Физиология питания

Содержание.

  № страницы 

1. Как протекает  процесс переваривания белков в  пищеварительном аппарате, какие  ферменты обеспечивают этот процесс, какие  свойства являются конечными продуктами переваривания и как происходит их всасывание.                                                                                                             2

2.  Роль углеводов в питании. Простые и сложные углеводы, потребность организма в углеводах, источники углеводов.                                                 10

3.  Принципы лечебного питания.  Диета № 9.                                                  18 
 

4.  Использованная  литература                                                                            23 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Как протекает процесс  переваривания белков в пищеварительном  аппарате, какие ферменты обеспечивают этот процесс, какие свойства являются конечными продуктами переваривания и как происходит их всасывание.

     Самые сложные химические процессы протекают в организме очень быстро. Например, такой сложный процесс, как переваривание (расщепление) в пищеварительном аппарате белков до образования конечных продуктов этого переваривания - аминокислот, продолжается всего лишь 3-4 часа. При этом расщепление протекает при температуре не выше 38° и в условиях кислой (желудок) или слабо щелочной, почти нейтральной (кишечник) реакции среды.

     Между тем такое расщепление белков вне организма возможно только при чрезвычайно кислой или щелочной реакции среды и при кипячении растворов белка в течение 48-72 часов.

     Если  же расщепление белков вне организма  проводится под воздействием желудочного  и кишечного соков, то этот процесс протекает с такой же скоростью, как и в организме. Такие же явления наблюдаются и при расщеплении углеводов, жиров и других веществ, которые претерпевают в организме соответствующие химические превращения.

     Эти явления дали основание сделать вывод, что в пищеварительных соках содержатся какие-то особые вещества, которые во много тысяч раз ускоряют течение химических процессов. Дальнейшие исследования позволили не только обнаружить эти вещества, но даже выделить их в чистом виде. Эти вещества были названы ферментами. Оказалось, что ферменты содержатся во всех клетках организма. Было установлено также, что они резко ускоряют не только процессы расщепления, но и процессы синтеза веществ в организме.                                                                       

     Ферменты  представляют собой особые белки. В  состав многих ферментов, помимо белков, входят и другие вещества. Чаще всего  этими веществами являются витамины.

     Существуют  ферменты, которые способствуют расщеплению  или синтезу только белков; эти ферменты не могут оказывать влияния на расщепление или синтез жиров и углеводов. Они называются белковыми ферментами, или протеазами. Наиболее важными из них являются: пепсин - содержащийся в желудочном соке, трипсин - обеспечивающий переваривание белков в кишечнике, катепсин, который находится главным образом внутри клеток, и др.

     Пища  подвергается в организме сложной  переработке. Во рту она измельчается зубами и смешивается со слюной, выделяемой слюнными железами. Пропитывание пищи слюной облегчает ее дальнейшее переваривание в желудке, так как слюна усиливает процесс выделения желудочного сока. Слюна содержит особые вещества - ферменты, которые ускоряют биохимические процессы, протекающие в организме, и в том числе процессы пищеварения. Один из ферментов слюны - птиалин способствует расщеплению крахмала на простые сахара. Так как пища находится во рту незначительное время, в сахар успевает превратиться только часть крахмала.

     Из  ротовой полости пища по пищеводу поступает в желудок. Процесс переваривания пищи в желудке состоит главным образом в расщеплении белков. В состав желудочного сока (выделяется железами, которые находятся в стенках желудка) входят соляная кислота и ферменты. Один из ферментов желудочного сока - пепсин - расщепляет сложные белки на более простые (альбумозы и пептоны).

     Из  желудка пища переходит в тонкие, а затем в толстые кишки. Железы тонких кишок также выделяют сок, в котором содержатся ферменты. Кроме  того, в верхний отдел тонких кишок, непосредственно прилегающий к  желудку, или так называемую двенадцатиперстную кишку, из протока печени выливается желчь, а из протока поджелудочной железы - сок этой железы. Все эти пищеварительные соки и содержащиеся в них ферменты окончательно переваривают белки, жиры и углеводы.

     Некоторые продукты расщепления белков, жиров и углеводов, т. е. аминокислоты, глюкоза, глицерин и жирные кислоты, а также поступающие с пищей минеральные соли, и витамины всасываются ворсинками тонких кишок в кровь и лимфу, которыми и разносятся по всему организму.

     В химических преобразованиях пищи самую  важную роль играет секреция пищеварительных  желез. Она строго координирована. Пища, передвигаясь по желудочно-кишечному  тракту, подвергается поочередному воздействию  различных пищеварительных желез.

     Понятие “пищеварение” неразрывно связано с понятием пищеварительных ферментов. Пищеварительные ферменты - это узкоспециализированная часть ферментов, основная задача которых - расщепление сложных пищевых веществ в желудочно-кишечном тракте до более простых, которые уже непосредственно усваиваются организмом.

     Белки пищи не усваиваются организмом, пока они не будут расщеплены в процессе переваривания пищи до стадии свободных  аминокислот. Живой организм обладает способностью использовать вводимый с  пищей белок только после его полного гидролиза в желудочно-кишечном тракте до аминокислот, из которых затем в клетках организма строятся свойственные для данного вида специфические белки.

     Процесс переваривания белков является многоступенчатым.

     Ферменты, расщепляющие белки называются “протиолитическими”. Примерно 95-97% белков пищи (те, что подверглись расщеплению) всасываются в кровь в виде свободных аминокислот.

     Ферментный  аппарат желудочно-кишечного тракта расщепляет пептидные связи белковых молекул поэтапно, строго избирательно. При отсоединении от белковой молекулы одной аминокислоты получается аминокислота и пептид. Затем от пептида отщепляется еще одна аминокислота, затем еще и еще. И так до тех пор, пока вся молекула не будет расщеплена до аминокислот.

     Основной  протеолитический фермент желудка - пепсин. Пепсин расщепляет крупные белковые молекулы до пептидов и аминокислот. Активен пепсин только в кислой среде, поэтому для его нормальной активности необходимо поддерживать определенный уровень кислотности желудочного сока. При некоторых заболеваниях желудка (гастрит и т.д.) кислотность желудочного сока значительно снижается.

     В желудочном соке содержится также ренин. Это протеолитический фермент, который  вызывает створаживание молока. Молоко в желудке человека должно сначала  превращаться в кефир, а уж затем подвергаться дальнейшему усвоению. При отсутствии ренина (считается, что он присутствует в желудочном соке только до 10-13 летнего возраста) молоко не будет створоженным, проникает в толстый кишечник и там подвергается процессам гниения (лактаальбумины) и брожения (галактоза). Утешением служит тот факт, что у 70% взрослых людей функцию ренина берет на себя пепсин, 30% взрослых людей молоко все-таки не переносит. Оно вызывает у них вздутие кишечника (брожение галактозы) и послабление стула. Для таких людей предпочтительны кисломолочные продукты, в которых молоко находится уже в створоженном виде.

     В 12-и перстной кишке пептиды и  белки подвергаются уже более  сильной “агрессии” протеолитичекими ферментами. Источником этих ферментов служит внешнесекреторный аппарат поджелудочной железы. Итак, 12-и перстная кишка содержит такие протеолитические ферменты, как трипсин, химотрипсин, коллагеназа, пептидаза, эластаза. А отличие от протеолитичеких ферментов желудка, ферменты поджелудочной железы разрывают большую часть пептидных связей и превращают основную массу пептидов в аминокислоты.

     В тонком кишечнике полностью завершается  распад еще имеющихся пептидов до аминокислот. Происходит всасывание основного  количества аминокислот путем пассивного транспорта. Всасывание путем пассивного транспорта означает, что чем больше аминокислот будет находиться в тонком кишечнике, тем больше их всосется в кровь.

     Тонкий  кишечник содержит большой набор  различных пищеварительных ферментов, которые объединяются под общим названием пептидазы. Здесь завершается в основном пищеварение белков.

      В результате последовательного действия всех пищеварительных протеаз большинство  пищевых белков расщепляется до свободных  аминокислот.

      Аминокислоты, образовавшиеся при переваривании белков, быстро всасываются в кишечнике. Транспорт их осуществляется двумя путями: через воротную систему печени, ведущую прямо в печень, и по лимфатическим сосудам, сообщающимся с кровью через грудной лимфатический проток. Максимальная концентрация аминокислот в крови достигается через 30-50 мин после приёма белковой пищи (углеводы и жиры замедляют всасывание аминокислот). Всасывание L-аминокислот (но не D-изомеров) - активный процесс, требующий затраты энергии. Аминокислоты переносятся через кишечную стенку от слизистой её поверхности в кровь. Перенос через щёточную кайму осуществляется целым рядом переносчиков, многие из которых действуют при участии Nа+-зависимых механизмов симпорта, подобно переносу глюкозы.

      Различная скорость проникновения аминокислот через мембраны клеток указывает на наличие транспортных систем, обеспечивающих перенос аминокислот как через внешнюю плазматическую мембрану, так и через внутриклеточные мембраны. В настоящее время известно по крайней мере пять специфических транспортных систем, каждая из которых функционирует для переноса определённой группы близких по строению аминокислот:

- нейтральных,  с короткой боковой цепью (аланин, серии, треонин);

- нейтральных,  с длинной или разветвлённой  боковой цепью (валин, лейцин, изолейцин);

- с катионными  радикалами (лизин, аргинин);

- с анионными  радикалами (глутаминовая и аспарагиновая  кислоты);

- иминокислот  (пролин, оксипролин).

Причём  к числу Nа+-зависимых относятся  переносчики аминокислот, входящих в первую и пятую группы, а также переносчик метионина. Независимые от Na+ переносчики специфичны для некоторых нейтральных аминокислот (фенилаланин, лейцин) и аминокислот с катионными радикалами (лизин).

      Аминокислоты  конкурируют друг с другом за специфические  участки связывания. Например, всасывание лейцина (если концентрация его достаточно высока) уменьшает всасывание изолейцина и валина.

      Одна  из специфических транспортных систем для некоторых нейтральных аминокислот  функционирует в кишечнике, почках и, по-видимому, мозге. Она получила название γ-глутамильного цикла.

      В этой системе участвуют шесть ферментов, один из которых находится в клеточной мембране, а остальные - в цитозоле. Ключевую роль в транспорте аминокислоты играет мембранно-связанный фермент                    γ-глутамилтрансфераза. Этот фермент является гликопротеином и катализирует перенос γ-глутамильной группы от глутатиона (иногда другого γ-глутамильного пептида) на транспортируемую аминокислоту и последующий перенос комплекса в клетку. Глутатион представляет собой трипептид - γ-глутамилцистеинилглицин, который находится во всех тканях животных.

      Аминокислота, связанная с γ-глутамильным остатком, оказывается внутри клетки. В следующей  реакции происходит отщепление                        γ-глутамильного остатка под действием фермента                                             γ-глутамилциклотрансферазы.

      Дипептид  цистеинилглицин расщепляется под  действием пептидазы на две аминокислоты - цистеин и глицин. В результате этих трёх реакций происходит перенос одной молекулы аминокислоты в клетку (или внутриклеточную структуру). Следующие три реакции обеспечивают регенерацию глутатиона, благодаря чему цикл повторяется многократно. Для транспорта в клетку одной молекулы аминокислоты с участием                       γ-глутамильного цикла затрачиваются три молекулы АТФ.

     Следы пищеварительных процессов можно  отыскать еще и в толстом кишечнике, где под влиянием микрофлоры происходит частичный распад трудноперевариваемых молекул. Однако этот механизм носит  рудиментарный характер и серьезного значения в общем процессе пищеварения не имеет.