Освобождаване на енергия от мазнини и протеини в учебното помагало за студентски речник по биология
В допълнение към въглехидратите, протеините и мазнините също служат за осигуряване на енергия за метаболизма на живите същества. Мазнините са преди всичко важни източници на енергия в храната. Те осигуряват повече от два пъти повече енергия от протеините и въглехидратите на единица маса. Протеините осигуряват на организма аминокиселини, които се използват за собствения протеинов синтез на организма. Излишните аминокиселини се разграждат с освобождаването на енергия (до глюкоза).
Хората печелят енергия за метаболизма си от храната, която ядат. Екзогенните хранителни вещества се разграждат и превръщат в собствени вещества на организма, използвайки енергията, която съдържат (хетеротрофна асимилация). Екзогенните вещества, които се усвояват, са въглехидрати, мазнини и протеини. След поглъщане те първо се усвояват в тялото, при което високомолекулните, неразтворими във вода хранителни компоненти се разграждат до нискомолекулни, водоразтворими компоненти, така че да могат да бъдат усвоени от тялото. Тук ензимите играят важна роля. В клетките собствените вещества на организма се синтезират от градивните елементи с ниско молекулно тегло, които се транспортират чрез кръвта и лимфата.
Въглехидратите, мазнините и в по-малка степен протеините служат за освобождаване на енергия.
Мазнините са силно концентрирани запаси от метаболитна енергия. Когато са напълно окислени, мастните киселини осигуряват около 38 kJ/g въглехидрати и протеини около 17 kJ/g. Тази голяма разлика в енергийния добив се дължи на факта, че мазнините могат да се съхраняват безводно, но въглехидратите и протеините са в хидратирана форма. Следователно мазнините са идеални материали за съхранение, тъй като са осмотично неефективни, могат да се депонират в безводна форма и присъстват в намалена форма.
Пример:
Човек с тегло 70 кг има запаси от гориво от 40 000 kJ под формата на мазнини, 100 000 kJ под формата на протеини (главно в мускулите), 2500 kJ като гликоген и 160 kJ като глюкоза.
Делът на мазнините съставлява около 11 кг от телесното му тегло. Ако съдържащата се в нея енергия се съхраняваше изключително като гликоген, теглото на човека би било с 55 кг по-високо (гликогенът все още свързва 2 грама вода на грам).
Разцепване на мазнини (липолиза)
Мазнините са отлични енергийни запаси. Ако не се използват веднага след поглъщане, те се съхраняват в така наречените мастни натрупвания. Ако не консумирате въглехидрати дълго време, можете да се върнете към тези резервни мазнини. След това от тях се получава необходимата енергия.
Мазнините, погълнати с храната, са най-важният енергиен резервоар за хората, или се съхраняват в безводно състояние, или се разграждат до ацетил-коензим А чрез β-окисление след разделяне на глицерол и мастни киселини. Мазнините идват като животински и растителни (масла) мазнини. Чрез катализиране на храносмилателните ензими (липази) те се разграждат в тънките черва до глицерин и свободните мастни киселини. Енергията, отделена по време на този процес, се използва например като източник на топлина за зимуващи животни до шест месеца.
Метаболизмът на мазнините е тясно свързан с метаболизма на въглехидратите. Глицеринът, образуван от разцепването на мастни киселини, може да бъде въведен в гликолизата след фосфорилиране. Ацетил-коензимът A, образуван чрез β-окисление, също се разгражда в цикъла на лимонената киселина.
Разграждане на протеини (протеолиза)
Протеините се разграждат или в стомашно-чревния тракт, или вътреклетъчно чрез хидролиза. След абсорбцията през чревната стена аминокиселините се разпределят чрез кръвта до клетките на целия организъм. Тъй като аминокиселините не могат да се съхраняват, те веднага се използват за производство на нови протеини или се отстраняват от тялото. Вашият азот се превръща в урея и се екскретира с урината. В допълнение към синтеза на въглехидрати или липиди, въглеродните рамки се използват за образуване на АТФ (освобождаване на енергия).
Възрастен човек разгражда около 300-400 g протеин на ден. Около 90% от протеините, погълнати с храната, се разграждат с помощта на специални ензими (протеази) на пептидни фрагменти и свободни аминокиселини, които се използват като градивни елементи за собствените протеини на организма след усвояването. Взаимодействието на няколко ензима с различни специфики е необходимо за пълното разграждане.