18. Обмін речовин і енергії. Харчові й енергетичні потреби людини - відповіді

• Назад до змісту

🔍🧪 БІОЛОГІЧНИЙ ДЕТЕКТИВ

М’язи, сухожилля, зв’язки значною мірою побудовані з білків і постійно потребують їх для функціонування й оновлення. Кісткам необхідні солі Кальцію і Фосфору, білки й ліпіди. Як людина отримує ці речовини? У якому вигляді вони надходять, наприклад, у кисть руки? Простеж і опиши цей шлях.

Людина отримує всі необхідні речовини, такі як білки, жири (ліпіди) та мінеральні солі Кальцію і Фосфору, разом з їжею .

Шлях цих речовин до кисті руки такий:

1. Надходження і травлення. Спочатку їжа, що містить білки, жири та мінерали, потрапляє до травної системи. Там великі молекули речовин розкладаються на менші складові: білки розщеплюються до амінокислот, а жири — до гліцеролу та жирних кислот.
2. Всмоктування у кров. Ці малі молекули (амінокислоти, гліцерол, жирні кислоти) разом із мінеральними солями всмоктуються у кров.
3. Транспортування. Кров розносить ці речовини по всьому організму, доставляючи їх до кожної клітини, зокрема і до клітин кисті руки.
4. Використання клітинами. У клітинах кисті руки з отриманих «цеглинок» утворюються власні складні речовини. Наприклад, у м’язах і сухожиллях з амінокислот синтезуються білки, необхідні для їхньої роботи та оновлення. Клітини кісток використовують білки, ліпіди та солі Кальцію і Фосфору для свого росту та зміцнення.

🧠 ТРЕНУЙСЯ ДУМАТИ

1. Кажуть, що під час інтенсивного фізичного навантаження людина спалює жири. Що в цьому твердженні раціонально, а що ні?

Це твердження є раціональним. Жири, поряд з вуглеводами, є основним джерелом енергії для організму. Під час фізичного навантаження прискорюються процеси катаболізму — розщеплення речовин для отримання енергії. Отже, організм дійсно розщеплює жири, щоб отримати енергію для роботи м’язів. Слово «спалює» — це побутова назва цього процесу.

2. У клітинах організму людини у сукупності міститься приблизно 250 г АТФ. Водночас щодоби тіло людини використовує щонайменше 45 кг АТФ (у стані спокою), а під час розумового чи фізичного навантаження значно більше. Поміркуй, як це можливо і навіщо людині стільки АТФ.

Це можливо завдяки тому, що молекули АТФ постійно оновлюються. АТФ працює як «молекула-акумулятор»: вона віддає енергію, перетворюючись на АДФ, а потім знову «заряджається» в мітохондріях, використовуючи енергію від розщеплення їжі, і знову стає АТФ. Цей цикл відбувається безперервно і дуже швидко, тому невелика кількість АТФ (250 г) може забезпечити величезні енергетичні потреби організму (45 кг на добу).

Людині потрібно стільки АТФ, бо це універсальне джерело енергії для всіх життєво важливих процесів: скорочення м’язів, передачі нервових імпульсів та синтезу нових речовин в організмі.

❓ ЗАПИТАННЯ І ЗАВДАННЯ

1. Які функції в організмі виконують білки, жири і вуглеводи? Наведи приклади речовин цих груп.

• Білки є будівельним матеріалом для організму, а також джерелом енергії. Приклади білків: гемоглобін, що транспортує кисень, актин і міозин, які забезпечують скорочення м’язів, та колаген, що є основою сполучної тканини.
• Жири є джерелом та резервом енергії, вони зберігають тепло та захищають внутрішні органи. Жирні кислоти, що є складовими жирів, входять до складу клітинних мембран.
• Вуглеводи є основним джерелом енергії. Приклади вуглеводів: глюкоза, сахароза, крохмаль. В організмі людини резервним вуглеводом є глікоген.

2. Яких речовин — білків, жирів чи вуглеводів — підлітки 14-17 років мають споживати найбільше? Скористайся таблицею на с. 84. Як змінюються харчові та енергетичні потреби від 11 до 17 років?

Підлітки 14–17 років мають споживати найбільше вуглеводів. Згідно з таблицею, добова потреба у вуглеводах для хлопців становить 375 г, а для дівчат — 334 г, що значно перевищує потреби в білках і жирах.

Харчові та енергетичні потреби з віком від 11 до 17 років зростають. У хлопців потреба в енергії збільшується з 2400 до 2700 ккал, а у дівчат — з 2300 до 2400 ккал. Відповідно зростає і добова потреба у білках, жирах та вуглеводах.

3. Відшукай на етикетках різних напоїв їх енергетичну цінність (у ккал). Склади перелік напоїв у напрямі збільшення їх енергетичної цінності. Поміркуй, яких напоїв варто уникати і чому.

Ось приклад переліку напоїв за збільшенням їхньої енергетичної цінності:

1. Вода (0 ккал)
2. Чай без цукру (~2 ккал)
3. Солодкі газовані напої (~40-50 ккал на 100 мл)
4. Фруктові соки (~45-60 ккал на 100 мл)
5. Молоко (~50-60 ккал на 100 мл)

Варто уникати солодких газованих напоїв та пакетованих соків через високий вміст цукру, що надає їм високу калорійність, але малу поживну цінність. Надмірне споживання таких напоїв може призвести до набору зайвої ваги та інших проблем зі здоров’ям.

4. Робота з медіаресурсами. Опрацюй інформацію в додатку (завдання 18.1).

Група 1. Зміна енергетичних потреб з віком

Енергетичні потреби у дітей та підлітків постійно зростають до 18 років, що пов’язано з інтенсивним ростом та розвитком організму. Згідно з даними, потреби змінюються таким чином:

• 1-3 роки: 1385 ккал на добу.
• 7-10 років: 2100 ккал на добу.
• 11-13 років: потреби зростають до 2400 ккал для хлопців та 2300 ккал для дівчат.
• 14-17 років: досягають піку в цьому віковому періоді — 2700 ккал для юнаків та 2400 ккал для дівчат.

Енергетичні потреби у дорослому віці:

У дорослому віці енергетичні потреби, навпаки, поступово знижуються. Це стосується навіть основного обміну — енергії, яку організм витрачає у стані спокою. Наприклад, добові енерговитрати для чоловіка вагою 70 кг без фізичного навантаження становлять:

• 18-29 років: 1750 ккал.
• 30-39 років: 1650 ккал.
• 40-59 років: 1550 ккал.
• 60-74 роки: 1430 ккал.

Аналогічна тенденція спостерігається і у жінок.

Періоди зростання та зниження потреб:

• Період зростання: від народження до 17 років енергетичні потреби збільшуються.
• Період зниження: у дорослому віці (після 18-29 років) потреби в енергії поступово зменшуються кожне десятиліття.

Група 2. Зв’язок харчових потреб з професією та способом життя

Потреби в енергії та поживних речовинах безпосередньо залежать від рівня фізичної активності, яка часто пов’язана з професією та способом життя. Для цього людей поділяють на групи з різним коефіцієнтом фізичної активності (КФА).

Вплив фізичної активності

Чим вища фізична активність, тим більша потреба в енергії, білках, жирах і вуглеводах. Наприклад, для чоловіків віком 18-29 років потреби суттєво відрізняються:

Схожа залежність спостерігається і для жінок. У жінок віком 18-29 років, зайнятих легкою працею (наприклад, швачки, медсестри), добова потреба в енергії становить 2200 ккал. А у жінок того ж віку, які займаються важкою фізичною працею (наприклад, будівельниці), ця потреба зростає до 3050 ккал.

Таким чином, спосіб життя та професія є ключовими факторами, що визначають добовий раціон людини. Люди з високим рівнем фізичної активності потребують значно більше енергії та поживних речовин для підтримки функцій організму та виконання роботи.

5. Доведи, що процеси анаболізму і катаболізму взаємопов’язані.

Процеси анаболізму і катаболізму тісно пов’язані між собою. Під час катаболізму (розщеплення) складні речовини розпадаються на простіші, і при цьому вивільняється енергія. Ця енергія накопичується у вигляді молекул АТФ. Потім ця енергія АТФ використовується в процесах анаболізму (синтезу) для утворення нових, складних речовин, необхідних організму.

6. Визнач, яка з реакцій є процесом катаболізму, а яка — анаболізму.

• А. У шлунку з білків утворюються амінокислоти. — Це процес катаболізму, оскільки великі молекули білків розщеплюються на менші складові — амінокислоти.
• Б. У печінці з глюкози утворюється глікоген. — Це процес анаболізму, оскільки з простих молекул глюкози синтезується складна молекула глікогену.

🧩 СКЛАДАЮ РЕФЛЕКСИВНУ МОЗАЇКУ

Звісно, ось відповіді на рефлексивну мозаїку на основі опрацьованого матеріалу.

1. Назви три факти, які ти дізнався/дізналася після опанування параграфа.

• Організм людини щодоби використовує величезну кількість АТФ (щонайменше 45 кг), маючи в запасі лише близько 250 г. Це стає можливим завдяки безперервному циклу відновлення цієї молекули.
• Енергетична цінність білків і вуглеводів однакова і становить 4 ккал на 1 грам, тоді як жири є значно енергоємнішими — 9 ккал на 1 грам.
• Харчові та енергетичні потреби підлітків помітно зростають у віці від 11 до 17 років, причому потреби хлопців в енергії, білках та вуглеводах стають вищими, ніж у дівчат.

2. Закінчи одне з речень.

Мене здивувало, наскільки ефективно організм керує своїми енергетичними ресурсами. Той факт, що всього 250 грамів АТФ забезпечують добову потребу в 45 кілограмах енергії через постійне “перезаряджання” молекул, демонструє неймовірну динамічність та ощадливість біохімічних процесів у наших клітинах.

3. З якими перешкодами ти зіткнувся/зіткнулася під час опанування параграфа? Як ти подолав/подолала труднощі?

Спочатку було складно чітко розмежувати процеси анаболізму та катаболізму. Проте труднощі вдалося подолати завдяки наочній схемі (Мал. 18.2) та конкретним прикладам, наведеним у тексті. Пояснення, що травлення — це катаболізм (розщеплення), а синтез глікогену з глюкози — анаболізм (створення), допомогло зрозуміти їхню суть і взаємозв’язок.

4. Де і як ти зможеш використати знання і набутий досвід?

Ці знання мають практичне застосування в повсякденному житті:

• Планування харчування: Інформацію про харчові потреби та калорійність білків, жирів і вуглеводів можна використовувати для складання збалансованого раціону, особливо під час активних фізичних чи розумових навантажень.
• Заняття спортом: Розуміння того, що організм використовує жири як джерело енергії, а для росту м’язів потрібен синтез білка (анаболізм), допоможе свідоміше підходити до тренувань та відновлення після них.
• Свідоме споживання: Знання про енергетичну цінність дозволить аналізувати етикетки на продуктах і напоях та робити більш здоровий вибір, уникаючи надмірно калорійної їжі, яка не несе поживної цінності.