Что значит хороший метаболизм. Метаболизм состоит из двух основных процессов. Метаболический процесс: что это такое? Факторы, связанные с ним

Каждому из нас хочется ежедневно баловать себя сладостями и при этом не задумываться об учете углеводов. Но четкое понимание того, к чему приводят лишние калории, останавливает нас от бесконтрольного поедания кулинарных шедевров. Большинство современных людей заботится о своей фигуре. В норму вошли суровые диеты, голодовки. А лишние килограммы при этом не исчезают. Если удается похудеть, достигнутый результат удержать крайне сложно. Причиной этого может являться нарушенный метаболизм.

Что это такое

Метаболизм - это разнообразные химические процессы, которые протекают в межклеточной жидкости и в самих клетках человеческого организма. Такие процессы связаны:

• с переработкой тех питательных элементов, которые поступают с пищей;
• с преобразованием их в простейшие мелкие частички;
• с освобождением клеток от отработанных элементов;
• со снабжением клеток строительным материалом.

Простейшие мелкие частички, которые образуются из питательных элементов, в состоянии проникать в клетки человеческого организма. При этом они выделяют энергию, необходимую для его нормальной жизнедеятельности.

Если говорить другими словами, то метаболизм - это обмен веществ, который индивидуален для каждого человека. Его неповторимость основана на сочетании различных факторов. Сюда можно отнести генетическую предрасположенность человека, его пол и возраст, вес и рост, мышечную массу, образ жизни, стрессы, влияние окружающей среды, наличие заболеваний щитовидной железы.

Быстрый и медленный метаболизм

Под медленным метаболизмом подразумевают тот обмен веществ в человеческом организме, который протекает с низкой скоростью. Это значит, что за определенный промежуток времени сжигается меньшее число калорий, а процесс преобразования питательных веществ в энергию замедляется. Именно по этой причине замедленные обменные процессы в ситуации с лишним весом приводят к тому, что все калории, которые не подверглись сжиганию, откладываются. У человека на теле появляются заметные жировые складочки, а нижняя часть лица обретает дополнительные подбородки.

Если рассматривать быстрый метаболизм, то при таком типе обмена веществ невозможно набрать оптимальный для себя вес. Человек может употреблять в пищу любые продукты, но это не позволяет ему поправиться. Витамины и полезные элементы, поступающие вместе с едой, не усваиваются. В результате наблюдается нехватка жизненно важных ферментов, отсутствие которых замедляет функционирование главнейших процессов организма. Человек, у которого обменные процессы протекают с высокой скоростью, всегда плохо себя чувствует, его иммунитет ослаблен, что уменьшает устойчивость к сезонным заболеваниям.

Нарушение обмена веществ: причины

Метаболизм - это основополагающий механизм, обуславливающий работу человеческого организма. Если его функционирование нарушается на клеточном уровне, наблюдается повреждение биологических мембран. Вслед за этим человека начинают атаковать всевозможные тяжелые заболевания. Когда нарушение обменных процессов наблюдается во внутренних органах, это приводит к изменению функций их работы, что способствует усложнению взаимосвязи с окружающей средой. В результате ухудшается выработка гормонов и ферментов, которые необходимы организму, что провоцирует тяжелые заболевания со стороны репродуктивной и эндокринной систем.

Нарушение метаболизма часто наблюдается как следствие голодания и изменения режима питания. В первоочередном порядке его жертвами становятся нерационально питающиеся люди. Недоедание так же опасно, как и переедание.

Каждый день в меню должны присутствовать чеснок и лук, брюссельская и цветная капуста, брокколи, морковь, болгарский перец, шпинат.

Ежедневно в рационе должно присутствовать нежирное мясо, которое является источником белка. Например, постная говядина, индейка, курица без кожи, телятина.

Для утоления жажды лучше всего отдавать предпочтение зеленому чаю, сокам из черники, вишни, граната, натуральных овощей.

Ежедневный рацион обязательно должен включать орехи и семечки. Последние должны быть несолеными и нежареными.

В рационе должны присутствовать специи и травы. Например, петрушка, куркума, корица, имбирь, кардамон, базилик, гвоздика.

Тренировка для снижения веса от Джиллиан Майклс

В последнее время особой популярностью среди людей, которые стремятся похудеть, пользуется тренировка от Джиллиан Майклс под названием Banish Fat Boost Metabolism ("Сожги жир, ускорь метаболизм").

В видеоуроке описаны упражнения, которые позволяют избавиться от лишнего веса. Автор этой программы дает подробные инструкции по занятиям, что позволяет с легкостью достичь желаемого результата.

Тренировка Джиллиан Майклс основана на том, что сжиганию жировых клеток способствует кислород. Если поддерживать частоту сердечных сокращений на определенном уровне, то обменные процессы заметно ускоряются. Именно по этой причине основная часть тренировки отводится кардиоупражнениям, которые обеспечивают жировые ткани кислородом. В программе присутствуют упражнения и на растяжку, и силовые. Все они укрепляют мышечный корсет, а фигура буквально после нескольких занятий обретает четкие очертания.

Если принято решение начать тренировки по программе Джиллиан Майклс "Сбрось вес, ускорь метаболизм", нужно запомнить несколько основных правил:

• занятия должны проходить в обуви, что защитит голеностоп и стопу от возможных травм;
• тренироваться нужно регулярно (только так можно достичь желаемого);
• ни в коем случае нельзя сбавлять ритм, который был задан автором тренировки.

Вы давно ищете действенную программу, которая помогла бы избавиться от лишнего веса? Тренировка от Джиллиан Майклс - это то, что вам нужно! Об эффективности программы свидетельствуют многочисленные положительные отзывы.

Многие люди, страдающие от избыточного веса, утверждают, что у них нарушены обменные процессы. Пользуясь этим, многие компании предлагают нам разнообразные «чудодейственные» средства, обещая восстановить обмен веществ в самые короткие сроки, а также избавить от многих проблем со здоровьем, снизить вес, набрать его и т. п. Но действительно ли всё так просто?
Виды нарушений обменных процессов в организме
Основой всех функциональных, органических повреждений органов, которые приводят к развитию заболеваний, являются какие-либо нарушения. Они могут быть обменными, энергетическими, или дополняющими друг друга. Различают несколько уровней, на которых происходят нарушения обмена веществ:
* Нарушения на молекулярном уровне
* На клеточном уровне
* Нарушения в органах, тканях и на уровне всего организма.
Также существуют виды нарушений обмена веществ:
Нарушение синтеза и распада белков, жиров, углеводов.

В человеческом организме происходит постоянный, непрерывный процесс белков, жиров, углеводов. В этом процессе участвует множество ферментов, он происходит по строго определённому плану одновременно в каждой клетке органов, тканей нашего организма. Нарушение этого процесса может произойти как у одного из компонентов (например, нарушение углеводного обмена), так и нескольких из них.
При этом, чтобы обнаружить наличие нарушения обмена веществ, следует провести определенные исследования компонентов крови, мочи, других биологических жидкостей. При постановке утвердительного диагноза, определяется причина выявленных нарушений, а также органы и ткани в которых произошло максимальное нарушение обмена веществ, масштаб повреждений клеточных структур.
После этого, назначается индивидуальное лечение, направленное на восстановление, нормализацию обменного процесса. Как мы видим, волшебной «таблетки» для быстрого восстановления обмена веществ не существует.

Как нормализовать обменные процессы?

Существует понятие «метаболический синдром». Он подразумевает увеличение массы откладываемого жира, снижение чувствительности к инсулину. Это состояние вызывает нарушение углеводного, липидного, пуринового обмена. Метаболический синдром напрямую связан с жизнью современно человека, а именно, с нездоровым, несбалансированным питанием, алкоголем, курением, стрессами, малоподвижным образом жизни и т.д.
Поэтому, чтобы предотвратить его развитие, а значит не нарушать другие обменные процессы в организме, следует, в первую очередь, научиться вести здоровый образ жизни.
Это включает в себя:
Ежедневное сбалансированное здоровое питание, которое обеспечит человека необходимым количеством полезных веществ, витаминов, микроэлементов. Поддерживать нормальную массу тела, вовремя лечить инфекционные заболевания. Нужно обеспечить комфортный режим питания и отдыха, ограничить себя от стрессов, чаще бывать на свежем воздухе, вести активный образ жизни, заниматься посильным спортом. Особенно важно исключить курение и частое употребление алкоголя.

Как нормализовать обмен веществ в организме и пищеварение?
Один из способов запустить пищеварение и повысить аппетит по утрам – это выпить стакан теплой воды с ½ выжатого в ней лимона. Лимонный сок стимулирует пищеварительную систему, функции печени и очищает кишечник.
Здоровый завтрак должен состоять из хорошего источника белка (например, йогурт, орехи и семена) и сложных углеводов (например, цельные зерна). Попробуйте совместить небольшую часть белка и сложные углеводы – например, несладкие мюсли и йогурт, или тосты из цельного зерна и яйца.

Советы, как нормализовать обмен веществ в организме:

 Ешьте больше горькой пищи, чтобы стимулировать функцию печени и желчного пузыря. Также старайтесь употреблять продукты с высоким содержанием серы, которые помогают стимулировать процесс детоксикации печени – чеснок, брюссельскую капусту, лук, брокколи, цветную капусту и редьку.
 Обеспечьте полноценное поступление жидкости в организм, так как обезвоживание является главной причиной низких возможностей пищеварения. Сигнал «Хочу пить» часто воспринимается в нашей голове, как сигнал «Хочу есть», что в долгосрочной перспективе может существенно повлиять на ваш вес тела.
 Нормализовать обмен веществ в организме поможет достаточное поступление белка, здоровый источник которого находится в красном мясе, курице, яйцах, молочных продуктах, орехах, семенах и тофу.
 Ешьте 5 или 6 небольших приемов пищи в течение дня вместо 3 крупных. Такое дробное питание позволит значительно ускорить метаболизм на целый день.
 Включите в ваш рацион питания специи (чилийский перец, куркума, чеснок и тмин), это поможет улучшить ваш обмен веществ, добавив термогенный эффект для пищеварительной системы.
 Уменьшите потребление насыщенных жиров животного происхождения – жирные сорта мяса, торты, пирожки или гамбургеры.

Как нормализовать обмен веществ в организме и свой образ жизни?
Пройдите медицинское обследование желчного пузыря и печени, так как снижение функциональности этих органов может существенно повлиять на способность переваривать пищу и ликвидацию отходов. Желчь, производимая в желчном пузыре, обеспечивает правильное расщепление основных питательных веществ, а также помогает смазывать кишечник.

Уменьшайте уровень кортизола в организме, управляя стрессом и снижая нервное напряжение. Кортизол и других гормоны стресса, такие как адреналин, могут снизить аппетит и вызывают угнетение пищеварительной функции.

Чтобы нормализовать обмен веществ, действовать нужно следующим образом:
1. В первую очередь проведите тщательную чистку организма при помощи народных средств, начиная с кишечника, заканчивая суставами. Из великого множества разнообразных методов очищения, выберете наиболее подходящий для вас.
2. Ежедневно включайте в свой организм продукты, содержащие витамины, белки, углеводы, минералы.
3. Повышайте иммунитет.
4. Занимайтесь физкультурой, хотя бы делайте утреннюю зарядку.
5. Старайтесь не нервничать, вам необходимы положительные эмоции.

Продукты питания, положительно действующие на обмен веществ
Существуют продукты, которые помогут вам нормализовать обменные процессы в организме:
* Зеленый чай. Чашечка свежезаваренного зеленого чая утром поможет организму начать усиленный обмен веществ. Чай регулирует уровень глюкозы, снижает уровень холестерина в крови, препятствует отложению жира.
* Чистая вода. Чистая, а особенно талая вода принимает активное участие в обменном процессе. Для нормализации метаболизма, рекомендуется утром, натощак, выпить стакан чистой воды. Это поможет также поможет организму настроиться на рабочий день. Также для снижения аппетита рекомендуется выпивать по стакану воды перед каждым приемом жизни.
* Цитрусовые. Все без исключения, эти фрукты являются сильнейшими природными стимуляторами обмена веществ. Они содержат большое количество витаминов, микроэлементов, клетчатки.
* Красный жгучий перец. Горькие стручки содержат вещество капсаицин. Он обладает свойством разогревать организм, тем самым стимулируя обменные процессы. Считается, что одна ч. л. молотого красного перца ускоряет метаболизм на 23%.
* Цельное молоко. При дефиците в организме кальция возникает прямая угроза качественному метаболизму. При его недостатке приостанавливается переработка и вывод жиров. Молоко содержит множество других необходимых человеку полезных веществ.
Помогут нормализовать метаболизм также и такие продукты питания: цельно зерновой хлеб, отруби, свежие огурцы, мякоть ананаса, горький шоколад.

Как нормализовать обмен веществ: используйте натуральные средства.
 Пробиотики помогают увеличить армию полезных бактерий в кишечнике, так как их дисбаланс является фактором, способствующим вялому пищеварению.
 Недостаток таких минералов, как железо, цинк и магний, напрямую связано с низким аппетитом и невозможностью нормально восстановить обмен веществ.
 Дополнительные пищеварительные ферменты помогают процессу усвоения пищи путем увеличения количества пищеварительных соков, тем самым, обеспечивая здоровое поглощение пищи.
 Нормализовать обмен веществ поможет витамин B6, который стимулирует выработку желудочного сока.
 Травы также имеют специфическое влияние на улучшение аппетита. Это мята, горькая дыня, барбарис и горечавка. Красное вино, грейпфрут и яблоко также повышают аппетит, стимулируя пищеварительные секреты.
Решая вопрос, как нормализовать в организме обмен веществ, не обязательно садиться на строгую диету. Просто питайтесь разнообразными продуктами с низким содержанием жира, сахара. Включайте в рацион продукты, которые способствуют нормальному метаболизму, а также ведите здоровый образ жизни. Будьте здоровы!

Общее представление о метаболизме органических веществ.
Что такое метаболизм? Понятие метаболизма. Методы исследования.
Метаболизм - значение слова. Метаболизм углеводов и липоидов.

Метаболизм белков

МЕТАБОЛИЗМ - этообмен веществ, химические превращения, протекающие от момента поступления питательных веществ в живой организм до момента, когда конечные продукты этих превращений выделяются во внешнюю среду. К метаболизму относятся все реакции, в результате которых строятся структурные элементы клеток и тканей, и процессы, в которых из содержащихся в клетках веществ извлекается энергия. Иногда для удобства рассматривают по отдельности две стороны метаболизма – анаболизм и катаболизм, т.е. процессы созидания органических веществ и процессы их разрушения. Анаболические процессы обычно связаны с затратой энергии и приводят к образованию сложных молекул из более простых, катаболические же сопровождаются высвобождением энергии и заканчиваются образованием таких конечных продуктов (отходов) метаболизма, как мочевина, диоксид углерода, аммиак и вода.

Клеточный метаболизм.

Живая клетка – это высокоорганизованная система. В ней имеются различные структуры, а также ферменты, способные их разрушить. Содержатся в ней и крупные макромолекулы, которые могут распадаться на более мелкие компоненты в результате гидролиза (расщепления под действием воды). В клетке обычно много калия и очень мало натрия, хотя клетка существует в среде, где натрия много, а калия относительно мало, и клеточная мембрана легко проницаема для обоих ионов. Следовательно, клетка – это химическая система, весьма далекая от равновесия. Равновесие наступает только в процессе посмертного автолиза (само переваривания под действием собственных ферментов).

Потребность в энергии.

Чтобы удержать систему в состоянии, далеком от химического равновесия, требуется производить работу, а для этого необходима энергия. Получение этой энергии и выполнение этой работы – непременное условие для того, чтобы клетка оставалась в своем стационарном (нормальном) состоянии, далеком от равновесия. Одновременно в ней выполняется и иная работа, связанная со взаимодействием со средой, например: в мышечных клетках – сокращение; в нервных клетках – проведение нервного импульса; в клетках почек – образование мочи, значительно отличающейся по своему составу от плазмы крови; в специализированных клетках желудочно-кишечного тракта – синтез и выделение пищеварительных ферментов; в клетках эндокринных желез – секреция гормонов; в клетках светляков – свечение; в клетках некоторых рыб – генерирование электрических разрядов и т.д.

Источники энергии.

В любом из перечисленных выше примеров непосредственным источником энергии, которую клетка использует для производства работы, служит энергия, заключенная в структуре аденозинтрифосфата (АТФ). В силу особенностей своей структуры это соединение богато энергией, и разрыв связей между его фосфатными группами может происходить таким образом, что высвобождающаяся энергия используется для производства работы. Однако энергия не может стать доступной для клетки при простом гидролитическом разрыве фосфатных связей АТФ: в этом случае она расходуется впустую, выделяясь в виде тепла. Процесс должен состоять из двух последовательных этапов, в каждом из которых участвует промежуточный продукт, обозначенный здесь X–Ф (в приведенных уравнениях X и Y означают два разных органических вещества; Ф – фосфат; АДФ – аденозиндифосфат).

Термин «обмен веществ» вошел в повседневную жизнь с тех пор, как врачи стали связывать избыточный или недостаточный вес, чрезмерную нервозность или, наоборот, вялость больного с повышенным или пониженным обменом. Для суждения об интенсивности метаболизма ставят тест на «основной обмен». Основной обмен – это показатель способности организма вырабатывать энергию. Тест проводят натощак в состоянии покоя; измеряют поглощение кислорода (О2) и выделение диоксида углерода (СО2). Сопоставляя эти величины, определяют, насколько полно организм использует («сжигает») питательные вещества. На интенсивность метаболизма влияют гормоны щитовидной железы, поэтому врачи при диагностике заболеваний, связанных с нарушениями обмена, в последнее время все чаще измеряют уровень этих гормонов в крови.

Методы исследования метаболизма.

При изучении метаболизма какого-нибудь одного из питательных веществ прослеживают все его превращения от той формы, в какой оно поступает в организм, до конечных продуктов, выводимых из организма. В таких исследованиях применяется крайне разнообразный набор биохимических методов. Использование интактных животных или органов. Животному вводят изучаемое соединение, а затем в его моче и экскрементах определяют возможные продукты превращений (метаболиты) этого вещества. Более определенную информацию можно получить, исследуя метаболизм определенного органа, например печени или мозга. В этих случаях вещество вводят в соответствующий кровеносный сосуд, а метаболиты определяют в крови, оттекающей от данного органа. Поскольку такого рода процедуры сопряжены с большими трудностями, часто для исследования используют тонкие срезы органов. Их инкубируют при комнатной температуре или при температуре тела в растворах с добавкой того вещества, метаболизм которого изучают. Клетки в таких препаратах не повреждены, и так как срезы очень тонкие, вещество легко проникает в клетки и легко выходит из них. Иногда затруднения возникают из-за слишком медленного прохождения вещества сквозь клеточные мембраны. В этих случаях ткани измельчают, чтобы разрушить мембраны, и с изучаемым веществом инкубируют клеточную кашицу. Именно в таких опытах было показано, что все живые клетки окисляют глюкозу до СО2 и воды и что только ткань печени способна синтезировать мочевину.

Использование клеток.

Даже клетки представляют собой очень сложно организованные системы. В них имеется ядро, а в окружающей его цитоплазме находятся более мелкие тельца, т.н. органеллы, различных размеров и консистенции. С помощью соответствующей методики ткань можно «гомогенизировать», а затем подвергнуть дифференциальному центрифугированию (разделению) и получить препараты, содержащие только митохондрии, только микросомы или прозрачную жидкость – цитоплазму. Эти препараты можно по отдельности инкубировать с тем соединением, метаболизм которого изучается, и таким путем установить, какие именно субклеточные структуры участвуют в его последовательных превращениях. Известны случаи, когда начальная реакция протекает в цитоплазме, ее продукт подвергается превращению в микросомах, а продукт этого превращения вступает в новую реакцию уже в митохондриях. Инкубация изучаемого вещества с живыми клетками или с гомогенатом ткани обычно не выявляет отдельные этапы его метаболизма, и только последовательные эксперименты, в которых для инкубации используются те или иные субклеточные структуры, позволяют понять всю цепочку событий.

Использование радиоактивных изотопов.

Для изучения метаболизма какого-либо вещества необходимы: 1) соответствующие аналитические методы для определения этого вещества и его метаболитов; и 2) методы, позволяющие отличать добавленное вещество от того же вещества, уже присутствующего в данном биологическом препарате. Эти требования служили главным препятствием при изучении метаболизма до тех пор, пока не были открыты радиоактивные изотопы элементов и в первую очередь радиоактивный углерод 14C. С появлением соединений, «меченных» 14C, а также приборов для измерения слабой радиоактивности эти трудности были преодолены. Если к биологическому препарату, например к суспензии митохондрий, добавляют меченную 14C жирную кислоту, то никаких специальных анализов для определения продуктов ее превращений не требуется; чтобы оценить скорость ее использования, достаточно просто измерять радиоактивность последовательно получаемых митохондриальных фракций. Эта же методика позволяет легко отличать молекулы радиоактивной жирной кислоты, введенной экспериментатором, от молекул жирной кислоты, уже присутствовавших в митохондриях к началу эксперимента.

Хроматография и электрофорез.

В дополнение к вышеупомянутым требованиям необходимы и методы, позволяющие разделять смеси, состоящие из малых количеств органических веществ. Важнейший из них – хроматография, в основе которой лежит феномен адсорбции. Разделение компонентов смеси проводят при этом либо на бумаге, либо путем адсорбции на сорбенте, которым заполняют колонки (длинные стеклянные трубки), с последующей постепенной элюцией (вымыванием) каждого из компонентов.

Разделение методом электрофореза зависит от знака и числа зарядов ионизированных молекул. Электрофорез проводят на бумаге или на каком-нибудь инертном (неактивном) носителе, таком, как крахмал, целлюлоза или каучук. Высокочувствительный и эффективный метод разделения – газовая хроматография. Им пользуются в тех случаях, когда подлежащие разделению вещества находятся в газообразном состоянии или могут быть в него переведены.

Выделение ферментов.

Последнее место в описываемом ряду – животное, орган, тканевой срез, гомогенат и фракция клеточных органелл – занимает фермент, способный катализировать определенную химическую реакцию. Выделение ферментов в очищенном виде – важный раздел в изучении метаболизма.

Сочетание перечисленных методов позволило проследить главные метаболические пути у большей части организмов (в том числе у человека), установить, где именно эти различные процессы протекают, и выяснить последовательные этапы главных метаболических путей. К настоящему времени известны тысячи отдельных биохимических реакций, изучены участвующие в них ферменты.

Поскольку практически для любого проявления жизнедеятельности клеток необходим АТФ, неудивительно, что метаболическая активность живых клеток направлена в первую очередь на синтез АТФ. Этой цели служат различные сложные последовательности реакций, в которых используется потенциальная химическая энергия, заключенная в молекулах углеводов и жиров (липидов).

МЕТАБОЛИЗМ УГЛЕВОДОВ И ЛИПОИДОВ

Синтез АТФ. Анаэробный метаболизм (без участия кислорода).

Главная роль углеводов и липидов в клеточном метаболизме состоит в том, что их расщепление на более простые соединения обеспечивает синтез АТФ. Несомненно, что те же процессы протекали и в первых, самых примитивных клетках. Однако в атмосфере, лишенной кислорода, полное окисление углеводов и жиров до CO2 было невозможно. У этих примитивных клеток имелись все же механизмы, с помощью которых перестройка структуры молекулы глюкозы обеспечивала синтез небольших количеств АТФ. Речь идет о процессах, которые у микроорганизмов называют брожением. Лучше всего изучено сбраживание глюкозы до этилового спирта и CO2 у дрожжей.

В ходе 11 последовательных реакций, необходимых для того, чтобы завершилось это превращение, образуется ряд промежуточных продуктов, представляющих собой эфиры фосфорной кислоты (фосфаты). Их фосфатная группа переносится на аденозиндифосфат (АДФ) с образованием АТФ. Чистый выход АТФ составляет 2 молекулы АТФ на каждую молекулу глюкозы, расщепленную в процессе брожения. Аналогичные процессы происходят во всех живых клетках; поскольку они поставляют необходимую для жизнедеятельности энергию, их иногда (не вполне корректно) называют анаэробным дыханием клеток.

У млекопитающих, в том числе у человека, такой процесс называется гликолизом и его конечным продуктом является молочная кислота, а не спирт и CO2. Вся последовательность реакций гликолиза, за исключением двух последних этапов, полностью идентична процессу, протекающему в дрожжевых клетках.

Аэробный метаболизм (с использованием кислорода).

С появлением в атмосфере кислорода, источником которого послужил, очевидно, фотосинтез растений, в ходе эволюции развился механизм, обеспечивающий полное окисление глюкозы до CO2 и воды, – аэробный процесс, в котором чистый выход АТФ составляет 38 молекул АТФ на каждую окисленную молекулу глюкозы. Этот процесс потребления клетками кислорода для образования богатых энергией соединений известен как клеточное дыхание (аэробное). В отличие от анаэробного процесса, осуществляемого ферментами цитоплазмы, окислительные процессы протекают в митохондриях. В митохондриях пировиноградная кислота – промежуточный продукт, образовавшийся в анаэробной фазе – окисляется до СО2 в шести последовательных реакциях, в каждой из которых пара электронов переносится на общий акцептор – кофермент никотинамидадениндинуклеотид (НАД). Эту последовательность реакций называют циклом трикарбоновых кислот, циклом лимонной кислоты или циклом Кребса. Из каждой молекулы глюкозы образуется 2 молекулы пировиноградной кислоты; 12 пар электронов отщепляется от молекулы глюкозы в ходе ее окисления.

Липиды как источник энергии.

Жирные кислоты могут использоваться в качестве источника энергии приблизительно так же, как и углеводы. Окисление жирных кислот протекает путем последовательного отщепления от молекулы жирной кислоты двууглеродного фрагмента с образованием ацетилкофермента A (ацетил-КоА) и одновременной передачей двух пар электронов в цепь переноса электронов. Образовавшийся ацетил-КоА – нормальный компонент цикла трикарбоновых кислот, и в дальнейшем его судьба не отличается от судьбы ацетил-КоА, поставляемого углеводным обменом. Таким образом, механизмы синтеза АТФ при окислении, как жирных кислот, так и метаболитов глюкозы практически одинаковы.

Если организм животного получает энергию почти целиком за счет одного только окисления жирных кислот, а это бывает, например, при голодании или при сахарном диабете, то скорость образования ацетил-КоА превышает скорость его окисления в цикле трикарбоновых кислот. В этом случае лишние молекулы ацетил-КоА реагируют друг с другом, в результате чего образуются в конечном счете ацетоуксусная и b-гидроксимасляная кислоты. Их накопление является причиной патологического состояния, т.н. кетоза (одного из видов ацидоза), который при тяжелом диабете может вызвать кому и смерть.

Запасание энергии.

Животные питаются нерегулярно, и их организму нужно как-то запасать заключенную в пище энергию, источником которой являются поглощенные животным углеводы и жиры. Жирные кислоты могут запасаться в виде нейтральных жиров либо в печени, либо в жировой ткани. Углеводы, поступая в большом количестве, в желудочно-кишечном тракте гидролизуются до глюкозы или иных сахаров, которые затем в печени превращаются в ту же глюкозу. Здесь из глюкозы синтезируется гигантский полимер гликоген путем присоединения друг к другу остатков глюкозы с отщеплением молекул воды (число остатков глюкозы в молекулах гликогена доходит до 30 000). Когда возникает потребность в энергии, гликоген вновь распадается до глюкозы в реакции, продуктом которой является глюкозофосфат. Этот глюкозофосфат направляется на путь гликолиза – процесса, составляющего часть пути окисления глюкозы. В печени глюкозофосфат может также подвергнуться гидролизу, и образующаяся глюкоза поступает в кровоток и доставляется кровью к клеткам в разных частях тела.

Синтез липидов из углеводов.

Если количество углеводов, поглощенных с пищей за один прием, больше того, какое может быть запасено в виде гликогена, то избыток углеводов превращается в жиры. Начальная последовательность реакций совпадает при этом с обычным окислительным путем, т.е. сначала из глюкозы образуется ацетил-КоА, но далее этот ацетил-КоА используется в цитоплазме клетки для синтеза длинноцепочечных жирных кислот. Процесс синтеза можно описать как обращение обычного процесса окисления жирных клеток. Затем жирные кислоты запасаются в виде нейтральных жиров (триглицеридов), отлагающихся в разных частях тела. Когда требуется энергия, нейтральные жиры подвергаются гидролизу и жирные кислоты поступают в кровь. Здесь они адсорбируются молекулами плазменных белков (альбуминов и глобулинов) и затем поглощаются клетками самых разных типов. Механизмов, способных осуществлять синтез глюкозы из жирных кислот, у животных нет, но у растений такие механизмы имеются.

Метаболизм липидов.

Липиды попадают в организм главным образом в форме триглицеридов жирных кислот. В кишечнике под действием ферментов поджелудочной железы они подвергаются гидролизу, продукты которого всасываются клетками стенки кишечника. Здесь из них вновь синтезируются нейтральные жиры, которые через лимфатическую систему поступают в кровь и либо транспортируются в печень, либо отлагаются в жировой ткани. Выше уже указывалось, что жирные кислоты могут также синтезироваться заново из углеводных предшественников. Следует отметить, что, хотя в клетках млекопитающих может происходить включение одной двойной связи в молекулы длинноцепочечных жирных кислот (между С–9 и С–10), включать вторую и третью двойную связь эти клетки неспособны. Поскольку жирные кислоты с двумя и тремя двойными связями играют важную роль в метаболизме млекопитающих, они в сущности являются витаминами. Поэтому линолевую (C18:2) и линоленовую (C18:3) кислоты называют незаменимыми жирными кислотами. В то же время в клетках млекопитающих в линоленовую кислоту может включаться четвертая двойная связь и путем удлинения углеродной цепи может образоваться арахидоновая кислота (C20:4), также необходимый участник метаболических процессов.

В процессе синтеза липидов остатки жирных кислот, связанные с коферментом А (ацил-КоА), переносятся на глицерофосфат – эфир фосфорной кислоты и глицерина. В результате образуется фосфатидная кислота – соединение, в котором одна гидроксильная группа глицерина этерифицирована фосфорной кислотой, а две группы – жирными кислотами. При образовании нейтральных жиров фосфорная кислота удаляется путем гидролиза, и ее место занимает третья жирная кислота в результате реакции с ацил-КоА. Кофермент А образуется из пантотеновой кислоты (одного из витаминов). В его молекуле имеется сульфгидрильная (– SH) группа, способная реагировать с кислотами с образованием тиоэфиров. При образовании фосфолипидов фосфатидная кислота реагирует непосредственно с активированным производным одного из азотистых оснований, таких, как холин, этаноламин или серин.

За исключением витамина D, все встречающиеся в организме животных стероиды (производные сложных спиртов) легко синтезируются самим организмом. Сюда относятся холестерин (холестерол), желчные кислоты, мужские и женские половые гормоны и гормоны надпочечников. В каждом случае исходным материалом для синтеза служит ацетил-КоА: из ацетильных групп путем многократно повторяющейся конденсации строится углеродный скелет синтезируемого соединения.

МЕТАБОЛИЗМ БЕЛКОВ

Синтез аминокислот. Растения и большинство микроорганизмов могут жить и расти в среде, в которой для их питания имеются только минеральные вещества, диоксид углерода и вода. Это значит, что все обнаруживаемые в них органические вещества эти организмы синтезируют сами. Встречающиеся во всех живых клетках белки построены из 21 вида аминокислот, соединенных в различной последовательности. Аминокислоты синтезируются живыми организмами. В каждом случае ряд химических реакций приводит к образованию a-кетокислоты. Одна такая a-кетокислота, а именно a-кетоглутаровая (обычный компонент цикла трикарбоновых кислот), участвует в связывании азота.

Азот глутаминовой кислоты может быть затем передан любой из других a-кетокислот с образованием соответствующей аминокислоты.

Организм человека и большинства других животных сохранил способность синтезировать все аминокислоты за исключением девяти т.н. незаменимых аминокислот. Поскольку кетокислоты, соответствующие этим девяти, не синтезируются, незаменимые аминокислоты должны поступать с пищей.

Синтез белков.

Аминокислоты нужны для биосинтеза белка. Процесс биосинтеза протекает обычно следующим образом. В цитоплазме клетки каждая аминокислота «активируется» в реакции с АТФ, а затем присоединяется к концевой группе молекулы рибонуклеиновой кислоты, специфичной именно для данной аминокислоты. Эта сложная молекула связывается с небольшим тельцем, т.н. рибосомой, в положении, определяемом более длинной молекулой рибонуклеиновой кислоты, прикрепленной к рибосоме. После того как все эти сложные молекулы соответствующим образом выстроились, связи между исходной аминокислотой и рибонуклеиновой кислотой разрываются и возникают связи между соседними аминокислотами – синтезируется специфичный белок. Процесс биосинтеза поставляет белки не только для роста организма или для секреции в среду. Все белки живых клеток со временем претерпевают распад до составляющих их аминокислот, и для поддержания жизни клетки должны синтезироваться вновь.

Синтез других азотсодержащих соединений.

В организме млекопитающих аминокислоты используются не только для биосинтеза белков, но и как исходный материал для синтеза многих азотсодержащих соединений. Аминокислота тирозин является предшественником гормонов адреналина и норадреналина. Простейшая аминокислота глицин служит исходным материалом для биосинтеза пуринов, входящих в состав нуклеиновых кислот, и порфиринов, входящих в состав цитохромов и гемоглобина. Аспарагиновая кислота – предшественник пиримидинов нуклеиновых кислот. Метильная группа метионина передается ряду других соединений в ходе биосинтеза креатина, холина и саркозина. При биосинтезе креатина от одного соединения к другому передается также и гуанидиновая группировка аргинина. Триптофан служит предшественником никотиновой кислоты, а из валина в растениях синтезируется такой витамин, как пантотеновая кислота. Все это лишь отдельные примеры использования аминокислот в процессах биосинтеза.

Азот, поглощаемый микроорганизмами и высшими растениями в виде иона аммония, расходуется почти целиком на образование аминокислот, из которых затем синтезируются многие азотсодержащие соединения живых клеток. Избыточных количеств азота ни растения, ни микроорганизмы не поглощают. В отличие от них, у животных количество поглощенного азота зависит от содержащихся в пище белков. Весь азот, поступивший в организм в виде аминокислот и не израсходованный в процессах биосинтеза, довольно быстро выводится из организма с мочой. Происходит это следующим образом. В печени неиспользованные аминокислоты передают свой азот a-кетоглутаровой кислоте с образованием глутаминовой кислоты, которая дезаминируется, высвобождая аммиак. Далее азот аммиака может либо на время запасаться путем синтеза глутамина, либо сразу же использоваться для синтеза мочевины, протекающего в печени.

У глутамина есть и другая роль. Он может подвергаться гидролизу в почках с высвобождением аммиака, который поступает в мочу в обмен на ионы натрия. Этот процесс крайне важен как средство поддержания кислотно-щелочного равновесия в организме животного. Почти весь аммиак, происходящий из аминокислот и, возможно, из других источников, превращается в печени в мочевину, так что свободного аммиака в крови обычно почти нет. Однако при некоторых условиях довольно значительные количества аммиака содержит моча. Этот аммиак образуется в почках из глутамина и переходит в мочу в обмен на ионы натрия, которые таким образом реадсорбируются и задерживаются в организме. Этот процесс усиливается при развитии ацидоза – состояния, при котором организм нуждается в дополнительных количествах катионов натрия для связывания избытка ионов бикарбоната в крови.

Избыточные количества пиримидинов тоже распадаются в печени через ряд реакций, в которых высвобождается аммиак. Что касается пуринов, то их избыток подвергается окислению с образованием мочевой кислоты, выделяющейся с мочой у человека и других приматов, но не у остальных млекопитающих. У птиц отсутствует механизм синтеза мочевины, и именно мочевая кислота, а не мочевина, является у них конечным продуктом обмена всех азотсодержащих соединений.

ОБЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О МЕТАБОЛИЗМЕ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ

Можно сформулировать некоторые общие понятия, или «правила», касающиеся метаболизма. Приведенные ниже несколько главных «правил» позволяют лучше понять, как протекает и регулируется метаболизм.

1. Метаболические пути необратимы. Распад никогда не идет по пути, который являлся бы простым обращением реакций синтеза. В нем участвуют другие ферменты и другие промежуточные продукты. Нередко противоположно направленные процессы протекают в разных отсеках клетки. Так, жирные кислоты синтезируются в цитоплазме при участии одного набора ферментов, а окисляются в митохондриях при участии совсем другого набора.

2. Ферментов в живых клетках достаточно для того, чтобы все известные метаболические реакции могли протекать гораздо быстрее, чем это обычно наблюдается в организме. Следовательно, в клетках существуют какие-то регуляторные механизмы. Открыты разные типы таких механизмов.

а) Фактором, ограничивающим скорость метаболических превращений данного вещества, может быть поступление этого вещества в клетку; именно на этот процесс в таком случае и направлена регуляция. Роль инсулина, например, связана с тем, что он, по-видимому, облегчает проникновение глюкозы во все клетки, глюкоза же подвергается превращениям с той скоростью, с какой она поступает. Сходным образом проникновение железа и кальция из кишечника в кровь зависит от процессов, скорость которых регулируется.

б) Вещества далеко не всегда могут свободно переходить из одного клеточного отсека в другой; есть данные, что внутриклеточный перенос регулируется некоторыми стероидными гормонами.

в) Выявлено два типа сервомеханизмов «отрицательной обратной связи».

У бактерий были обнаружены примеры того, что присутствие продукта какой-нибудь последовательности реакций, например аминокислоты, подавляет биосинтез одного из ферментов, необходимых для образования этой аминокислоты.

В каждом случае фермент, биосинтез которого оказывается затронутым, был ответствен за первый «определяющий» этап (на схеме реакция 4) метаболического пути, ведущего к синтезу данной аминокислоты.

Второй механизм хорошо изучен у млекопитающих. Это простое ингибирование конечным продуктом (в нашем случае – аминокислотой) фермента, ответственного за первый «определяющий» этап метаболического пути.

Еще один тип регулирования посредством обратной связи действует в тех случаях, когда окисление промежуточных продуктов цикла трикарбоновых кислот сопряжено с образованием АТФ из АДФ и фосфата в процессе окислительного фосфорилирования. Если весь имеющийся в клетке запас фосфата и (или) АДФ уже исчерпан, то окисление приостанавливается и может возобновиться лишь после того, как этот запас вновь станет достаточным. Таким образом, окисление, смысл которого в том, чтобы поставлять полезную энергию в форме АТФ, происходит только тогда, когда возможен синтез АТФ.

3. В биосинтетических процессах участвует сравнительно небольшое число строительных блоков, каждый из которых используется для синтеза многих соединений. Среди них можно назвать ацетилкофермент А, глицерофосфат, глицин, карбамилфосфат, поставляющий карбамильную (H2N–CO–) группу, производные фолиевой кислоты, служащие источником гидроксиметильной и формильной групп, S-аденозилметионин – источник метильных групп, глутаминовую и аспарагиновую кислоты, поставляющие аминогруппы, и наконец, глутамин – источник амидных групп. Из этого относительно небольшого числа компонентов строятся все те разнообразные соединения, которые мы находим в живых организмах.

4. Простые органические соединения редко участвуют в метаболических реакциях непосредственно. Обычно они должны быть сначала «активированы» путем присоединения к одному из ряда соединений, универсально используемых в метаболизме. Глюкоза, например, может подвергнуться окислению лишь после того, как она будет этерифицирована фосфорной кислотой, для прочих же своих превращений она должна быть этерифицирована уридиндифосфатом. Жирные кислоты не могут быть вовлечены в метаболические превращения прежде, чем они образуют эфиры с коферментом А. Каждый из этих активаторов либо родствен одному из нуклеотидов, входящих в состав рибонуклеиновой кислоты, либо образуется из какого-нибудь витамина. Легко понять в связи с этим, почему витамины требуются в таких небольших количествах. Они расходуются на образование «коферментов», а каждая молекула кофермента на протяжении жизни организма используется многократно, в отличие от основных питательных веществ (например, глюкозы), каждая молекула которых используется только один раз.

В заключение следует сказать, что термин «метаболизм», означавший ранее нечто не более сложное, чем просто использование углеводов и жиров в организме, теперь применяется для обозначения тысяч ферментативных реакций, вся совокупность которых может быть представлена как огромная сеть метаболических путей, многократно пересекающихся (из-за наличия общих промежуточных продуктов) и управляемых очень тонкими регуляторными механизмами.

«Обмен веществ» — словосочетание практически магическое. Во — первых, потому, что все его знают, но меньше половины сможет дать ему определение. Во — вторых, потому, что «хороший» или «плохой» обмен веществ — любимая отговорка многих лентяев и запустивших себя личностей. В — третьих, потому, что способность того или иного волшебного средства «влиять на метаболизм» — один из любимейших способов манипуляций над сознанием желающих обрести фигуру своей мечты, используемых как на желающих набрать мышечную массу, так и на желающих похудеть. Пришло время разобраться в том, что же это такое, и сделать для себя выводы.

Метаболизм (или обмен веществ) — это совокупность всех химических реакций, которые происходят в живом организме

Синтез белка, расщепление глюкозы, переваривание крахмала, образование новых клеточных мембран или миофибрилл — любые химические процессы, которые могут прийти вам в голову, объединяясь с остальными реакциями, составляют наш обмен веществ. Хотя реакций, происходящих в организме, огромное множество, их можно разделить на две большие группы: на реакции синтеза и реакции распада.

Реакции синтеза (анаболические реакции) — это реакции, в результате которых из простых веществ образуются сложные. В качестве примера можно привести любую реакцию синтеза: синтез белка из аминокислот, синтез гликогена из глюкозы, синтез фосфолипидов (основного компонента клеточной мембраны). Именно в эти реакции отвечают за создание любых структур вашего тела, в них происходит строительство мышечной ткани, в них же растут запасы жировых клеток. Это реакции «творческие», организм строит большие и сложные молекулы из «кирпичиков», поэтому, как и любой другой процесс созидания, такие реакции требуют энергетических затрат. На любую анаболическую реакцию организму придется «потратиться».

Если анаболические реакции — энергозатратны и, кроме того, требуют наличия строительного материала, где же взять и то, и другое? Ответ прост: в реакциях, противоположных по получаемым продуктам — реакциях расщепления сложных соединений до простых.

Реакции расщепления по — другому называются «катаболические реакции».

Как известно, «разрушать — не строить», и процессы распада сложных молекул до простых не только обеспечивают получение «кирпичиков» для анаболических реакций, но и протекают с высвобождением энергии.

Энергия может рассеиваться в виде тепла (это происходит, например, при переваривании пищи, наверняка вы замечали, что после плотного приема пищи вы быстро согреваетесь). Либо запасаться в виде специальных молекул.

В качестве топлива для энергозатратных процессов наш организм использует энергию молекулы, которая называется АТФ. Это своеобразное «электричество» для работающих «машин» организма.

Все источники энергии, которые могут быть использованы в дальнейшем, наши клетки переводят в АТФ при помощи специальных процессов (аналогично, например, многие источники энергии человек переводит в электричество, потому, что ситуация, когда источник энергии универсален, гораздо целесообразнее, чем ситуация, когда холодильник работает от электричества, чайник — от тепловой энергии сгорания дров, вода для душа нагревается при помощи солнца, а поднимать грузы на высокие этажи приходится при помощи механической работы — при помощи веревки, перекинутой через блоки).

К реакциям катаболизма относится гликолиз (бескислородное расщепление глюкозы), расщепление жиров, аминокислот и другие реакции, в которых из сложных молекул получаются простые. Проще говоря, любые, которые можно охарактеризовать словом «расщепление» или «разложение». Именно эта группа реакций отвечает за сжигание ваших «накоплений». Только вот незадача, любых накоплений, как жировых, так и мышечных.

Как видите, анаболические и катаболические реакции — это две противоположности, которые дополняют друг друга и не могут существовать одна без другой.

В этом месте уже можно сделать первый вывод: то, будем мы «увеличиваться» или «уменьшаться», зависит от того, какие реакции преобладают.

Если говорить просто и не принимать во внимание гормональную регуляцию метаболизма (а она имеет принципиальное значение для протекания тех или иных реакций, поэтому будет рассмотрена отдельно), то реакции будут преобладать тогда, когда продукта реакций мало по сравнению с исходными веществами.

Катаболические реакции стимулируются в случае, когда простых веществ в организме мало по сравнению со сложными (например, в результате диетических ограничений. Если вы перестаете получать глюкозу из пищи, организм активизирует катаболическую реакцию — расщепление гликогена (сложной молекулы) для получения глюкозы (простой молекулы)).

Условия «голодания» по тому или иному простому веществу активизируют процессы расщепления сложных веществ, из которых его можно получить.

Анаболические процессы активизируются тогда, когда организм получает много простых веществ и имеет достаточное количество энергии. Отсюда становится понятно, что одновременный выраженный рост мышечной массы (процесс анаболический) и аметное (катаболический процесс) невозможны.

Из — за огромного количества химических реакций, протекающих в организме, обычно говорят не про обмен веществ в целом, а про метаболизм отдельных классов соединений.

Например, про метаболизм углеводов или метаболизм жиров. В такое понятие входят все превращения, которым подвергается этот класс соединений в организме. От момента поступления с пищей до момента выделения продуктов его превращений. Они для организма являются «лишними» и выбрасываются в окружающую среду.

Не раз и не два вам доводилось слышать про «скорость метаболизма». Чаще всего высокая «скорость» ассоциируется с «тебе повезло». На ум приходит стройный человек без выраженного количества жира (хотя и практически лишенный мускулатуры). Что же имеют в виду под этим понятием? Когда говорят про «скорость метаболизма», обычно подразумевают повышенную скорость катаболических реакций, которые способствуют уничтожению запасов организма. Отсюда и советы по «разгону метаболизма», следование которым заставляет организм при выборе между сжиганием и запасанием выбирать сжигание. Некоторые из этих мер также способствуют активизации анаболических процессов, однако то, что вы «ускоряете» данными мерами, будет в гораздо большей степени зависеть от вашего питания, индивидуальных особенностей организма в целом и эндокринной системы в частности. Причем, если дело касается определенных рекомендаций по режиму питания и образу жизни, то в такие меры могут иметь должное воздействие, так как обычно связаны с попытками регулировать уровни тех или иных гормонов. И совсем другое дело — списки «продуктов питания, ускоряющих метаболизм». Они не имеют практически никакого влияния без использования других способов стимуляции тех или иных реакций.

Теперь поговорим про один из наиболее интересных аспектов — гормональную регуляцию метаболизма.

Гормоны — это молекулы, которые организм вырабатывает с целью управления процессами, протекающими в клетках. Действие различных гормонов на обменные процессы может быть сходным (в таком случае они называются синергистами) и противоположным (гормоны — антагонисты).

Основными гормонами, которые управляют движением главного «энергоносителя» организма — глюкозы, являются инсулин и глюкагон. Инсулин образуется в ответ на значимое повышение уровня глюкозы в крови и командует клеткам (самым разным) забирать глюкозу из крови.

Также он ускоряет синтез гликогена в мышцах и способствует усилению потока аминокислот из крови в мышечные клетки.

Повышение уровня инсулина приводит к преобладанию процессов синтеза белка и жирных кислот над их распадом. Так что потребление простых углеводов после тренировки (в это время требуется быстрое восстановление запаса гликогена и синтез мышечных белков, которые заместили бы поврежденные в результате тренировки) и повышение уровня инсулина, которое за ним следует, довольно важно для успешного роста мышечной массы.

Вообще, при выборе «куда девать глюкозу» у организма всегда есть несколько возможностей: использовать для синтеза АТФ, пустить на гликоген печени, гликоген мышц или отложить в жировые запасы. Если первые 3 потребности удовлетворены, организму ничего не останется, кроме как отложить глюкозу в виде жировых запасов. Поэтому резкие скачки инсулина в любое другое время, кроме как с утра (18 — 24 часовое голодание полностью истощает запас гликогена печени, с утра же из — за ночного перерыва, в приеме пищи имеется некоторый дефицит) и после тренировки (т. е. в условиях, когда есть дефицит гликогена мышц), способствуют жироотложению.

Гормоны щитовидной железы также играют важную роль в регуляции обменных процессов, как анаболических, так и катаболических.

С их недостатком или избытком могут быть связаны патологическое ожирение. При недостатке этих гормонов, вследствие которого замедляются обменные реакции. Или нездоровая худоба. Чаще всего при повышенном аппетите и увеличении щитовидной железы, которое связано с усиленной секрецией этих гормонов и приводит к ускорению многих ключевых обменных реакций.

Гормоны, которые играют важную роль в мобилизации жира из «жировых запасов» — гормоны коры надпочечников, адреналин и норадреналин. Именно эти гормоны активизируют жировые клетки, заставляя их включать фермент, расщепляющий их запасы. Высвобождать в кровь жирные кислоты, которые организм затем имеет шанс использовать в качестве источника энергии. «Имитаторы» этих гормонов — обычные компоненты жиросжигателей, которые и заставляют организм использовать жировые запасы в качестве источника энергии. На этом и основано действие жиросжигателей.

Гормоны, активизирующие синтез белка (что весьма важно для построения мышечной ткани) — гормон роста и андрогены (основной из них, синтезируемый в организме — тестостерон).

На основе природных андрогенов получено множество синтетических аналогов тестостерона. Они обладают большей анаболической активностью (т. е. эффективнее стимулируют синтез белка) и меньшей андрогенностью (т.е. не так выражено стимулируют развитие организма по мужскому типу). Гормоны надпочечников, которые называются кортикостероидами, действуют на белковый обмен мышц наоборот. Они активизируют реакции распада белка, что при длительном воздействии может приводить к атрофии мышц. Эти гормоны образуются в ответ на стресс, а также используются в медицине для подавления аллергических реакций.

Организм сравним с лабораторией, в которой непрерывно происходят множественные процессы, и даже самое простое действие осуществляется за счет слаженной работы внутренних систем. Первостепенную роль для жизни и здоровья играют метаболические процессы. Метаболизм – что это такое простым языком, и как можно на него повлиять, рассмотрим далее.

Что такое метаболизм в организме?

Метаболизм, или – это в биологии совокупность тесно взаимосвязанных биохимических реакций, которые автоматически происходят в каждой клетке живого организма для поддержания жизни. За счет этих процессов организмы растут, развиваются, размножаются, сохраняют свои структуры и реагируют на внешние воздействия. Слово «метаболизм» имеет греческое происхождение, буквально означая «превращение» или «изменение». Все метаболические процессы подразделяются на две группы (стадии):

1. Катаболизм – когда сложные вещества распадаются на более простые, выделяя при этом энергию.
2. Анаболизм – когда из более простых синтезируются более сложные вещества, на что энергия расходуется.

Обмен веществ и превращение энергии

Почти все живые организмы получают энергию, необходимую для жизнедеятельности, в процессе последовательных реакций разложения и окисления сложных веществ до более простых. Источником этой энергии является потенциальная химическая энергия, заключенная в элементах пищи, поступающей из внешней среды. Выделившаяся энергия аккумулируется преимущественно в форме особого соединения – АТФ (аденозинтрифосфат). Говоря простым языком, о том, что, это такое – метаболизм, можно расценивать как процесс превращения еды в энергию и расход последней.

Обмен веществ и энергии постоянно сопровождается синтетическими процессами, в которых образуются органические вещества – низкомолекулярные (сахара, аминокислоты, органические кислоты, нуклеотиды, липиды и прочие) и полимерные (белки, полисахариды, нуклеиновые кислоты), требующиеся для построения клеточных структур и выполнения различных функций.

Обмен веществ в организме человека

Основные процессы, из которых складывается обмен веществ в организме, одинаковы у всех людей. Оборот энергии, под которым и подразумевается метаболизм, протекает с затратами, расходующимися на поддержание температуры тела, работу мозга, сердца, почек, легких, нервной системы, построение постоянно обновляющихся клеток и тканей, разные виды деятельности – умственной и физической. Обмен веществ подразделяют на основной – происходящий постоянно, в том числе в период сна, и дополнительный – связанный с любой активностью, отличной от состояния покоя.

Рассматривая, метаболизм – что это такое простым языком, следует выделить его основные этапы в организме человека:

• поступление питательных веществ в организм (с продуктами питания);
• переработка пищи в желудочно-кишечном тракте (процессы, при которых происходит расщепление углеводов, белков, жиров с последующим всасыванием через кишечные стенки);
• перераспределение и транспортировка питательных веществ в кровь, лимфу, клетки, тканевую жидкость, их усвоение;
• выведение образовавшихся конечных продуктов распада, которые не нужны организму, через органы выделения.

Функции обмена веществ

Чтобы разобраться, какова роль обмена веществ для жизнедеятельности нашего организма, перечислим основные функции главных элементов питания, участвующих в метаболизме, – белков, жиров и углеводов. Благодаря белковому обмену осуществляется:

• генетическая функция (так как белковые соединения являются структурной частью ДНК);
• активизация биохимических реакций (за счет ферментов, которые являются белковыми веществами);
• поддержание биологического баланса;
• поддержание структурной целостности клеток;
• полноценное усвоение питательных веществ, транспортировка их в нужные органы;
• обеспечение энергией.

За счет обмена жира происходит:

• поддержание температуры тела;
• образование гормонов, играющих регулятивную роль;
• формирование нервной ткани;
• накопление энергии.

Углеводный обмен веществ выполняет такие функции, как:

• защита желудочно-кишечного тракта от патогенов (за счет выделения вязких секретов);
• образование клеточных структур, нуклеиновых кислот, аминокислот;
• участие в образовании компонентов иммунной системы;
• поставка энергии для активности организма.

Как рассчитать уровень метаболизма?

Все слышали о таких понятиях, как «быстрый метаболизм», «замедленный метаболизм», метаболизм «хороший» или «плохой», с которыми нередко связывают избыточный или недостаточный вес, чрезмерную нервозность или вялость, многие заболевания. Интенсивность, скорость или уровень метаболизма – величина, которая отражает количество используемой всем организмом энергии за единицу времени. Выражается значение в калориях.

Существует немало методик расчета уровня метаболизма, в числе которых – те, что могут проводиться только при помощи специального лабораторного оборудования. В домашних условиях его можно определить по формуле, учитывающей пол, вес (в кг), рост (в см) и возраст человека (в годах). После определения своего уровня обмена веществ, становится понятным, какое количество энергии оптимально нужно употреблять, чтобы организм функционировал нормально и сохранялась нормальная масса тела (сколько пищи нужно съедать в день, что можно рассчитать по таблицам калорийности продуктов).

Для женщин формула расчета имеет такой вид:

RMR = 655 + (9,6 х вес) + (1,8 х рост) - (4,7 х возраст)

Чтобы получить конечный результат уровня метаболизма, значение RMR следует умножить на подходящий вашему образу жизни коэффициент активности:

• 1,2 – при малоактивном, сидячем образе жизни;
• 1,375 – при легкой активности (нетяжелые тренировки 1-3 раза в неделю);
• 1,55 – при умеренной активности (интенсивные тренировки 3-5 раз в неделю);
• 1,725 – при высокой активности (интенсивные тренировки 6-7 раз в неделю);
• 1,9 – при очень высоком уровне активности (сверхинтенсивные тренировки, тяжелый физический труд).

Как не нарушить обмен веществ?

С учетом того, что это такое – метаболизм, простым языком можно объяснить и термин «хороший метаболизм». Это такой обмен веществ, при котором энергия синтезируется и тратится правильно и в нужном для конкретного индивида количестве. Метаболизм зависит от множества факторов, которые можно подразделить на две группы:

1. Статические – генетика, пол, тип телосложения, возраст.
2. Динамические – физическая активность, масса тела, психоэмоциональное состояние, рацион питания, уровень выработки гормонов (прежде всего щитовидной железы) и прочие.

Факторы первой группы не поддаются коррекции, а на вторые возможно повлиять для нормализации обменных процессов. Правильное сбалансированное питание, ежедневные физические нагрузки, полноценный сон, минимизация стрессов – основные условия того, как улучшить метаболизм. Кроме того, важно понимать, что крайности вроде изнурительных тренировок или голодания способны вызвать обратный результат, когда из-за недостатка энергии организм переходит в «режим выживания» и начинает замедлять темп обмена, при этом максимально оберегая жировые энергозапасы.

Почему нарушается обмен веществ?

Нарушение обмена веществ может происходить по следующим основным причинам:

• несбалансированное питание;
• сильный стресс;
• нарушение функции гипофиза, надпочечников или щитовидки;
• инфекции;
• работа на вредном производстве;
• несоблюдение норм двигательной активности.

Повышенный метаболизм

Нарушение метаболизма в виде его ускорения, когда человек не поправляется даже при усиленном питании, зачастую появляется при нарушениях гормонального статуса. Это чревато:

• ослаблением иммунной защиты организма;
• тахикардией;
• скачками артериального давления и некоторыми другими проблемами со здоровьем.

Замедленный метаболизм

Замедленный процесс метаболизма, при котором происходит чрезмерное накопление жировых отложений, в том числе при умеренном количестве потребляемой пищи, нередко связан с заболеваниями желудочно-кишечного тракта, нарушением питьевого режима и малоподвижностью. Такое обменное нарушение способно вызвать:

• повышение кровяного давления;
• сахарный диабет.

Как разогнать метаболизм?

Следует знать, что ускорение метаболизма не может произойти при помощи каких-либо волшебных таблеток. Правильным способом, как ускорить обмен веществ, является сочетание регулярных умеренных занятий спортом и нормализацией рациона питания. За счет этого организм привыкнет тратить энергию на подготовку к предстоящим физическим нагрузкам и станет запасать калории в мышечной, а не в жировой ткани.

Как замедлить метаболизм?

Чтобы замедлить ускоренный метаболизм (что нередко необходимо для набора массы тела), некоторые прибегают к способам, которые нельзя назвать полезными и безопасными. Например, это употребление жирной пищи, отказ от физической нагрузки, уменьшение времени на ночной сон. При данной проблеме самым верным решением станет обращение к врачу.