Organske snovi so glavni vir energije v telesu. Viri energije v telesu (začetek)

FIZIOLOGIJA METABOLIZMA IN ENERGIJE. RACIONALNA PREHRANA.

Načrt predavanja.

    Pojem metabolizma v telesu živali in človeka. Viri energije v telesu.

    Osnovni pojmi in definicije fiziologije metabolizma in energije.

    Metode za proučevanje energetske presnove pri ljudeh.

    Koncept racionalnega prehranjevanja. Pravila za pripravo obrokov hrane.

    Pojem metabolizma v telesu živali in človeka.

Viri energije v telesu.

Človeško telo je odprt termodinamičen sistem, za katerega je značilna prisotnost metabolizma in energije. Presnova in energija je kombinacija fizikalnih, biokemičnih in fizioloških procesov

preoblikovanje snovi in ​​energije v človeškem telesu ter izmenjava snovi in ​​energije med telesom in okoljem. Te procese, ki potekajo v človeškem telesu, preučujejo številne vede: biofizika, biokemija, molekularna biologija, endokrinologija in seveda fiziologija.

Presnova in presnova energije sta med seboj tesno povezana, vendar ju zaradi poenostavitve konceptov obravnavamo ločeno. Presnova (metabolizem)

- niz kemičnih in fizičnih transformacij, ki se pojavljajo v telesu in zagotavljajo njegovo življenjsko aktivnost v povezavi z zunanjim okoljem.

V metabolizmu obstajata dve smeri procesov v povezavi s telesnimi strukturami: asimilacija ali anabolizem in disimilacija ali katabolizem. Asimilacija

(anabolizem) – skupek procesov za nastanek žive snovi. Ti procesi porabljajo energijo. Disimilacija

(katabolizem) – skupek procesov razpadanja žive snovi. Kot rezultat disimilacije se energija reproducira.

    Življenje živali in ljudi je enotnost procesov asimilacije in disimilacije. Dejavniki, ki povezujejo te procese, sta dva sistema:

    ATP - ADP (ATP - adenozin trifosfat, ADP - adenozin difosfat);

Posredovanje teh povezav med procesi asimilacije in disimilacije je zagotovljeno z dejstvom, da molekule ATP in NADP delujejo kot univerzalni akumulatorji biološke energije, njen nosilec, nekakšna "energijska valuta" telesa. Preden pa se energija akumulira v molekulah ATP in NADP, jo je treba črpati iz hranilnih snovi, ki pridejo v telo s hrano. Ta hranila so beljakovine, maščobe in ogljikovi hidrati, ki jih poznate. Dodati je treba še, da hranila ne opravljajo samo funkcije dobaviteljev energije, temveč tudi funkcijo dobaviteljev gradbenega materiala (plastična funkcija) za celice, tkiva in organe. Vloga različnih hranil pri zadovoljevanju plastičnih in energetskih potreb telesa ni enaka. Ogljikovi hidrati opravljajo predvsem energetsko funkcijo, plastična funkcija ogljikovih hidratov je nepomembna. Maščobe enako opravljajo energetske in plastične funkcije. Beljakovine so glavni gradbeni material za telo, pod določenimi pogoji pa so lahko tudi viri energije.

Viri energije v telesu.

Kot je navedeno zgoraj, so glavni vir energije v telesu hranila: ogljikovi hidrati, maščobe in beljakovine. Sprostite energijo, ki jo vsebuje hranila ah, v človeškem telesu poteka v treh fazah:

1. stopnja Beljakovine se razgradijo v aminokisline, ogljikovi hidrati v heksoze, na primer glukozo ali fruktozo, maščobe v glicerol in maščobne kisline. Na tej stopnji telo porablja energijo predvsem za razgradnjo snovi.

2. stopnja Aminokisline, heksoze in maščobne kisline med biokemičnimi reakcijami se pretvorijo v mlečno in piruvično kislino ter acetil koencim A. Na tej stopnji se iz hranilnih snovi sprosti do 30 % potencialne energije.

3. stopnja. Pri popolni oksidaciji se vse snovi razgradijo na CO 2 in H 2 O. Na tej stopnji se v Krebsovem presnovnem kotlu sprosti preostala energija, približno 70 %. Vendar se vsa sproščena energija ne akumulira v kemično energijo ATP. Nekaj ​​energije se razprši v okolje. To toploto imenujemo primarna toplota (Q 1). Energija, ki jo akumulira ATP, se nato porabi za različne vrste dela v telesu: mehanski, električni, kemični in aktivni transport. V tem primeru se del energije izgubi v obliki tako imenovane sekundarne toplote Q 2. Glej diagram 1.

Ogljikovi hidrati

Biološka oksidacija

n 2 O + CO 2 + Q 1 + ATP

Mehansko delo

+ Q 2

Kemično delo

+ Q 2

Električna dela

+ Q 2

Aktivni prevoz

+ Q 2

Shema 1. Viri energije v telesu, rezultati popolne oksidacije hranil in vrste toplote, ki nastane v telesu.

Dodati je treba, da količina živilskih snovi, ki se sproščajo pri oksidaciji, ni odvisna od števila vmesnih reakcij, ampak je odvisna od začetnega in končnega stanja kemijskega sistema. To stališče je prvi oblikoval Hess (Hessov zakon).

Te procese boste podrobneje obravnavali na predavanjih in urah, ki vam jih bodo predavali učitelji Oddelka za biokemijo.

Energijska vrednost hranil.

Energijsko vrednost hranilnih snovi ocenjujemo s posebnimi napravami – oksikalorimetri. Ugotovljeno je bilo, da se pri popolni oksidaciji 1 g ogljikovih hidratov sprosti 4,1 kcal (1 kcal = 4187 J), 1 g maščobe - 9,45 kcal, 1 g beljakovin - 5,65 kcal. Dodati je treba, da se nekatera hranila, ki vstopajo v telo, ne absorbirajo. Na primer, v povprečju se približno 2% ogljikovih hidratov, 5% maščob in do 8% beljakovin ne prebavi. Poleg tega se vsa hranila v telesu ne razgradijo na končne produkte – ogljikov dioksid (ogljikov dioksid) in vodo. Na primer, del produktov nepopolne razgradnje beljakovin v obliki sečnine se izloči z urinom.

Ob upoštevanju zgoraj navedenega je mogoče ugotoviti, da je realna energijska vrednost hranil nekoliko nižja od tiste, ugotovljene v eksperimentalnih pogojih. Realna energijska vrednost 1 g ogljikovih hidratov je 4,0 kcal, 1 g maščob 9,0 kcal, 1 g beljakovin 4,0 kcal.

    Osnovni pojmi in definicije fiziologije metabolizma in energije.

Celotna (splošna) značilnost energetske presnove človeškega telesa je skupna poraba energije ali bruto poraba energije.

Bruto poraba energije telo- celotna poraba energije telesa čez dan v pogojih njegovega normalnega (naravnega) obstoja.

Bruto poraba energije vključuje tri komponente: bazalni metabolizem, specifični dinamični učinek hrane in dobiček pri delu. Bruto poraba energije je ocenjena v kJ/kg/dan ali kcal/kg/dan (1 kJ=0,239 kcal).

BX.

Preučevanje osnovnega metabolizma se je začelo z delom znanstvenikov Bidderja in Schmidta z univerze v Tartuju (1852). BX

Zamisel o bazalni presnovi kot minimalni ravni porabe energije v telesu nalaga tudi številne zahteve glede pogojev, pod katerimi je treba oceniti ta kazalnik.

Pogoji, pod katerimi je treba oceniti bazalni metabolizem:

    stanje popolnega fizičnega in duševnega počitka (po možnosti v ležečem položaju);

    udobna temperatura okolja (18-20 stopinj Celzija);

    10 – 12 ur po zadnjem obroku, da se izognete povečanju energetske presnove, povezane z vnosom hrane.

Dejavniki, ki vplivajo na bazalni metabolizem.

Bazalni metabolizem je odvisen od starosti, višine, telesne teže in spola.

Vpliv starost na glavno menjalnico.

Najvišja stopnja bazalnega metabolizma na 1 kg. Telesna teža pri novorojenčkih (50-54 kcal/kg/dan), najmanjša pri starejših (po 70. letu je bazalni metabolizem v povprečju 30 kcal/kg/dan). Bazalni metabolizem doseže konstantno raven v času pubertete pri 12–14 letih in ostane stabilen do 30–35 let (približno 40 kcal/kg/dan).

Vpliv višina in teža telo za bazalni metabolizem.

Med telesno težo in bazalnim metabolizmom obstaja skoraj linearna, neposredna povezava – večja kot je telesna teža, višja je stopnja bazalnega metabolizma. Vendar ta odvisnost ni absolutna. S povečanjem telesne teže zaradi mišično tkivo to razmerje je skoraj linearno, če pa je povečanje telesne teže povezano s povečanjem količine maščobnega tkiva, postane to razmerje nelinearno.

Ker je telesna teža ob ostalih enakih pogojih odvisna od višine (večja kot je višina, večja je telesna teža), obstaja neposredna povezava med višino in bazalnim metabolizmom – večja kot je višina, večji je bazalni metabolizem.

Upoštevajoč dejstvo, da višina in telesna teža vplivata na skupno telesno površino, je M. Rubner oblikoval zakon, po katerem je bazalni metabolizem odvisen od telesne površine: večja kot je telesna površina, večji je bazalni metabolizem. Vendar ta zakon praktično ne deluje v pogojih, ko je temperatura okolja enaka telesni temperaturi. Poleg tega neenakomerna poraščenost kože bistveno spremeni izmenjavo toplote med telesom in okoljem, zato ima Rubnerjev zakon tudi pri teh pogojih omejitve.

Vpliv spol na raven bazalnega metabolizma.

Pri moških je raven bazalnega metabolizma 5-6% višja kot pri ženskah. To je razloženo z različnim razmerjem maščobnega in mišičnega tkiva na 1 kg telesne teže, pa tudi z različnimi stopnjami presnove zaradi razlik v kemični zgradbi spolnih hormonov in njihovih fizioloških učinkov.

Specifično dinamično delovanje hrane.

Izraz specifično dinamično delovanje hrane je v znanstveno uporabo prvi uvedel M. Rubner leta 1902.

Specifični dinamični učinek hrane je povečanje energetske presnove človeškega telesa, povezano z vnosom hrane. Specifični dinamični učinek hrane je energetska poraba telesa na mehanizme izkoriščanja zaužite hrane. Ta učinek pri spreminjanju energetske presnove je opazen od trenutka priprave na obroke, med obroki in traja 10-12 ur po obroku. Največje povečanje energetske presnove po jedi opazimo po 3-3,5 urah. Posebne študije so pokazale, da se od 6 do 10 % njegove energijske vrednosti porabi za odstranjevanje hrane.

Povečanje dela.

Dobiček pri delu je tretja komponenta bruto porabe energije telesa.

    Pridobitev dela je del porabe energije telesa za mišično aktivnost v okolju. Pri težkem fizičnem delu se lahko poraba energije telesa poveča za 2-krat v primerjavi z nivojem bazalnega metabolizma.

Metode za proučevanje energetske presnove pri ljudeh. Za preučevanje energetske presnove pri ljudeh je bil razvit cela serija

metode, ki jih združuje skupno ime - kalorimetrija. Naslednji razred osnovnega kemične spojine naše telo - ogljikovi hidrati. Ogljikove hidrate vsi dobro poznamo v obliki navadnega namiznega sladkorja (kemijsko je saharoza
) ali škrob. Ogljikove hidrate delimo na enostavne in kompleksne. Od enostavni ogljikovi hidrati (monosaharidi) najvišjo vrednost za osebo imeti
glukoze, fruktoze in galaktoze. TO kompleksni ogljikovi hidrati vključiti oligosaharidi (disaharidi: saharoza, laktoza itd.) in sladkorju nepodobni ogljikovi hidrati - polisaharidi
(škrob, glikogen, vlaknine itd.).
Monosaharidi in polisaharidi se razlikujejo po svojih fizioloških učinkih na telo. Uporaba presežka lahko prebavljivih mono- in disaharidov v prehrani prispeva k hitremu zvišanju ravni sladkorja v krvi, kar lahko negativno vpliva na bolnike s sladkorno boleznijo (DM) in debelostjo. Polisaharidi razpadajo mnogo počasneje v. Zato se koncentracija krvnega sladkorja dvigne postopoma. V zvezi s tem je bolj koristno uživanje živil, bogatih s škrobom (kruh, kosmiči, krompir, testenine).
Vitamini vstopajo v telo skupaj s škrobom, minerali, neprebavljivo prehranske vlaknine. Med slednje spadajo vlaknine in pektin.
Vlaknine(celuloza) blagodejno uravnava delovanje črevesja in žolčevodov, preprečuje zastajanje hrane v gastrointestinalni trakt, pomaga pri izločanju holesterola. Živila, bogata z vlakninami, so zelje, pesa, fižol, ržena moka, in itd.
Pektinske snovi najdemo v pulpi sadja, listov in zelenih delov stebel. Sposobni so adsorbirati različne toksine (vključno z težke kovine). Veliko pektinov najdemo v marmeladi, marmeladi, marmeladi, marshmallowu, vendar je največ teh snovi v bučni kaši, ki je bogata tudi s karotenom (predhodnikom vitamina A).
Večina ogljikovih hidratov za človeško telo je hitro prebavljiv vir energije. Vendar pa ogljikovi hidrati niso nujno potrebna hranila. Nekatere od njih, na primer najpomembnejše gorivo za naše celice - glukozo, je mogoče zlahka sintetizirati iz drugih kemičnih spojin, zlasti aminokislin ali lipidov.
Vendar vloge ogljikovih hidratov ne gre podcenjevati. Dejstvo je, da niso sposobni le hitro izgoreti v telesu in mu zagotoviti zadostno količino energije, ampak se tudi shraniti v rezervi v obliki glikogen- snov, ki je zelo podobna znanemu rastlinskemu škrobu. Naše glavne rezerve glikogena so skoncentrirane v jetrih ali mišicah. Če se energetske potrebe telesa povečajo, na primer med veliko telesno aktivnostjo, se zaloge glikogena zlahka mobilizirajo, glikogen se pretvori v glukozo, ki jo celice in tkiva našega telesa že uporabljajo kot nosilec energije.

Nevarnost preprostih ogljikovih hidratov!

Nastavitve ogleda komentarjev

Ravni seznam – strnjen Ploski seznam – razširjen Drevo – strnjeno Drevo – razširjeno

Po datumu - najprej najnovejši Po datumu - najprej stari

Izberite želeno metodo prikažite komentarje in kliknite »Shrani nastavitve«.

Do teh ugotovitev so prišli znanstveniki z univerz v Jeruzalemu (Izrael) in Yale (ZDA), potem ko so izvedli vrsto poskusov.

Kobilice vrste Melanoplus femurrubrum so namestili v dve kletki, v eno pa so naselili tudi pajke Pisaurina mira, njihove naravne sovražnike. Cilj je bil le prestrašiti kobilice, da bi izsledili njihovo reakcijo na plenilce, zato so pajke opremili z »nagobčniki« tako, da so njihove mandibule zlepili skupaj. Kobilice so doživele hud stres, zaradi česar se je metabolizem v njihovih telesih močno povečal in pojavil se je "brutalen" apetit - podobno kot ljudje, ki pojedo veliko sladkarij, ko so zaskrbljeni. Kobilice požrle kratkoročno veliko število ogljikovih hidratov, katerih ogljikovodike telo popolnoma absorbira.

Poleg tega se izkaže, da lahko prekomerno hranjene kobilice po smrti povzročijo škodo ekosistemu. Znanstveniki so to ugotovili tako, da so ostanke njihovih teles položili v vzorce zemlje, kjer je prišlo do procesa humusa. Študija ugotavlja, da se je aktivnost mikrobov v tleh zmanjšala za 62 % v laboratorijskih pogojih in za 19 % v pogojih na terenu.

Za preizkušanje rezultatov eksperimenta so znanstveniki ustvarili kemijski model "v realnem času", ki je nadomestil okostja pravih kobilic z organskimi "lučkami", sestavljenimi, kot naravni prototipi, iz ogljikovih hidratov, beljakovin in hitina v različnih razmerjih. Rezultati poskusov so pokazali, da višji kot je delež dušika (ki ga vsebujejo beljakovine) v ostankih kobilic, boljši so procesi razgradnje organske snovi v tleh.

Organski ogljikovi hidrati

Ogljikovi hidrati

Organske spojine predstavljajo v povprečju 20-30% celične mase živega organizma. Ti vključujejo biološke polimere: beljakovine, nukleinske kisline, ogljikove hidrate, pa tudi maščobe in številne majhne molekule - hormone, pigmente, ATP itd. Različne vrste celic vsebujejo različne količine organske spojine. V rastlinskih celicah prevladujejo kompleksni ogljikovi hidrati-polisaharidi, medtem ko je v živalskih celicah več beljakovin in maščob. Vendar pa vsaka skupina organskih snovi v kateri koli vrsti celice opravlja podobne funkcije: zagotavlja energijo in je gradbeni material.

1. KRATKE INFORMACIJE O OGLJIKOVIH HIDRATIH

Ogljikovi hidrati so organske spojine, sestavljene iz ene ali več molekul enostavni sladkorji. Molska masa ogljikovi hidrati segajo od 100 do 1.000.000 Da (Daltonova masa, približno enaka masi enega atoma vodika). Njihova splošna formula je običajno zapisana kot Cn(H2O)n (kjer je n vsaj tri). Prvič leta 1844 je ta izraz uvedel domači znanstvenik K. Schmid (1822-1894).

Ime ogljikovi hidrati je nastalo z analizo prvih znanih predstavnikov te skupine spojin. Izkazalo se je, da so te snovi sestavljene iz ogljika, vodika in kisika, razmerje med številom atomov vodika in kisika v njih pa je enako kot v vodi: za dva atoma vodika - en atom kisika. Tako so veljali za spojino ogljika in vode. Kasneje je postalo znanih veliko ogljikovih hidratov, ki niso izpolnjevali tega pogoja, vendar ime "ogljikovi hidrati" še vedno ostaja splošno sprejeto. IN živalska celica ogljikovi hidrati so prisotni v količinah, ki ne presegajo 2-5%. Rastlinske celice so najbolj bogate z ogljikovimi hidrati, kjer njihova vsebnost v nekaterih primerih doseže 90% suhe teže (na primer v gomoljih krompirja, semenih).

2. RAZVRSTITEV OGLJIKOVIH HIDRATOV

Obstajajo tri skupine ogljikovih hidratov: monosaharidi ali enostavni sladkorji (glukoza, fruktoza); oligosaharidi - spojine, sestavljene iz 2-10 zaporedno povezanih molekul enostavnih sladkorjev (saharoza, maltoza); polisaharidi, vključno z več kot 10 molekulami sladkorja (škrob, celuloza).

3. STRUKTURNE IN FUNKCIONALNE ZNAČILNOSTI ORGANIZACIJE MONO- IN DISAHARIDA: STRUKTURA; BIVANJE V NARAVI; PREJEM. ZNAČILNOSTI POSAMEZNIH PREDSTAVNIKOV

Monosaharidi so ketonski ali aldehidni derivati ​​polihidričnih alkoholov. Atomi ogljika, vodika in kisika, ki jih sestavljajo, so v razmerju 1:2:1. Splošna formula za enostavne sladkorje je (CH2O)n. Glede na dolžino ogljikovega skeleta (število ogljikovih atomov) jih delimo na: trioze-C3, tetroze-C4, pentoze-C5, heksoze-C6 itd. Poleg tega sladkorje delimo še na:

Aldoze, ki vsebujejo aldehidno skupino, so C=O. Ti vključujejo | N glukoza:

H H H H H
CH2OH - C - C - C - C - C
| | | | \\
OH OH OH OH OH

Ketoze, ki vsebujejo ketonsko skupino, so C-. Na primer || se nanaša na fruktozo.

V raztopinah imajo vsi sladkorji, začenši s pentozami, ciklično obliko; v linearni obliki so prisotne le trioze in tetroze. Ko nastane ciklična oblika, se kisikov atom aldehidne skupine s kovalentno vezjo veže na predzadnji atom ogljika v verigi, kar ima za posledico tvorbo hemiacetalov (v primeru aldoz) in hemiketalov (v primeru ketoz ).

ZNAČILNOSTI MONOSAHARIdov, IZBRANI PREDSTAVNIKI

Od tetroz je v presnovnih procesih najpomembnejša eritroza. Ta sladkor je eden od vmesnih produktov fotosinteze. Pentoze najdemo v naravne razmere predvsem kot sestavine molekul kompleksnejših snovi, na primer kompleksnih polisaharidov, imenovanih pentozani, pa tudi rastlinskih gumov. Pentoze najdemo v znatnih količinah (10-15%) v lesu in slami. Arabinozo najdemo predvsem v naravi. Najdemo ga v češnjevem lepilu, pesi in arabskem gumiju, od koder ga pridobivajo. Riboza in deoksiriboza sta široko prisotni v živalskih in flora, to so sladkorji, ki so del monomerov nukleinskih kislin RNA in DNA. Riboza se pripravi z epimerizacijo arabinoze.

Ksiloza nastane s hidrolizo polisaharida ksilozan, ki ga vsebujejo slama, otrobi, les in sončnično lupino. Izdelki različne vrste Sredstva za fermentacijo ksiloze so mlečna, ocetna, citronska, jantarna in druge kisline. Človeško telo slabo absorbira ksilozo. Hidrolizati, ki vsebujejo ksilozo, se uporabljajo za gojenje nekaterih vrst kvasovk, uporabljajo pa se kot vir beljakovin za krmo domačih živali. Pri redukciji ksiloze dobimo ksilitol, ki se uporablja kot nadomestek sladkorja. Ksilitol se pogosto uporablja kot stabilizator vlage in plastifikator (v papirni industriji, parfumeriji in proizvodnji celofana). Je ena glavnih sestavin pri proizvodnji številnih površinsko aktivnih snovi, lakov in lepil.

Najpogostejše heksoze so glukoza, fruktoza in galaktoza; njihova splošna formula je C6H12O6.

Glukozo (grozdni sladkor, dekstroza) najdemo v grozdnem soku in drugem sladkem sadju, v majhnih količinah pa pri živalih in ljudeh. Glukoza je del najpomembnejših disaharidov - trsa in grozdni sladkor. Visokomolekularni polisaharidi, to so škrob, glikogen (živalski škrob) in vlaknine, so v celoti zgrajeni iz ostankov med seboj povezanih molekul glukoze. na različne načine. Glukoza je primarni vir energije za celice.

Človeška kri vsebuje 0,1-0,12% glukoze; znižanje ravni povzroči motnje v delovanju živčnega in mišične celice, ki ga včasih spremljajo krči ali omedlevica. Nivo glukoze v krvi uravnava kompleksen mehanizem živčnega sistema in žlez notranje izločanje. Ena najpogostejših hudih endokrinih bolezni je diabetes mellitus- povezana s hipofunkcijo območij otočkov trebušne slinavke. Spremlja ga znatno zmanjšanje prepustnosti membrane mišičnih in maščobnih celic za glukozo, kar vodi do povečanja ravni glukoze v krvi in ​​urinu.

Glukoza za medicinske namene se pridobiva s čiščenjem - prekristalizacijo - tehnične glukoze iz vodnih ali vodno-alkoholnih raztopin. Glukoza se uporablja v tekstilni proizvodnji in v nekaterih drugih panogah kot reducent. V medicini se uporablja čista glukoza v obliki raztopin za injiciranje v kri pri številnih boleznih in v obliki tablet. Iz njega se pridobiva vitamin C.

Galaktoza je skupaj z glukozo del nekaterih glikozidov in polisaharidov. Ostanki molekul galaktoze so del najkompleksnejših biopolimerov - gangliozidov ali glikosfingolipidov. Najdemo jih v živčnih ganglijih ljudi in živali, najdemo pa jih tudi v možganskem tkivu, v vranici v rdečih krvničkah. Galaktozo pridobivamo predvsem s hidrolizo mlečnega sladkorja.

Fruktoza (sadni sladkor) se v prostem stanju nahaja v sadju in medu. Je sestavni del številnih kompleksnih sladkorjev, kot je trsni sladkor, iz katerega ga je mogoče pridobiti s hidrolizo. Inulin, kompleksno zgrajen visokomolekularni polisaharid, najdemo v nekaterih rastlinah. Fruktoza se pridobiva tudi iz inulina. Fruktoza je dragocen prehranski sladkor; je 1,5-krat slajša od saharoze in 3-krat slajši od glukoze. Telo ga dobro absorbira. Ko se fruktoza zmanjša, nastaneta sorbitol in manitol. Sorbitol se uporablja kot nadomestek sladkorja v prehrani diabetikov; Poleg tega se uporablja za proizvodnjo askorbinske kisline (vitamin C). Pri oksidaciji fruktoze nastaneta vinska in oksalna kislina.

Disaharidi so značilni sladkorju podobni polisaharidi. To so trdne snovi ali nekristalizirajoči sirupi, dobro topni v vodi. Tako amorfni kot kristalni disaharidi se običajno topijo v določenem temperaturnem območju in praviloma z razgradnjo. Disaharidi nastanejo s kondenzacijsko reakcijo med dvema monosaharidoma, običajno heksozama. Vez med dvema monosaharidoma imenujemo glikozidna vez. Običajno nastane med prvim in četrtim ogljikovim atomom sosednjih monosaharidnih enot (1,4-glikozidna vez). Ta proces se lahko ponovi neštetokrat, rezultat pa je nastanek velikanskih molekul polisaharidov. Ko se monosaharidne enote združijo med seboj, se imenujejo ostanki. Tako je maltoza sestavljena iz dveh ostankov glukoze.

Med disaharidi so najbolj razširjeni maltoza (glukoza + glukoza), laktoza (glukoza + galaktoza) in saharoza (glukoza + fruktoza).

IZBRANI PREDSTAVNIKI DISAHARIDA

Maltoza (sladni sladkor) ima formulo C12H22O11. Ime je nastalo v povezavi z načinom pridobivanja maltoze: pridobiva se iz škroba pod vplivom slada (latinsko maltum - slad). Zaradi hidrolize se maltoza razdeli na dve molekuli glukoze:

С12Н22О11 + Н2О = 2С6Н12О6

Sladkor je vmesni produkt pri hidrolizi škroba in je zelo razširjen v rastlinskih in živalskih organizmih. Sladkor je bistveno manj sladek kot trsni sladkor (0,6-krat pri enakih koncentracijah).

Laktoza (mlečni sladkor). Ime tega disaharida je nastalo v povezavi z njegovo proizvodnjo iz mleka (iz latinskega laktuma - mleko). Med hidrolizo se laktoza razgradi na glukozo in galaktozo:

Laktoza se pridobiva iz mleka: v kravje mleko vsebuje 4-5,5%, v človeško mleko- 5,5-8,4%. Laktoza se od drugih sladkorjev razlikuje po tem, da ni higroskopna: ne vlaži. Mlečni sladkor se uporablja kot zdravilo in hrana za dojenčki. Laktoza je 4 ali 5-krat manj sladka od saharoze.

Saharoza (sladkor iz sladkornega trsa ali pese). Ime je nastalo zaradi njegovega pridobivanja iz sladkorne pese ali sladkornega trsa. Trsni sladkor je bil znan mnogo stoletij pred našim štetjem. Samo v sredi 18. stoletja V. ta disaharid so odkrili v sladkorni pesi in šele v začetku 19. stol. pridobljen je v proizvodnih pogojih. Saharoza je zelo pogosta v rastlinskem svetu. Listi in semena vedno vsebujejo majhne količine saharoze. Najdemo ga tudi v sadju (marelice, breskve, hruške, ananas). Veliko ga je v javorjevih in palmovih sokovih ter koruzi. To je najbolj znan in pogosto uporabljen sladkor. Pri hidrolizi iz njega nastaneta glukoza in fruktoza:

С12Н22О11 + Н2О = С6Н12О6 + С6Н12О6

Mešanica enakih količin glukoze in fruktoze, ki nastane pri inverziji trsnega sladkorja (zaradi spremembe v procesu hidrolize iz desne rotacije raztopine v levo), se imenuje invertni sladkor (inverzija rotacije). Naravni invertni sladkor je med, sestavljen predvsem iz glukoze in fruktoze.

Saharozo pridobivajo iz ogromne količine. Sladkorna pesa vsebuje 16-20% saharoze, sladkorni trs - 14-26%. Oprano peso zdrobimo in saharozo večkrat ekstrahiramo v strojih z vodo pri temperaturi okoli 80 stopinj. Nastala tekočina, ki poleg saharoze vsebuje veliko različnih nečistoč, obdelamo z apnom. Apno obarja številne organske kisline, pa tudi beljakovine in nekatere druge snovi v obliki kalcijevih soli. Del apna s trsnim sladkorjem tvori v hladni vodi topne kalcijeve saharate, ki jih obdelava z ogljikovim dioksidom uniči.

Oborino kalcijevega karbonata ločimo s filtracijo, filtrat pa po dodatnem čiščenju uparimo v vakuumu, dokler ne dobimo pastozne mase. Sproščene kristale saharoze ločimo s centrifugami. Tako se pridobiva surovi granulirani sladkor, ki ima rumenkaste barve, rjava matična lužnica, nekristalizirajoči sirup (pesna melasa ali melasa). Granulirani sladkor je prečiščen (rafiniran) in pridobljen končni izdelek.

4. BIOLOŠKA VLOGA BIOPOLIMEROV – POLISAHARIDA

Polisaharidi so polimerne spojine z visoko molekulsko maso (do 1.000.000 Da), sestavljene iz veliko število monomeri – sladkorji, njihova splošna formula je Cx(H2O)y. Najpogostejši monomer polisaharidov je glukoza, najdemo pa tudi manozo, galaktozo in druge sladkorje. Polisaharide delimo na:
- homopolisaharidi, sestavljeni iz monosaharidnih molekul iste vrste (na primer škrob in celuloza sta sestavljena samo iz glukoze);
- heteropolisaharidi, ki lahko vsebujejo več različnih sladkorjev kot monomere (heparin).

Če so v polisaharidu samo 1,4= glikozidne vezi, dobimo linearen, nerazvejen polimer (celulozo); če sta prisotni obe vezi 1,4= in 1,6=, bo polimer razvejan (glikogen). Najpomembnejši polisaharidi so: celuloza, škrob, glikogen, hitin.

Celuloza ali vlaknina (iz latinske cellula - celica) je glavna sestavina celične stene rastlinskih celic. Je linearni polisaharid, sestavljen iz glukoze, povezane z 1,4= vezmi. Vlakna sestavljajo 50 do 70 % lesa. Bombaž je skoraj čisto vlakno. Lanena in konopljina vlakna so sestavljena predvsem iz vlaknin. Najčistejša primera vlaken sta prečiščena bombažna volna in filtrirni papir.

Škrob je razvejan polisaharid rastlinskega izvora, sestavljen iz glukoze. V polisaharidih so ostanki glukoze povezani z 1,4= in 1,6= glikozidnimi vezmi. Ko se razgradijo, rastline prejmejo glukozo, ki je potrebna v procesu njihovega življenja. Škrob nastaja med fotosintezo v zelenih listih v obliki zrnc. Ta zrna je še posebej enostavno zaznati pod mikroskopom z reakcijo apna z jodom: škrobna zrna postanejo modra ali modro-črna.

Po kopičenju škrobnih zrn lahko ocenimo intenzivnost fotosinteze. Škrob v listih se razgradi v monosaharide ali oligosaharide in prenese v druge dele rastline, kot so gomolji krompirja ali žitna zrna. Tu ponovno pride do odlaganja škroba v obliki zrnc. Največja vsebnost škroba je v naslednjih pridelkih:

Riž (zrnje) - 62-82%;
- koruza (zrnje) - 65-75%;
- pšenica (zrnje) - 57-75%;
- krompir (gomolji) - 12-24%.

V tekstilni industriji se škrob uporablja za proizvodnjo zgoščevalcev barvil. Uporablja se v industriji vžigalic, papirju, tiskarstvu in knjigoveštvu. V medicini in farmakologiji se škrob uporablja za pripravo praškov, past (gosta mazila), potreben pa je tudi pri izdelavi tablet. S kislo hidrolizo škroba lahko dobimo glukozo v obliki čistega kristalnega pripravka ali v obliki melase – obarvanega, nekristalizirajočega sirupa.

Uveljavljena je proizvodnja modificiranih škrobov, ki so bili podvrženi posebni obdelavi ali vsebujejo dodatke, ki izboljšujejo njihove lastnosti. Modificirani škrobi se pogosto uporabljajo v različne industrije industrija.

Glikogen je polisaharid živalskega izvora, bolj razvejen kot škrob, sestavljen iz glukoze. Igra izključno pomembno vlogo v živalskih organizmih kot rezervni polisaharid: vse vitalne procese, predvsem delo mišic, spremlja razgradnja glikogena, pri čemer se sprosti energija, koncentrirana v njem. V telesnih tkivih iz glikogena kot posledica serije kompleksne transformacije Lahko nastane mlečna kislina.

Glikogen se nahaja v vseh živalskih tkivih. Še posebej veliko ga je v jetrih (do 20 %) in mišicah (do 4 %). Prisoten je tudi v nekaterih nižjih rastlinah, kvasovkah in glivah in ga je mogoče izolirati z obdelavo živalskih tkiv s 5-10 % trikloroocetno kislino, čemur sledi obarjanje ekstrahiranega glikogena z alkoholom. Raztopine glikogena z jodom dajejo barvo od vinsko rdeče do rdeče rjave, odvisno od izvora glikogena, vrste živali in drugih pogojev. Pri kuhanju jodna barva izgine in se ponovno pojavi, ko se ohladi.

Hitin je po svoji strukturi in funkciji zelo blizu celulozi - je tudi strukturni polisaharid. Hitin najdemo v nekaterih glivah, kjer ima zaradi svoje vlaknaste strukture podporno vlogo v celičnih stenah, in tudi v nekaterih skupinah živali (zlasti členonožcih) kot pomembna komponenta njihov eksoskelet. Struktura hitina je podobna strukturi celuloze; njegove dolge vzporedne verige so prav tako zbrane v snope.

5. KEMIJSKE LASTNOSTI OGLJIKOVIH HIDRATOV

Vsi monosaharidi in nekateri disaharidi, vključno z maltozo in laktozo, spadajo v skupino reducirajočih sladkorjev. Saharoza je nereducirajoč sladkor. Reducirna sposobnost sladkorjev je v aldozah odvisna od aktivnosti aldehidne skupine, v ketozah pa od aktivnosti keto skupine in primarnih alkoholnih skupin. V nereduciranih sladkorjih te skupine ne morejo vstopiti v nobene reakcije, ker tukaj sodelujejo pri tvorbi glikozidne vezi. Dve pogosti reakciji reduciranja sladkorjev – Benedictova reakcija in Fehlingova reakcija – temeljita na sposobnosti teh sladkorjev, da reducirajo bakrov ion v bakrov. Obe reakciji uporabljata alkalno raztopino bakrovega(2) sulfata (CuSO4), ki se reducira v netopni bakrov(1) oksid (Cu2O). Ionska enačba: Cu2+ + e = Cu+ daje modro raztopino, opečnato rdečo oborino. Vsi polisaharidi so neredukcijski.

ZAKLJUČEK

Glavna vloga ogljikovih hidratov je povezana z njihovo energijsko funkcijo. Njihova encimska razgradnja in oksidacija sprostita energijo, ki jo porabi celica. Polisaharidi igrajo predvsem vlogo skladiščnih produktov in zlahka mobiliziranih virov energije (na primer škrob in glikogen), uporabljajo pa se tudi kot gradbeni material (celuloza in hitin).

Polisaharidi so primerni kot snovi za shranjevanje iz več razlogov: ker so netopni v vodi, nimajo osmotskega ali kemičnega učinka na celico, kar je zelo pomembno pri dolgotrajnem shranjevanju v živi celici: trdno, dehidrirano stanje polisaharidi povečajo uporabno maso proizvodov za shranjevanje zaradi prihranka njihove količine. Hkrati se znatno zmanjša verjetnost uživanja teh izdelkov s strani patogenih bakterij, gliv in drugih mikroorganizmov, ki, kot je znano, ne morejo pogoltniti hrane, ampak absorbirajo hranila po celotni površini telesa. Če je potrebno, se polisaharide za shranjevanje zlahka pretvori v enostavne sladkorje s hidrolizo. Poleg tega ogljikovi hidrati v kombinaciji z lipidi in beljakovinami tvorijo glikolipide in glikoproteine ​​ali dva.

Presnova in energija sta medsebojno povezana procesa, katerih ločevanje je povezano le s priročnostjo študija. Noben od teh procesov ne obstaja ločeno. Med oksidacijo energija kemične vezi vsebovana v hranila, telo sprosti in uporabi. Zaradi prehoda ene vrste energije v drugo se vse vitalne funkcije telo. Skupaj s tem skupno število energija se ne spreminja. Razmerje med količino energije, dobavljeno s hrano, in količino energije, ki jo porabimo, se imenuje energijsko bilanco.

To lahko ponazorimo na primeru delovanja srca. Srce odlično opravlja svoje delo. Vsako uro vrže približno 300 litrov krvi v aorto. To delo je doseženo zaradi krčenja srčne mišice, v kateri se poleg tega pojavijo intenzivni oksidativni procesi. Zahvaljujoč sproščeni energiji je zagotovljeno mehansko krčenje mišic, na koncu pa se vsa energija spremeni v toploto, ki se v telesu razprši in sprošča v okolico. Podobni procesi se dogajajo v vsakem organu človeško telo. In v vsakem primeru se na koncu kemična, električna, mehanska in druge vrste energije pretvorijo v toploto in razpršijo v okolje. Količina energije, porabljene za izvedbo fizično delo, je opredeljen kot koeficient zahtevanega delovanja (učinkovitost). Njegova povprečna vrednost je 20-25%; Ugotovljeno je bilo, da 1 g beljakovin med oksidacijo sprosti 4,1 kcal, 1 g maščobe - 9,3, zračni ogljikovi hidrati - 4,1 kcal. Če poznamo vsebnost beljakovin, maščob in ogljikovih hidratov v živilih (tabela 1), je mogoče določiti njihovo vsebnost kalorij ali ceno energije.

Mišična aktivnost, aktivna motorični način, vadba in šport sta povezana z visoko porabo energije. V nekaterih primerih je lahko približno 5000, kar je znesek, v dneh intenzivnega in volumetričnega treninga športnikov pa celo več. To povečanje porabe energije je treba upoštevati pri pripravi diete. V času, ko je v hrani veliko beljakovin, se proces prebave znatno podaljša (od dveh do štirih ur). Priporočljivo je zaužiti do 70 g beljakovin naenkrat, saj se odvečne beljakovine začnejo spreminjati v maščobo. In predstavniki nekaterih športov (na primer telovadci, bodybuilderji itd.) Se izogibajo kopičenju odvečne maščobe in raje pridobivajo energijo iz rastlinske hrane (na primer, sadna hrana je povezana s tvorbo hitrih ogljikovih hidratov).

Hranila lahko nadomestimo, pri čemer upoštevamo njihovo kalorično vrednost. Dejansko z energijska točka Gledano gledano je 1 g ogljikovih hidratov enak (izodinamično) 1 g beljakovin, saj imata enak kalorični koeficient (4,1 kcal), 1 g beljakovin ali ogljikovih hidratov pa je enakovreden 0,44 g maščobe (kalorični koeficient oz. maščobe 9,3 kcal). Iz tega sledi, da lahko oseba, katere dnevna poraba energije znaša 3000 kcal, popolnoma zadovolji energetske potrebe telo, ki zaužije 732 g ogljikovih hidratov na dan. Toda za telo ni odgovorna le nespecializirana vsebnost kalorij v hrani. Če človek dovolj dolgo uživa samo maščobe ali beljakovine ali ogljikove hidrate, se v njegovem telesu pojavijo globoke presnovne spremembe. Poleg tega so moteni plastični procesi v protoplazmi celic, opazen je premik v ravnovesju dušika, nastajajo in kopičijo se strupeni produkti.

Tabela 1. Sestava najresnejših živil (% surovine)

Govedina srednje mastna

Piščančji rumenjak

Piščančji beljak

Za normalno življenje mora telo prejeti optimalno količino popolnih beljakovin, maščob, ogljikovih hidratov, mineralne soli in vitamini, ki jih najdemo v različnih živilih. Raven kakovosti živilskih izdelkov je določena z njihovo fiziološko vrednostjo. Najbolj uporaben prehrambeni izdelki so mleko, maslo, skuta, jajca, meso, ribe, žitarice, sadje, zelenjava, sladkor.

Ljudje različnih poklicev pri svojih dejavnostih porabijo različno količino energije. Na primer, nekdo, ki se ukvarja z intelektualnim delom, porabi manj kot 3000 ogromnih kalorij na dan. Oseba, ki se ukvarja s težkim fizičnim delom, porabi 2-krat več energije na dan (tabela 2).

Poraba energije (kcal/dan) za posameznike različne kategorije delo

Težka fizična mehanizirana mentalna

Številne študije so pokazale, da mora moški srednjih let, ki se 8-10 ur ukvarja tako z umskim kot fizičnim delom, zaužiti 118 g beljakovin, 56 g maščob in 500 g ogljikovih hidratov na dan. Računsko to znese približno 3000 kcal. Za otroke, starejše in ljudi, ki se ukvarjajo s težkim fizičnim delom, so potrebni osebni, znanstveno utemeljeni prehranski standardi. Prehrana je sestavljena ob upoštevanju spola, starosti osebe in narave njegove dejavnosti. Dieta je velikega pomena. Odvisno od starosti, vrste dela in drugih parametrov se določi 3-6 obrokov na dan z določenim odstotkom hrane za kateri koli obrok.

Torej, za ohranjanje energijskega ravnovesja, vzdrževanje normalne telesne teže, zagotavljanje visoke učinkovitosti in preprečevanje različne vrste patološki pojavi v telesu je treba s pravilno prehrano povečati porabo energije s povečano telesno aktivnostjo, ki bistveno spodbudi presnovne procese.

Najpomembnejša fiziološka konstanta telesa je največja količina energije, ki jo človek porabi v stanju popolne umirjenosti. Ta konstanta se imenuje osnovna menjava.Živčni sistem, srce, dihalne mišice, ledvica, jetra in drugi organi neprekinjeno delujejo in porabljajo določeno količino energije. Vsota teh porab energije tvori vrednost bazalnega metabolizma.

BX oseba je določena pod naslednjimi pogoji: s popolnim telesnim in duševnim mirom; v ležečem položaju; zjutraj; na prazen želodec, tj. 14 ur po koncu zadnjega obroka; pri ugodni temperaturi (20°C). Kršitev katerega koli od teh pogojev vodi do odstopanja metabolizma navzgor. V 1 uri je najmanjša poraba energije odraslega človeškega telesa v povprečju 1 kcal na 1 kg telesne teže.

Osnovni metabolizem je osebna stalnica in je odvisen od spola, starosti, teže in višine človeka. U zdrava oseba lahko ostane na konstantni ravni več let. IN otroštvo stopnja bazalnega metabolizma je znatno višja kot pri starejših. Aktivno stanje vodi do opazne intenzifikacije metabolizma. Presnova v teh pogojih se imenuje delovna menjava.Če je osnovni metabolizem odraslega 1700-1800 kcal, je delovni metabolizem 2-3 krat višji. Tako je bazalni metabolizem začetna raven porabe energije v ozadju. Ostra sprememba bazalnega metabolizma je lahko resen diagnostični pokazatelj utrujenosti, preobremenjenosti in premajhnega okrevanja ali bolezni.

Povzetek o ekologiji

Glavni vir energije, ki določa toplotno bilanco in toplotni režim zemeljske biosfere, je sevalna energija Sonca.

Sonce osvetljuje in greje Zemljo ter oskrbuje z energijo, ki jo zelene rastline porabijo za sintezo spojin, ki podpirajo njihovo življenje in jih kot hrano zaužijejo skoraj vsi drugi organizmi. Poleg tega sončna energija podpira kroženje bistvenih kemikalije in je gonilna sila podnebnih in meteoroloških sistemov, ki prerazporejajo toploto in vlago na zemeljski površini.

Sončna energija se oddaja v vesolje kot spekter ultravijolične, vidne svetlobe, infrardečega sevanja in drugih oblik sevalne ali elektromagnetne energije.

Zemljino površje sega predvsem blizu ultravijolično sevanje, vidna svetloba in bližnje infrardeče sevanje. Približno 34 % sončne sevalne energije, ki doseže zemeljsko površje, se nemudoma odbije nazaj v vesolje od oblakov, prahu in drugih snovi v atmosferi, pa tudi od same zemeljske površine. Velika večina od preostalih 66 % gre za ogrevanje ozračja in zemlje, izhlapevanje in kroženje vode ter se pretvori v energijo vetra. In le majhen del te energije (0,5 %) zelene rastline zajamejo in uporabijo v procesu fotosinteze za tvorbo organskih spojin, potrebnih za ohranjanje življenja organizmov.

Glavni delež škodljivega ionizirajočega sevanja Sonca. Zlasti ultravijolično sevanje absorbirajo molekule ozona (O3) v zgornji atmosferi (stratosferi) in vodna para v spodnji atmosferi. Brez tega zaščitnega učinka večina moderne oblikeživljenje na Zemlji ne bi moglo obstajati.

Tako vse življenje na Zemlji obstaja zaradi neonesnaževanja in skoraj večnega sončna energija, katerih količina je relativno stalna in redundantna.

Rastline porabijo le 0,5% sončna svetloba doseganje Zemlje. Tudi če bi ljudje obstajali samo s sončno energijo, bi je porabili še manj. Tako je sončna energija, ki doseže Zemljo, povsem dovolj za zadovoljitev vseh možnih potreb človeštva. Ker se vsa sončna energija na koncu spremeni v toploto, povečanje njene uporabe za gospodarske potrebe ne bi smelo vplivati ​​na dinamiko biosfere. Sončna energija je popolnoma čista energija, na voljo v neizčrpni količini in po stalni ceni (brezplačno). Na njen prejem ne vplivajo politični embargo in gospodarske težave. Hkrati je preveč razpršen: da bi lahko služil človeštvu, mora biti skoncentriran, in ta ovira je povsem premagljiva.

Ko govorimo o energiji, se je treba zavedati, da je energija sposobnost proizvajanja dela ali izmenjave toplote med dvema predmetoma, ki imata različne temperature. Energija se razlikuje glede na kakovost ali sposobnost izvajanja koristno delo. Kakovost energije je merilo njegove učinkovitosti. Visoka kakovost energije za katero je značilna visoka stopnja urejenosti ali koncentracije in zato visoka sposobnost za ustvarjanje koristnega dela. Primeri nosilcev takšnih oblik energije so elektrika, premog, bencin, koncentrirana sončna energija, pa tudi visokotemperaturna toplota itd. Energija nizke kakovosti zanj je značilna motnja in nizka sposobnost za koristno delo. Primer nosilca takšne energije je nizkotemperaturna toplota v zraku okoli nas, v reki, jezeru ali oceanu. Na primer, skupna količina toplote v Atlantski ocean znatno presega količino visokokakovostne energije v naftnih vrtinah Savdske Arabije. Toda toplota se v oceanu tako razprši, da je ne moremo uporabiti.

Ko govorimo o energiji, se moramo spomniti dveh zakonov narave, ki jima je energija podrejena.

Prvi zakon termodinamike (zakon o ohranitvi energije): energija ne nastaja in ne izginja, le prehaja iz ene oblike v drugo. Zakon nakazuje, da zaradi transformacije energije nikoli ne moremo pridobiti več, kot je bilo porabljeno: izhodna energija je vedno enaka njenemu vložku; Ne morete dobiti nekaj iz nič; za vse morate plačati.

Drugi zakon termodinamike: Pri vsaki transformaciji energije se del energije izgubi v obliki toplote. Ta nizkotemperaturna toplota se običajno razprši v okolje in ne more opravljati koristnega dela.

Ko bencin izgoreva visokokakovostno kemično energijo v avtomobilskem motorju, se približno 1 % pretvori v mehansko in električno energijo, preostalih 99 % pa se razprši v okolju kot odpadna toplota in se na koncu izgubi v vesolju. V žarnici z žarilno nitko se 5 % električne energije pretvori v koristno svetlobno sevanje, 95 % pa se odda v obliki toplote v okolje. Po prvem zakonu termodinamike energije nikoli ne more biti izčrpano, ker je ni mogoče niti ustvariti niti uničiti. Toda po drugem zakonu termodinamike se skupna količina koncentrirane visokokakovostne energije, ki jo lahko dobimo iz vseh virov, nenehno zmanjšuje in spreminja v nizkokakovostno energijo. Ne samo, da iz nič ne moremo dobiti nečesa, ne moremo motiti usklajenosti kakovosti energije.

Večina sončnega sevanja, ki ga zemeljsko površje ne odbije, se v skladu z drugim zakonom termodinamike pretvori v nizkotemperaturno toplotno energijo (dalečno IR sevanje) in seva nazaj v vesolje; količina energije, vrnjene v vesolje v obliki toplote, je odvisna od prisotnosti v atmosferi molekul vode, ogljikovega dioksida, metana, dušikovega oksida, ozona in nekaterih oblik trdni delci. Te snovi, ki delujejo kot selektivni filter, omogočajo nekaterim visokokakovostnim oblikam sončne sevalne energije, da preidejo skozi ozračje na zemeljsko površje, hkrati pa zadržijo in absorbirajo (in ponovno sevajo nazaj) del nastali tok toplotnega sevanja nizke kakovosti z Zemlje.

Eden od najpomembnejše lastnosti stanje termodinamičnega sistema je entropija (transformacija – <греч.>) - razmerje med količino toplote, vneseno v sistem ali odvzeto iz sistema, in termodinamično temperaturo: dS = dQ/T . Lahko trdimo, da entropija označuje količino energije v sistemu, ki ni na voljo za opravljanje dela, torej ni na voljo za uporabo. Sistem ima nizko entropijo, če nenehno razpršuje urejeno energijo in jo pretvarja v drugo, manj urejeno obliko, na primer pretvorba svetlobe ali energije hrane v toplotno energijo. Zato je entropija pogosto opredeljena kot merilo neurejenosti sistema. Najpomembnejša lastnost organizmov je njihova sposobnost ustvarjanja in vzdrževanja visoke stopnje notranjega reda, tj. stanja nizke entropije.

Vsako segreto telo, tudi živo, bo oddajalo toploto, dokler njegova temperatura ne bo enaka temperaturi okolja. Konec koncev se lahko energija katerega koli telesa razprši v toplotni obliki, po kateri se vzpostavi stanje termodinamičnega ravnovesja in kakršni koli energetski procesi postanejo nemogoči, to pomeni, da sistem pride v stanje največje entropije ali minimalnega reda.

Zagotoviti, da se entropija telesa ne poveča zaradi nenehnega razprševanja energije s pretvorbo iz oblik z visoko stopnjo urejenosti (na primer kemična energija hrane) v toplotno obliko z minimalna stopnja urejenosti mora organizem sproti akumulirati urejeno energijo od zunaj, torej kot da bi od zunaj izvabljal »urejenost« oziroma negativno entropijo.

Živi organizmi črpajo negativno entropijo iz hrane s pomočjo urejenosti svoje kemične energije. Da bi imeli ekološki sistemi in biosfera kot celota možnost pridobivanja negativne entropije iz okolja, je potrebna energetska subvencija, ki se v resnici pridobi v obliki brezplačne sončne energije. Rastline v procesu avtotrofnega prehranjevanja – fotosinteze ustvarjajo organske snovi s povečano stopnjo urejenosti njegovih kemičnih vezi, kar povzroči zmanjšanje entropije. Rastlinojedci jedo rastline, te pa plenilci itd.

  • 7. Kaj pomeni funkcionalna pripravljenost?
  • 8. Kaj je telesni razvoj?
  • 9. Iz katerih sklopov je sestavljeno učno gradivo?
  • 10. Na katere študijske oddelke so razporejeni študenti?
  • 11. Kakšne so osnovne kreditne zahteve?
  • 12. Kaj vključuje zaključno spričevalo pri predmetu »Športna vzgoja«?
  • 15. Zakaj so otroške kosti bolj elastične in prožne?
  • 30. Navedite najbolj učinkovito obliko počitka med umskim delom.
  • 31. Pred čim varuje telo funkcionalno stanje, kot je utrujenost?
  • 32. Kdaj je ob upoštevanju bioloških ritmov najboljši čas za trening?
  • 33. Kaj vodi zmanjšana telesna aktivnost?
  • 37. Pri katerih športih obstaja tesna povezava med maksimalno porabo kisika (VO2) in treningom?
  • 38. Kolikšen je dnevni vnos beljakovin za odraslega?
  • 41. Kakšen je glavni pomen vitaminov za telo?
  • 42. Koliko kalorij mora človek, ki se ukvarja z duševnim in fizičnim delom, porabiti med delovnim dnem (8-10 ur)?
  • 45. Katera vrsta telesne vadbe najučinkoviteje vpliva na srčno-žilni sistem?
  • 51. Kaj je najbolj objektiven pokazatelj zdravja?
  • 56. Katere vrste utrjevanja vode obstajajo?
  • 66. Kako lahko razložimo prisotnost drugega povečanja zmogljivosti čez dan?
  • 72. Kakšna intenzivnost telesne vadbe je bolj zaželena za optimalno interakcijo med psihično in telesno zmogljivostjo študentov?
  • 73. Katera možnost usposabljanja s posebno medicinsko skupino ima največji pozitiven učinek?
  • 74. Kaj je športna vzgoja?
  • 75. Kaj je namen športne vzgoje?
  • 77. Kako tekmovalno okolje vpliva na fiziološki učinek telesne vadbe?
  • 78. Kaj je glavno sredstvo telesne vzgoje?
  • 79. Kaj je telesna vadba?
  • 80. V čem se telesna vadba razlikuje od porodne motorike?
  • 81. Kaj pomeni tehnika motorične akcije?
  • 82. Katere stopnje se razlikujejo med obdobjem usposabljanja?
  • 83. Katera stopnja učenja gibov je odvajanje?
  • 89. Koliko mišic je v človeškem telesu?
  • 96. Kaj pomeni človeška hitrost?
  • 97. Metode za razvoj hitrosti
  • 98. Katere so osnovne oblike hitrosti?
  • 99. Kaj pomeni človeška prožnost?
  • 105. Kakšno zaporedje vaj je treba upoštevati pri vajah gibljivosti?
  • 106. Koliko treninga potrebujete, da razvijete fleksibilnost?
  • 107. Kako hitro z leti izgubljate prožnost?
  • 108. Kaj pomeni človeška vzdržljivost?
  • 111. Katere spremembe v funkcionalnem stanju človeka povzroči konkurenčno okolje?
  • 112. Kaj je množični šport (šport za vsakogar)?
  • 113. Kaj je vrhunski šport (olimpijski šport)?
  • 114. Kaj je profesionalni (razvedrilni in komercialni) šport?
  • 116. Kako pogosto potekajo svetovne univerzijade?
  • 136. Na čem temelji korelacijska metoda?
  • 148. Navedite eno od vrst pedagoškega nadzora.
  • 149. Kaj je namen samokontrole?
  • 150. Navedite podatke o subjektivni samokontroli.
  • 39. Kaj je glavni vir energije v telesu?

    Ogljikovi hidrati v telesu glavni vir energije. V kri se absorbirajo predvsem v obliki glukoze. Ta snov se porazdeli po tkivih in celicah telesa. V celicah se glukoza ob sodelovanju številnih dejavnikov oksidira v vodo in ogljikov dioksid. Ob tem se sprosti energija (4,1 kcal), ki jo telo porabi pri sinteznih reakcijah ali pri mišičnem delu.

    40. Kdaj se maščobe primarno uporabljajo kot vir energije med telesno aktivnostjo?Kot energijski material se maščoba uporablja v mirovanju in pri dolgotrajnem fizičnem delu nizke intenzivnosti.

    41. Kakšen je glavni pomen vitaminov za telo?

    Pomen vitaminov je v tem, da v telesu v majhnih količinah uravnavajo presnovne reakcije.

    42. Koliko kalorij mora človek, ki se ukvarja z duševnim in fizičnim delom, porabiti med delovnim dnem (8-10 ur)?

    Človek srednjih let, ki se ukvarja z umskim in fizičnim delom 8-10 ur, mora na dan zaužiti 118 g beljakovin, 56 g maščob in 500 g ogljikovih hidratov. Glede na to je to približno 3000 kcal.

    43. Koliko energije je potrebno dnevno porabiti za normalno življenje? Ljudje različnih poklicev pri svojih dejavnostih porabijo različno količino energije. Na primer, oseba, ki se ukvarja z intelektualnim delom, porabi manj kot 3000 velikih kalorij na dan. Oseba, ki se ukvarja s težkim fizičnim delom, porabi 2-krat več energije na dan.

    44. Kaj je vzrok za "gravitacijski šok"?

    Ggravitacijski šok se lahko pojavi po nenadni prekinitvi dolgotrajnega, dokaj intenzivnega cikličnega dela ( tekmovalna hoja, tek).

    Prenehanje ritmičnega dela mišic spodnjih okončin takoj odvzame pomoč krvožilnemu sistemu: kri pod vplivom gravitacije ostane v velikih venskih žilah nog, njeno gibanje se upočasni, vrnitev krvi v srce se močno poveča. zmanjša, iz njega pa v arterijsko žilno strugo pade arterijski krvni tlak, možgani se znajdejo v razmerah zmanjšane prekrvavitve in hipoksije.

    45. Katera vrsta telesne vadbe najučinkoviteje vpliva na srčno-žilni sistem?

    Sistematična vadba s telesno kulturo in športom ne le spodbuja razvoj kardiovaskularnega in dihalnega sistema, temveč prispeva tudi k znatnemu povečanju ravni porabe kisika v telesu kot celoti. Skupno funkcijo razmerja med dihanjem, krvjo in cirkulacijo najučinkoviteje razvijamo s cikličnimi vajami na svežem zraku.

    46. ​​​​Kaj je razlog za tako imenovano "mrtvo točko"?

    To je posledica neskladja med intenzivno aktivnostjo motoričnega sistema in funkcionalnimi zmožnostmi avtonomnih sistemov, ki so namenjeni zagotavljanju te aktivnosti.

    47. Kako lahko oslabimo manifestacijo "mrtve točke"?

    Eno od orodij za oslabitev manifestacije "mrtve točke" je ogrevanje, ki prispeva k hitrejšemu pojavu "drugega vetra".

    48. Kateri ukrepi prispevajo h kakovostni pripravljenosti dijakov za aktivno učenje?

    Usklajenost ritmov v zunanjem okolju in v telesu, pravilno oblikovana dnevna rutina, porazdelitev dela in počitka tako, da največja obremenitev ustreza največjim zmožnostim telesa, ob upoštevanju nihanj bioloških ritmov - vse to služi kot ključ do visoke produktivnosti dela in ohranjanja zdravja.

    49. Kaj pomeni zdravje?

    zdravje - to je normalno psihosomatsko stanje osebe, ki odraža njegovo popolno telesno, duševno in socialno blaginjo ter zagotavlja ustrezno regulacijo vedenja in dejavnosti posameznika glede na okoliške razmere.

    Obstaja tudi definicija, ki jo je sprejela Svetovna zdravstvena organizacija (WHO), po kateri zdravje je stanje popolnega telesnega, duševnega in socialnega blagostanja in ne le odsotnost bolezni ali invalidnosti.

    50. Katere sestavine zdravja trenutno ločimo?

      Somatsko - trenutno stanje organov in organskih sistemov človeškega telesa.

      Fizično - stopnja razvoja in funkcionalne sposobnosti organov in sistemov telesa.

      Osnova fizičnega zdravja so morfološke in funkcionalne rezerve celic, tkiv, organov in organskih sistemov, ki zagotavljajo prilagajanje telesa učinkom različnih dejavnikov. Duševno - stanje duševne sfere osebe. Osnova duševnega zdravja je splošno stanje

      duševno udobje , ki zagotavlja ustrezno regulacijo vedenja.

      Spolno - kompleks somatskih, čustvenih, intelektualnih in socialnih vidikov človekovega spolnega obstoja, ki pozitivno bogatijo osebnost, povečujejo človekovo družabnost in njegovo sposobnost ljubezni. Moralno- niz značilnosti motivacijske in potrebe-informacijske osnove človeškega življenja. Osnovo moralne komponente človekovega zdravja določa