Путь к долголетию

Если обмен веществ нарушается, то такое нарушение выражается в виде изменения химического постоянства на уровне клеток какой -либо ткани, органа, а то и организма в целом. Соответственно, проявление многих заболеваний можно характеризовать по их влиянию на изменение химических соединений на всех этих уровнях.

Непрерывное изнашивание человеческого организма требует постоянного обновления его составных элементов. Это объясняет постоянную потребность в притоке пищевых продуктов.

За 70 лет жизни человек съедает белков более 2,5 тонн, жиров — около 2 тонн, углеводов — около 10 тонн, выпивает более 50000 литров воды.

Для всего живого характерны органические молекулы, причем в их состав в основном входят углерод, а также различные количества водорода, кислорода, азота и небольшой процент фосфора, серы, железа и некоторых других элементов. Углерод во всех живых системах — самый важный элемент.

Клетки человеческого организма строятся, казалось бы, из простых химических компонентов — белков, углеводов, жиров, нуклеиновых кислот. Однако эти компоненты, соединяясь между собой, могут образовывать и образуют сложные комплексы. Так, во многие клеточные структуры входят липопротеиды, глюкопротеиды и др. Важным химическим компонентом жизнедеятельности всех клеток является аденозинтрифосфорная кислота — универсальный источник энергии для различных обменных процессов.

Белки — основная составная часть любой живой клетки. Самая важная их функция — каталитическая, так как любая химическая реакция в клетке протекает при участии биологических катализаторов — ферментов. А любой фермент — белок.

Очень важное значение имеет и структурная функция белков. Они обеспечивают воспроизводство основных структурных элементов органов и тканей. Дело в том, что белки входят в состав всех мембран, как окружающих клетку, так и располагающихся внутри нее. Ведь многие внутриклеточные органоиды имеют мембраны, в состав которых входят белковые соединения.

Белки участвуют в построении хромосом, несущих наследственную информацию клетки.

Именно с белками связано осуществление таких функций, как перенос кислорода в организме по кровеносным сосудам (его осуществляет белок крови гемоглобин), сокращение мускулатуры, передача раздражения по нервам и целый ряд других.

Химический состав белков очень разнообразен, причем все они построены по принципу полимера: молекулы одного белка состоят из мономеров — молекул аминокислот.

Всего известно 20 различных аминокислот, входящих в состав белков. Причем 10 из них являются незаменимыми аминокислотами, то есть они не могут образовываться, синтезироваться в организме человека и их источник находится исключительно в пищевых продуктах.

Аминокислоты попадают в клетки организма из белков пищи. Из кишечника аминокислоты всасываются в кровь и поступают в печень, где частично задерживаются и подвергаются превращениям. Здесь же синтезируются некоторые белки, свойственные человеку (в том числе протромбин, фибриноген, альбумины). Остальная неиспользованная часть аминокислот током крови разносится по организму и поглощается тканями.

Там из аминокислот — синтезируются строго специфичные для каждого вида тканей белки. Причем синтезируются новые белковые молекулы и одновременно обновляются «старые», то есть идет процесс постоянного омолаживания тканей.

Помимо этого, часть аминокислот используется на синтез гормональных веществ и ферментов.

Частично аминокислоты могут превращаться друг в друга. Поэтому при нехватке какой то аминокислоты она может образовываться из сходной по химическому составу аминокислоты. Например, глютаминовая кислота способна превратиться в аланин, а также в аспарагиновую кислоту.

Благодаря своим особым свойствам белки чрезвычайно реактивные. Они могут взаимодействовать со всеми без исключения соединениями, образуя структуры, входящие в состав клеток, тканей и органов. Белкам свойственно и очень ценное качество — они способны обезвреживать попадающее в организм вредные токсические вещества. Соединяясь с последними, белки как бы нейтрализуют их, и токсическое начало не проявляется.

Белки имеют высокий молекулярный вес. За счет этого они являются так называемыми коллоидными веществами и с водой образуют коллоидные растворы. Причем белки тканей и крови являются гидрофильными — способными соединяться с молекулами воды. Подобное сродство к воде позволяет белковым молекулам набухать. Подобный феномен, во -первых, защищает белки от выпадения в осадок, а во вторых, позволяет в определенной степени регулировать обмен воды в организме.

Углеводы — это основное топливо для клеток. Окисляясь, углеводы высвобождают энергию, которая расходуется клеткой на все процессы жизнедеятельности.

Организм человека не способен синтезировать углеводы из неорганических веществ и получает их с различными пищевыми продуктами, главным образом растительного происхождения. В питании основным углеводом, имеющим питательную ценность, является крахмал. Большим содержанием крахмала отличаются зерна пшеницы, ячменя, риса, кукурузы и клубни картофеля. Важнейшим углеводом с физиологической точки зрения является глюкоза. Она встречается во всех тканях человека и в определенных количествах всегда содержится в крови.

Организм обладает свойством запасать углеводы впрок до того времени, когда потребуется значительное их количество для выполнения определенной работы, которая потребует затрат энергии. Молекулы глюкозы соединяются между собой в полипептидную цепочку с образованием гликогена. Гликоген откладывается в печени и мышечной ткани.

Окисление глюкозы и гликогена в конечном счете — основной источник энергии, необходимой организму для осуществления разнообразных функций.

Энергетическая функция не является для углеводов единственной. Помимо этого, из углеводов в организме образуется жир. Углеводы участвуют в регуляции водного обмена, связывая воду. Кроме того, они являются носителями витаминов.

Организм человека не нуждается в каких -то определенных углеводах. Единственное производное углеводов, которое должно присутствовать в ежедневном рационе, -аскорбиновая кислота (витамин С).

Как источник энергии клетками используются не только углеводы, но и жиры. При расщеплении жиров выделяется значительное ее количество. Причем энергетическая ценность жиров значительно выше, чем углеводов. Жир дает более чем в 2 раза больше калорий, чем глюкоза. Тем не менее энергетическое обеспечение организма все же в основном определяется углеводами, поскольку липиды имеют целый ряд других важных предназначений.

Жиры необходимы для выработки иммунных и защитных тел. Они также являются носителями жирорастворимых витаминов. На основе жировых компонентов синтезируются крайне важные стероидные гормоны. По химическому составу жиры — это соединения глицерина с различными жирными кислотами, и благодаря этим высокомолекулярным кислотам жиры и липоиды не растворяются в воде и входят в состав всех мембран клетки и ее структурных элементов. Это свойство жиров очень ценное. В комплексе с белками они образуют весьма прочные структурные соединения — липопротеиды. Для улучшения усвоения жира в рационе питания количество углеводов должно быть в 2-3 раза больше, чем жиров. При недостаточном количестве углеводов происходит неполное сгорание жиров, накапливаются промежуточные продукты распада и возникает ацидоз.

Использование жира организмом зависит от количества и качества жирных кислот. Последние делятся на насыщенные и ненасыщенные. Твердые жиры состоят преимущественно из насыщенных жирных кислот, жидкие — из ненасыщенных и полиненасыщенных жирных кислот.

Особое значение в питании имеют полиненасыщенные жирные кислоты. Ими богаты растительные масла — подсолнечное, кукурузное, соевое. Полиненасыщенные жирные кислоты усиливают окислительные процессы в организме, и поэтому их употребление в достаточном количестве особенно необходимо при ожирении.

Растущий организм особенно нуждается в жирах животного происхождения, содержащих липоиды, не синтезирующиеся в организме.

Нуклеиновые кислоты — группа соединений, играющая важную роль. Эти химические соединения хранят и передают наследственную информацию. Существует два типа нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновая (ДНК) и рибонуклеиновая (РНК). ДНК содержится преимущественно в ядре клетки, РНК — в цитоплазме и ядре. Значение нуклеиновых кислот состоит в том, что они обеспечивают синтез в клетке специфических для нее белков.

Нуклеиновые кислоты и белки могут служить для клетки своеобразными аккумуляторами памяти, в которых хранится генетическая информация. Сущность этой генетической информации заключена в ДНК. РНК действуют не только как носители, но и как переводчики при передачи генетического сообщения.

Этот поток генетической информации принято обозначать следующей записью:

ДНК —— РНК —— Белок

Вообще обмен веществ и обмен энергии — два непосредственно связанных между собой процесса, обеспечивающих жизнедеятельность организма.