Зат және энергия алмасуына кіріспе

Жоспар:
I.Кіріспе.
II.Негізгі бөлім:
Зат және энергия алмасуына кіріспе.
Тағамдану биохимиясы.
Тағамданудың алмастырылатын және алмастырылмайтын факторлары.
Биологиялық мембраналардың құрылысы мен функциялары.
III. Қорытынды.
IV. Пайдаланылған әдебиет.

КІРІСПЕ
Зат алмасу – организмде жүріп жататын барлық химиялық процестердің жиынтығы. Бұл организмнің тіршілік қабілетін сақтау және сыртқы ортамен қарым-қатынасын сақтауы. Организмге қоректік заттардың енед, олармен ферменттер әсерінен ыдырауын пайда болған жай заттардың клеткалар мен органдарға тасымалданып
• олардың тотығуын
• энергия бөлініп шығуын, клетка
құрамындағы түзілістердің биосинтезделуін және қорытылған өнімдердің организмнен бөлініп шығуын қамтамасыз етеді.

Жасыл өсімдіктерде фотосинтез нәтижесінде түрлі көмірсулар түзіледі.
Жануарлар, әдетте осы көмірсулармен қоректенеді .
Қарапайым қанттар қанмен жануарлар денесіне таралып, күрделі полисахарид гликогенге айналады.
Метаболизм нәтижесінде көмірсулар (пируват) органикалық қышқылға, одан әрі майға, көмірсудан пайда болған органикалық қышқылдар аммиак азотымен реакцияласу нәтижесінде.
Амин қышқылына, май, белоктар метаболизм нәтижесінде ыдырап, соңында несеп зәрі, аммиак, көмірқышқыл газы, т.б. қарапайым заттарға айналады.
Адам мен жануарлар организміндегі метаболизм процесін реттеуде жүйке жүйесінің атқаратын (әсіресе, үлкен ми сыңарлары қыртысының) маңызы зор. Организмнің дамуы, өсуі, т.б. Метаболизм заңдылықтарына бағынады. Адамда метаболизм процесінің ауытқуы байқалса, адам ауруға шалдығады.

Тірі организмдегі қуат алмасуы. Денедегі зат алмасу процесі қуат алмасуымен тығыз байланысты. Зат алмасу барысында қоректік заттардағы потенциалдық энергия босанып, ол механикалық, жылу, электр, сәуле энергияларына айналады да, ең соңыңда организмнен жылу түрінде бөлінеді. Демек, организмге энергия қоректік заттар құрамында келеді де, ол тіршілік әрекеттерін атқаруға, түрлі өнімдер өндіруге жұмсалады.

Тамақтану
Тамақтану- ағзаның өмірлік қажеттілігі болып саналады. Ол адамды сумен, энергиямен қамтамасыз етеді. Клеткаларды құрау үшін және ағзаның ауруға қарсы қабілетін көбейтеді. Тамақтану тиімді болу үшін, сол себептен әртүрлі жағдайда емдәм –терапиясы қолданылады. Сау адамның 1 тәуліктегі тиімді тамақтану рационы (12803000 ккал) бұл өмір сүру деңгейіне байланысты. Азықпен адам жалпы тіршілікке қажетті белок, май, көмірсутегі, минералды тұз, су, витаминдер мен тканьдарды қалпына келтіруге, энергия шығының және ағзаның қажеттерін толтыруға арналған басқа да заттар алады. Осы заттардың барлығы күрделі алмасу үрдісіне қатысады. Ақуыздар, көмірсулар, майлар ағзаны энергиямен қамтамасыз етуде басты қызмет атқарады. Метоболизм үрдісі кезінде
ақуыздан, майдан, көмірсулардан энергия бөлінеді, олар құнарлықпен өлшенеді.

Тиімді тамақтану
Тиімді тамақтану адам біраз ауру-сырқауға ұшырамай, оларды оңай жеңіп отырады. Тиімді тамақтану мезгілсіз, ерте қартаюдан алдын-ала сақтандырады.
Асқазаны, жүрек-қан тамыры т. б. сырқатқа ұшырағанда тамақтанудың арнайы ойластырылып жасалған ас үлесі (рацион) мен режимі емнің бір түрі болып табылады.
Тамақтану бүкіл организмнің бір қалыпты дамуы мен үйлесімді қызметін қамтамасыз ететіндей болып ұйымдастырылуы тиіс.
Адамның кәсібіне, жасына, жынысына сәйкес, тіршілік әрекетіне қарай қажет тамақтық рационы оның құрамындағы ақуыз, май,көмірсулар т. б. заттардың сапасы мен мөлшері жағынан реттелу керек. Организмнің физиологиялық қажеті көптеген жағдайға байланысты, олар ұдайы өзгеріп отырады.
Организмнің тамақтан жұғымды заттарды дәл осы сәтте қажетті мөлшерде бойына сіңіріп зат алмасу процесінде бір затты екінші түрге айналдыратын, керекті кезінде пайдалануға болатындай қор жасайтын, реттеуші механизмі болады. Бірақ организмнің реттеу мүмкіндігінің белгілі шегі бар; ол мүмкіндік бала кезде және егде тартқан шақта көбірек шектеледі.

Ақуыздар
Тірі клеткалардың негізі, олар ферменттер мен гормондардың құрамына кіреді, тыныс алуға, бұлшық еттердің жиырылуына және босаңсуына қатысады, ағзаны микробтар мен вирустардан қорғайды. Ақуыздар жануар тағамдарының (сүт, ет, балық), және өсімдіктердің (нан, жарма, бұршақ) құрамында кездеседі. Ақыуздар:
-ағзада жасушалар мен ұлпалардың гормондар мен ферменттердің түзілуіне
-зат алмасу процесінің дұрыс жүруіне
-витаминдер мен минералды заттардың алмасуына
-тұздардың алмасу реакциясының дұрыс жүруіне әсерін тигізеді.

Көмірсулар жасушалардың биологиялық түзілуінде пластикалық материал ретінде қолданылады.Мысалы: глюкоза үнемі қанның құрамында болады, гликоген – бауырда және бұлшық еттер құрамына кездеседі, галактоза мидың майларының құрамына
кіреді, лактоза - әйелдердің сүтінің құрамына кіреді.
Табиғи тағамдардың құрамында көмірсулар: оносахаридтер,дисахаридтерполисахаридтер түрінде кездеседі. Тағам рационындағы көмірсулардың көлемі адамның энергия жұмсауына,жасына,жынысына және т.б. Көрсеткіштерге байланысты 250-440 грамм аралығында болады. Қолданылатын қанттың,балдың,кәмпиттердің көлемі тәулігіне 60-70 грамнан аспауы керек. Көмірсулар ағзаға жақсы сіңеді.
Егер тағам дұрыс кулинарлық өңдеуден өтсе, майдаланса және ұзақ қайнатылған болса да тағамның құрамдас бөлігінің ағзаға сіңуі жоғарлайды. Крахмал қантқа қарағанда
жай сіңеді, сондықтан да гипергликемияны болдырмайды. Қант, әсіресе моносахаридтер ағзаға өте тез сіңеді. Мысалы глюкоза асқазанға түскеннен соң 5-10 минутта сіңеді,
көмірсулардың осы ерекшеліктері әр топ адамдарының тамақтануында және клиникалық тәжірбиеде қолданылады.

Су
Су – тағамдық мәзірдің маңызды бөлігі болып табылады. Ол зат алмасу әдістерін, тағамның қорытылуын, зат алмасу заттардың шығарылуын, жылу реттелудің және т.б. қамтамасыз етеді. Су адамның дене салмағының 2/3 бөлігін құрайды және ағзаның суды 10%- нан артығын жоғалтуы адам өміріне қауіп төндіреді. Суға қажеттілік тағамдану сипатына және еңбегіне, климатқа, денсаулық жағдайына және басқа да факторларға байланысты. Орта есеппен алғанда ересек адамның суға қажеттілігі тәулігіне 2,5л. Адам 1-1,5л суды сұйықтық (сорпа, шай, кампот, шырындар) арқылы, ал 1-1,5л тағам өнімдерінен алады, 0,30,4л ағзаның зат алмасуы кезінде түзіледі. Адам судың табиғи шығынының орнын күн сайын ішкен шай, сусындармен, тағамдармен толтырып отыруы тиіс. Су дегеніміз қанның негізгі бөлігі болып табылады және ол бұлшықет тканіне азды-көпті бірқалыпты таралған (76%) Адам су ішпесе, 2-3 күннен артық өмір сүре алмайды.

Адамның ақуызға деген қажеттілігі, сұранысы оның жасына, жұмысына,климаттық жағдайына байланысты.
Май арқылы адамның тәуліктік энергетикалық қажеттіліктің 33%-ы қамтамасыз етіледі.Өте суық аймақтарда, жылыдың көп бөлінуіне байланысты адамдардың майға деген қажеттілігі жоғары болады. Ал таулы аймақтарда ауаның құрамында оттегінің аз болуына байланысты және ауа қысымының төмендеуінен майлардың тотығуы нашарлайды,сондықтан да ағзада тотықпаған май қалдықтарының жиналуына байланысты, керісінше майды аз қолдану керек.

Дәрумендердің жіктелуі
Қазіргі кезде дәрумендер физико-химиялық қасиеттері химиялық табиғатына сәйкес жіктеліпі әріптік мәнмен белгіленеді. Ерігіштігіне қарай оларды суда еритін және майда еритін деп екіге бөледі. Сонымен қатар дәрумен тәрізді заттар тобы да бар.
Суда еритін дәрумендер тобына:
1.В1 Дәрумені (антиневриттік)
2.В2 Дәрумені (рибофлавин, өсу дәрумені)
3.В6 Дәрумені (антидерматитті)
4.В12 Дәрумені (антианемиялық)
5.РР Дәрумені (антипеллагралық)
6.Фолий қышқылы
7.Пантотен қышқылы
8. Биотин
9. С дәрумені
10. Р дәрумені
Майда еритін дәрумендер тобына:
1. А дәрумені (антиксерофтальмиялық)
2. D дәрумені (антирахиттік)
3.Е дәрумені (көбею дәрумені)
4. К дәрумені (антигеморройлық)

БИОЛОГИЯЛЫҚ МЕМБРАНАЛАР
Барлық тірі организмдер жасушалардан тұрады. Организмде өте көп тараған жасушалық органеллге биомембраналар жатады. Жасушалар өздеріне тән биологиялық қызметтерін плазматикалық мембраналармен бірге эндоплазматикалық ретикулумның, Гольджи аппараттарының, лизосомалардың, ядролардың және митохондрийлердің мембраналарының қатысуымен жүргізеді. Осы мембраналардың әрбірі өзіне тән қызмет атқарғанымен, олар бір түрлі үлгі бойынша құрылған. Сонымен тіршілікке қажетті көптеген биологиялық процесстерді биомембраналар атқарады:
1. Бөлуші, яғни мембраналар жасушаның ішкі кеңістігін сыртқы кеністіктен бөліп түрады.
2. Интегративтік немесе біріктіруші. Биомембраналар жасулардың ішінде жүретін әртүрлі бөлек биохимиялық процесстерді біріктіріп, бір тұтас құрылымдық жүйеге келтіреді.
3. Тасымалдаушы, олар заттарды әртүрлі жасуша ішілік кеңістіктерге және сыртқы ортаға тасымалдайды.
4. Осмостық, бұл қызметіне заттарды жасуша ішілік және жасуша сыртылық кеңістікке шоғырландыру жатады (мысалы Na+ катиондарын сыртына ал К+ катиондарын ішіне).

5. Электрлік, мембраналардың қатысуымен, оның екі жағына зарядтардың біркелкі емес орналастырылуы мен электрлік потенциалдардың пайда болуы қамтамасыз етіледі.
6. Энерготрансформирлеуші.Биомембраналар электірлік және осмостық энергияларды АТФ-тың химиялық энергиясына айландырады. Энергиялардың бір түрінен екіншісіне айналдырылуы, биологиялық мембраналардың қатынасуынсыз мүмкін емес.
7. Рецепторлық. Биомембраналардың сыртқы бетіне орналасқан арнаулы ақуыз-рецепторлардың қатысуымен қоршаушы ортадан әртүрлі қабарлар (сигналдар) қабылданылып, жасуша ішіне жеткізіледі.
8. Реттеуші. Заттардың алмасуын реттейтін жасуша ішілік реттеушілердің (31, 51ц-АМФ, және 31, 51ц-ГМФ) түзілуіне биомембраналар қатынасады.
9. Метаболитгік. Биомембраналардың ферментгері организмде табиғи және табиғи емес заттарды өзгерістерге ұшыратуға қатынасады.
10. Антигендік. Жасушалардың биомембраналарында орналасқан гликопротеидтер, олардың өздеріне тән антиденелерді түздіру қабілетін анықтайды.
11. Адгезиялық. Адгезия немесе басқа жасушалармен түйісіп байланысуы, мембрананың көмірсулық компоненттері бар танушы аймағына тәуелді болады.

Биологиялық мембраналарының құрылысы
Биомембраналардың негізгі құрылымдық компоненттеріне ақуыздар мен липидтер жатады. Көп биомембраналардың құрамына 50-75% ақуыздар кіреді, ал қалған бөлігінің негізін липидтер құрайды. Плазматикалық мембраналардың құрамына 10%- ( ға дейін көмірсулар кіреді, олар гликопротеиндер мен гликолипидтердің көмірсулық бөліктерін құрайды, басқа мембраналарда көмірсулардың мөлшері плазматикалық, мембрана мен салыстырғанда 5-10 есе аз болады. Барлық биомембраналардың жалпы құрылу үлгісі бірдей болғанымен, олардың құрамдық пен құрылыстық дәлдігі өзгеше болады (кесте 6.1 ).

Биомембраналардың липидтері
Оларға фосфолипидтер, гликолипидтер және холестерин жатады. Фосфолипидтердің өзі глицерофосфолипидтер және сфингофосфолипидтер больш екіге бөлінеді. Глицерофосфолипидтердің негізі глицериннен, ал сфингофосфолипидтердің негізі сфингозиннен тұрады.
Глицерофосфолипидтер
Оларға фосфатидилхолин, фосфотңдилэтаноламин, фосфотидилсерин, фосфотидилинозит, фосфатидилдиглицерин, (кардиолипин), ацетальфосфатидтері (плазмалогендер) жатады. Бұл липидтердің негізін фосфатидтік қышқыл құрайды.

Холестерин
Ол барлық биомембраналардың құрамына кіреді. Холестериннің үшінші жағдайындағы гидроксил тобымен май қышқылдарының қалдығы байланысқанда холестерид түзіледі.

Заттардың биомембраналар арқылы тасымалдануы
Биомембраналардан заттар жәй диффузия, жеңілдетілген диффузия және активті тасымалдау арқылы өткізіледі.
Трансмембраналық градиент бар жағдайда су, көмір қышқыл газы, оттегі және төменгі молекулалы гидрофобтық органикалық заттар мембранадан жәй диффузия арқылы тасымалданады. .
Жеңілдетілген диффузия. Мұңдай диффузия кезінде молекулалар концентрациясы жоғарғы жақтан концентрациясы төмен жаққа қарай өтеді. Өтетін зат тасымалдаушы зат пен байланысады да, сонымен бірге жасуша ішіне өтеді. Немесе өтетін зат липидтік қос қабатта орналасқан ферментпен (транслоказамен) байланысады да, оның конформациясын өзгертеді, сондықтан гидрофильдік жол (өзек) ашылады да тасымалдалатын зат мембрананың ішкі жағына өтеді. Жеңілдетілген диффузия арқылы гидрофильдік заттар тасымалданады. Жеңілдетілген диффузияға жоғарғы талғамдылық пен қанығу кинетикасы тән.

Активтік тасымалдау. Бұл тасымалдаудың жәй және жеңілдетілген диффузиядан айырмашылығы тасымалданатын затты оның қоюлық (коцентрациясының) градиентіне қарама қарсы бағытта тасымалдауы жатады. Активті тасымалдаудың өзі бірінші (алғашқы) және екінші болып екіге бөлінеді. Бірінші активті тасымалдау АТФ энергиясын бірден қолдану арқылы жүреді. Бірінші активтік тасымалдау арқылы Na+, К+, Мg, Са2+, Н+ иондары тасымалданады. Екінші активтік тасымалдауда АТФ-тың энергиясын қолдану арқылы электрохимиялық потенциал түзіледі. Ал тасымалданатын зат осы электрохимиялық потенциалдың энергиясын қолану арқылы қоюлық градиентке қарама қарсы бағытта тасымалданады. Яғни, екінші активті тасымалдануда АТФ-тың энергиясы жанама түрде қолданылады. Аминқышқылдар мен моносахаридтердің тасымалдануы екінші активтік тасымалдау арқылы жүргізіледі.
Белсенді антипорт тасымалдауы мысалы ретінде Na+, Ca2+ алмастырушы плазмам ембранасын алуға болады, натрий иондары концентрациясы градиенті бойынша жасушаға тасымалданса, Са2+ концентрация градиентіне қарсы жасушадан шығады

Қортынды
Метаболизм гректің "metabole" сөзінен алынған, "өзгеру", "алмасу" деген ұғымды білдіреді. Қоршаған орта мен тірі организмдер арасында үнемі заттар мен энергия алмасу процесі жүреді. Зат алмасу кезінде тірі организмдер өздеріне қажетті қоректік заттарды сіңіріп, тіршілік әрекетінен пайда болған ыдырау өнімдерін сыртқа шығарады. Зат алмасу.Өмірдің басты көрссткіші зат алмасу болып есептелінеді. Зат алмасу ішкі физиологиялық және айналаны қоршаған сыртқы орта факторымен байланысты жүреді. Зат алмасу екі үрдіске байланысты.