शरीर के लिए ऊर्जा के मुख्य स्रोत कार्बोहाइड्रेट, प्रोटीन, खनिज लवण, वसा, विटामिन हैं। वे इसकी सामान्य गतिविधि सुनिश्चित करते हैं, शरीर को बिना किसी समस्या के कार्य करने की अनुमति देते हैं। पोषक तत्व मानव शरीर में ऊर्जा के स्रोत हैं। इसके अलावा, वे एक निर्माण सामग्री के रूप में कार्य करते हैं, नई कोशिकाओं के विकास और प्रजनन को बढ़ावा देते हैं जो मरने वालों के स्थान पर दिखाई देते हैं। जिस रूप में उन्हें खाया जाता है, वे शरीर द्वारा अवशोषित और उपयोग नहीं किए जा सकते हैं। केवल पानी, साथ ही विटामिन और खनिज लवण, जिस रूप में आते हैं, उसी रूप में पचते और अवशोषित होते हैं।
शरीर के लिए ऊर्जा के मुख्य स्रोत प्रोटीन, कार्बोहाइड्रेट, वसा हैं। पाचन तंत्र में, वे न केवल शारीरिक प्रभावों (पीसने और कुचलने) के अधीन होते हैं, बल्कि रासायनिक परिवर्तन भी होते हैं जो विशेष पाचन ग्रंथियों के रस में एंजाइमों के प्रभाव में होते हैं।
प्रोटीन संरचना
पौधों और जानवरों में एक निश्चित पदार्थ होता है जो जीवन का आधार होता है। यह यौगिक एक प्रोटीन है। 1838 में बायोकेमिस्ट जेरार्ड मुल्डर द्वारा प्रोटीन निकायों की खोज की गई थी। यह वह था जिसने प्रोटीन का सिद्धांत तैयार किया था। ग्रीक भाषा से "प्रोटीन" शब्द का अर्थ है "पहले स्थान पर।" किसी भी जीव के शुष्क भार का लगभग आधा भाग प्रोटीन का होता है। वायरस में, यह सामग्री 45-95 प्रतिशत के बीच होती है।
शरीर में ऊर्जा का मुख्य स्रोत क्या है, इस बारे में बात करते समय प्रोटीन अणुओं को नज़रअंदाज़ नहीं किया जा सकता है। वे जैविक कार्यों और महत्व में एक विशेष स्थान रखते हैं।
शरीर में कार्य और स्थान
लगभग 30% प्रोटीन यौगिक मांसपेशियों में स्थित होते हैं, लगभग 20% टेंडन और हड्डियों में पाए जाते हैं, और 10% त्वचा में पाए जाते हैं। जीवों के लिए सबसे महत्वपूर्ण एंजाइम हैं जो चयापचय रासायनिक प्रक्रियाओं को नियंत्रित करते हैं: भोजन का पाचन, अंतःस्रावी ग्रंथियों की गतिविधि, मस्तिष्क कार्य और मांसपेशियों की गतिविधि। छोटे जीवाणुओं में भी सैकड़ों एंजाइम होते हैं।
प्रोटीन जीवित कोशिकाओं का एक अनिवार्य हिस्सा हैं। इनमें हाइड्रोजन, कार्बन, नाइट्रोजन, सल्फर, ऑक्सीजन और कुछ में फास्फोरस भी होता है। प्रोटीन अणुओं में निहित एक अनिवार्य रासायनिक तत्व नाइट्रोजन है। इसीलिए इन कार्बनिक पदार्थों को नाइट्रोजन युक्त यौगिक कहते हैं।
शरीर में प्रोटीन के गुण और परिवर्तन
मारनापाचन तंत्र में, वे अमीनो एसिड में टूट जाते हैं, जो रक्तप्रवाह में अवशोषित हो जाते हैं और एक जीव-विशिष्ट पेप्टाइड को संश्लेषित करने के लिए उपयोग किया जाता है, फिर पानी और कार्बन डाइऑक्साइड में ऑक्सीकृत हो जाता है। जब तापमान बढ़ता है, तो प्रोटीन अणु जम जाता है। ऐसे अणु ज्ञात हैं जो गर्म होने पर ही पानी में घुल सकते हैं। उदाहरण के लिए, जिलेटिन में ऐसे गुण होते हैं।
अवशोषण के बाद, भोजन पहले मौखिक गुहा में प्रवेश करता है, फिर यह अन्नप्रणाली से होकर पेट में प्रवेश करता है। इसमें पर्यावरण की एसिड प्रतिक्रिया होती है, जो हाइड्रोक्लोरिक एसिड द्वारा प्रदान की जाती है। गैस्ट्रिक जूस में एंजाइम पेप्सिन होता है, जो प्रोटीन के अणुओं को एल्बुमोज और पेप्टोन में तोड़ देता है। यह पदार्थ केवल अम्लीय वातावरण में सक्रिय होता है। पेट में प्रवेश करने वाला भोजन उसके एकत्रीकरण की स्थिति और प्रकृति के आधार पर 3-10 घंटे तक उसमें रहने में सक्षम होता है। अग्नाशयी रस में क्षारीय प्रतिक्रिया होती है, इसमें एंजाइम होते हैं जो वसा, कार्बोहाइड्रेट, प्रोटीन को तोड़ सकते हैं।
इसके मुख्य एंजाइमों में ट्रिप्सिन पृथक होता है, जो ट्रिप्सिनोजेन के रूप में अग्नाशयी रस में स्थित होता है। यह प्रोटीन को तोड़ने में सक्षम नहीं है, लेकिन आंतों के रस के संपर्क में आने पर, यह एक सक्रिय पदार्थ - एंटरोकिनेस में बदल जाता है। ट्रिप्सिन प्रोटीन को अमीनो एसिड में तोड़ देता है। छोटी आंत में भोजन का प्रसंस्करण समाप्त हो जाता है। यदि ग्रहणी में और पेट में वसा, कार्बोहाइड्रेट, प्रोटीन लगभग पूरी तरह से विघटित हो जाते हैं, तो छोटी आंत में पोषक तत्वों का पूर्ण विघटन होता है, रक्त में प्रतिक्रिया उत्पादों का अवशोषण होता है। प्रक्रिया केशिकाओं के माध्यम से की जाती है, जिनमें से प्रत्येकछोटी आंत की दीवार पर स्थित विली के पास पहुंचता है।
प्रोटीन चयापचय
पाचन तंत्र में प्रोटीन पूरी तरह से अमीनो एसिड में टूट जाने के बाद, वे रक्तप्रवाह में अवशोषित हो जाते हैं। इसमें थोड़ी मात्रा में पॉलीपेप्टाइड्स भी होते हैं। एक जीवित प्राणी के शरीर में अमीनो एसिड के अवशेषों से एक विशिष्ट प्रोटीन का संश्लेषण होता है जिसकी किसी व्यक्ति या जानवर को आवश्यकता होती है। एक जीवित जीव में नए प्रोटीन अणुओं के बनने की प्रक्रिया लगातार चलती रहती है, क्योंकि त्वचा, रक्त, आंतों और श्लेष्मा झिल्ली की मृत कोशिकाओं को हटा दिया जाता है और उनके स्थान पर युवा कोशिकाओं का निर्माण होता है।
प्रोटीन को संश्लेषित करने के लिए, यह आवश्यक है कि वे भोजन के साथ पाचन तंत्र में प्रवेश करें। यदि पॉलीपेप्टाइड को रक्त में पेश किया जाता है, तो पाचन तंत्र को दरकिनार करते हुए, मानव शरीर इसका उपयोग करने में असमर्थ होता है। इस तरह की प्रक्रिया मानव शरीर की स्थिति को नकारात्मक रूप से प्रभावित कर सकती है, कई जटिलताओं का कारण बन सकती है: बुखार, श्वसन पक्षाघात, हृदय की विफलता, सामान्य आक्षेप।
प्रोटीन को अन्य खाद्य पदार्थों द्वारा प्रतिस्थापित नहीं किया जा सकता है, क्योंकि अमीनो एसिड शरीर के अंदर उनके संश्लेषण के लिए आवश्यक हैं। इन पदार्थों की अपर्याप्त मात्रा से विकास में देरी या निलंबन होता है।
सैकेराइड्स
आइए इस तथ्य से शुरू करते हैं कि कार्बोहाइड्रेट शरीर की ऊर्जा का मुख्य स्रोत हैं। वे कार्बनिक यौगिकों के मुख्य समूहों में से एक हैं जो हमारेजीव। जीवित जीवों का यह ऊर्जा स्रोत प्रकाश संश्लेषण का प्राथमिक उत्पाद है। एक जीवित पादप कोशिका में कार्बोहाइड्रेट की मात्रा 1-2 प्रतिशत की सीमा में उतार-चढ़ाव कर सकती है, और कुछ स्थितियों में यह आंकड़ा 85-90 प्रतिशत तक पहुँच जाता है।
जीवों के मुख्य ऊर्जा स्रोत मोनोसेकेराइड हैं: ग्लूकोज, फ्रुक्टोज, राइबोज।
कार्बोहाइड्रेट में ऑक्सीजन, हाइड्रोजन, कार्बन परमाणु होते हैं। उदाहरण के लिए, ग्लूकोज - शरीर में ऊर्जा का एक स्रोत है, जिसका सूत्र C6H12O6 है। सभी कार्बोहाइड्रेट (संरचना द्वारा) सरल और जटिल यौगिकों में विभाजित होते हैं: मोनो- और पॉलीसेकेराइड। कार्बन परमाणुओं की संख्या के अनुसार मोनोसेकेराइड को कई समूहों में विभाजित किया जाता है:
- तीनों;
- टेट्रोज;
- पेंटोस;
- हेक्सोज;
- हेप्टोस.
मोनोसेकेराइड जिनमें पांच या अधिक कार्बन परमाणु होते हैं, पानी में घुलने पर एक वलय संरचना बना सकते हैं।
शरीर में ऊर्जा का मुख्य स्रोत ग्लूकोज है। डीऑक्सीराइबोज और राइबोज न्यूक्लिक एसिड और एटीपी के लिए विशेष महत्व के कार्बोहाइड्रेट हैं।
ग्लूकोज शरीर में ऊर्जा का मुख्य स्रोत है। मोनोसेकेराइड के परिवर्तन की प्रक्रिया सीधे कई कार्बनिक यौगिकों के जैवसंश्लेषण से संबंधित होती है, साथ ही इसमें से जहरीले यौगिकों को निकालने की प्रक्रिया होती है, जो बाहर से आती हैं या प्रोटीन अणुओं के टूटने के परिणामस्वरूप बनती हैं।
डिसाकार्इड्स की विशिष्ट विशेषताएं
मोनोसैकराइड और डिसैकराइड शरीर के लिए ऊर्जा का मुख्य स्रोत है। संयुक्त होने परमोनोसेकेराइड अलग हो जाते हैं, और अंतःक्रिया का उत्पाद एक डिसैकराइड है।
सुक्रोज (गन्ना चीनी), माल्टोज (माल्ट चीनी), लैक्टोज (दूध चीनी) इस समूह के विशिष्ट प्रतिनिधि हैं।
शरीर के लिए ऊर्जा का ऐसा स्रोत जैसे डिसाकार्इड्स विस्तृत अध्ययन के योग्य हैं। ये पानी में अत्यधिक घुलनशील होते हैं और इनका स्वाद मीठा होता है। सुक्रोज के अत्यधिक सेवन से शरीर में गंभीर खराबी हो जाती है, इसलिए नियमों का पालन करना इतना महत्वपूर्ण है।
पॉलीसेकेराइड
शरीर के लिए ऊर्जा का एक उत्कृष्ट स्रोत सेल्यूलोज, ग्लाइकोजन, स्टार्च जैसे पदार्थ हैं।
सबसे पहले तो इनमें से किसी को भी मानव शरीर के लिए ऊर्जा का स्रोत माना जा सकता है। उनके एंजाइमी दरार और क्षय के मामले में, एक जीवित कोशिका द्वारा उपयोग की जाने वाली ऊर्जा की एक बड़ी मात्रा जारी की जाती है।
शरीर के लिए ऊर्जा का यह स्रोत अन्य महत्वपूर्ण कार्य करता है। उदाहरण के लिए, काइटिन, सेल्युलोज का उपयोग भवन निर्माण सामग्री के रूप में किया जाता है। पॉलीसेकेराइड शरीर के लिए आरक्षित यौगिकों के रूप में उत्कृष्ट हैं, क्योंकि वे पानी में नहीं घुलते हैं, सेल पर रासायनिक और आसमाटिक प्रभाव नहीं डालते हैं। इस तरह के गुण उन्हें जीवित कोशिका में लंबे समय तक बने रहने की अनुमति देते हैं। निर्जलित होने पर, पॉलीसेकेराइड मात्रा बचत के कारण संग्रहित उत्पादों के द्रव्यमान को बढ़ाने में सक्षम होते हैं।
शरीर के लिए ऊर्जा का ऐसा स्रोत भोजन के साथ शरीर में प्रवेश करने वाले रोगजनक बैक्टीरिया का विरोध करने में सक्षम है। यदि आवश्यक हो, हाइड्रोलिसिस के दौरान, अतिरिक्त का परिवर्तनपॉलीसेकेराइड सरल शर्करा में।
कार्ब एक्सचेंज
शरीर की ऊर्जा का मुख्य स्रोत कैसे व्यवहार करता है? पॉलीसेकेराइड के रूप में कार्बोहाइड्रेट की अधिक मात्रा में आपूर्ति की जाती है, उदाहरण के लिए, स्टार्च के रूप में। हाइड्रोलिसिस के परिणामस्वरूप, इससे ग्लूकोज बनता है। मोनोसैकराइड रक्त में अवशोषित हो जाता है, कई मध्यवर्ती प्रतिक्रियाओं के लिए धन्यवाद, यह कार्बन डाइऑक्साइड और पानी में टूट जाता है। अंतिम ऑक्सीकरण के बाद, ऊर्जा निकलती है, जिसका उपयोग शरीर करता है।
माल्ट शुगर और स्टार्च को विभाजित करने की प्रक्रिया सीधे मौखिक गुहा में होती है, एंजाइम पाइटालिन प्रतिक्रिया के लिए उत्प्रेरक के रूप में कार्य करता है। छोटी आंत में, कार्बोहाइड्रेट मोनोसेकेराइड में टूट जाते हैं। वे मुख्य रूप से ग्लूकोज के रूप में रक्त में अवशोषित होते हैं। प्रक्रिया ऊपरी आंतों में होती है, लेकिन निचले हिस्से में लगभग कोई कार्बोहाइड्रेट नहीं होता है। रक्त के साथ, सैकराइड्स पोर्टल शिरा में प्रवेश करते हैं और यकृत तक पहुंचते हैं। मामले में जब मानव रक्त में शर्करा की एकाग्रता 0.1% होती है, कार्बोहाइड्रेट यकृत से गुजरते हैं और सामान्य परिसंचरण में समाप्त हो जाते हैं।
खून में शुगर की मात्रा 0.1% के करीब स्थिर रखना आवश्यक है। रक्त में सैकराइड्स के अत्यधिक अंतर्ग्रहण के साथ, अतिरिक्त यकृत में जमा हो जाता है। इसी तरह की प्रक्रिया रक्त शर्करा में तेज गिरावट के साथ होती है।
शरीर में शर्करा में परिवर्तन
यदि भोजन में स्टार्च मौजूद है, तो इससे रक्त शर्करा में बड़े पैमाने पर परिवर्तन नहीं होता है, क्योंकि पॉलीसेकेराइड के हाइड्रोलिसिस की प्रक्रिया में लंबा समय लगता है। यदि चीनी की मात्रा लगभग 15-200 ग्राम रह जाए तो इसकी मात्रा में तेज वृद्धि होती हैरक्त में सामग्री। इस प्रक्रिया को आहार या पोषण संबंधी हाइपरग्लेसेमिया कहा जाता है। अतिरिक्त चीनी गुर्दे द्वारा उत्सर्जित होती है, इसलिए मूत्र में ग्लूकोज होता है।
रक्त में इसका स्तर 0.15-0.18% तक पहुंचने पर किडनी शरीर से शुगर निकालना शुरू कर देती है। इसी तरह की घटना चीनी की एक महत्वपूर्ण मात्रा के एक बार के उपयोग के साथ होती है, शरीर में चयापचय प्रक्रियाओं के गंभीर उल्लंघन के बिना, जल्दी से पर्याप्त रूप से गुजरती है।
अग्न्याशय का अंतःस्रावी कार्य बाधित होने पर मधुमेह मेलिटस जैसी बीमारी हो जाती है। यह रक्त में शर्करा की मात्रा में उल्लेखनीय वृद्धि के साथ होता है, जिससे जिगर की ग्लूकोज को बनाए रखने की क्षमता का नुकसान होता है, परिणामस्वरूप, शरीर से मूत्र में चीनी निकल जाती है।
मांसपेशियों में ग्लाइकोजन की एक महत्वपूर्ण मात्रा जमा हो सकती है, यहां मांसपेशियों के संकुचन के दौरान होने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाओं के कार्यान्वयन में इसकी आवश्यकता होती है।
ग्लूकोज के महत्व पर
जीवों के लिए ग्लूकोज का मूल्य ऊर्जा कार्य तक सीमित नहीं है। भारी शारीरिक परिश्रम से ग्लूकोज की आवश्यकता बढ़ जाती है। यह आवश्यकता यकृत में ग्लाइकोजन के ग्लूकोज में टूटने से पूरी होती है, जो रक्तप्रवाह में प्रवेश करती है।
यह मोनोसैकेराइड कोशिकाओं के प्रोटोप्लाज्म में भी पाया जाता है, इसलिए नई कोशिकाओं के निर्माण के लिए इसकी आवश्यकता होती है, ग्लूकोज विकास प्रक्रिया के दौरान विशेष रूप से प्रासंगिक होता है। केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के पूर्ण कामकाज के लिए इस मोनोसैकराइड का विशेष महत्व है। जैसे ही रक्त में शर्करा की मात्रा घटकर 0.04% हो जाती है,ऐंठन होती है, व्यक्ति होश खो देता है। यह एक प्रत्यक्ष पुष्टि है कि रक्त शर्करा में कमी केंद्रीय तंत्रिका तंत्र की गतिविधि में तत्काल व्यवधान का कारण बनती है। यदि रोगी को रक्त में ग्लूकोज का इंजेक्शन लगाया जाता है या मीठा भोजन दिया जाता है, तो सभी विकार गायब हो जाते हैं। रक्त शर्करा में लंबे समय तक कमी के साथ, हाइपोग्लाइसीमिया विकसित होता है। इससे शरीर में गंभीर व्यवधान होता है, जिससे मृत्यु हो सकती है।
संक्षेप में मोटा
वसा को एक जीवित जीव के लिए ऊर्जा का दूसरा स्रोत माना जा सकता है। इनमें कार्बन, ऑक्सीजन और हाइड्रोजन होते हैं। वसा में एक जटिल रासायनिक संरचना होती है, वे पॉलीहाइड्रिक अल्कोहल ग्लिसरॉल और फैटी कार्बोक्जिलिक एसिड के यौगिक होते हैं।
पाचन प्रक्रिया के दौरान, वसा को उसके घटक भागों में तोड़ दिया जाता है जिससे इसे प्राप्त किया गया था। यह वसा है जो प्रोटोप्लाज्म का एक अभिन्न अंग है, एक जीवित जीव के ऊतकों, अंगों, कोशिकाओं में निहित है। उन्हें ऊर्जा का एक उत्कृष्ट स्रोत माना जाता है। इन कार्बनिक यौगिकों का टूटना पेट में शुरू होता है। गैस्ट्रिक जूस में लाइपेज होता है, जो वसा के अणुओं को ग्लिसरॉल और कार्बोक्जिलिक एसिड में बदल देता है।
ग्लिसरीन पूरी तरह से अवशोषित हो जाता है, क्योंकि इसकी पानी में घुलनशीलता अच्छी होती है। एसिड को घोलने के लिए पित्त का उपयोग किया जाता है। इसके प्रभाव में, वसा पर लाइपेस की प्रभावशीलता 15-20 गुना तक बढ़ जाती है। पेट से, भोजन ग्रहणी में चला जाता है, जहां, रस की क्रिया के तहत, यह आगे उन उत्पादों में टूट जाता है जिन्हें लसीका और रक्त में अवशोषित किया जा सकता है।
अगला भोजन दलियापाचन तंत्र के माध्यम से चलता है, छोटी आंत में प्रवेश करता है। यहां यह आंतों के रस के साथ-साथ अवशोषण के प्रभाव में पूरी तरह से टूट जाता है। प्रोटीन और कार्बोहाइड्रेट के टूटने वाले उत्पादों के विपरीत, वसा के हाइड्रोलिसिस से प्राप्त पदार्थ लसीका में अवशोषित हो जाते हैं। ग्लिसरीन और साबुन आंतों के म्यूकोसा की कोशिकाओं से गुजरने के बाद फिर से मिलकर वसा बनाते हैं।
संक्षेप में, हम ध्यान दें कि मानव शरीर और जानवरों के लिए ऊर्जा के मुख्य स्रोत प्रोटीन, वसा, कार्बोहाइड्रेट हैं। यह अतिरिक्त ऊर्जा के गठन के साथ कार्बोहाइड्रेट, प्रोटीन चयापचय के लिए धन्यवाद है, कि एक जीवित जीव कार्य करता है। इसलिए, आपको अपने आप को किसी विशेष ट्रेस तत्व या पदार्थ में सीमित करके लंबे समय तक आहार पर नहीं जाना चाहिए, अन्यथा यह स्वास्थ्य और कल्याण पर प्रतिकूल प्रभाव डाल सकता है।
