На чем работает организм человека? Соединения: органика и неорганика

Органические соединения, необходимые для жизнедеятельности человека

Органические соединения обычно состоят из групп атомов углерода, ковалентно связанных с водородом, кислородом, а часто и другими элементами. Они создаются живыми существами, встречаются в продуктах и каждой клетке человеческого тела. Наиболее важными для строения и функционирования человека являются углеводы, липиды, белки и нуклеотиды.

№1. Углеводы

Углевод - это молекула, состоящая из углерода, водорода и кислорода. В большинстве углеводов водород и кислород встречаются в тех же пропорциях, что и в воде. Фактически, химическая формула для «общей» молекулы углеводов - (CH2O) n.

Сахара и сахариды относятся к углеводам. Для человека важны три формы сахаридов: 1) моносахариды - являются мономерами углеводов; 2) дисахариды - состоят из двух мономеров; 3) полисахариды - являются полимерами и могут состоять из сотен или тысяч мономеров. Из моносахаридов для человека важны гексозные сахара (содержат шесть атомов углерода): глюкоза, фруктоза и галактоза. Остальные моносахариды представляют собой два пентозных сахара, каждый из которых содержит пять атомов углерода: рибоза и дезоксирибоза.

Дисахарид представляет собой пару моносахаридов. Они образуются в результате дегидратационного синтеза, а связывающая их связь называется гликозидной связью (глико = «сахар»). Для питания энергией человека принято говорить про следующие дисахариды: 1) сахароза, столовый сахар 2) лактоза, молочный сахар; 3) мальтоза, солодовый сахар.

Полисахариды могут содержать сотни и тысячи моносахаридов.

Наиболее важны для человека:

• крахмалы - это полимеры глюкозы. Они встречаются в длинных цепях, называемых амилозой, или разветвленных цепях, называемых амилопектином, которые хранятся в растительной пище и относительно легко усваиваются;
• гликоген. Является полимером глюкозы, хранится в тканях, мышцах и печени. Организм человека накапливает избыток глюкозы в виде гликогена и “складирует” его в депо;
• целлюлоза - полисахарид, который является основным компонентом клеточной стенки зеленых растений, является компонентом растительной пищи, называемой клетчаткой. В организме человека не усваивается.

№1.1 Функции углеводов

Организм получает углеводы из растительной пищи. Зерно, овощи, фрукты, бобовые, зелень обеспечивают большую часть углеводов в рационе человека. Лактоза содержится в молочных продуктах. Хотя большинство клеток организма могут расщеплять другие органические соединения в качестве топлива, все клетки организма могут использовать глюкозу. Кроме того, нейроны в головном и спинном мозге и через периферическую нервную систему, а также эритроциты могут использовать в качестве топлива только глюкозу.

При расщеплении глюкозы для получения энергии образуются молекулы аденозинтрифосфата. АТФ состоит из рибозного сахара, адениновой основы и трех фосфатных групп. АТФ высвобождает свободную энергию, когда его фосфатные связи разрываются, и поставляет готовую энергию в клетку. В присутствии кислорода вырабатывается больше АТФ, чем без него. Общая реакция на преобразование энергии в глюкозе в энергию, запасенную в АТФ, может быть записана: C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O + ATP

Помимо того, что углеводы являются критически важным источником топлива, они присутствуют в очень небольших количествах в структуре клеток. Например, некоторые молекулы углеводов связываются с белками с образованием гликопротеинов. Другие соединяются с липидами, образуя гликолипиды, которые входят в состав клеточной оболочки.

№2. Липиды

Липиды - группа разнообразных соединений, состоящих в основном из углеводородов. Те немногие атомы кислорода, которые они содержат, часто находятся на периферии молекулы. Их неполярные углеводороды делают все липиды гидрофобными. В воде липиды не образуют истинного раствора, но они могут образовывать эмульсию - растворы, которые плохо смешиваются.

Триглицерид является одной из наиболее распространенных липидных групп, он наиболее часто встречается в тканях организма. Это соединение, которое обычно называют жиром, образуется в результате синтеза двух типов молекул:

1. глицериновый остов в ядре триглицеридов состоит из трех атомов углерода;
2. три жирные кислоты, длинные цепи углеводородов с карбоксильной и метильной группой на противоположных концах, простираются от каждого из атомов углерода глицерина.

Цепочки жирных кислот, которые не имеют двойных углеродных связей, содержат максимальное количество атомов водорода. Поэтому они называются насыщенными жирными кислотами. Сливочное масло и сало являются такими примерами.

Жирные кислоты с одной двойной углеродной связью - мононенасыщенные жирные кислоты. Полиненасыщенные жирные кислоты содержат две или более двойных углеродных связей. Растительные масла обычно содержат как моно-, так и полиненасыщенные жирные кислоты. Триглицериды являются основным источником топлива для организма. Когда вы отдыхаете или спите, большая часть энергии, используемой для поддержания жизни, поступает из триглицеридов, хранящихся в жировых тканях. Триглицериды также способствуют длительной физической активности и дают скромный процент энергии для активной физической деятельности.

Жирные кислоты также являются компонентами гликолипидов, которые являются сахарно-жировыми соединениями, содержащимися в клеточной мембране. Липопротеины представляют собой соединения, в которых гидрофобные триглицериды “упакованы” в белковые оболочки для транспорта в жидкостях организма.

№2.1. Стероиды

Стероидное соединение (называемое стеролом) имеет в своей основе набор из четырех углеводородных колец, связанных с множеством других атомов и молекул. И растения, и животные синтезируют стеролы. Но наиболее важным для человека является холестерин, который синтезируется в печени людей и животных, а также присутствует в большинстве пищевых продуктов животного происхождения.

Холестерин является важным компонентом желчных кислот, которые помогают эмульгировать пищевые жиры. Холестерин также является строительным блоком многих гормонов. Молекулы холестерина находятся в клеточной мембране, где их гидрофобные и гидрофильные участки помогают регулировать поток веществ внутрь и наружу клетки.

№2.2 Простагландины

Одной из причин, по которым омега-3 полезны, является то, что они стимулируют выработку простагландинов, которые помогают регулировать кровяное давление и воспаление, снижают риск сердечных заболеваний. Простагландины также повышают чувствительность нервов к боли. Класс обезболивающих лекарств, называемых нестероидными противовоспалительными препаратами, работает за счет снижения воздействия простагландинов.

№3. Белки

Белки - это полимеры, состоящие из азотсодержащих мономеров, называемых аминокислотами. Аминокислота - это молекула, состоящая из аминогруппы и карбоксильной группы вместе с вариабельной боковой цепью. Уникальная связь, удерживающая аминокислоты вместе, называется пептидной связью. Нити, содержащие менее 100 аминокислот, обычно называют полипептидами, а не белками.

Организм способен синтезировать большинство аминокислот из компонентов других молекул. Однако девять из них не могут быть синтезированы и должны поступать с пищей. Это так называемые незаменимые аминокислоты. Организм может использовать белки для получения энергии, когда потребление углеводов и жиров недостаточное, а запасы гликогена и жировой ткани истощаются. Так как кроме функциональных тканей белку в организме больше негде храниться, его использование для получения энергии вызывает разрушение тканей и приводит к истощению организма.

№4. Нуклеотиды

Нуклеотид является органическим соединением, состоящим из трех субъединиц:

• одна или несколько фосфатных групп;
• пентозный сахар: дезоксирибоза или рибоза;
• азотсодержащее основание: аденин, цитозин, гуанин, тимин или урацил

Нуклеотиды могут быть собраны в нуклеиновые кислоты (ДНК или РНК) или энергетическое соединение аденозинтрифосфат.

Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) - это нуклеотид, который хранит генетическую информацию. Рибонуклеиновая кислота (РНК) представляет собой рибозосодержащий нуклеотид, который помогает проявить генетический код в виде белка:

Последовательность азотсодержащих оснований в цепи ДНК образует гены, которые действуют как молекулярный код, инструктирующий клетки при сборке аминокислот в белки. Почти 22 000 генов заключены в 46 хромосомах внутри ядра каждой клетки человека. Они несут генетический код для построения человеческого тела, делая каждого из нас уникальным.

Нуклеотид аденозинтрифосфат (АТФ) состоит из рибозного сахара, основания аденина и трех фосфатных групп. АТФ классифицируется как высокоэнергетическое соединение, потому что две ковалентные связи, связывающие три его фосфата, сохраняют значительное количество потенциальной энергии. В организме энергия, выделяемая этими высокоэнергетическими связями, помогает стимулировать деятельность организма: от сокращения мышц до переноса веществ и анаболических химических реакций.

Клетки также могут переносить фосфатную группу из АТФ в другое органическое соединение. Например, когда глюкоза впервые попадает в клетку, фосфатная группа переносится из АТФ, образуя фосфат глюкозы (C6H12O6-P) и АДФ (аденозин дифосфат). Как только глюкоза фосфорилируется таким образом, она может храниться в виде гликогена или метаболизироваться для быстрой энергии.

Общий вывод: тело человека устроено очень сложно. Если чего-то не знать или не дать своему организму в полной мере, то результаты встанут. Чтобы этого не было читайте Азбука Бодибилдинга :)

Послесловие

Построение тела – это не только “бери больше, кидай дальше”, вам также нужно разбираться, что брать и куда кидать :). Правильное питание - не только отварная куриная грудка и брокколи, это понимание того, откуда берется энергия, как она преобразуется и на что расходуется. Мышцы – это не только подтянутое отражение в зеркале, это сложные структуры со своим строением и законами функционирования. Поэтому осваивайте "на чем работает организм человека", материал поможет вам докопаться до сути.

На сим всё. До связи!

PS. как статей-ка, годится?