. Pitka voda smanjuje višak soli na normalu. Višak vode i soli izlučuje se znojem i urinom.
mineralne soli
Velika većina anorganskih supstanci stanice je u obliku soli - ili disocirana u ione, ili u čvrstom stanju. Među prvima veliku važnost imaju katione K + , Na + , Ca + , koji osiguravaju tako važno svojstvo živih organizama kao što je razdražljivost. U tkivima višestaničnih životinja kalcij je dio međustaničnog "cementa", koji određuje međusobno prianjanje stanica i njihov uredan raspored u tkivima. Treba napomenuti da je sadržaj kationa u stanici i okolini koja okružuje stanicu reguliran proces. Na primjer, u citoplazmi stanica ima dosta kalija i vrlo malo natrija. U izvanstaničnom okruženju (u krvnoj plazmi, u međustaničnoj tekućini, u morskoj vodi) ima puno natrija, a malo kalija.
Puferska svojstva stanice ovise o koncentraciji soli. Puferiranje je sposobnost stanice da održava blago alkalnu reakciju svog sadržaja na konstantnoj razini. Anioni slabih kiselina i slabih lužina vežu vodikove ione i hidroksilione (OH"), tako da reakcija unutar stanice ostaje praktički nepromijenjena. Netopljive mineralne soli, poput kalcijevog fosfata, daju čvrstoću koštanom tkivu kralježnjaka i školjkama mekušaca.
Vjeverice
PROTEINI, visokomolekularni organski spojevi, biopolimeri, građeni od 20 vrsta L-a-aminokiselinskih ostataka, povezanih određenim slijedom u duge lance.
Naziv "proteini" prvi je put dobio tvar ptičjih jaja, koja se zagrijavanjem zgrušava u bijelu netopivu masu. Kasnije se ovaj pojam proširio na druge tvari sa sličnim svojstvima izolirane iz životinja i biljaka.
Mnogi proteini su izgrađeni od 20 a-aminokiselina koje pripadaju L-seriji i isti su u gotovo svim organizmima. Aminokiseline u proteinima međusobno su povezane peptidnom vezom-CO-NH-, koju tvore karboksilne i a-amino skupine susjednih aminokiselinskih ostataka (vidi sliku): dvije aminokiseline tvore dipeptid u kojem je terminalni karboksil ( -COOH) i amino skupine (H2N -), kojima se mogu pridružiti nove aminokiseline, tvoreći polipeptidni lanac.
Dio lanca na kojem se nalazi terminalna H2N grupa naziva se N-terminal, a suprotni C-terminal. Ogromna raznolikost proteina određena je slijedom mjesta i brojem aminokiselinskih ostataka uključenih u njih. Iako nema jasne razlike, kratki lanci se obično nazivaju peptidima ili oligopeptidima, a pod polipeptidima (proteini) se obično podrazumijevaju 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, kolinergički receptori)
struktura proteina
Primarni(linearni): sastoji se od peptidne veze (inzulina)
Sekundarni(spirala): prisutne peptidne i vodikove veze (kosa, kandže i nokti)
Tercijarni: trodimenzionalni raspored sekundarne strukture proteinske molekule. Veze: peptidne, ionske, vodikove, disulfidne, hidrofobne (stanična membrana)
kvartar: formirana od 2-3 globule (tercijarne strukture) (hemoglobin)
Denaturacija proteina
Relativno slabe veze odgovorne za stabilizaciju sekundarne, tercijarne i kvartarne strukture proteina lako se uništavaju, što je popraćeno njegovim gubitkom. biološka aktivnost. Uništavanje izvorne (nativne) strukture proteina, tzv denaturacija, nastaje u prisutnosti kiselina i baza, tijekom zagrijavanja, promjena ionske snage i drugih utjecaja. U pravilu su denaturirani proteini slabo ili nikako topljivi u vodi. Dugotrajno i brza eliminacija mogući denaturirajući čimbenici renaturacija protein s potpunom ili djelomičnom obnovom izvorne strukture i bioloških svojstava.
Važnost proteina u prehrani
Proteini su najvažniji sastojci hrane za životinje i ljude. Prehrambena vrijednost proteina određena je sadržajem esencijalnih aminokiselina koje se ne stvaraju u samom tijelu. Biljne bjelančevine su u tom pogledu manje vrijedne od životinjskih: siromašnije su lizinom, metioninom i triptofanom, a teže se probavljaju u gastrointestinalnom traktu. Nedostatak esencijalnih aminokiselina u hrani dovodi do teških poremećaja metabolizma dušika. Tijekom probave bjelančevine se razgrađuju na slobodne aminokiseline, koje nakon apsorpcije u crijevima ulaze u krvotok i prenose se do svih stanica. Neki od njih se razlažu na jednostavne spojeve uz oslobađanje energije koju stanica koristi za različite potrebe, a dio ide na sintezu novih proteina karakterističnih za ovaj organizam.
Ugljikohidrati
Ugljikohidrati su organski spojevi čija kemijska struktura često slijedi opću formulu Cn(H2O)n (tj. ugljik i voda, otuda i naziv). Ugljikohidrati su primarni proizvodi fotosinteze i glavni početni proizvodi biosinteze drugih tvari u biljkama. Oni čine bitan dio prehrane ljudi i mnogih životinja. Budući da su podvrgnuti oksidativnim transformacijama, opskrbljuju sve žive stanice energijom (glukoza i njezini rezervni oblici - škrob, glikogen). Postoje mono-, oligo- i polisaharidi, kao i složeni ugljikohidrati - glikoproteini, glikolipidi, glikozidi itd.
DISAHARIDI, ugljikohidrati nastali od ostataka dvaju monosaharida. U životinjskim i biljnim organizmima česti su disaharidi: saharoza, laktoza, maltoza, trehaloza.
MONOSAHARIDI, jednostavni ugljikohidrati koji sadrže hidroksilne i aldehidne (aldoze) ili ketonske (ketoze) skupine. Po broju ugljikovih atoma razlikuju se trioze, tetroze, pentoze itd. U živim organizmima u slobodnom obliku (osim glukoze i fruktoze) su rijetke. U sastavu složenih ugljikohidrata (glikozidi, oligo- i polisaharidi i dr.) prisutni su u svim živim stanicama.
POLISAHARIDI, ugljikohidrati visoke molekularne mase nastali od ostataka monosaharida (glukoza, fruktoza itd.) ili njihovih derivata (npr. amino šećeri). Prisutni su u svim organizmima, obavljajući funkcije rezervnih (škrob, glikogen), potpornih (celuloza, hitin), zaštitnih (guma, sluz) tvari. Sudjeluju u imunološkim reakcijama, osiguravaju prianjanje stanica u tkivima biljaka i životinja.
Funkcije ugljikohidrata
Strukturno (uključeno u stanične membrane i substanične formacije)
Potpora (u biljkama)
Rezerva (zalihe glikogena i škroba)
Energija
Signal (živčani impulsi)
sudjeluju u zaštitnim reakcijama tijela (imunitet).
Koriste se u prehrambenoj (glukoza, škrob, pektini), tekstilnoj i papirnoj (celuloza), mikrobiološkoj (dobivanje alkohola, kiselina i drugih tvari fermentacijom ugljikohidrata) i drugim industrijama.
Koristi se u medicini (heparin, srčani glikozidi, neki antibiotici).
masti
MASTI, organski spojevi, uglavnom esteri glicerola i jednobaznih masnih kiselina (trigliceridi); pripadaju lipidima. Jedna od glavnih komponenti stanica i tkiva živih organizama. Izvor energije u tijelu; kalorijski sadržaj čiste masti je 3770 kJ/100 g. Prirodne masti dijele se na životinjske masti i biljna ulja.
Funkcije masti:
Strukturni (dio staničnih membrana)
Energija (1g - 38,9 kJ energije)
Rezervirajte
Termoregulacijski
Izvor metaboličke (endogene) vode
Mehanički zaštitni (zaštita od oštećenja)
Katalitički (uključen u enzime)
Nukleinske kiseline
NUKLEINSKE KISELINE (polinukleotidi), visokomolekularni organski spojevi koji osiguravaju pohranu i prijenos nasljednih (genetskih) informacija u živim organizmima s generacije na generaciju. Ovisno o tome koji ugljikohidrat je dio nukleinske kiseline - deoksiriboza ili riboza, razlikuju se deoksiribonukleinska (DNA) i ribonukleinska (RNA) kiselina. Redoslijed nukleotida u nukleinskim kiselinama određuje njihovu primarnu strukturu.
Kemijska struktura.
Ovisno o kemijskoj strukturi ugljikohidratne komponente, nukleinske kiseline se dijele na dvije vrste: deoksiribonukleinske i ribonukleinske; prvi sadrže deoksiribozu, a drugi ribozu. Dušične baze su derivati dviju vrsta spojeva – purina i pirimidina. Nazivaju se bazama jer imaju osnovna (alkalna) svojstva, iako slaba. DNK sadrži dvije purinske baze - adenin (A) i guanin (G) i dvije pirimidinske baze - citozin (C) i timin (T). RNA obično sadrži uracil (U) umjesto timina. Prema pravilima međunarodne nomenklature, ove se baze ispisuju početnim slovima njihovih imena na Engleski jezik, iako se početna slova ruskih imena često koriste u književnosti na ruskom jeziku; A, G, C, T i U.
Struktura molekula DNA i RNA
U molekulama nukleinske kiseline, nukleotidi su međusobno povezani fosfodiesterskim vezama (fosfatni "mostovi") nastalim između ostataka šećera susjednih nukleotida. Dakle, lanci nukleinskih kiselina izgledaju kao okosnica monotono izmjenjivih fosfatnih i peptoznih skupina, a baze se mogu smatrati bočnim skupinama koje su na njih vezane. Fosfatni ostaci kralježnice na fiziološke vrijednosti pH je negativno nabijen. Purinske i pirimidinske baze su slabo topljive u vodi, tj. hidrofobne. Za svojstva pojedinih vrsta nukleinskih kiselina i njihovu ulogu u životnim procesima pogledajte članke Deoksiribonukleinske kiseline i Ribonukleinske kiseline.
DEOKSIRIBONUKLEINSKE KISELINE (DNK), nukleinske kiseline koje sadrže deoksiribozu kao ugljikohidratnu komponentu. DNK je glavna komponenta kromosoma svih živih organizama; predstavlja gene svih pro- i eukariota, kao i genome mnogih virusa. U nukleotidnom slijedu DNK bilježe se (kodiraju) genetske informacije o svim obilježjima vrste i karakteristikama jedinke (pojedinca) – njezinog genotipa. DNK regulira biosintezu komponenti stanica i tkiva, određuje aktivnost organizma tijekom njegova života.
RIBONUKLEINSKE KISELINE (RNA), obitelj nukleinskih kiselina koje sadrže ostatak riboze kao ugljikohidratnu komponentu. PNK su prisutni u svim živim stanicama, sudjelujući u procesima povezanim s prijenosom genetskih informacija s deoksiribonukleinske kiseline (DNK) na protein. Genomi mnogih virusa nastaju iz RNK.
Uz rijetke iznimke, svi PNK su sastavljeni od pojedinačnih polinukleotidnih lanaca. Njihove višedimenzionalne jedinice – monoribonukleotidi – sadrže purin – adenin te gvaninske i pirimidinske baze – citozin i uracil.
Pod općim pojmom lipidi (masti) u znanosti se kombiniraju sve tvari slične mastima. Masti su organski spojevi koji imaju različite unutarnje strukture, ali slična svojstva. Ove tvari su netopive u vodi. Ali istodobno se dobro otapaju u drugim tvarima - kloroformu, benzinu. Masti su vrlo raširene u prirodi.
istraživanje masti
Struktura masti čini ih nezamjenjivim materijalom za svaki živi organizam. Pretpostavku da ove tvari imaju jednu skrivenu kiselinu iznio je još u 17. stoljeću francuski znanstvenik Claude Joseph Joroy. Otkrio je da je proces razgradnje sapuna kiselinom popraćen oslobađanjem masne mase. Znanstvenik je naglasio da ova masa nije izvorna mast, jer se od nje razlikuje po nekim svojstvima.
Činjenicu da lipidi također sadrže glicerol prvi je otkrio švedski znanstvenik Carl Scheele. Sastav masti u potpunosti je odredio francuski znanstvenik Michel Chevrel.
Klasifikacija
Masnoće je vrlo teško klasificirati prema sastavu i strukturi, budući da ova kategorija uključuje veliki broj tvari koje se razlikuju po svojoj strukturi. Oni su ujedinjeni samo na jednoj osnovi - hidrofobnosti. U odnosu na proces hidrolize, biolozi dijele lipide u dvije kategorije – saponifibilne i nesapunibilne.
Prva kategorija je veliki broj steroidne masti, koje uključuju kolesterol, kao i njegove derivate: steroidne vitamine, hormone i žučne kiseline. U kategoriju masti koje se mogu saponificirati spadaju lipidi, koji se nazivaju jednostavni i složeni. Jednostavni su oni koji se sastoje od alkohola, kao i od masnih kiselina. Ova grupa uključuje različiti tipovi voskovi, esteri kolesterola i druge tvari. Složene masti sadrže, osim alkohola i masnih kiselina, i druge tvari. Ova kategorija uključuje fosfolipide, sfingolipide i druge.
Postoji još jedna klasifikacija. Prema njezinim riječima, prva skupina masti uključuje neutralne masti, druga - tvari slične mastima (lipoidi). Neutralne uključuju složene masti trihidričnog alkohola, 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 unutarnju strukturu. Tvari slične mastima mogu se otopiti u eteru, kloroformu, benzenu, vrućem alkoholu. Ukupno je u prirodi pronađeno više od 200 različitih masnih kiselina. Istodobno, ne više od 20 vrsta se široko koristi. Ima ih i u životinjama i u biljkama. Masti su jedna od glavnih skupina tvari. 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. Potkožne masne tvari glavni su izvor prehrane za živa bića tijekom gladovanja. Također su izvor prehrane za prugaste mišiće, jetru, bubrege.
- Strukturni. Masti su dio međustaničnih membrana. Njihove glavne komponente su kolesterol i glikolipidi.
- Signal. Lipidi obavljaju različite funkcije receptora i uključeni su u interakciju između stanica.
- Zaštitni. Potkožna masnoća je također dobar toplinski izolator za žive organizme. Također pruža zaštitu unutarnjim organima.
Struktura masti
Jedna molekula bilo kojeg lipida sastoji se od ostatka alkohola – glicerola, kao i od tri ostatka raznih masnih kiselina. Stoga se masti inače nazivaju trigliceridima. Glicerin je bezbojna i viskozna tekućina koja nema miris. Teži je od vode i stoga se lako miješa s njom. Talište glicerola je +17,9 o C. Gotovo sve kategorije lipida uključuju masne kiseline. Po kemijskoj strukturi, masti su složeni spojevi koji uključuju triatomski glicerol, kao i masne kiseline visoke molekularne težine.
Svojstva
Lipidi ulaze u sve reakcije koje su karakteristične za estere. Međutim, i oni imaju neke karakteristike povezana s njihovom unutarnjom strukturom, kao i prisutnošću glicerina. Prema svojoj strukturi, masti se također dijele u dvije kategorije – zasićene i nezasićene. Zasićene ne sadrže dvostruke atomske veze, nezasićene jesu. Prvi uključuju tvari kao što su stearinska i palmitinska kiselina. Primjer nezasićene masne kiseline je oleinska kiselina. Osim raznih kiselina, u strukturu masti ulaze i neke tvari slične mastima – fosfatidi i steroli. Oni su također važniji za žive organizme, jer sudjeluju u sintezi hormona.
Većina masti je topljiva - drugim riječima, ostaju u tekućem stanju kada sobna temperatura. S druge strane, životinjske masti ostaju čvrste na sobnoj temperaturi jer sadrže velike količine zasićenih masnih kiselina. Na primjer, goveđa mast sadrži sljedeće tvari - glicerin, palmitinsku i stearinsku kiselinu. Palmitska se topi na 43 o C, a stearinska na 60 o C.
Glavni predmet u kojem školarci proučavaju strukturu masti je kemija. Stoga je poželjno da učenik poznaje ne samo skup onih tvari koje ulaze u sastav 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 iz lipida.
lipida u tijelu
Kemijska struktura masti su ostaci glicerola koji je vrlo topiv u vodi, kao i ostaci masnih kiselina koje su, naprotiv, netopive u vodi. Ako stavite kap masti na površinu vode, tada će se glicerinski dio okrenuti u svom smjeru, a masne kiseline će se nalaziti na vrhu. Ova orijentacija je vrlo važna. Sloj masti, koji je dio staničnih membrana bilo kojeg živog organizma, sprječava otapanje stanice u vodi. Osobito su važne tvari koje se nazivaju fosfolipidi.
Fosfolipidi u stanicama
Također sadrže masne kiseline i glicerin. Fosfolipidi se razlikuju od ostalih skupina masti po tome što sadrže i ostatke fosforne kiseline. Fosfolipidi su jedan od kritične komponente stanične membrane. Također su od velike važnosti za živi organizam glikolipidi - tvari koje sadrže masti i ugljikohidrate. Struktura i funkcije ovih tvari omogućuju im obavljanje različitih funkcija u živčanom tkivu. Konkretno, veliki broj njih nalazi se u tkivima mozga. Glikolipidi se nalaze na vanjskom dijelu plazma membrane stanica.
Struktura proteina, masti i ugljikohidrata
ATP, nukleinske kiseline, kao i proteini, masti i ugljikohidrati pripadaju organskim tvarima stanice. Sastoje se od makromolekula - velikih i složenih molekula u svojoj strukturi, koje sadrže, zauzvrat, manje i jednostavnije čestice. U prirodi postoje tri vrste hranjivih tvari – proteini, masti i ugljikohidrati. Imaju drugačiju strukturu. Unatoč činjenici da svaka od ove tri vrste tvari pripada ugljikovim spojevima, isti atom ugljika može tvoriti različite unutaratomske spojeve. Ugljikohidrati su organski spojevi koji se sastoje od ugljika, vodika i kisika.
Razlike u značajkama
Ne razlikuje se samo struktura ugljikohidrata i masti, već i njihove funkcije. Ugljikohidrati se razgrađuju brže od drugih tvari – i stoga mogu stvoriti više energije. Biti u tijelu u velikom broju ugljikohidrati se mogu pretvoriti u masti. Proteini ne podliježu takvoj transformaciji. Njihova je struktura mnogo složenija od strukture ugljikohidrata. Struktura ugljikohidrata i masti čini ih glavnim izvorom energije za žive organizme. Proteini su, s druge strane, one tvari koje se troše kao građevni materijal za oštećene stanice u tijelu. Nije ni čudo 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: fibrilarni i globularni. U strukturi proteina razlikuju se primarna i sekundarna struktura.
Sastav i struktura masti čini ih nezamjenjivim za zdravlje svakog živog organizma. Uz bolesti i smanjenje apetita, pohranjena mast djeluje kao dodatni izvor prehrane. To je jedan od glavnih izvora energije. Međutim, prekomjerna konzumacija masne hrane može poremetiti apsorpciju proteina, magnezija i kalcija.
Korištenje masti
Ljudi su odavno naučili koristiti ove tvari ne samo za hranu, već iu svakodnevnom životu. Masti su se koristile za svjetiljke još od prapovijesnog doba, njima su se podmazale klizne s kojima su se brodovi spuštali u vodu.
Ove tvari se široko koriste u modernoj industriji. Oko trećine svih proizvedenih masti ima tehničku namjenu. Ostalo je namijenjeno za jelo. Lipidi se u velikim količinama koriste u industriji parfema, kozmetici i industriji sapuna. Uglavnom se koristi za hranu biljna ulja- obično su dio raznih prehrambenih proizvoda, kao što su majoneza, čokolada, konzervirana hrana. U industriji se za proizvodnju koriste lipidi razne vrste boje, droge. U sušivo ulje dodaje se i riblje ulje.
Tehnička mast se obično dobiva iz otpadnih prehrambenih sirovina i koristi se za proizvodnju sapuna i proizvoda za kućanstvo. 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 marelice i breskve.
Zdravlje i dugovječnost
prirodna prehrana - novi pristup
Proteini masti ugljikohidrati
Proteini, masti i ugljikohidrati su, kao što znate, osnova prehrane, koja je, zauzvrat, temelj ljudskog postojanja. Kao što znate, živi organizam je sustav koji se neprestano mijenja, samoobnavlja.
Proteini, masti i ugljikohidrati su gradevinski materijal za stanice, i izvor energije, bez koje naše tijelo također ne može postojati.
Procesi obnove očituju se viševeznim reakcijama anabolizma i katabolizma koje se provode na bazi proteina, masti i ugljikohidrata. Najvažniji sudionici u tim reakcijama također su vitamini, minerali i, naravno, voda.
Ali, kao što znate, samo prisutnost proteina, masti i ugljikohidrata u hrani ne jamči normalno postojanje živog organizma i, štoviše, normalan proces samoobnove bez neuspjeha. Struktura prehrane, omjer bjelančevina, masti i ugljikohidrata u hrani, njihov kvalitativni sastav također su odlučujući za ljudsko zdravlje i dugovječnost. Nedostatak ili nepravilan omjer bjelančevina, masti i ugljikohidrata u hrani dovodi, kao rezultat, do nepovratnih promjena kako u strukturi stanica tako iu cijelom organizmu. Štoviše, kvarovi čak i u pojedinačnim karikama lanca samoobnavljanja mogu predstavljati smrtnu opasnost za život - previše je karakterističnih primjera (onkološke bolesti, AIDS, hepatitis, itd.). Od kvarova, nedostataka u opskrbi tijela proteinima, mastima i ugljikohidratima, rad svih, bez iznimke, tjelesnih sustava pati na najozbiljniji način.
Dakle, kvantitativni i kvalitativni sastav proteina, masti i ugljikohidrata dobivenih hranom jedan je od glavnih čimbenika održavanja života. Naravno, to se očituje i u mnogim manje ozbiljnim problemima vezanim za zdravlje, kožu, gubitak težine ili, obrnuto, s mogućnošću povećanja tjelesne težine, tjelesnog razvoja i tako dalje.
Velika važnost sada se svugdje pridaje prehrani, važnost uravnotežena prehrana(iako je ovaj izraz 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 prehrani. Uostalom, ti isti dodaci prehrani u modernim uvjetimaživota značajno poboljšati apsorpciju proteina, masti i ugljikohidrata.
I, možda, ni u jednom drugom smjeru koji se odnosi na zdravlje, dugovječnost, mršavljenje, stanje kože, ne postoji tako šarenilo mišljenja, toliko mnoštvo metoda i teorija, često vrlo sumnjivih i, u pravilu, međusobno proturječnih, kao u pristupima ishrani..
Istodobno se nakupilo dosta objektivnih materijala koji nam omogućuju 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 hranom povezan je s ispunjavanjem 2 zadatka - plastične i energetske.
Plastične funkcije uključuju izgradnju stanica i provedbu metaboličkih procesa. Zahtijeva prisutnost kvantitativnog minimuma bjelančevina, masti i ugljikohidrata, te održavanje potrebnog omjera između njih, a kvalitativni sastav postavljaju se određeni zahtjevi. Primjerice, nedostatak čak i jedne esencijalne aminokiseline u prehrani može dovesti do smrtonosnih bolesti.
Energetska funkcija proteina, masti i ugljikohidrata je osigurati energiju tijela, uključujući energiju potrebnu za nastanak mnogih metaboličkih reakcija. Ovdje omjer i kvalitativni sastav proteina, masti i ugljikohidrata nije od temeljne važnosti, a odlučujući faktor je kalorijski sadržaj. Valja napomenuti da je za provedbu mnogih energetskih procesa koji se odvijaju u ljudskom tijelu potrebna obvezna prisutnost određenih enzima, koji također imaju proteinsku bazu.
Priroda proteina, masti i ugljikohidrata, njihovo sudjelovanje 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 , dati su u sljedećim člancima.
Proteini su jedna od najvažnijih komponenti našeg tijela. Proteini određuju tijek osnovnih životnih procesa (rast tkiva, metabolizam i sl.) u živom organizmu. Proteini su glavni plastični materijal koji leži u podlozi stanica, od kojih se sastoje svi tjelesni organi, kosti i vezivna tkiva. Proteini čine do 45% suhe mase čovjeka, a polovica svih proteina nalazi se u mišićima.
Proteini također čine osnovu enzima, hormona, imunoglobulina, hemoglobina, komponenti probave, mehanizama za generiranje živčanih impulsa itd.
Proteini su uključeni u energetski procesi koji se javljaju u tijelu.
Kao što znate, glavna strukturna jedinica proteina su aminokiseline, od kojih svaka ima barem jednu glavnu skupinu - amino skupinu (NH2) i jednu kiselo - karboksilnu skupinu (COOH). Aminokiseline se obično smatraju karboksilnim kiselinama, u čijim je molekulama atom vodika u radikalu zamijenjen amino grupom. Osnovna struktura aminokiseline je lanac atoma s pozitivno nabijenim vodikovim ionom (H+) na jednom kraju i negativno nabijenom hidroksilnom skupinom (OH–) na drugom kraju. Istodobno, strukturno, amino skupina može biti povezana s različitim atomom ugljika, što određuje izomerizam i važne specifične značajke specifičnih aminokiselina ... ()
Proteini (proteini) su glavni građevinski materijal stanica i tkiva tijela – mišića, kostiju, noktiju, kose itd.
Mišićna vlakna - miofibrile, su polipeptidni lanci (fibrilarni proteini) i zbog svojstava proteina imaju i kontraktilnu sposobnost.
Proteini, zajedno s fosfolipidima, čine strukturnu osnovu staničnih membrana. Proces obnove stanica i tkiva ljudskog tijela teče kontinuirano (link ...), a za 5-6 mjeseci vlastite bjelančevine se potpuno nadomještaju i tijelo se potpuno obnavlja. A najvažnija funkcija proteina hrane je opskrbiti tijelo plastičnim materijalom ... ()
Bjelančevine nužne za provođenje mnogih vitalnih procesa moraju nam u organizam doći s hranom. A kako su zalihe bjelančevina u tijelu neznatne, hrana mu je jedini izvor.
Proteini sadržani u prehrambeni proizvodi, tijelo ne može izravno apsorbirati. Tijekom probave, proteini hrane se razgrađuju u gastrointestinalnom traktu na aminokiseline. Aminokiseline nastale u crijevima apsorbira sluznica tanko crijevo, a zatim, prvo dolaze u jetru, a zatim i na organe i tkiva. Ove aminokiseline, kao i aminokiseline nastale u tijelu kao rezultat razgradnje vlastitih neiskorištenih proteina, čine fond koji se prvenstveno koristi za sintezu proteina... ()
Masti su prvenstveno izvor energije. Ali masti su također potrebne za obavljanje plastičnih funkcija, za zaštitu tijela, za provođenje metaboličkih i mnogih drugih procesa.
Općenito, masti su kompleksi organskih spojeva, čiji su glavni sastojci masne kiseline. Oni također određuju svojstva masti.
Valja napomenuti da masti iz hrane ne "prelaze" izravno u ljudske masti. Često se to zanemaruje, što dovodi, na primjer, do nerazumijevanja procesa povezanih s gubitkom težine.
Ljudske masti spadaju u skupinu lipida (od grčkog lipos – mast) – organskih spojeva sličnih mastima, uključujući masti i mastima slične tvari koje su netopive u vodi. Masti su nužne za provođenje niza fizioloških procesa koji su bitni za postojanje tijela... ()
Masne kiseline koje čine masti (nazivaju se i jednostavni lipidi) dijele se u tri skupine:
zasićene: stearinske, palmitinske, arahidne itd.);
mononezasićeni: palmitoleinska, oleinska, arahidonska?
višestruko nezasićeni: linolna, linolenska, arahidonska.
Masne kiseline su rezerve masti u tijelu. Pohranjuju se u obliku masnih molekula u masnim stanicama, a masne kiseline se razgrađuju (proces lipolize), prvenstveno u mišićno tkivo. Masne kiseline nastale kao rezultat lipolize ulaze u limfu, a zatim u krv. Štoviše, regulaciju procesa provodi sam organizam, tako da više masnih kiselina nego što je tijelu potrebno neće ući u krvotok.
Mora se naglasiti da se proces lipolize u tijelu odvija neprestano, bez ikakvih stimulacija. A uz to dolazi i proces obrnute konverzije masnih kiselina i glicerola u molekule masti (reesterifikacija). Zato, ako tijelu u cjelini nisu potrebni unutarnji izvori energije, tada će se sve novonastale masne kiseline rekombinirati u masnoću i vratiti u masnu stanicu. Dakle, svaka stimulacija lipolize, koja ne odražava stvarne energetske potrebe tijela, daje samo negativan rezultat... ()
Ugljikohidrati su glavni dnevni izvor ljudske energije i najveći sastavni dio ljudska prehrana.
Ugljikohidrati su organski spojevi koji uključuju ugljik, vodik i kisik.
Ugljikohidrati su podijeljeni 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 dalje dijele na disaharide i polisaharide. Disaharidi su saharoza, maltoza, laktoza. Polisaharidi uključuju škrob, glikogen, celulozu, hemicelulozu i vlakna... ()
Autorska prava 2009-2012 Sva prava pridržana
Glavne komponente svih živih stanica su proteini, masti, funkcije i svojstva ovih spojeva osiguravaju vitalnu aktivnost organizama koji žive na našem planetu.
Masti su prirodni, potpuni esteri glicerola i jednobaznih masnih kiselina. Spadaju u skupinu lipida. Ovi spojevi obavljaju niz važnih funkcija tijela i nezaobilazna su komponenta u ljudskoj prehrani.
Klasifikacija
Masti, čija struktura i svojstva omogućuju korištenje 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 agregacijskom stanju. Iznimka je palmino ulje.
Prema prisutnosti određenih kiselina masti se dijele na zasićene (stearinska, palmitinska) i nezasićene (oleinska, arahidonska, linolenska, palmitoleinska, linolna).
Struktura
Struktura masti je kompleks triglicerida i lipoidnih tvari. Potonji su fosfolipidni spojevi i steroli. Triglicerid je esterski spoj glicerola i masne kiseline čija struktura i karakteristike određuju svojstva masti.
Struktura molekule 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 ugljikovih atoma. najčešće predstavljaju stearinska i palmitinska, nezasićena - linolna, oleinska i linolenska.
Svojstva
Masti, čija je struktura i svojstva određena prisutnošću zasićenih i nezasićenih masnih kiselina, imaju fizikalna i kemijska svojstva. Ne stupaju u interakciju s vodom, već se potpuno razgrađuju u organskim otapalima. Saponificiraju se (hidroliziraju) ako se obrađuju parom, mineralnom kiselinom ili lužinom. Tijekom te reakcije nastaju masne kiseline ili njihove soli i glicerol. Nakon snažnog miješanja s vodom tvore emulziju, 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 na račun 1 g masti bila dovoljna za podizanje tereta od 3900 kg za 1 metar.
Masti, struktura njihovih molekula određuje njihova glavna svojstva, imaju visoki energetski intenzitet u usporedbi s ugljikohidratima ili proteinima. Potpuna oksidacija 1 g masti s oslobađanjem vode i ugljičnog dioksida praćena je proizvodnjom dvostruko veće energije od izgaranja šećera. Za razgradnju masti potrebni su ugljikohidrati i kisik u određenoj količini.
Kod ljudi i drugih sisavaca masti su jedan od najznačajnijih opskrbljivača energije. Da bi se apsorbirali u crijevu, moraju se emulgirati žučnim solima.
Funkcije
U tijelu sisavaca masti igraju važnu ulogu, struktura i funkcije tih spojeva u organima i sustavima imaju različita značenja:
Uz ove tri glavne funkcije, masti obavljaju nekoliko privatnih. Ovi spojevi podržavaju vitalnu aktivnost stanica, na primjer, pružaju elastičnost i zdrav izgled koža poboljšati rad mozga. Membranske stanične formacije i substanične organele zadržavaju svoju strukturu i funkcioniranje zahvaljujući sudjelovanju masti. Vitamini A, D, E i K mogu se apsorbirati samo u njihovoj prisutnosti. Rast, razvoj i reproduktivnu funkciju također uvelike ovisi o prisutnosti masti.
Potrebe tijela
Otprilike trećinu tjelesne potrošnje energije nadoknađuju masti, čija struktura omogućuje rješavanje ovog problema pravilno organiziranom prehranom. Plaćanje dnevne potrebe uzima u obzir vrstu aktivnosti i dob osobe. Stoga je većina masti potrebna mladim ljudima koji vode aktivan način života, na primjer, sportašima ili muškarcima koji se bave teškim fizičkim radom. Uz sjedilački način života ili sklonost prekomjernoj težini, njihov broj treba smanjiti kako bi se izbjegla pretilost i povezani problemi. 
Također je važno uzeti u obzir strukturu masti. Bitan je omjer nezasićenih i zasićenih kiselina. Potonji, kada se prekomjerno konzumiraju, remete metabolizam masti, funkcioniranje gastrointestinalnog trakta povećati rizik od ateroskleroze. Nezasićene kiseline imaju suprotan učinak: obnavljaju normalan metabolizam, uklanjaju kolesterol. Ali njihovo zlostavljanje dovodi do probavne smetnje, pojave kamenaca žučni mjehur i izlazne staze.
Izvori
Gotovo sva njihova struktura u ovom slučaju može biti drugačija. Izuzetak su povrće, voće, alkoholna pića, med i neke druge. Proizvodi se dijele na:
Također je važno kemijska struktura masti, što određuje prisutnost određene kiseline. Na temelju toga mogu biti zasićeni, nezasićeni i višestruko nezasićeni. Prvi se nalaze u mesnim proizvodima, svinjskoj masti, čokoladi, gheeju, palminom, kokosovom i maslačnom ulju. Nezasićene kiseline nalaze se u peradi, maslinama, indijskim oraščićima, kikirikijem, maslinovo ulje. Višestruko nezasićeni - in orasi, badema, pekana, sjemenki, ribe, kao i u ulju suncokreta, lanenog sjemena, uljane repice, kukuruza, pamuka i sojinog ulja.
Pravljenje dijete
Strukturne značajke masti zahtijevaju da se pri sastavljanju prehrane pridržavate brojnih pravila. Nutricionisti preporučuju pridržavanje sljedećeg omjera:
- Mononezasićene - do polovice ukupne masti;
- Polinezasićeni - četvrtina;
- Zasićena - četvrtina.
U isto vrijeme, masti biljnog porijekla trebao bi činiti oko 40% prehrane, životinja - 60-70%. Starije osobe trebaju povećati broj prvih na 60%.
Vrijedi ograničiti ili potpuno izbaciti trans masti iz prehrane. Naširoko se koriste u proizvodnji umaka, majoneze, slastica. Masti podvrgnute intenzivnom zagrijavanju i oksidaciji su štetne. Ima ih u pomfritu, čipsu, krafnama, pitama itd. S ovog popisa najopasniji su oni proizvodi koji su kuhani u užeglom ili ponovno korištenom ulju.
Korisne kvalitete
Masti, čija struktura daje otprilike polovicu tjelesne energije, imaju mnoge korisne kvalitete: 
- kolesterol potiče bolji metabolizam ugljikohidrata i osigurava sintezu vitalnih spojeva - pod njegovim utjecajem nastaju steroidni hormoni nadbubrežnih žlijezda;
- oko 30% sve topline u ljudskom tijelu proizvodi tkivo smješteno u području vrata i gornjeg dijela leđa;
- jazavčeva i pseća mast su vatrostalne, liječe respiratorne bolesti, uključujući tuberkulozu pluća;
- fosfolipidni i glukolipidni spojevi dio su svih tkiva, sintetiziraju se u probavnim organima i sprječavaju stvaranje kolesterolskih plakova, podržavaju rad jetre;
- zahvaljujući fosfatidima i sterolima održava se nepromijenjen sastav citoplazmatske osnove stanica živčani sustav i sintetizira vitamin D.
Dakle, masti su nezamjenjiva komponenta u ljudskoj prehrani.
Višak i nedostatak
Masti, struktura i funkcija ovih spojeva korisni su samo kada se konzumiraju umjereno. Njihov višak doprinosi razvoju pretilosti – problem koji je aktualan za sve razvijene zemlje. Ova bolest dovodi do povećanja tjelesne težine, smanjenja pokretljivosti i pogoršanja dobrobiti. povećan rizik od ateroskleroze, ishemije srca, hipertenzija. Pretilost i njezine posljedice češće od ostalih bolesti dovode do smrti. 
Nedostatak masti u prehrani doprinosi pogoršanju stanja kože, usporava rast i razvoj tijelo djeteta, remeti funkcioniranje reproduktivni sustav, ometa normalan metabolizam kolesterola, izaziva aterosklerozu, narušava rad mozga i živčanog sustava u cjelini.
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 i manjka.