Обмен веществ и энергии (стр. 3 из 9)
Макромолекулы полисахаридов, состоящие из множества молекул простых углеводов, называются полисахаридами. Одним из них является целлюлоза, входящая в состав клеточных стенок зеленых растений.
Функции углеводов
Углеводы выполняют две основные функции: строительную и энергетическую. Например, целлюлоза образует стенки растительных клеток; сложный полисахарид хитин — главный структурный компонент наружного скелета членистоногих. Строительную функцию хитин
выполняет и у грибов. Углеводы играют роль основного источника энергии в клетке. В процессе окисления 1 г углеводов освобождается 17,6 кДж энергии. Крахмал у растений и гликоген у животных, откладываясь в клетках, служит энергетическим резервом.
ВОДА, Н2О, жидкость без запаха, вкуса, цвета (в толстых слоях голубоватая); плотность 1,000 г/см3 (3,98°С), tпл 0°С, tкип 100°С. Одно из самых распространенных веществ в природе (гидросфера занимает 71% поверхности Земли). Воде принадлежит важнейшая роль в геологической истории планеты. Без воды невозможно существование живых организмов (около 65% человеческого тела составляет вода).
Вода — обязательный компонент практически всех технологических процессов как промышленного, так и сельскохозяйственного производства. Вода особой чистоты необходима в производстве продуктов питания и медицине, новейших отраслях промышленности (производство полупроводников, люминофоров, ядерная техника), в химическом анализе. Стремительный рост потребления воды и возросшие требования к воде определяют важность задач водоочистки, водоподготовки, борьбы с загрязнением и истощением водоемов (см. Охрана природы).
Вода — среда жизненных процессов.
В организме взрослого человека массой 70 кг воды 50 кг, а тело новорожденного состоит на 3/4 из воды. В крови взрослого 83% воды, в мозгу, сердце, легких, почках, печени, мышцах — 70 — 80 %; в костях — 20 — 30%.
Интересно сравнить такие цифры: сердце содержит 80%, а кровь 83% воды, хотя сердечная мышца твердая, плотная, а кровь — жидкость. Объясняется это способностью некоторых тканей связывать большое количество воды.
Вода жизненно необходима. При голодании человек может потерять весь свой жир, 50% белка, но потеря тканями 10% воды смертельна.
Каждые сутки взрослому человеку требуются 2 л воды. Но для нормальной работы ему требуется впятеро больше. Где берут ткани нашего тела столько воды? Они ее создают сами. Эта внутренняя вода постоянно образуется за счет окисления питательных веществ.
Жажда
Ощущение сухости во рту воспринимается часто как чувство жажды, хотя в организме может и не быть обезвоживания. Это доказано опытами на животных, у которых под влиянием атропина полностью прекращалось выделение слюны. Животные испытывали чувство жажды, однако в их' организме воды было достаточно. Первое ощущение жажды появляется при уменьшении слюноотделения на 15%, сильное чувство жажды — при снижении количества слюны на 20% и мучительное чувство жажды — на 50%. Наблюдались случаи, когда человек, не приученный к нормальному утолению жажды, выпивал 5—6 л воды за 8 часов, в то время как другой только 0,5 л, находясь в тех же условиях.
Обильное потение с последующим обильным введением воды нарушает способность клеток тела удерживать воду. Возникает как бы замкнутый круг — чем больше человек пьет, тем больше потеет, чувство жажды ощущается острее. Нужно приучить себя к правильному потреблению воды. Если чувствуешь жажду, пить надо за полчаса до еды или спустя два часа после приема пищи.
Рекомендуется - утолять жажду, выпивая через 15—20 минут по нескольку глотков воды. Выпитая вода не сразу утоляет жажду, так как всасывается она только спустя 10—15 минут. Лучше утолять жажду минеральной или слегка подсоленной водой. Следует чаще полоскать рот слегка подкисленной ягодными и фруктовыми соками водой и сдерживать себя от частого и обильного потребления воды. Приятно освежает газированная вода.
Интересным был опыт в пустыне Каракумы. Две группы людей совершали поход. Одной группе участников похода дали леденцы, в которые входила лимонная кислота, другой их не давали. Воды получили все поровну. Первой группе хватило воды, а второй пришлось выдать дополнительный паек. Сильную жажду в первой группе люди утоляли с помощью леденцов. Их кислый вкус вызывал отделение слюны, и чувство жажды исчезало.
Ложную жажду легче утолить, просто смочив рот водой, чем выпить целый стакан воды. Особенно не следует принимать много жидкости за обедом, поскольку избыток воды осложняет работу сердца, разжижает желудочный сок.
Опыты над животными показали, что введение большого количества воды за короткое время вызывает свое-
образное «водное отравление». Если собаке в течение часа вводить 100 г воды на 1 кг массы, то она может погибнуть. Признаки водного отравления имели место у рабочих горячих цехов — потеря чувствительности, рвота, судороги, понос.
Соблюдение водного режима — одно из важных условий здоровья.
СОЛИ, продукты замещения атомов водорода кислоты на металл или групп ОН основания на кислотный остаток. При полном замещении образуются средние, или нормальные, соли (NaCl, K2SO4 и др.), при неполном замещении атомов Н — кислые (напр., NaHCO3), неполном замещении групп ОН — основные [напр., (C17H35COO)Al(OH)2].
Различают также двойные соли (напр., KCl.MgCl2) и комплексные. В обычных условиях соли — кристаллы с ионной структурой. Многие соли растворимы в полярных растворителях, особенно в воде; в растворах диссоциируют на катионы и анионы.
Многие минералы — соли, образующие залежи (напр., NaCl, KCl).
Соли в организме
В теле человека до 3 кг минеральных солей, из которых 5/6 находится в костях. В общем солевом обмене значительный удельный вес занимает поваренная соль. В организме взрослого человека ее около 300 г.
Соль известна человеку с незапамятных времен. Древний философ Диоген писал, что лучшая пища человеку не нравится без соли.
Поваренная соль — необходимая составная часть пищи. Ее среднесуточная норма для взрослого — 15 г. При питании растительной пищей в условиях жаркого климата или в жаркие летние дни — до 20—25 г. За год человек потребляет 5,5 кг соли.
Хронический недостаток соли в организме может привести к головокружениям, обморокам, нарушениям сердечной деятельности, резкому сокращению выделения пищеварительных соков, снижению аппетита, уменьшению количества воды в крови и органах. Ежедневная добавка 3—4 г соли в пищу снимает эти болезненные явления.
Грудной ребенок нормально развивается без добавки соли в пищу. Он получает ее с молоком матери, в литре которого содержится до 0*1 г поваренной соли.
В некоторых странах Африки отдельные народности не знают поваренной соли. Они довольствуются той солью, которая входит в состав пищи. Солить пищу — непозволительная роскошь для многих африканцев. Выражение «он солит пищу» означает в народе «он богат».
Чрезмерное потребление соли вредно для здоровья — нарушается деятельность сердца, почек, возникают отеки ног, развивается общая слабость, повышается кровяное давление. Особенно вреден избыток соли при гипертонии. Это подтверждается экспериментами и медицинской статистикой. Оказывается, японцы большевсего потребляют соли и они же имеют самый высокий уровень кровяного давления.
При болезни почек, повышенном кровяном давлении общее суточное потребление соли с пищей не должно превышать 7 — 8 г.
Огромна роль и других солей. Соли калия, так же как и соли натрия, влияют на содержание воды в тканях. Они поддерживают слабощелочную среду крови. Калий необходим для нормальной возбудимости нервной и мышечной тканей.
Соли кальция — главная составная часть скелета. Они влияют на рост клеток, на процессы свертывания крови, активизируют фагоцитоз. При недостатке солей кальция у детей развивается рахит. Главный источник щелочных солей — фрукты и овощи. Особенно полезны фруктовые соки.
Железо входит в состав гемоглобина, многих ферментов, содержится в ядре клеток. Окислительные и обменные процессы происходят при участии железа. При расходовании железосодержащих веществ освобождается такое количество железа, какое вводится в организм с пищей.
В состав скелета входит значительное количество фосфорнокислого кальция, который придает костям прочность. В среднем в костях 600 г фосфора.
Соединения меди влияют на процессы кровообразования.
Нормальный солевой обмен обеспечивается не только достаточным количеством солей, но и нормальным их соотношением. Организм очень чувствителен к изменению соотношения концентрации солей в крови и тканях. Возрастание концентрации солей создает неблагоприятные условия для жизни клеток. Нервные окончания воспринимают эти изменения в крови и тканевой жидкости через головной мозг. Появляется чувство жажды. Потребление воды снижает избыток солей до нормы. Излишки воды и солей выводятся с потом и мочой.
Минеральные соли
Подавляющая часть неорганических веществ клетки находится в виде солей — либо диссоциированных на ионы, либо в твердом состоянии. Среди первых большое значение имеют катионы К+, Na+, Ca+, которые обеспечивают такое важнейшее свойство живых организмов, как раздражимость. В тканях многоклеточных животных кальций входит в состав межклеточного «цемента>, обусловливающего сцепление клеток между собой и упорядоченное их расположение в тканях. Следует обратить внимание на то, что содержание катионов в клетке и в окружающей клетку среде — регулируемый процесс. Например, в цитоплазме клеток довольно много калия и очень мало натрия. Во внеклеточной среде (в плазме крови, в" межклеточной жидкости, в морской воде) много натрия и мало калия.
От концентрации солей зависят буферные свойства клетки. Буферностью называется способность клетки поддерживать слабощелочную реакцию своего содержимого на постоянном уровне. Внутри клетки буферность обеспечивается главным образом анионами НгРОГи НРО?-. Во внеклеточной жидкости и в крови роль буфера играют НгСОз и НСОзТ Анионы слабых кислот и слабые щелочи связывают ионы водорода и гидроксилионы (ОН"), благодаря чему реакция внутри клетки практически не меняется.