Физиология Обмена Веществ

Из ненасыщенных жирных кислот (в основном из арахидоновой) образуется большая группа биогенных  веществ. Это — простагландины.

В последние  годы изучением простагландинов занимаются во многих лабораториях мира. Объясняется такое пристальное внимание тем, что, по мнению некоторых ученых, открытие простагландинов знаменует новую эру в медицине, быть может, более важную, чем эра антибиотиков.

Свое  название простагландины получили потому, что вначале их считали продуктом выделения предстательной железы (простаты). Первоначально было замечено, что мужская семенная жидкость активно воздействует на мышцы матки, попеременно вызывая ее сокращение и расслабление. Кроме того, выделения простаты расширяют кровеносные сосуды, что особенно заинтересовало врачей в плане возможности лечения гипертонической болезни. Дальнейшие исследования показали, что сосудорасширяющим (спазмолитическим) эффектом обладают вытяжки из семенных пузырьков простаты не только человека, но и животных.

Простагландины  широко распространены в живой природе, они образуются не только в предстательной железе, но и вырабатываются чуть ли не во всех тканях организма, правда, в  меньших количествах. Они обнаружены в мозге, селезенке, почках, легких, желудке, кишечнике, мышцах и даже в радужной оболочке глаз. А совсем недавно (в 70-х годах) простагландины выделили из растений.

Учеными было доказано, что из арахидоновой кислоты (предшественника простагландинов) образуются два вещества. Одно из них получило название простациклин, а второе — тромбиксан. Первое усиливает свертываемость крови и выделение адреналина, способствует спазму сосудов, повышению уровня сахара, липидов в крови, второе тормозит эти процессы. Эти два вещества взаимно регулируют жизненно важные функции организма.

В растительных жирах содержатся линолевая и  линоленовая полиненасыщенные жирные кислоты. В животных жирах их меньше, но важно то, что они являются поставщиками арахидоновой кислоты. Из таблицы следует, что наиболее богато полиненасыщенными жирными кислотами подсолнечное масло. В этом отношении оно в 4 раза превосходит оливковое. Из животных жиров наиболее ценным является свиной, содержащий все полиненасыщенные жирные кислоты.

Липиды служат исходным материалом для синтеза ряда гормонов в организме. Например, стерины (холестерин) являются сырьем, из которого в железах внутренней секреции образуются стероидные мужские и женские половые гормоны и гормоны коры надпочечников, химической основой которых является стероидное ядро.

Половые гормоны — мужские (андрогены) и  женские (эстрогены) — определяют тип  скелета, развитие мышечной системы, степень  отложения жира и его распределение  в организме, тембр голоса, оволосение, особенности поведения и другие характерные черты, отличающие мужчину от женщины.

Гормоны коры надпочечников регулируют жировой, белковый, углеводный, водно-солевой  обмен, а также кровяное давление, деятельность центральной нервной  системы, почек и другие физиологические  функции организма.

Итак, жиры в умеренном количестве необходимы для нормальной жизнедеятельности  организма: их дефицит ведет к  серьезным нарушениям, а подчас и  гибели организма.

Однако  избыточное поступление жира с пищей, повышенное отложение его в подкожно-жировой клетчатке, в печени таят в себе немалую опасность для здоровья. Это своеобразная «бомба замедленного действия». Жиры начинают расщепляться в желудочно-кишечном тракте, но процесс этот длительный, так как жир находится в недоступном для ферментов состоянии: ведь для расщепления жира сначала необходимо раздробить его на мельчайшие шарики, то есть эмульгировать.

Эмульгируется жир в тонком кишечнике желчью и затем всасывается в лимфу. Отметим, что в незначительном количестве жир может всасываться и в  цельном виде, нерасщепленным. В стенке кишки из продуктов расщепления пищевого жира образуются крупные капли, получившие название «хиломикроны». Они богаты триглицеридами, холестерином и содержат очень небольшое количество белков и фосфолипидов. 
 
 
 

Холестерин

Важную  роль в жизнедеятельности организма  играет холестерин. Подавляющая его  часть синтезируется самим организмом, а около 20% поступает с пищей. При  нарушении холестеринового обмена происходит отложение холестерина  и его производных в стенках  кровеносных сосудов, что является одной из причин атеросклероза.

Согласно  данным сотрудников Всесоюзного  кардиологического центра, повышенная концентрация холестерина и триглицеридов  в крови отмечается в 7.1% случаев  среди всех заболеваний атеросклерозом. А среди больных ишемической болезнью сердца гиперхолестеринемия, триглицеридемия выявлены в 75% случаев, одновременно отмечено снижение в крови альбуминов, которые, как мы знаем, связывают и переносят жиры в ткани.

Важнее  значение в развитии атеросклероза  имеет избыток холестерина., У млекопитающих служит предшественником образовании важнейших активных соединений, таких, как желчные кислоты, стероидные гормоны и витамин D₃.

Холестерин  входит в состав клеточных и субклеточных мембран и влияет на проницаемость  мембранного аппарата клеток. Большое количеств холестерина содержится в центральной нервной системе и миелиновых оболочках нервных волокон.

Известно  также, что холестерин может выступать  как агент, нейтрализующий действие ядовитых веществ.

Превращение холестерина в желчные кислоты тесно связано с выделительной функцией печени. Как известно, желчь в желчном пузыре содержит 86% воды и 14% сухота вещества, в состав которого входят желчные кислоты и пигменты, холестерин, нейтральные жиры, жирные кислоты, фосфатиды и другие соединения.

Различные заболевания печени воспалительной и токсической этиологии часто  приводят к нарушению процесса образования  и выделения холестерина. При  стафилококковой инфекции и интоксикации появляется гиперхолестеринемия, которая  создает благоприятные условия для выпадения холестерина в осадок.

Продукты, обладающие желчегонным действием, способствуют восстановлению нарушенного  процесса холестериновыделения при  различных заболеваниях печени и  желчных путей.

Примерно  четвертая часть всего холестерина, образуемого ежедневно, служит для синтеза стероидных гормонов в коре надпочечников и половых железах. В процессе биосинтеза кортикостероидов в коре надпочечников используется суммарный холестерин, основная масса которого поступает из крови, и лишь небольшая часть синтезируется в самих надпочечниках. Интенсивно изучается и образование половых гормонов из холестерина. Наиболее активный мужской половой гормон — тестостерон — может образоваться из ацетата холестерина и 17-оксипрогестерона. В семенниках наибольшая часть суммарного холестерина при участии ферментов преобразуется в андрогены. Указанное вещество служит и отдаленным предшественником в биосинтезе эстрогенов.

Холестерин  — материнская субстанция для  витамина D₃. Из холестерина в печени в результате дегидрирования возникает дегидрохолестерин, который в коже при воздействии солнечного света в результате фотохимической реакции превращается в витамин D₃.

Процесс дегидрирования происходит также в  слизистой оболочке тонкого кишечника. Холестерин как структурный элемент представлен в клетках головного мозга и нервных волокон. На обмен холестерина влияет содержание пищевого жира и витамина C. Холестерин в крови находится в виде липопротеидов — соединения с белками крови. Белковая молекула имеет водорастворимую и жирорастворимую части.

Одним из основных факторов развития сердечно-сосудистых заболеваний является накопление в  жидкой части крови повышенного  количества жировых веществ и  особенностей их агрегатного состояния (размеры, форма, растворимость и  т.д.)

Знание  этих нарушений представляет большой  практический интерес в профилактике и лечений заболеваний сердца и сосудов. Выделяют следующие типы повышения количества жиров в  крови (гиперлипидемий):

I тип  — увеличение хиломикронов. Это  болезненное состояние встречается редко, обусловлено наследственной недостаточностью ферментов. Болеют чаще дети и юноши. В подкожной жировой клетчатке часто образуются жировые ограниченные отложения (жировики). Сосудистые поражения встречаются редко. С целью профилактики в питании рекомендуется резко ограничить потребление жиров, особенно животного происхождения. 
 

Углеводы

Русский ученый К. А. Тимирязев писал: «Давно замечено, что мы не обращаем внимания на самые замечательные факты только потому, что они слишком обыкновенны. Многим ли, действительно, приходит в голову, что ломоть хлеба, хорошо испеченного пшеничного хлеба... составляет одно из величайших изобретений человеческого ума».

Необходимыми  компонентами для организма являются углеводы, которые попадают с растительной пищей, в том числе и с хлебом. Углеводы служат основным источником энергии. Свыше 56% энергии организм получает за счет углеводов, остальную часть — за счет белков и жиров.

Для деятельности головного мозга единственным поставщиком  энергии является глюкоза. Углеводы обнаруживаются во всех без исключения органах и тканях. Они входят в состав оболочек клеток и субклеточных образований, принимают участие в образовании многих важнейших веществ.

Углеводы  обладают способностью накапливаться  в организме в виде гликогена в печени и мышцах.

Вязкие  секреты, выделяемые различными железами, также богаты углеводами. Они предохраняют стенки органов (пищевод, кишки, желудок, бронхи и т.д.) от проникновения патогенных микробов, механических и термических  повреждений. По химической природе углеводы являются органическими веществами, в состав которых входят углерод, кислород и водород.

В зависимости  от сложности строения, растворимости, быстроты усвоения и использования  для гликогенообразования углеводы пищевых продуктов подразделяются на простые углеводы: моносахариды (глюкоза, фруктоза, галактоза), дисахариды (сахароза, лактоза, мальтоза) и сложные углеводы, или полисахариды (крахмал, гликоген, пектиновые вещества, клетчатка).

Моносахариды  и дисахариды имеют несложную  химическую структуру, обусловливающую  легкую их расщепляемость. Все они  легко растворяются в воде и быстро усваиваются. Коэффициент всасывания (количество сахара в граммах, всасываемого в течение 1 ч. на 100 г массы тела) для глюкозы — 0.178, фруктозы — 0.077. Таким образом, глюкоза всасывается примерно в 2 раза быстрее, чем фруктоза.

Простые углеводы обладают выраженным сладким  вкусом и относятся к сахарам. Сладость сахаров различная. Если принять  сладость дисахарида сахарозы (свекловичный или тростниковый сахар) за 100, то сладость сахаров будет выражаться следующими величинами (по Бистер — Вуду и Валину): сахарозы — 100, фруктозы — 173, инвертного сахара — 130, глюкозы — 74, ксилозы — 40, мальтозы — 32.5, рамнозы — 32.5, галактозы — 32.1, рафинозы — 22.6, лактозы-16. Таким образом, наибольшей сладостью отличается фруктоза, наименьшей — лактоза.

Наиболее  распространенный моносахарид —  глюкоза — содержится во многих плодах и ягодах, а также образуется в организме в результате расщепления дисахаридов и крахмала пищи. Глюкоза наиболее быстро и легко используется в организме для образования гликогена, для питания тканей мозга, работающих мышц (в том числе сердечной мышцы), для поддержания необходимого уровня сахара в крови и создания запасов гликогена печени. Она служит эффективным средством поддержания питания послеоперационных, ослабленных и других тяжелобольных. Во всех случаях при большом физическом напряжении глюкоза может использоваться как источник энергии.

Фруктоза обладает теми же свойствами, что и глюкоза, и может рассматриваться как ценный, легкоусвояемый сахар. Однако, она медленнее усваивается в кишечнике и, поступая в кровь, быстро покидает кровяное русло. Фруктоза в значительном количестве (до 70-80%) задерживается в печени и не вызывает перенасыщения крови сахаром. В печени фруктоза более легко превращается в гликоген по сравнению с глюкозой. Другим свойством фруктозы является сравнительно невысокая стойкость, в результате чего фруктоза начинает частично изменяться, уже при продолжительном кипячении. Фруктоза усваивается лучше сахарозы и отличается большей, сладостью. Высокая сладость фруктозы позволяет использовать меньшие ее количества для достижения необходимого уровня сладости продуктов и таким образом снизить общее потребление сахаров, что имеет значение при построении пищевых рационов ограниченной калорийности.

Избыток сахарозы оказывает влияние на жировой  обмен, усиливая жирообразование. Установлено, что при избыточном поступлении  сахара усиливается превращение в жир всех пищевых веществ (крахмала, жира, частично и белка). Таким образом, количество поступающего сахара, может служить в известной степени фактором, регулирующим жировой обмен. Обильное потребление сахара приводит к нарушению обмена холестерина и повышению его уровня в сыворотке крови. Избыток сахара отрицательно сказывается на функции кишечной микрофлоры. При этом повышается удельный вес гнилостных процессов в кишечнике, развивается метеоризм. Установлено, что в наименьшей степени эти недостатки проявляются при потреблении фруктозы. Основными источниками фруктозы являются фрукты и ягоды. Глюкоза и фруктоза широко представлены в меде: содержание глюкозы достигает 36.2%, фруктозы — 37.1%. В арбузах весь сахар представлен фруктозой, количество которой составляет 8%. Третий моносахарид — галактоза — в свободном виде в пищевых продуктах не встречается. Галактоза является продуктом расщепления основного углевода молока — лактозы.