Краткий ответ
Обмен веществ (метаболизм) — это две встречные реакции: пластический обмен (ассимиляция, синтез своих веществ с затратой энергии) и энергетический обмен (диссимиляция, расщепление веществ с выделением энергии). Пищевые белки, углеводы и жиры служат и «строительным материалом», и «топливом», а энергетический баланс — это равенство прихода энергии с пищей и её расхода.
1. Общая схема — работает у всех трёх классов веществ
$$\text{пища} \xrightarrow{\text{пищеварение}} \text{мономеры} \xrightarrow{\text{всасывание}} \text{кровь} \xrightarrow{\text{клетки}} \begin{cases}\text{свои вещества}\ \text{энергия (АТФ)}\end{cases}$$
Каждый раз три вопроса: до чего расщепляется → куда идёт → что будет с избытком.
2. Обмен белков
- Расщепление: в желудке (пепсин) и кишечнике (трипсин) — до аминокислот.
- Всасывание: в тонком кишечнике в кровь → в клетки.
- Использование: синтез собственных белков (ферменты, гормоны, мышцы, антитела). ~20 аминокислот, из них 8–10 незаменимых — только с пищей.
- Избыток: в печени дезаминирование — азот уходит в мочевину (выводится почками), а остаток может превращаться в глюкозу или жир.
- Энергия: 1 г ≈ 17,6 кДж (4,1 ккал). Белки — резерв, а не основное топливо.
3. Обмен углеводов
- Расщепление: крахмал амилазами слюны и кишечника → глюкоза.
- Всасывание: в кровь → уровень глюкозы регулируют инсулин (снижает) и глюкагон/адреналин (повышают).
- Использование: окисление до $CO_2$ и $H_2O$ (гликолиз + дыхание) → АТФ; это главное топливо клеток.
- Избыток: гликоген в печени и мышцах, дальше — жир.
- Энергия: 1 г ≈ 17,6 кДж (4,1 ккал).
4. Обмен жиров
- Расщепление: желчь эмульгирует жир (дробит на капли), липаза → глицерин + жирные кислоты. Без желчи жиры не перевариваются.
- Всасывание: в лимфу, затем в кровь; часть откладывается в жировой ткани.
- Функции: запас энергии, теплоизоляция, защита органов, гормоны, витамины A, D, E, K.
- Избыток: депо в подкожной жировой клетчатке; недостаток — расход депо.
- Энергия: 1 г ≈ 38,9 кДж (9,3 ккал) — больше чем в 2 раза выше, чем у белков и углеводов.
5. Энергетический баланс
$$E_{\text{приход}} = E_{\text{основной обмен}} + E_{\text{работа, движение, тепло}}$$
- Основной обмен — траты в покое (работа сердца, дыхание, температура) ≈ 4–6 кДж/ч на кг массы.
- Приход = расход → масса стабильна; приход > расход → запас (жир); приход < расход → расход запасов.
- Вода, соли и витамины энергию не дают.
Проверка на примере
Ученик съел за сутки: 100 г белка, 400 г углеводов, 80 г жиров.
$$100\cdot17{,}6 + 400\cdot17{,}6 + 80\cdot38{,}9 = 1760 + 7040 + 3112 \approx 11{,}9 \text{ МДж}$$
При расходе ~12 МДж баланс нулевой, масса не меняется. Если расход 10 МДж — избыток 1,9 МДж уйдёт в жир.
Контрольный вопрос себе: для каждого вещества ответь цепочкой «расщепляется до … → всасывается в … → используется для … → избыток превращается в …». Если цепочка восстанавливается — тему ты понял.
