Процессы обмена веществ и энергии

Основой живой материи является белок. Поэтому наше тело нуждается в непрерывном притоке белка из внешней среды взамен распадающегося в ходе диссимиляции. В отличие растений, мы, как уже говорилось, не только не можем создавать аминокислот, но не можем даже в достаточной степени превращать их друг в друга. Нам нужны готовые аминокислоты, из которых печень формирует белки, родственные белкам наших тканей. Основными видами пищи, содержащими белок, являются мясо, рыба, молоко, яйца. По характеру своих «кирпичиков», т. е. аминокислотному составу, эти белки сходны с нашими и отличаются лишь иным порядком соединения аминокислот.

Такими же белками, входящими в группу полноценных для нас, являются белки некоторых растений: картофеля, сои. В хлебе, крупах содержатся белки, в которых имеются не все необходимые нам аминокислоты. Однако если разнообразить питание, то несколько белков, входящих в группу неполноценных, дадут вместе полный набор нужных нам аминокислот.

Важнейшей особенностью белков является то, что они не могут откладываться в организме про запас. Каждый день мы должны получать столько белков, сколько необходимо для обмена веществ. Поступающий сверх этого белок все равно разрушается и этим только раздувает пламя метаболизма. В результате этого может ускориться старение организма. Взрослому человеку в сутки требуется около 100 г белка, при тяжелом физическом труде и спортивной тренировке — до 130— 140 г.



Жиры и углеводы, в отличие от белков, могут в организме превращаться друг в друга, а также формироваться из остатков белка. Они могут откладываться про запас. Жиры — в большом количестве, углеводы — лишь в количестве около 600 г, из них 300 г в печени и 300 г в мышцах. В сутки человеку физического труда нужно не более 100, а человеку умственного труда не более. 90 г жиров; углеводов требуется при отсутствии выраженных физических нагрузок 400 г. Последняя цифра кажется непонятно большой, если сравнить ее с потребными количествами белков и жиров, а также учесть то, что для построения живого вещества идут в основном белки и жиры и лишь в небольшой степени углеводы. Однако надо вспомнить, что наряду с пластическим существует энергетический обмен. Самым же «легким» горючим материалом являются углеводы.

Приток энергии необходим как для нормального хода метаболизма (т. е. для самого поддержания жизни), так и для многообразных видов деятельности организма, прежде всего работы мышц. Если человек спокойно лежит, не выполняя никаких движений, не шевеля ни рукой, ни ногой, с пустым желудком и кишечником (чтобы не было никаких дополнительных затрат энергии), то ему требуется в сутки в среднем около 1500 больших калорий, или 6300 килоджоулей. Система единиц СИ упразднила калории как единицы измерения энергии, но для характеристики энергетических процессов в организме они пока еще могут использоваться. Итак, если при полном покое нам требуется примерно 1500 ккал, то в связи с нашей повседневной работой, особенно физической, энергии нужно больше. В случае физической работы умеренной и средней тяжести — до 2500—4000 ккал. Значит, на самоподдержание жизни идет достаточно много энергии. При умеренной работе — половина общего энергетического расхода организма. Для наглядности укажем, что 3000 ккал — это энергия, необходимая, чтобы вскипятить 5 ведер воды.

Те количества белков, жиров, углеводов, которые приведены выше, обеспечивают нам около 3500 ккал. В случае тяжелой физической работы (например, при косьбе) организму бывает нужно до 7000 ккал, что, естественно, требует увеличения рациона. В холодное время года, когда отдача тепла повышена, надо также несколько увеличить содержание в пище углеводов.



До сих пор мы говорили исключительно о белках, жирах и углеводах. Однако помимо них для жизни совершенно необходимо также поступление воды, минеральных солей и витаминов. Вода составляет, как мы уже говорили, около 2/3 веса тела. Без нее не может жить ни одна клеточка, ибо химические реакции метаболизма могут идти только в растворах. Сухие вещества не взаимодействуют друг с другом. Даже в костях содержится до 1/4 воды. В сутки нам требуется 2— 2,5 литра воды. Однако в случае выполнения большой мышечной нагрузки, а тем более в жаркое время или в горячем цехе пить требуется много больше. Рабочие горячих цехов могут за смену выделять через потовые железы до 10—12 литров воды. Убыль жидкости надо непременно восполнять, причем, как сказано в беседе 2, пить в таких случаях следует подсоленную воду.

Совершенно необходимы нам и минеральные соли. Буквально каждый химический элемент менделеевской таблицы находит в организме свое место. Железо нужно для образования гемоглобина. Цинк — составная часть фермента карбоангидразы и гормона инсулина. Фосфорнокислые соли кальция — основа костной ткани. Фосфор входит также в состав АТФ — одной из вершин биохимической эволюции, о чем уже говорилось ранее. Йод — необходимая часть гормона щитовидной железы, бром — компонент гормона мозгового придатка (гипофиза) и т. д. Наконец, в процессе эволюции все клетки тела, особенно же нервные клетки, приспособились к определенному солевому составу плазмы крови, к определенному соотношению в ней натрия, калия, кальция и магния. Если убрать из крови кальций, наступают судороги и смерть. Все это показывает, что вводимые с пищей минеральные соли для нас жизненно необходимы.

Чрезвычайно важны для организма и витамины, относительно простые органические соединения, вырабатываемые животными и растениями и играющие существенную роль в процессах обмена отдельных тканей. Человек не может вырабатывать витаминов и нуждается в поступлении их с пищей. Важнейшими являются витамины А,  В, С, D,  Е, К и  PP.

Витамины А и D хорошо растворяются в жирах и потому содержатся в рыбьем жире, животном масле, яйцах. Витамин А, кроме того, содержится в несколько измененном виде в моркови, помидорах, абрикосах. При отсутствии этого витамина прежде всего страдает зрение — о причинах этого мы будем говорить, когда коснемся работы глаза. Симптомом недостатка витамина А в этих случаях является так называемая куриная слепота: человек начинает плохо видеть в сумерках. Достаточно 2—3 дня попить рыбий жир, и зрение резко улучшится, а затем постепенно возвратится к норме. Витамин D помогает организму усваивать кальций и фосфор. Поэтому недостаток витамина D прежде всего сказывается в нарушении роста и формировании костей — возникает рахит. Однако дефекты костной системы — лишь одна из сторон названного тяжелого нарушения. Поэтому надо следить за тем, чтобы дети получали достаточно витамина D. Важной особенностью данного витамина является то, что он может, хоть и в небольших количествах, синтезироваться в нашем организме под влиянием солнечных лучей. Поэтому для маленьких детей обязательно дозированное пребывание на солнце.

Остальные витамины хорошо растворяются в воде и содержатся в основном в растительных продуктах. Витамины В (представляющий собой целую группу веществ) и С играют важную роль в процессах метаболизма. Они входят в состав ряда ферментных систем. Отсутствие соединений группы витамина В вызывает нарушения роста и питания организма; может возникнуть тяжелое, кончающееся смертью поражение нервной системы — болезнь бери-бери. Поскольку витамины группы В содержатся в растительных оболочках, мы получаем их достаточно уже в хлебе, где в той или иной мере имеются оболочки зерен. Чем грубее помол, тем больше содержится в муке витаминов данной группы. В странах Азии, где основной пищей ряда групп населения являлся полированный рис, В-авитаминоз встречался нередко. О витамине С — самом популярном из витаминов — много говорить не приходится. Все знают, что недостаток его вызывает болезнь цингу, при которой прежде всего страдают десны, зубы и кровеносные сосуды; сосуды становятся хрупкими, возникает кровоточивость. Витамин С содержится в свежих фруктах и овощах. Особенно много его в шиповнике, хвое, смородине, помидорах, лимонах. Даже сырой картофель содержит вполне достаточно витамина С и является хорошим лекарством при цинге.

О витамине К мы уже говорили, когда разбирали механизм свертывания крови. Витамин РР родствен группе витамина В и нужен для правильной работы нервной системы, кожи, кишечника.

Поскольку центральной лабораторией нашего тела и тела животных является печень, в этом органе имеются наибольшие запасы всех витаминов. Употребление печени в пищу — средство от любого авитаминоза. Любопытно, что в древности у некоторых первобытных племен, еще не порвавших с каннибализмом, существовало мнение об особой ценности печени. Считалось, что съесть печень храброго и сильного человека из поверженных врагов — лучший способ стать сильным и храбрым.