,,Раната прави борбата!‘‘

Енергийното стопанство на Организма

 С храната в организма се внасят необходимите му вещества за изграждане на неговите структури. Внася се и енергията, която е нужна за неговата жизнена дейност. Тази част от химическата енергия на веществата, която може да се използва от организма с включването й в неговите биохимични реакции, представлява свободната или усвоимата енергия на храната. А количеството енергия, която е необходима на организма през отделните моменти, бива различно в зависимост от активността на неговите системи: вътрешни органи, мускулатура, умствена и сензорна дейност, синтезиране на веществата при процесите на растежа, поддържане на телесната температура. За освобождаване на тази енергия носещите я хранителни вещества преминават през междинни процеси и съединения в организма и накрая биват окислявани от постъпилия въглероден двуокис и вода с освобождаване на топлина. Тези процеси представляват енергийния обмен на организма. От тях се определят и неговите енергийни потребности.

Преобразуването на всички видове енергия в организма в топлина позволява както тази освободена енергия, така и енергията на носещите я хранителни вещества (белтъци, мазнини и въглехидрати) да се измерва в топлинни единици. Такава единица за топлинна енергия е калорията. Производната една килокалория (ккал) е равна на 1000 калории.

Дори при пълен покой на тялото дадено количество енергия се разходва при сърдечните контракции, дихателните движения, дейността на нервната система, поддържането на телесната температура и някои други функции. Този минимум от изразходвана енергия се означава като основния обмен. Неговата величина е сравнително постоянна за отделния индивид, като зависи от възрастта, пола, телесната му маса, а на практика и от телесното му тегло. Определянето на основния обмен се извършва при пълен покой на тялото, при опразнена храносмилателна система (12-14 часа след последния прием на хранителни вещества), при нормална стайна температура (22-24 градуса по Целзий). При такива определения е установено, че за 1 кг телесно тегло или при 80 кг телесно тегло за 24 часа този обмен е 1800 ккал. В юношеската възраст и особено при малките деца, той е по-висок от средния, а в старческа възраст все повече намалява.

Към тези средно 1800 ккал при възрастния човек се прибавят разходите енергия при различни по вид натоварвания : битови, спортни активности, изпълнявани през денонощието. Тези разходи са от различна величина.

С 1 г белтъци, както и с 1 г въглехидрати се внасят 4,1 ккал енергия, а с 1г мазнини – 9,3 ккал. Но организмът рядко прибягва до използване на енегията на белтъците. Мазнините се използват по-малко в структурата на клетките, а предимно като източник на енергия. При излишен внос на енергия част от мазнините се отлагат в резервни мастни депа. При настъпило гладуване част от тези мастни депа се мобилизират за покриване на енергийните нужди. Излишните въглехидрати също могат да се превърнат в мазнини и да се отложат в тези депа (резерви). Когато излишъкът от енергия стане твърде голям и депата станат твърде големи, се развива затлъстяване. В по-редки случаи затлъстяването се дължи на други изменения в организма.

Основният ,, горивен материал‘‘ в организма са въглехидратите и преди всичко един от тях, монозахаридът глюкоза (гроздена захар). В кръвта се поддържа постоянно ниво на глюкозата. Тя постъпва в кръвта от храносмилателната система, където става разграждането до глюкоза на скорбялата и други въглехидрати. При постъпването на излишно количество глюкоза в кръвта, част от нея се отлага в черния дроб и мускулите като гликоген. Ако излишъкът от глюкоза е още по-значителен, другата част от нея се отлага в мастните резерви. При недостиг или ненавременно постъпване от червата и спад в нивото й в кръвта, част от гликогенът в черния дроб се разгражда до глюкоза и постъпва в кръвта.

БЕЛТЪЦИ (ПРОТЕИНИ)

Белтъците (познати още като белтъчини и протеини) са основната съставна част на всички структури на организма, на всички негови клетки и тъкани. Те представляват около 84 % от сухото вещество на мускулите и около 90% от това на кръвта. Дори в костната система, в която преобладават минералите (солите на калция и фосфора), белтъците са около 32% от сухото вещество. Ензимите, които играят важна роля като катализатори на всички жизнени процеси, също са белтъци.

Докато молекулите на въглехидратите и мазнините са съставени само от водород, кислород и въглерод, молекулите на белтъците съдържат и азот, и в някои случаи сяра. В тях азотът е 15-19% (средно 17%) от общата им маса. В основата си белтъчните молекули са изградени от аминокиселини (алфа-аминокиселини), в които именно участват атомите на азота. Тези аминокиселини свързани помежду си във вериги (пептидни вериги). Броят на аминокиселините е твърде различен в различните белтъчни молекули и затова молекулното им тегло варира от около 800 до над един милион. Белтъците, в чиито молекули участват само аминокиселини, са прости белтъци (протеини). А съществуват и сложни белтъци (протеиди), в молекулата на които са вградени и небелтъчни групи. Такива сложни белтъци са нуклепротеидите ( с небелтъчни групи нуклеинови киселини), фосфопротеидите (с фосфорна киселина в тях), гликопретеидите (с въглехидрати в молекулата им) и др.

В природата се намират повече от 80 различни аминокиселини, но само 20 от тях се използват в организма за изграждане на неговите белтъчни структури. От съществено значение е кои от тези 20 аминокиселини участват в белтъка (или в белтъците) на даден хранителен продукт. Защото 8 от тези 20 аминокиселини са такива, които човешкият организъм не може да си ги произведе сам чрез преработка на други аминокиселини, той трябва да ги получава в готов вид с храната или хранителните добавки (бцаа). Това са т.нар. незаменими аминокиселини (есенциални аминокиселини). Те са аминокиселините валин, левцин, изолевцин, треонин, метионин, трипотофан и лизин.Останалите аминокиселини също трябва да постъпват с храната, обаче организмът на човека е в състояните да ги превръща една в друга и да преобразува в тях някои от незаменимите аминокиселини. Това са заменимите (неесенциалните) аминокиселини аланин, аспарагин, глицин, глутамин, пролин, тирозин, серин, аргинин и хистадин.

Голямото разнообразие на хранителните белтъци се дължи на съчетаването на тези 20 аминокиселини в различни комбинации в тях по количество и по последователност на свързването. Всеки белтък в природата има свой специфичен аминокиселинен състав.

Белтъците, които постъпват в човешкия организъм в състава на хранителните продукти, се подлагат на разграждане от храносмилателните сокове в стомаха, а после и в червата, при което разграждане преминават последователно през стадиите на полипептиди, албумози и пептони до свободни аминокиселини. Освободените аминокиселини се резорбират през стената на тънките черва и попадат в кръвта, от която се разнасят до различните тъкани и органи, но първо до черния дроб, в който става основно тяхната ресинтеза до нужните на организма различни негови белтъци.  При младите организми, които са още в стадий на развитие, основната част от тези нови белтъци се използва за изграждане на неговите нови клетки и тъкани, а при завършено вече развитие при възрастните организми – само за постоянното обновяване на нови белтъци на вече изградените структури. Част от освободените при това обновление белтъци отиват в други органи, а друга част биват подложени на изгаряне до вода и въгледвуокис, а азотът до урея с освобождаване на енергия. Организмът не си създава резервни депа за белтъци, каквито депа си изгражда за резервни мазнини, а в по-малка част за въглехидрати. Затова е нужен постоянен прием на хранителни белтъци.

При изгаряне на 1 г белтъци в организма се освобождават 4,1 ккал, толкова, колкото и при изгаряне на 1 г въглехидрати. Обаче изгарянето на белтъците за производство на енергия е биохимично необосновано, защото става при допълнително напрежение на обменните процеси. Белтъците са необходими на организма не като източник на енергия, а като градивен материал за неговите клетъчни структури, междуклетъчни вещества, ензими и тн.т.

За изграждане на своите собствени белтъци човешкият организъм трябва да получава белтъци с благоприятно съотношение на аминокиселините в тях. Ако една от незаменимите аминокиселини липсва съвсем в постъпващия белтък, ясно че организмът няма да може да си изгради свои белтъци, тъй като тази есенциална аминокиселина не може да бъде синтезирана от никоя друга аминокиселина. Ако пък такава есенциална киселина участва е постъпващият белтък , но е в ограничено количество , то и белтъкът, който се изгражда с нея, ще бъде в ограничено количество. Удачно е спортуващия индивид да приема бцаа, като хранителна добавка на капсули или прах, след приключване на тренировка и преди лягане, заедно с глутамин.

Биологчна стойност на различни храни в ежедневието ни.

Най-висока биологична стойност има белтъкът на яйцето (като под белтък на яйцето се разбира и протеинът в неговата жълтъчна част). Тази биологична стойност е 94. Това ще рече, че 94% от приетия с храната яйчен белтък се усвоява, т.е. се използва от организма за изграждане на нови негови тъкани или за подмяната на съществуващия белтък в тъканите му и едва 6% – за производство на енергия. Висока биологична стойност има и белтъка на млякото – 85% ( в случая казеинът, лактоалбуминът и лактоглобоминът се оценяват като общ белтъчен комплекс на млякото). Казеинът е т.нар. вечерен протеин , като говорим за него като за хранителна добавка на прах, той се съдържа в най-големи количества в изварата, нарича се вечерен протеин защото, е изгодно да се приема вечер непосредствено преди лягане, защото има бавна усвояемост, бавно разграждане. Ако не разполагате с хранителната добавка казеин на прах , то може да си го набавите с изварата (добре е да бъде обезмаслена). Приблизително еднаква биологична стойност имат белтъците на месото(74%), рибата(76%), соята(73%) и картофите(73%). Белтъците на зърнените храни, фасула и зелето имат доста по-ниска биологична стойност биологична стойност (фасул-58% и зеле-40%). Ниската биологична стойност на пшеницата(64%) се обуславя от недостатъчното съдържание на аминокиселината лизин. А при фасула лимитиращата аминокиселина е метионинът. В известен излишък в пшеницата е метионинът, а при фасула пък в излишък е лизинът. Затова , когато на трапезата присъства фасул, леща и хляб, нещата се компенсират взаимно и се получава изгодна за организма хранителна комбинация, която е помогнала на нашите предци да оцелеят в гладните периоди в историята ни. При един занимаващ се активно със спорт човек, белтъчните трябва да са не по-малко от 1,5 г за кг телесно тегло на индивида, но това е абсолютния минимум за трениращ.

МАЗНИНИ (ЛИПИДИ)

С термина ,,мазнини‘‘ или ,,липиди‘‘,  както е другото им наименование, се означават не еднородни съединения, а няколко групи химически вещества. Най-голямата от тязи групи, която дава характеристиката на мазнините, е групата на триглицеридите или на неутралните мазнини. Това са мазнините в тесния смисъл на това понятие. Представляват съединения (естери) на тривалентния алкохол глицерол с три молекули на мастни киселини. Оттук и названието им триглицериди. В природата съществуват няколко десетки мастни киселини с различна дължина и структура на въглеродните им вериги и с различна степен на наситеност с водородни атоми. От комбинацията на тези мастни киселини в триглицеридите произлизат и различията във физическите, химическите и биологичните свойства на отделните мазнини.По степен на наситеност на въглеродните им вериги с водородни атоми мастните киселини се делят на наситени и ненаситени. Ненаситените съдържат двойни връзки. Това са местата, където към водородната верига могат да се присъединят още водородни атоми и киселината от ненаситена да се преобразува в наситена. Двойните връзки биват една или повече и в зависимост от това има моно- и полинаситени мастни киселини.

 Човешкият организъм може да синтезира наситени и мононаситени мастни киселини от въглехидрати, алкохоли и други съединения, но не може да синтезира необходимите за правилното му функциониране полинаситени киселини. За него те са есенциални киселини, тях той трябва да получава с храната. В нея, предимно в растителните масла, се съдържат линолова и линоленолова ( с две и три двойни връзки), а в някои мазнини (предимно млечните и в рибеното масло) и арахидонова киселина (с четири двойни връзки). Организмът включва полинаситените мастни киселини в своите клетъчни структури и в състава на някои хормони директно или като ги комбинира в мастни киселини с повече двойни връзки.

От групата на липидите са стеролите. Най-разпространеният представител е животинските тъкани и в хранителните продукти от животиснки произход е холестеролът. Той е станал популярен заради връзката му с атеросклерозата. Това е веществото, което при развитието на атеросклероза се установява отложено в стените на  кръвоносните съдове, като стеснява техния вътрешен диаметър и изменя проводимостта и еластичността им. Установява се втъзка, между повишеното съдържание на холестерола в кръвта и неговото отлагане в стените на съдовете. Това заболяване е често  срещано в страни с висока консумация на храни богати на холестерол – мозък, яйца, масло, хайвер и др. Обаче холестеролът е вещество, което нормално присъства във всички тъкани на организма и е от изключително взжно значение за правилното протичане на процесите в тях. Твърде висока е неговата нормална концентрация в мозъка и кръвта. Той е изходен материал за синтезата на редица хормони, на витамин Д  и други биологично активни вещества. Организмът не разчита само на вноса му с храната (екзогенен холестерол), а и сам си го синтезира (ендогенен холестерол).

Макар че в организма и въглехидратите са източник на енергия, те не могат да заменят напълно мазнините и в това отношение. Триглицеридите имат в молекулата си много повече кислород отколкото въглехидратите и белтъците и затова освобождават много повече енергия. При окисление на 1 грам въглехидрати или белтъци се освобождават 4,1 ккал , а при окисляване на мазнините , на 1 грам от тях се освобождават 9,3 ккал, т.е. 2 пъти повече.

ВЪГЛЕХИДРАТИ

Въглехидратите са широко разпространени в природата и се срещат главно в растенията. Те са главния източник на енергия за организма на човека при неговия физически и умствен труд. По съдържание на енергия са равностойни на белтъците – един грам въглехидрати също като един грам белтъци внася в организма 4,1 ккал енергия. Обаче докато до енергията на белтъците организмът прибягва само в краен случай, то енергията освободена при окислението на въглехидратите е основен източник на гориво. Организмът приема енергията освободена от въглехидратите, тя е очаквана от него и я включва в своите различни биологични процеси. Затова например спортистите преди старт, а понякога и по време на състезанието поднасят на своите мускули нужната им енергия под формата на захар или глюкоза. Това са въглехидрати, които бързо постъпват в кръвта и се трансформират в енергия.

Обаче не всички въглехидрати постъпват в кръвта така бързо, както захарта и глюкозата. Това зависи от структурата и състава им. По структура и състав те се делят на монозахариди, дизахариди, олигазахариди и полизахариди. Названията на тези групи са образувани с чатиците, означаващи: моно-един, ди-два, алиго-малко, поли-много.

Най-разпространените монозахариди в природата са глюкозата и фруктозата. Глюкозата се нарича още гроздена захар, заюото се съдържа в гроздето (но и в други плодове), а наименованието ,,глюкоза‘‘ произлиза от гръцката дума ,,глицис‘‘ – сладък. Фруктозата или плодовата захар се съдържа в плодовете, откъдето идва и названието й. Пчелният мед съдържа главно глюкоза и фруктоза по равни количества. При постъпването им с храната в стомаха и после в червата, монозахаридите не се подлагат на по-нататъшно разграждане, преминават непроменени в кръвта, а с нея в черния дроб и другите органи и тъкани.

Дизахаридите са въглехидрати, молекулата на които се състои от две молекули на монозахариди. Най-разпространеният дизахарид е обикновената захар с научно название захароза. Молекулата и е съставена от молекула глюкоза и молекула фруктоза, на които се разгражда в храносмилателната система на човека. Лактозата, която се съдържа само в млякото, а оттам и в някои млечни продукти, е също дизахарид. Съставена е от монозахаридите глюкоза и фруктоза.

Молекулите на полизахаридите са съставени от стотици и дори хиляди монозахариди. Полизахарид е скорбялата, която е основна хранителна съставка в зърната на житните растения, бобовите храни, картофите и други растителни продукти. В храносмилателната система скорбялата се разгражда постепенно до свободни молекули глюкоза, които постъпват в кръвта като такива.

Друг полизахарид е целулозата. Тя е строителен материал на растенията, основната съставна част на техните клетки. Дървесината съдържа около 50% целулоза, а памукът до 90%. Храносмилателните жлези на човека не секретират ензими, способни да разграждат целулозата. В твърде ограничена степен това правят някои микроорганизми, които населяват дебелите черва на човека.

В черния дроб и в мускулите на човека и в по-малки количества в някои други наши органи се съдържа полизахаридът гликоген. Това е формата, под която организмът си складира запаси от въглехидрати. Тези запаси обаче не са големи и бързо могат да бъдат изчерпани. При постъпване пък на по-големи количества въглехидрати с храната организмът ги превръща в мазнини и като такива ги отлага в подкожието и в други мастни депа.

Глюкозата и фруктозата, които приемаме с меда, постъпват в кръвта много бързо, защото са монозахариди. Разцепването на дизахаридите на две монозахаридни молекули в червата става трърде бързо и практически дизахаридите постъпват в кръвта почти толкова бързо, колкото и чистата глюкоза. Не така стои обаче работата с полизахаридите (дкорбялата). Въпреки че ензимите на слюнката започват да въздействат върху скорбялата още в устата, нейното пълно разграждане до свободни молекули глюкоза става едва в червата доста по-бавно от глюкозата, фруктозата и захарозата. Но това, че скорбялата се усвоява по-бавно е много изгодно за организма. Ако всички въглехидрати се усвояваха бързо от храносмилателната система, в организма би се получило следното. Веднага след нахранването цялото количество, въглехидрати ще постъпи бързо в кръвта и тя ще се претовари с глюкоза, т.е. ще се развие хипергликемия. На черния дроб ще му се наложи да се справя много бързо с това състояние, като превърне голяма част от глюкозата в гликоген и го отложи в тъканите. Ще се претоварят и други органи, например бъбреците и в орината ще се появи глюкоза. След известно време притокът на глюкоза от червата ще се прекрати, тогава пък ще се развие хипогликемия (глад на кръвта за глюкоза). Сега черният дроб трябва да разгражда обратно синтезирания гликоген. Нека разгледаме метаболизмът на един човек, като го сравним с пламтящ огън. Ако хвърляме на огъня само вестници (прости въглехидрати) те ще горят бързо и няма да се плучи жар, но ако му хвърляме големи дърва, той ще гори бавно, докато не се полочи жар. Това е общо казано, ние спортистите се нуждаем от сложни, бавноусвояеми въглехидрати, освобождаващи енергия постепенно, нуждаем се и от прости въглехидрати, но бавните въхлехидрати са нашите дърва и ако искаме огънят да продължи да гори, ние се нуждаем от тях.