Влияние диет на обмен веществ

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина»

Р Е Ф Е Р А Т по

Биологической химии

Влияние диет на обмен веществ

Выполнил: студент Медицинского института

Специальность Лечебное дело

Курс ΙΙ Группа 1

Ельзова М. В.

Проверила: к.х.н., доцент Синютина С. Е.

Тамбов 2010

Содержание

1. Введение

2. Влияние низкоуглеводной диеты на обмен веществ

· Роль жиров в обмене веществ

· Значение кетоновых тел в организме

· Последствия недостатка углеводов

3. Вегетарианство

· Роль белков в обмене веществ

· Недостаток жиров в организме

4. Влияние монодиет на метаболизм

5. Заключение

6. Список литературы

Введение

Ожирение – это хроническое заболевание, при котором происходит накопление избыточного количества жировой ткани в организме. У мужчин ожирением считается накопление жировой ткани более 20% от массы тела, у женщин – более 25%.

Ожирение возникает из-за несоответствия между количеством энергии, поступающей с пищей и энергией, и энергетическими затратами организма. Если организм затрачивает энергии меньше, чем получает с пищей, лишняя энергия накапливается в жировой ткани.

Причины возникновения ожирения различны:

1. расстройства контроля аппетита

2. наследственные факторы

3. семейные привычки

4. профессиональные факторы.

Роль наследственной предрасположенности большая, но в любом случае ожирение возникает как результат пищевого поведения пациента. Считается, что вклад наследственного фактора в ожирении составляет не более 5%.

Причины роста количества пациентов с ожирением в настоящее время:

· Доступность пищи. В развитых странах пища доступна, дешева, особенно высококалорийные легкоусвояемые продукты. Для того, чтобы получить пищу, уже не надо затрачивать много энергии.

· Нарушение структуры питания. Увеличилось потребление жиров и углеводов с кондитерскими продуктами, мучными изделиями, сладостями, сладкими напитками. Одновременно недостаточно употребляется белковой пищи, свежих овощей и фруктов.

· Быстрый прием и недостаточное пережевывание пищи. При этом организм не успевает отреагировать на достаточное количество пищи (не успевает сформироваться чувство насыщения) и пищевая энергия усваивается избыточно. Кроме этого переработка плохо прожеванной пищи в желудочно-кишечном тракте замедляется, что приводит к еще более полному извлечению из пищи энергии.

· Обильная еда вечером. Ночью усиливается синтез холестерина в организме и отложение жиров в тканях, чему способствует уменьшение энергетических затрат во время сна.

Полученная с пищей энергия в современных условиях не затрачивается полностью, чему способствуют низкая физическая активность, сидячий образ жизни, механизация труда и других физических усилий (ходьба пешком, подъем по лестнице). При этом возникает гипоксия (недостаточное поступление кислорода в кровь и соответственно к тканям человеческого организма). Недостаточное поступление кислорода к жировой ткани задерживает расщепление жиров.

Люди, страдающие ожирением, прибегают к различным диетам предлагающие за минимальные сроки снизить вес. Но при этом никто не задумывался за счет, каких процессов внутри организма происходит похудение от той или иной диеты. В данной работе я хочу рассмотреть самые распространенные диеты на биохимическом уровне и выяснить все плюсы и минусы их влияния на обмен веществ.

Вещество, поступающее в организм, заключает в себе химическую энергию (энергия внутримолекулярных химических связей). Эта энергия преобразуется в организме в химическую энергию других соединений, а также в тепловую, механическую и электрическую. Основные вещества необходимые для полноценного метаболизма - белки, жиры и углеводы, так как они являются основными органическими веществами, из которых состоит организм человека. Именно на изменение количества потребления продуктов, содержащих эти вещества, работают различные диеты.

Влияние низкоуглеводной диеты на обмен веществ

Первой диетой, которую мне хотелось бы рассмотреть является «Кремлевская диета» или низкоуглеводная. Кремлевская диета требует ограничить потребление углеводов. Научное объяснение такому подходу: когда резко ограничивается поступление в организм углеводов, — а они являются первейшим источником энергии, — он немедленно начинает перерабатывать накопившиеся запасы жира, так как организму нужна энергия для нормального функционирования. Итак, в организм не поступают углеводы, жиры эмульгируются, затем подвергаются липолизу, расщепляясь до глицерина и жирных кислот. Жирные кислоты в свою очередь подвергаются β-окислению, благодаря которому образуется энергия для жизнедеятельности.

Роль жиров в обмене веществ

После попадания в клетки жирные кислоты активируются путем образования ацил-КоА . Для этого нужны две богатые энергией ангидридные связи АТФ. В матрикс митохондрий активированные жирные кислоты попадают в виде ацилкарнитина, который является трансмембранным переносчиком.

Деградация жирных кислот происходит в митохондриальном матриксе путем окислительного цикла реакций, при котором последовательно отщепляются С2-звенья в виде ацетил-КоА (активированной уксусной кислоты). Последовательное отщепление ацетильных групп начинается с карбоксильного конца активированных жирных кислот каждый раз между С-2 (α-атомом) и С-3 (β-атомом). Поэтому цикл реакций деградации называется β-окислением.

Для полной деградации длинноцепочечной жирной кислоты цикл должен многократно повторяться. Образующийся ацетил-КоА может переноситься на оксалоацетат с образованием цитрата, промежуточного метаболита цитратного цикла.

Таким образом, даже при отсутствии углеводов идет процесс образования ацитил-КоА, являющегося «топливом» для образования энергии в цикле Кребса.

Значение кетоновых тел в организме

Кроме энергии, получаемой при β-окислении, жирные кислоты синтезируют кетоновые тела, которые только в небольших количествах необходимы организму. В крови здорового человека кетоновые тела содержатся лишь в очень небольших концентрациях (в сыворотке крови 0,03–0,2 ммоль/л). При патологических состояниях (у лиц с тяжелой формой сахарного диабета, при голодании) концентрация кетоновых тел в сыворотке крови увеличивается и может достигать 16–20 ммоль/л.

Под термином «кетоновые тела» подразумевают ацетоуксусную кислоту (ацетоацетат) СН3СОСН2СООН, β-оксимасляную кислоту (β-оксибутират, или D-3-гидроксибутират) СН3СНОНСН2СООН и ацетон СН3СОСН3. Кетоновые тела образуются в печени. После β-окисления жирных кислот не весь образовавшийся ацетил-КоА идет в цикл трикарбоновых кислот, а небольшая часть идет на синтез кетоновых тел. Они являются источником энергии для мышц, почек и действуют, возможно, как часть регуляторного механизма с обратной связью, предотвращая чрезвычайную мобилизацию жирных кислот из жировых депо. Ацетил-КоА, образовавшийся при окислении жирных кислот, включается в цикл трикарбоновых кислот в условиях, когда расщепление жиров и углеводов соответствующим образом сбалансировано. Включение ацетил-КоА в цикл Кребса зависит от доступности оксалоацетата для образования цитрата. Однако если расщепление жиров преобладает, судьба ацетил-КоА изменяется. Объясняется это тем, что в отсутствие углеводов или при нарушении их использования концентрация оксалоацетата снижается. При голодании или диабете оксалоацетат расходуется на образование глюкозы и поэтому не может конденсироваться с ацетил-КоА. В таких условиях путь метаболизма ацетил-КоА отклоняется в сторону образования ацетоацетата и D-3-гидрокси-бутирата, т.е. кетоновых тел, которые из печени выделяются в кровь. Накопление кетоновых тел в крови приводит к возникновению ацидоза (снижение Ph крови и уменьшение бикарбоната в плазме). Но столь серьезное проявление при данной диете наблюдается редко, так как для этого на ней необходимо «сидеть» в течение долгого времени

Последствия недостатка углеводов

Серьезное последствие углеводной недостаточности — снижение уровня глюкозы в крови (гипогликемия), к которому особенно чувствительна центральная нервная система. Возникают слабость, сонливость, головокружение, головные боли, чувство голода, тошнота, потливость, дрожь в руках. Эти явления быстро проходят после приема сахара. Так как «Кремлевская диета» основана на употреблении продуктов животного происхождения возникает избыток белков в организме, ведущий к перегрузке печени и почек продуктами его распада, перенапряжению секреторной функции пищеварительного аппарата, усилению гнилостных процессов в кишечнике, накоплению в организме продуктов азотистого обмена со сдвигом кислотно-основного состояния в кислую сторону. Отрицательно влияет высокобелковое питание на больных атеросклерозом. Избыток животных белков (мясо, рыба) способствует накоплению в организме продуктов обмена пуринов — мочевой кислоты, что повышает вероятность заболеваний суставов, мочекаменной болезни.

Вегетарианство

Вегетарианство - система питания, исключающая или значительно ограничивающая потребление продуктов животного происхождения. Среди вегетарианцев выделяются фрукторианцы (считают естественной пищей человека фрукты и орехи), макробиотши (зерновые продукты), лактовегетерианцы (допускают употребление молока и молочных продуктов) и тд.

Рациональным в вегетарианстве является признание высоких пищевых достоинств овощей и фруктов как ценных источников витаминов, органических кислот и минеральных веществ. Продукты растительного происхождения богаты клетчаткой, которая необходима для нормальной работы кишечника, удаления накапливающихся в нем токсических веществ, выведения из организма холестерина. Вегетарианская диета полезна при заболеваниях сердечно-сосудистой системы. Доказано, что число инфарктов у вегетерианцев на 90% ниже. Наконец, вегетарианская кухня более выгодна с экономической точки зрения.

В то же время, при употреблении только растительной пищи не обеспечивается потребность организма в полноценных белках. Несмотря на значительное содержание белков в некоторых растительных продуктах, они являются неполноценными, т.к. не содержат необходимых организму незаменимых аминокислот. Последние человек получает только с продуктами животного происхождения (мясо, рыба, молоко, яйца). Кроме того, белки растительного происхождения хуже усваиваются.

При преобладании растительных продуктов в диете, прежде всего наблюдается недостаток трех аминокислот: метионина, лизина, триптофана. Метионин обладает липотропным свойством, препятствует ожирению и накоплению жира в печени, играет важную роль в профилактике атеросклероза. Лизин необходим для обеспечения роста, кроветворения. Триптофан важен для роста и поддержания азотистого равновесия.

Некоторые витамины (В12, D) содержатся преимущественно в продуктах животного происхождения, поэтому при преобладании в рационе растительной пищи могут наблюдаться соответствующие гиповитаминозы.

Роль белков в обмене веществ

Как известно, белки представляют собой высокомолекулярные органические вещества, являющиеся основным структурным элементом всех клеток и тканей, пластическим субстратом для роста и развития организма, процессов регенерации. Недостаток белков ведет к алиментарной дистрофии, выражающейся в похудании, так как организм человека не может синтезировать белки из неорганических веществ и начинает расщеплять собственные белки, в частности белки скелетной мускулатуры. Дефицит белка приводит к замедлению роста и развития в детском и юношеском возрасте.

2. Белки являются ферментами и гормонами, катализируя обменные процессы и выполняя регуляторную функцию. Таким образом, при недостатке белков нарушается нормальное течение обменных процессов.

3. Иммуноглобулины (антитела) являются белками и выполняют защитную функцию. Значительный дефицит белка может привести к имму-нодепрессии, снижению реактивности и резистентности организма.

4. Белок имеет большое значение в деятельности центральной нервной системы. Недостаток белка в пище приводит к снижению внимания, работоспособности и тд.

5. Недостаток белка в пище приводит к понижению барьерной функции печени, изменениям эндокринной системы.

Белки животного происхождения являются более полноценными. Полноценность белков определяется содержанием в них всех необходимых аминокислот, в частности незаменимых аминокислот, которые должны обязательно присутствовать в рационе, так как не синтезируются в организме из других аминокислот. К незаменимым аминокислотам относятся лизин, триптофан, гистидин, изолейцин, лейцин, метионин, валин, треонин, фенилаланин и аргинин с гистидином для детей.

Полноценные животные белки содержатся в наибольшем количестве в желтке куриного яйца, мясе, рыбе, молоке, молочных продуктах (сыр, творог). В растительных продуктах полноценные белки содержатся в сое, в меньшей степени в фасоли, картофеле, рисе, овсянке, гречихе. В хлебе, горохе и других крупах в основном содержатся неполноценные белки.

Недостаток жиров в организме

Жиры — ценнейший энергетический материал. Они входят в состав клеток, обеспечивают всасывание из кишечника ряда минеральных веществ и жирорастворимых витаминов, основной компонент клеточной мембраны. Из данного определения можно сделать вывод, что недостаток жиров приводит к развитию неполноценных клеток в организме, так как невозможно правильное строительство клеточных мембран, станет невозможным всасывание жирорастворимых витаминов. Наступит недостаток энергии в организме.

Преобладание в рационе растительной пищи приводит к избытку клетчатки, отсюда наступит перегрузка микрофлоры кишечника. Так же наступит избыток углеводов.

Таким образом, строгое вегетарианство вряд ли может быть рекомендовано в качестве постоянной системы питания.

Влияние монодиет на метаболизм

Суть монодиет в том, что употребляется только один продукт, это может быть рис, кефир, различные фрукты, соки. Но их употребление в течение долгого времени может плохо отразиться на состоянии здоровья.

Рис - его избыток может вызвать сгущение желчи, и, как следствие, образование камней в желчном пузыре. Недостаток белка ведет к снижению уровня гемоглобина в крови. В рисе мало витаминов, а прием химических витаминных препаратов в качестве компенсации усиливает аппетит, и, следовательно, чувство голода.

Творог - большая белковая нагрузка. Его избыток нарушает кальциевый обмен: при наличии проблем с желудочно-кишечным трактом, из-за нарушения всасывания белка плохо будет всасываться и кальций, а это вредно для здоровья.

Кефир - это отсутствие углеводов. Кефир нарушает перистальтику кишечника, вызывая либо запор, либо жидкий стул.

Растительное масло - его избыточное потребление с целью «очищения кишечника» может вызвать образование камней в желчевыводящих путях.

Гранат - потребление более 1,5 л гранатового сока в день на 48% увеличивает риск образования камней в почках, желчном и мочевом пузыре.

Морковь - избыток вызывает «морковный гепатит», который проявляется пожелтением кожи.

Яблоки - это одни углеводы. Отсутствие белка вызывает изменения в эндокринной системе, в случае упорной диеты у женщины могут прекратиться месячные. От недостатка белка страдает проведение нервных импульсов, и вообще высшая нервная деятельность.

Арбузы - из-за полного отсутствия в них жиров жирорастворимые витамины не будут всасываться. При недостатке жиров также нарушается обновление клеток организма.

Бананы - могут вызвать задержку стула. В силу нарушения моторики желудочно-кишечного тракта возрастает количество токсинов в организме. Избыток легкоусвояемых углеводов повышает уровень глюкозы в крови, вызывая гипергликемию.

Сырые овощи - это «удар» по ферментативным системам организма, истощение печени и поджелудочной железы.

Соки - оказывая стимулирующее действие на аппетит, усиливают чувство голода, которое и так мучает желающих похудеть. Из-за отсутствия клетчатки страдает кишечник. Содержащиеся в соках кислоты раздражают слизистую желудка.

Сухоедение - с ограничением количества жидкости вызывает сгущение крови, и тем самым повышает вероятность образования тромбов. Из-за недостатка жидкости почкам трудно выводить продукты распада.

Заключение

Чтобы не возникало проблем с весом и не пришлось прибегать к “помощи” различных диет следует рационально питаться.

Рациональное или сбалансированное питание – процесс поступления в организм и усвоение им веществ, необходимых для покрытия энергетических и пластических затрат, построения и обновления тканей и регуляции функций. Для нормального роста, развития и поддержания жизнедеятельности организму необходимы белки, жиры, углеводы, витамины и минеральные соли в нужном ему количестве.

Принципами рационального питанияявляются:

1) соответствие энергоценности пищи, поступающей в организм человека, его энерготратам;

2) поступление в организм определенного количества пищевых веществ в оптимальных соотношениях;

3) правильный режим питания;

4) разнообразие потребляемых пищевых продуктов;

5) умеренность в еде.

Согласно формуле сбалансированного питания, соотношение белков, жиров и углеводов должно составлять 1 : 1,2 : 4,6. Тогда в организме обменные процессы будут протекать стабильно, питательные вещества будут рационально использоваться, и не будет возникать условий для нарушения обмена веществ.

Список литературы

1. Браунштейн А. Е., Биохимия аминокислотного обмена, М., 1949;

2. Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология. Т.1. - М.: Мир, 1990.;

3. Книга о вкусной и здоровой пище. Питание и здоровье /Гл. ред. акад. А.А.;

4. Кретович В. Л., Основы биохимии растений, 4 изд., М., 1964;

5. Майстер А., Биохимия аминокислот, пер. с англ., М., 1961;

6. Покровский. - М.: Пищевая промышленность, 1978.- 384с.

7. Павлов И.Ю., Вахненко Д.В., Москвичев Д.В. Биология: Пособие для вузов.

8. - Ростов-на-Дону: Феникс, 1996.

9. Популярная медицинская энциклопедия /Гл. ред. А.Н. Бакулев. - М.;

10. Рациональное питание / Смоляр В.И. – Киев: Наук. думка, 1991;

11. Советская энциклопедия, 1966.