Добрый день, бойцы Black Science. Близятся новогодние праздники. Это пора подведения итогов, составления планов на будущее, загадывания желаний и мечтаний. Конечно, ни один Новый год не обходится без массовых гуляний по ярко украшенным улицам, катания на коньках, корпоративов и шумных вечеринок с друзьями. Этот год выдался особенным, и встречать следующий придется по-особому. Редакция Black Science настоятельно рекомендует оставаться на праздниках дома, не подвергать опасности здоровье себя и окружающих.
Несмотря на все лишения, которые подкинул нам уходящий год, есть как минимум одна праздничная привычка, которой изменять не придется — это привычка есть. Однако раз мы заговорили о здоровье, попробуем отнестись к застолью с точки зрения естественных наук. Как еда позволяет нам оставаться энергичными? Что такое на самом еда для организма? Зачем нужна соляная кислота в желудке, и почему он сам себя не переваривает?
Несмотря на все лишения, которые подкинул нам уходящий год, есть как минимум одна праздничная привычка, которой изменять не придется — это привычка есть. Однако раз мы заговорили о здоровье, попробуем отнестись к застолью с точки зрения естественных наук. Как еда позволяет нам оставаться энергичными? Что такое на самом еда для организма? Зачем нужна соляная кислота в желудке, и почему он сам себя не переваривает?
Чтобы организм продолжал жить, ему необходимы:
— углеводы, для самого быстрого получения энергии
— жиры, для формирования клеточной мембраны и аккумулирования энергии
— белки, для возникновения клеток, клеточных каналов, других белков и как способ получения энергии на тот случай, если углеводы и жиры кончились.
Всё это организм получает, потребляя пищу. И каждое вещество в своих задачах обязательно находит функцию помощи клеткам в получении энергии для продолжения эффективной здоровой работы.
Энергия для организма заключается не в самих белках, жирах и углеводах, а в молекулах АТФ . Они фосфорилируются и дефосфорилируются, то есть, присоединяют и отсоединяют от себя молекулу фосфорной кислоты. Когда к молекуле присоединяется остаток фосфорной кислоты, образуется высокоэнергетическая связь — энергия накапливается. А когда отрывается, энергия выделяется. С каждой разорвавшейся связью вырабатывается от 40 до 60 кДж энергии.
— углеводы, для самого быстрого получения энергии
— жиры, для формирования клеточной мембраны и аккумулирования энергии
— белки, для возникновения клеток, клеточных каналов, других белков и как способ получения энергии на тот случай, если углеводы и жиры кончились.
Всё это организм получает, потребляя пищу. И каждое вещество в своих задачах обязательно находит функцию помощи клеткам в получении энергии для продолжения эффективной здоровой работы.
Энергия для организма заключается не в самих белках, жирах и углеводах, а в молекулах АТФ . Они фосфорилируются и дефосфорилируются, то есть, присоединяют и отсоединяют от себя молекулу фосфорной кислоты. Когда к молекуле присоединяется остаток фосфорной кислоты, образуется высокоэнергетическая связь — энергия накапливается. А когда отрывается, энергия выделяется. С каждой разорвавшейся связью вырабатывается от 40 до 60 кДж энергии.
Что такое энергия для организма?
Конечно, никто из нормальных здоровых людей не считает свои молекулы АТФ, потому что их слишком много, и они участвуют почти в каждом процессе почти каждой клетки в организме. Однако мы можем оценить, сколько энергии нам потребуется, чтобы организм совершал необходимое количество работы. А чтобы грамотно рассчитать энергию, которую мы получаем в процессе питания, существует понятие «энергетической ценности» каждого продукта. Также это помогает оценить, сколько работы нам нужно совершить, чтобы энергии, выделившейся в процессе питания было не меньше необходимого (чтобы не падать в голодный обморок) и не больше (чтобы она не откладывалась там, где мы бы не хотели).
Одной калорией называют количество теплоты, необходимое для нагревания 1 мл воды при 1°C. А калорийностью пищи считается количество энергии, получаемое организмом при полном усвоении продуктов, которые он съел.
Из этого и следует понимание того, почему калорийность обозначают энергетической ценностью. Ее разделяют на две — полная энергетическая ценность и физиологическая. Чтобы узнать первую, пищу сжигают в калориметре и измеряют тепло, которое при этом выделилось. А для того, чтобы определить физиологическую, в специальной герметичной камере измеряется расход энергии человеком при работе челюстями, и тепло, выделенное при этом процессе. Его также переводят в калории.
Но все ли калории усвоятся? Это во многом зависит от химического состава пищи, так как процесс пищеварения не такой, что закинули в печь и ни одного Джоуля не упустили. Часть продуктов все равно останется неусваиваемой. Разберемся с теми, которые усвоятся.
Одной калорией называют количество теплоты, необходимое для нагревания 1 мл воды при 1°C. А калорийностью пищи считается количество энергии, получаемое организмом при полном усвоении продуктов, которые он съел.
Из этого и следует понимание того, почему калорийность обозначают энергетической ценностью. Ее разделяют на две — полная энергетическая ценность и физиологическая. Чтобы узнать первую, пищу сжигают в калориметре и измеряют тепло, которое при этом выделилось. А для того, чтобы определить физиологическую, в специальной герметичной камере измеряется расход энергии человеком при работе челюстями, и тепло, выделенное при этом процессе. Его также переводят в калории.
Но все ли калории усвоятся? Это во многом зависит от химического состава пищи, так как процесс пищеварения не такой, что закинули в печь и ни одного Джоуля не упустили. Часть продуктов все равно останется неусваиваемой. Разберемся с теми, которые усвоятся.
Причем тут калории, и почему все их считают?
Так или иначе, каждый продукт содержит белки, жиры и углеводы в разном соотношении, и каждый из этих компонентов переваривается за счет специфичных для них ферментов в различных отделах желудочно-кишечного тракта. Начинается все в полости рта, где во время жевания со слюной выделяется небольшое количество амилазы (она больше всего успевает повлиять на пищевой комок), которая расщепляет более сложные углеводы на более простые. Это длится все то время, что пищевой комок из, например, салата оливье, находится во рту (секунд 15-20), далее по пищеводу он попадает в желудок, где его уже ждет крайне агрессивный желудочный сок, состоящий из:
— соляной кислоты, которая прежде всего принимает участие в денатурации белков и создает оптимальную кислотность для работы ферментов, которые выделяются главными клетками в неактивном состоянии. Соляная кислота превращает пепсиногены (эти ферменты) в пепсины (активирует), оказывает антисептический эффект, участвует в регуляции эвакуации химуса (того, во что превратился пищевой комок) в 12-перстную кишку, а также стимулирует выработку энтерокиназы и интестинальных гормонов в 12-перстной кишке.
— пепсина, фермента, который служит для расщепления более сложных белков на пептиды, а затем на аминокислоты,
— желудочной липазы, которая, если вслушаться в название, эмульгирует жиры,
— муцина, который выполняет защитную функцию
— и внутреннего фактора Кастла, который помогает всасываться витамину В12, и, кстати, синтезируется только в желудке.
— соляной кислоты, которая прежде всего принимает участие в денатурации белков и создает оптимальную кислотность для работы ферментов, которые выделяются главными клетками в неактивном состоянии. Соляная кислота превращает пепсиногены (эти ферменты) в пепсины (активирует), оказывает антисептический эффект, участвует в регуляции эвакуации химуса (того, во что превратился пищевой комок) в 12-перстную кишку, а также стимулирует выработку энтерокиназы и интестинальных гормонов в 12-перстной кишке.
— пепсина, фермента, который служит для расщепления более сложных белков на пептиды, а затем на аминокислоты,
— желудочной липазы, которая, если вслушаться в название, эмульгирует жиры,
— муцина, который выполняет защитную функцию
— и внутреннего фактора Кастла, который помогает всасываться витамину В12, и, кстати, синтезируется только в желудке.
Как именно усваиваются вещества?
У любопытного бойца Black Science может возникнуть справедливый вопрос. Каждому в школе объясняли, что соляная кислота — опасная вещь, которая может вызывать тяжелейшие химические ожоги. Так почему же желудок не разъедает себя изнутри? Если говорить начистоту, он разъедает (иначе не возникло бы язвенной болезни желудка), но происходит это в случае несоблюдения правил использования своей пищеварительной системы. Например, если морить себя голодом (периодически поддразнивания аппетитными ароматами и тем самым стимулируя выработку желудочного сока) или потреблять пищу с химически- или термически-агрессивным составом. Однако в случае ответственного отношения к себе желудок имеет защиту от соляной кислоты — это слизь, муцин, бикарбонаты. Бикарбонаты вступают в реакцию с соляной кислотой, в результате которой получается углекислый газ, вода и хлор (который попадет обратно в клетку, где будет заново образовываться соляная кислота, например).
Самое главное переваривание, конечно, происходит немного дальше, в 12-перстной кишке, в которую выделяется желчь, панкреатическая амилаза, расщепляющая углеводы, трипсин, расщепляющий нерасщепленные белки, липаза, подвергающая гидролизу жиры, и бикарбонаты, которые несколько нейтрализуют кислый желудочный сок, о чем мы сказали выше.
Предположим, что все на разных этапах переварилось, разложилось на мономеры, глюкозы, более простые белки, аминокислоты, воду, электролиты и тд, и мы наконец-то подобрались к главному моменту – всасыванию всех этих веществ. Надо сказать, что наш желудочно-кишечный тракт выстлан эпителием по всей поверхности, клетки прилежат друг к другу плотно, но все-таки между ними есть небольшие расстояния, через которые всасывается некоторое количество воды, электролитов (например, натрия и хлора из соли в соленых огурцах). Здесь мы не тратим много энергии, транспорт происходит пассивно, по градиенту концентрации: вещество из места, где его больше попадает туда, где его меньше. Есть и активный транспорт (Na-K- насос), который переносит против градиента концентрации через мембрану клетки. Словом, все, что полезное получилось, перенесется в виде аминокислот, глюкозы и фруктозы, электролитов, холестерина, фосфолипидов и тд в наши клетки. А уже в толстой кишке всасывается вода и ионы.
Что будет происходить дальше. Если взять углеводы как вещества, с помощью которых энергия получится быстрее всего, то с глюкозой произойдет, например, следующее: сначала она попадет через каналы внутрь клетки. После чего в начнется гликолиз, это процесс, в результате которого получится 2 молекулы пировиноградной кислоты и 2 молекулы АТФ. Но это еще не все. Дальше пировиноградная кислота попадает в митохондрию, а оттуда в цитратный цикл или цикл Кребса. Это последовательный зацикленный процесс, в результате которого мы имеем пировиноградную кислоту, которая превращается в фумарат, и 2 молекулы АТФ все с теми же высокоэнергетическими связями.
Заключительный этап энергетического обмена происходит в межмембранном пространстве митохондрий, где в процессе окислительного фосфорилирования образуется 32 молекулы АТФ. (Процесс сложный, заключается в переносе электронов с помощью специальных переносчиков и создании электрохимического градиента за счет накопления протонов).
Предположим, что все на разных этапах переварилось, разложилось на мономеры, глюкозы, более простые белки, аминокислоты, воду, электролиты и тд, и мы наконец-то подобрались к главному моменту – всасыванию всех этих веществ. Надо сказать, что наш желудочно-кишечный тракт выстлан эпителием по всей поверхности, клетки прилежат друг к другу плотно, но все-таки между ними есть небольшие расстояния, через которые всасывается некоторое количество воды, электролитов (например, натрия и хлора из соли в соленых огурцах). Здесь мы не тратим много энергии, транспорт происходит пассивно, по градиенту концентрации: вещество из места, где его больше попадает туда, где его меньше. Есть и активный транспорт (Na-K- насос), который переносит против градиента концентрации через мембрану клетки. Словом, все, что полезное получилось, перенесется в виде аминокислот, глюкозы и фруктозы, электролитов, холестерина, фосфолипидов и тд в наши клетки. А уже в толстой кишке всасывается вода и ионы.
Что будет происходить дальше. Если взять углеводы как вещества, с помощью которых энергия получится быстрее всего, то с глюкозой произойдет, например, следующее: сначала она попадет через каналы внутрь клетки. После чего в начнется гликолиз, это процесс, в результате которого получится 2 молекулы пировиноградной кислоты и 2 молекулы АТФ. Но это еще не все. Дальше пировиноградная кислота попадает в митохондрию, а оттуда в цитратный цикл или цикл Кребса. Это последовательный зацикленный процесс, в результате которого мы имеем пировиноградную кислоту, которая превращается в фумарат, и 2 молекулы АТФ все с теми же высокоэнергетическими связями.
Заключительный этап энергетического обмена происходит в межмембранном пространстве митохондрий, где в процессе окислительного фосфорилирования образуется 32 молекулы АТФ. (Процесс сложный, заключается в переносе электронов с помощью специальных переносчиков и создании электрохимического градиента за счет накопления протонов).
Все эти процессы непрерывно происходят в организме, в каждой его клетке, в каждой митохондрии. На них тратится та самая энергия, которая выделяется при разрушении (дефосфорилировании) АТФ, которая идет на переваривание вышеупомянутых салатов, работу жевательных мышц, мышц, держащих вилку и тд. Калории на это, кстати, также тратится. Вот такой непростой путь, который привел нас к электронам и протонам.
С Новым годом, бойцы!
И приятного аппетита :)
И приятного аппетита :)