Что такое метаболизм и как его лечить. Травы для ускорения метаболизма. Что такое скорость обмена веществ

Метаболизм это – процесс химических превращений питательных веществ, попадающих в наш организм. Обмен веществ простыми словами - это когда организм, расщепляет пищу, которую мы потребили на мелкие составляющие и строит из них новые молекулы нашего организма.

Сам термин образовался от греческого слова «Metabole», что переводится как «перемена» или «превращение». Уж очень много это слово в себя включает – и гормональные особенности, и особенности телосложения и прямую зависимость телосложения от количества потребляемых вами калорий.

Поэтому, чтобы внести ясность, давайте разбираться со всем по порядку.

В первую очередь, о метаболизме должны думать те, кого заботит «грамотное» похудение. Если говорить грубо, но понятно, метаболизм – это своего рода печь, от мощности которой зависит скорость сжигания наших калорий. Высокий уровень метаболизма вообще творит чудеса – сокращает объем ненавистных калорий до такого состояния, что организм начинает питаться собственными запасами. Так уходит жир.

RMR (Resting Metabolic Rate) – количество калорий, которого достаточно, чтобы поддерживать жизнедеятельность организма. У каждого индивидуума этот показатель индивидуален – это уже сугубо генетическая данность.
Следующая неотъемлемая часть метаболизма - масса тела и мышечная масса. Здесь есть прямая зависимость одного от другого – выше мышечная масса – выше метаболизм и наоборот. С чего бы это? Да просто пол килограмма мышц «уничтожают» 35-50 калорий за день. То же количество жира избавит лишь от 5-10 калорий.
Составляющая №3 – ваша щитовидная железа. Поэтому, ценный совет – тем, кому за 30 есть смысл сходить к доктору и сдать все анализы на гормоны + УЗИ щитовидной железы. Именно она оказывает прямое слияние на метаболизм и сжигание жиров.

Анаболизм и катаболизм

Два не менее важных понятия, напрямую связанных с здоровым метаболизмом.

Анаболизм – набор химических процессов, ответственных за ткани, клетки вашего организма, их развитие и за синтез аминокислот.

Катаболизм – расщепление пищевых молекул для последующего их превращения в энергию вашего тела.

Именно энергия, полученная от катаболизма необходима для полноценной жизни организма.

Так как же действительно использовать свой встроенный «жиросжигатель» в правильном направлении? Да все, в общем, не сложно.

Начальный этап – встаньте перед зеркалом, предельно объективно себя оцените и определитесь с типом своего телосложения - это то, с чем метаболизм непосредственно связан и, по сути, первая ступенечка к началу управления машиной сжигания собственного жира.

Все мы разные, но основная масса ученых сходится на трех типах строения человеческих тел:

Эктоморф

Обладает небольшим телом;
Форма грудной клетки – плоская;
Плечи узкие;
Телосложение тощее;
Мышцы отсутствуют;
Мышечную массу набрать довольно сложно;
Очень быстрый метаболизм.

Если вы тот самый «тощий» эктоморф, то есть необходимость в потреблении большого количества калорий. И тут есть маленькая несомненная радость – эктоморфу НЕОБХОДИМО есть перед сном, чтобы дезактивировать процессы катаболизма. Почти все физические нагрузки у эктоморфов должны быть направлены на определенные группы мышц. Неплохо бы было пользоваться спортивными пищевыми добавками.

Мезоморф

Телосложение спортивное, атлетическое;
Форма тела прямоугольная;
Мезоморфы, как правило, очень сильные;
Не испытывают проблем с наращиванием мышечной массы;
Могут испытывать проблемы с набором излишнего веса.

Не имеют проблем с наращиванием мышц, также как и наращиванием лишнего жира. Это не есть хорошо – постоянно придется следить за тем, что употребляешь в пищу и в каком количестве. То есть, для мезоморфов жизненно важен правильно подобранный рацион питания. Тут еще и не обойтись без регулярных кардионагрузок.

Эндоморф

Округлые очертания фигуры;
И мышечная и жировая массы растут, как говорится, «на ура»;
Невысокие;
Имеют проблемы с сбрасыванием лишнего веса;
Метаболизм замедленный.

Самое главное для эндоморфов – рассчитанная по калориям белковая диета + постоянные кардиотренировки – бег, велосипед, спортивная ходьба.

Следующий этап – разобраться с вытекающими из вышесказанного понятиями – быстрый и медленный метаболизм.

Медленный метаболизм – выражается в высоком аппетите и отсутствии желания двигаться и заниматься активными видами спорта. Здесь, в первую очередь, важна смена режима питания и пищевых привычек в целом. После, полученный результат уже легче будет поддерживать занятиями физкультурой.

Быстрый метаболизм – наоборот выражается в желании меньше есть и больше двигаться. Такие люди чаще всего огорчены тем, что им катастрофически сложно набрать мышечную массу несмотря на все усилия. Людям с быстрым метаболизмом необходим правильный, калорийный рацион питания и детально продуманная система тренировок, преобразующая полученную энергию в нужное русло.

Завершающий этап . Похудение и использование процессов метаболизма в вашем организме с умом.

От чего зависит метаболизм?

Возраст, вес, рост, пол, телосложение (о типах телосложения читайте выше);
Питание, физические нагрузки (и их грамотное сочетание в зависимости от типа строения тела);
Состояние здоровья (стабильный гормональный фон, что проверяется у доктора-эндокринолога);
Психическое здоровье (отсутствие стрессов и любых других расшатывающих психику факторов).

Процессы метаболизма в жировой ткани безумно медленны по сравнению с метаболизмом в ткани мышечной. Те, у кого действительно есть проблемы с лишним весом нуждаются в меньшем количестве энергии, но едят, все же, больше, чем необходимо. Эта лишняя «съеденная» энергия не расходуется, а стремительно уходит в жировые «запасы» нашего организма – а куда ее еще девать? Естественно, при таком метаболизме худеть не представляется возможным.

Лишний жир, постепенно проникая во внутренние органы, влияет на стабильность работы эндокринной системы и расшатывает наш гормональный фон. У женщин, например, излишний жир в организме вызывает задержки или постоянные сбои циклов. Есть вероятность развития метаболического синдрома.

Что такое метаболический синдром?

Это такое состояние, при котором подкожная жировая прослойка приводит к серьезным нарушениям внутренних обменных процессов – липидных и углеводных. Это как раз тот случай, при котором человек начинает «пухнуть» буквально от всего. Появляются проблемы с сердцем и артериальная гипертензия. Резко повышается давление и количество сахара в крови.

Однако, нужно отметить, что все эти симптомы не относятся к метаболическому синдрому, если показатели вашего телосложения (объем талии и вес) в норме. Хотя, даже в этом случае, визит к доктору обязателен.

Как же разогнать свой метаболизм, чтобы похудеть?

Перестать себя обманывать!
Убрать из рациона жиры и простые углеводы (шоколад, булки, пирожные, сливочное масло и т. д.)
Ограничиться нежирными белками (куриная грудка, молоко, яичный белок) и клетчаткой (фрукты, овощи). Так вы, наконец, улучшите обмен веществ и ускорите метаболизм.
Сократить углеводы – они наоборот, замедляют метаболизм.
Поднять мышечный тонус, заняться спортом, увеличить нагрузку на мышцы.

Всем привет! На связи Иван Устинов и я рад вас снова видеть на страницах своего блога. Сегодня нас ждет разбор очень интересной темы, так что не расходитесь быстро... Повышенная масса тела у людей в современном мире – не редкость.

Многие тучные люди понимают, что все дело в замедленном обмене веществ и зачастую завидуют худышкам. Сегодня мы разберемся в вопросе: быстрый метаболизм хорошо или плохо это на самом деле?

Чаще всего люди, не склонные к полноте, не испытывают в связи с этим никаких проблем. Однако порой бывает так, что, сколько бы человек ни ел, а масса его тела не только не увеличивается, но, наоборот, продолжает быстрыми темпами уменьшаться.

Так что вскоре худое тело становится скорее недостатком, чем признаком стройности, и отталкивает противоположный пол выпирающими костями. В какой же момент стоит задуматься, не слишком ли быстрый у вас обмен веществ и не грозит ли это анорексией?

Стоит сразу расставить все точки над «и». Быстрый метаболизм, как и замедленный, это в любом случае плохо, потому что замедленный грозит ожирением, а ускоренный – болезненной худобой. Но в зависимости от ситуаций кто-то чтобы похудеть, а кто-то его наоборот

Хорошо – это когда метаболизм соответствует норме. Нормальный уровень обмена веществ у каждого человека свой. Как определить свой базовый уровень, мы поговорим чуть ниже, а сейчас перечислим симптомы, по которым вы сможете определить, не слишком ли высока скорость обмена веществ в вашем организме.

Основные признаки быстрого метаболизма – это слишком сильная худоба при нормальном или даже повышенном питании, ощущение голода вскоре после обильного приема пищи, невозможность увеличить мышечную массу, несмотря на занятия спортом.

Факторы быстрой потери массы тела

Почему так важно вовремя отреагировать на болезненную худобу своего тела и не запустить процесс? Внешне заметная чрезмерная потеря веса – это еще полбеды. Процессы, происходящие при этом в организме, намного опаснее. Они становятся источником заболеваний, ведь неправильный обмен веществ не позволяет организму усваивать витамины и микроэлементы, получаемые с пищей. От этого вы обязательно почувствуете недостаток жизненных сил и вас частенько будет клонить в сон.

Кроме того одновременно с недостатком жизненно важных веществ организм начинает усиленно вырабатывать адреналин. Так что мнение, что полные люди жизнерадостны и добры, — отнюдь не миф. Переизбыток адреналина делает худощавых людей не в меру раздражительными, что становится проблемой не только для них, но и для окружающих.

Причины быстрого метаболизма:

генетическая предрасположенность;
заболевания щитовидной железы;
злоупотребление курением;
частые депрессии, недосыпание.

Последствия чрезмерной худобы

Еще совсем недавно худощавость была в моде, и многие женщины стремились похудеть, используя различные диеты и не задумываясь о том, какими последствиями резкое похудание может грозить их организму.

Слишком быстрый метаболизм становится угрозой для жизни в целом, ведь из-за него в организме человека развиваются многие заболевания. Резко худеющий человек испытывает постоянную слабость, не способен выполнять элементарные физические упражнения, а в запущенных случаях даже прием пищи становится для него тяжелым трудом.

Изможденное тело отвращает от себя взгляды окружающих. Кожа у резко худеющего человека становится неестественного серого цвета, потому что недостаток витаминов и других веществ сказывается и на ее состоянии. Аппетит постепенно совершенно пропадает, вследствие чего развиваются заболевания органов пищеварения.

Постепенно худоба начинает сопровождаться отеками, особенно они заметны на лице и нижних конечностях. Одновременно с истощением в организме, лишенном необходимых для него микроэлементов, развиваются серьезнейшие болезни, вплоть до злокачественных опухолей.

Как вычислить уровень обмена веществ в вашем организме?

РАССЧИТЫВАЕМ ПО ФОРМУЛЕ. Для начала нам нужно понять, что мы собираемся рассчитывать. Скорость метаболизма определяется в килокалориях, которые необходимы организму для обеспечения его жизнедеятельности В СОСТОЯНИИ ПОКОЯ. Да, именно в состоянии покоя. Это ещё называют базовым метаболизмом.

То есть по сути, мы будет рассчитывать число калорий, которое обязательно нужно будет потреблять в день для нормальной работы нашего организма. Так сказать — наш необходимый минимум. И это число будет зависеть от скорости нашего метаболизма.

Формула расчета скорости метаболизма называется BMR (от англ. Basal Metabolic Rate) . Данная формула учитывает и ваш рост, и ваш вес и даже ваш возраст. Обмен веществ ускоряется при повышении массы тела и вашего роста, но с возрастом замедляется. Выглядит она следующим образом:

BMR (для женщин) = 655 + (9,6 х вес) + (1,8 х рост) — (4,7 х возраст)
BMR (для мужчин) = 66 + (13.8 x вес в кг.) + (5 x рост в см.) — (6.8 x возраст)

Возможно вы спросите — «а почему для мужчин и женщин разные формулы?» . Различия состоят в том, что как правило мужчины обладают большим количеством мышц и из-за этого метаболизм у них выше. Да и вообще у мужчин быстрый метаболизм – это скорее норма, чем отклонение, потому что в организме представителей мужского пола обмен веществ происходит быстрее на 10-15%.

В то же время метаболизм у женщин замедляется не так сильно с возрастом, как у мужчин. Все эти нюансы различий учтены в формулах.

Но это ещё не все. Полученное количество калорий необходимо умножить на коэффициент уровня вашей физической активности. Коэффициенты следующие:

Если вы ведете сидячий образ жизни, тогда вы можете умножить количество калорий на 1,2
Если вы занимаетесь спортом, но в легкой форме и не более 1-3 раз в неделю, умножьте на 1,375
Если занятия спортом проходят 3-5 раз в неделю, но не превышают обычный уровень нагрузки, умножьте на 1,55
Если ваши тренировки проходят с увеличенной физической нагрузкой, умножьте на 1,725
Если вы вынуждены заниматься тяжелым физическим трудом или увлечены очень интенсивными тренировками, умножьте на 1,9

И что теперь делать с этой цифрой? Для чего она вам? Ещё раз напомню что эта цифра показывает минимальное количество калорий, которое вам нужно на день, чтобы организм чувствовал себя нормально. Соответственно, все что сверх этой цифры — теоретически уже будет накапливаться в виде жира в проблемных зонах (на попе, животе и т.д.)

Поэтому вам нужно эту цифру сравнить с тем количеством калорий, которое вы сейчас потребляете. Если у вас вышло 1700 ккал., а фактически вы потребляете 2000 ккал., то ваш избыток составляет 300 ккал.

Если вы хотите похудеть, то от полученной цифры отнимите 300-500 ккал. и подгоните ваш рацион уже под эту цифру. Думаю ясно.

Но не стоит зацикливаться на формуле и слишком трепетно к ней относиться, так как все эти расчеты всё равно примерны. Даже когда вы будете рассчитывать калорийность пищи по таблицам — помните, что это тоже очень «на глаз». Иногда калорийность пищи называют не боле чем «шутка». Это просто некий показатель того, сколько тепла выделяет та или иная еда при полном сжигании.

То есть взяли батончик сникерс, сожгли в каком-то специальном контейнере для экспериментов, зафиксировали количество тепла которое он выделил и записали на упаковке эту цифру. Вот так это делается. Но как этот батончик усвоится у вас в организме, усвоится ли полностью или же частично отложится на заднице, брюшке — это уже ни одно исследование точно сказать не сможет.

А потому количество калорий — лишь очень примерный показатель, на который желательно равняться, но не более. Эта цифра имеет право нарушаться как в меньшую, так и в большую сторону.

Интересно что 7000 ккал. сверх нормы вашего показателя по формуле — способны прибавить человеку примерно + 1 кг лишнего веса...

Упор всегда делайте на качество пиши, а не на расчеты калорий.

Кстати, по поводу калорий — недавно нашел классную штуку, которую можно надеть на руку и она будет подсчитывать сжигаемые калории и частоту сердечного ритма. Ознакомиться можно ЗДЕСЬ.

Другую спортивую электронику, которая поможет вам подсчитывать подобные вещи (пульс, калории, шаги) вы можете выбрать по ссылке ниже:

ПУЛЬСОМЕТРЫ, ШАГОМЕРЫ, КАРДИО-ЭЛЕКТРОНИКА (Aliexpress.com)

СПОРТИВНАЯ ЭЛЕКТРОНИКА (banggood.com)

ПРОВОДИМ МАЛЕНЬКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ. А теперь предлагаю вам привести эксперимент по определению вашего уровня метаболизма — быстрый он или медленный. Никакие формулы нам здесь не нужны. Мы просто будем «хомячить» овсянку на обычной воде, а не на молоке. Да, это очень мерзко, знаю, но для чистоты эксперимента можно потерпеть один разочек. Молоко усложнит усвояемость и смысл эксперимента пропадет.

Итак. Нам нужно просто выбрать какое-нибудь утро, в которое мы сможем проделать этот эксперимент. Если это суббота — то овсянку нужно будет сварить вечером в пятницу. Не свежую сварить, чтобы была горячая а именно вчерашнюю, чтобы потом можно было подогреть её до комнатной температуры.

В это утро нельзя никуда спешить, испытывать стресс — должен быть мир и покой.
Не принимайте душ, только умойтесь, почистите зубки, ну и что вы там ещё делаете по утрам)
Оденьтесь так чтобы вам не было жарко, нужно чтобы было чуть прохладно.
Проветрите комнату.

А теперь возьмите 300 грамм овсянки и скушайте не запивая ничем и по-быстренькому. Ждем 2-3 минуты и получаем результат эксперимента:

Вам стало жарко и вы даже слегка испарина выступила по телу — у вас быстрый метаболизм, поздравляю.
Вы ощущаете незначительное тепло по телу — у вас нормальный обмен веществ, без крайностей.
«Что кушал, что радио слушал», то есть никаких ощущений — у вас медленный метаболизм.

Правила безопасного замедления метаболизма

Существует несколько простых правил, как замедлить обмен веществ при быстром метаболизме.

Ограничьте количество часов, оставленных на сон.
Отложите завтрак на час после просыпания.
Употребляйте значительно больше кофе, чем обычно.

Несмотря на то, что кофе разгоняет обмен веществ — употребление его в больших количествах приводит к обратному эффекту. Избыток этого напитка способен истощить нашу нервную систему до такого уровня, при котором будут ощутимы нарушения сна. А это напрямую связано с замедлением обмена веществ.

К тому же помните, что кофе активизирует обменные процессы лишь временно (примерно на 30 минут), а аппетит вызывает будь здоров (получаем лишние калории). И в итоге замедление метаболизма от избытка кофе более заметно, чем его разгон. Люди, которые испытывали этот эффект на себе — прямо говорят об этом.

Если и вы решитесь на этот шаг для того чтобы притормозить свой метаболизм — не злоупотребляйте кофе долгое время, иначе может развиться зависимость.

Питайтесь не маленькими порциями и часто, а, наоборот, не реже трех раз в день, нормально насыщаясь.
Пейте больше молока.
Ограничьте себя в продуктах с большим содержанием белка, а также откажитесь от цитрусовых, специй, зеленого чая.
Если вы не представляете свою жизнь без спорта, всего лишь уменьшите нагрузку.

На этом пожалуй закончим. Теперь вы сами сможете ответить на вопрос, если кто-нибудь вас спросит: «хорошо или плохо, когда у тебя быстрый метаболизм?». Так же вы научились рассчитывать уровень своего обмена веществ и понимать сам принцип всей этой «движухи».

Я надеюсь что данная статья принесла вам пользу. Поделитесь ею с вашими друзьями в социальных сетях и не забывайте подписываться на обновление моего блога, чтобы узнать еще больше интересного и полезного! Да, и опишите в комментариях как ощущения после овсянки с водой натощак... Пока-пока...

comments powered by HyperComments

P .S. Подписывайтесь на обновление блога, чтобы ничего не упустить! Если вы хотите приобрести какие-либо спорттовары, спортивное питание или добавки - можете воспользоваться этой специальной страницей!

В попытках похудеть или набрать мышечную массу, мы начинаем вдаваться в различные аспекты диетологии: как правильно питаться, сколько нужно макро- и микронутриентов для достижения спортивных целей, какие продукты лучше, а какие хуже. Но полной ясности в этих вопросах не будет без понимания того, что такое метаболизм. В сегодняшней статье мы разберем, как происходит метаболизм разных нутриентов и, какие факторы влияют на скорость обмена веществ.

Определение

С физиологической точки зрения метаболизм – это все химические реакции, которые происходят в вашем организме, необходимые для нормальной жизнедеятельности. В повседневной жизни метаболизм обычно называют обменом веществ.

Что же это такое простым языком? Метаболизм – это все процессы, которые происходят для усвоения и использования тех или иных нутриентов. Мы регулярно получаем те или иные микро и макроэлементы с едой, водой, воздухом и т.д. За счет метаболизма мы ими распоряжаемся: используем в качестве энергии, накапливаем в виде жировой ткани, пускаем на восстановление травмированных тканей и многое другое.

Как связан метаболизм и масса тела?

Существует такое понятие, как базальный метаболизм. Это своеобразный индикатор того, сколько вашему организму требуется энергии в состоянии покоя для поддержания нормальной жизнедеятельности. Расчет производится на основании вашего пола, возраста, роста, веса и уровня физической активности. Прежде чем пытаться набрать массу или похудеть, обязательно рассчитайте свой базальный метаболизм. Не нужно соваться в эти дебри без понимания того, что, как и почему вы делаете.

К примеру, в состоянии покоя вашему организму требуется 2000 калорий для надлежащего выполнения всех функций и поддержания работы всех систем. Если вы хотите похудеть, вам нужно потреблять меньше калорий. Если хотите набрать мышечную массу – больше. Разумеется, все это только математический расчет, и не всегда эта цифра соответствует действительности. Если вы молодой человек эктоморфного типа телосложения и у вас быстрый метаболизм, вы не будете набирать лишнего веса, даже существенно превышая свою норму. Если у вас замедленный метаболизм и генетическая склонность к полноте – наоборот.

Суть метаболизма

Чтобы все эти нутриенты, которые мы потребляем, полностью усваивались организмом, их необходимо разложить до более простых веществ. К примеру, нашим мышцам для восстановления и роста не нужен белок как таковой. Нам нужны лишь отдельные аминокислоты (всего их 22), которые нужны для мышечной активности. В процессе переваривания белок распадается на отдельные аминокислоты, и организм их усваивает для своих нужд. К примеру, лейцин и валин сразу идут на восстановление поврежденных на тренировках мышц, триптофан идет на выработку дофамина, глютамин идет на поддержание иммунной системы и т.д. Распад сложного вещества на простые называется анаболизмом. При анаболизме организм получает энергию в виде калорий, которые мы тратим при физической активности. Это первая стадия нашего обмена веществ.

Следующая стадия метаболизма – катаболизм. С этим явлением обычно связывают распад мышечной ткани или сжигание жира, однако его значение куда обширнее. В широком смысле катаболизм – это синтез сложных веществ из простых. С катаболизмом непосредственно связана регенерация тканей, мы видим это при затягивании ран, обновлении крови и других процессах, которые постоянно протекают в организме без нашего ведома.

Обмен белков

Белок необходим нашему организму для целого ряда важных биологических функций, среди которых:

Регенерация и создание новых мышечных клеток.
Восстановление микротравм в мышечной ткани после силовых тренировок.
Ускорение всех биохимических процессов.
Синтез половых гормонов и нормальное функционирование эндокринной системы.
Транспортировка питательных веществ: витаминов, минералов, углеводов, гормонов и т.д.

В процессе усвоения белок распадается на отдельные аминокислоты. Этот процесс и называется метаболизмом белков.

Важное значение имеет не только количество, но и качество белка. Аминокислотный состав – это то, что определяет биологическую ценность белка. Если он скуден, то он покрывает лишь малую часть потребностей организма. В основном это относится к белкам из продуктов растительного происхождения. Исключением некоторые диетологи считают бобовые культуры, так как в них содержится достаточно большое количество незаменимых аминокислот.

С белками животного происхождения дела обстоят иначе. Обычно его аминокислотный состав куда обширнее, и в нем в большом количестве содержатся незаменимые аминокислоты, которые так необходимы спортсменам в периоды интенсивного тренинга.

Обмен углеводов

Углеводы являются «топливом» для нашего организма. Глюкоза, до которой в процессе метаболизма распадаются углеводы, имеет свойство накапливаться в печени и в мышцах в виде гликогена. Именно гликоген делает мышцы визуально объемными и наполненными. Доказано, что мышцы, наполненные гликогеном, более сильные и выносливые, чем «пустые» мышцы. Поэтому полноценный силовой тренинг в тренажерном зале невозможен без достаточного количества углеводов в рационе.

Без углеводов вы будете неработоспособными, вялыми и сонными. Именно поэтому часто во время низкоуглеводной диеты спортсмены жалуются на плохое самочувствие и заторможенность. Существуют углеводы с высоким гликемическим индексом (простые) и с низким гликемическим индексом (сложные).

К простым углеводам относятся все сладости, кондитерские изделия, выпечка, белый рис, большинство фруктов, соки и другие сладкие напитки. Их гликемический индекс варьируется от 70 до 110. К сложным углеводам относятся все крупы, макароны из твердых сортов пшеницы, овощи, цельнозерновой хлеб и некоторые сухофрукты.

Метаболизм простых и сложных углеводов принципиально отличается. Простые углеводы еще называют быстрыми, так как они быстро насыщают организм энергией, но хватает этой энергии ненадолго. Да, вы чувствуете повышение работоспособности, прилив сил, улучшение настроения и концентрации, но длится это от силы минут 40. Их скорость усвоения слишком быстра, они быстро распадаются до глюкозы. Это провоцирует сильный всплеск инсулина, который способствует накоплению жировой ткани, а также вредит поджелудочной железе. Кроме того, прием простых углеводов в большом количестве напрочь убивает аппетит, а это принципиально важно в период набора мышечной массы, когда нужно есть по 6-8 раз в день.

Да, конечный продукт распада любого углевода – это глюкоза. Но дело в том, что у сложных углеводов этот процесс занимает намного больше времени – от 1,5 до 4 часов. Это не приводит к накоплению жира, так как не происходит резких скачков уровня инсулина в крови. Сложные углеводы должны составлять основу вашего рациона. Если их достаточно, вы сможете продуктивно работать в тренажерном зале и за его пределами. Если нет, КПД вашей жизнедеятельности будет снижаться.

Важную роль в обмене жиров играет печень. Именно она служит своеобразным фильтром, через который проходят продукты распада жиров. Поэтому у тех, кто не следует принципам правильного питания, проблемы с печенью – обычное дело. Количество жиров в вашей диете должно быть строго ограничено. Большинство диетологов рекомендуют употреблять до одного грамма жиров на один килограмм веса тела. Причем упор стоит делать на ненасыщенные жирные кислоты, которыми богаты рыба и морепродукты, орехи, растительные масла, авокадо и яйца. Они благоприятно сказываются на работе сердечно-сосудистой системы, так как способствуют снижению уровня холестерина в крови.

Часто жир откладывается не только под кожей, но и между внутренними органами, и внешне это абсолютно незаметно. Его называют висцеральным жиром. Избавиться от него очень трудно. Нарушения обмена жиров ведет к повышенному накоплению висцерального жира. Из-за этого к ним поступает меньше кислорода и полезных питательных веществ, и их работоспособность постепенно ухудшается, что может привести к развитию серьезных заболеваний.

Обмен воды и минеральных солей

Самое важное в диете и правильном питании – это далеко не калории, белки, жиры и углеводы. Наш организм просто не может существовать и нормально функционировать без воды. Наши клетки, внутренние органы, мышцы, кровь, лимфа практически полностью состоят из воды. Многие спортсмены забывают о том, насколько важно потреблять достаточно жидкости и как водно-солевой баланс влияет на ваше самочувствие и продуктивность.

Если вы не потребляете достаточно воды, вы будете постоянно испытывать головные боли, повышение артериального давления, сонливость, раздражительность и проблемы с желудочно-кишечным трактом. Ваша минимальная суточная норма – 3 литра чистой воды. Это нормализует водно-солевой баланс, улучшит работоспособность почек и будет способствовать ускорению обмена веществ.

Большая часть воды и минеральных солей выходит из организма вместе с мочой и потом. Поэтому помимо обычной воды рекомендуется на постоянной основе употреблять минеральную воду. Она покроет потребности организма в минеральных солях и других полезных микронутриентах. Если запасы солей не восполнять, ухудшится состояние суставов, связок и костной ткани. Концентрация минеральных солей в разных водах может быть разной. Подобрать «правильную» минеральную воду, которая улучшит ваше здоровье, сможет только квалифицированный специалист на основании анализов.

Как меняется уровень метаболизма с возрастом?

Это сугубо индивидуальный момент, но с возрастом у большинства людей скорость обменных процессов снижается. Обычно это отмечается еще в возрасте до 30 лет. С каждым годом метаболизм замедляется все сильнее и сильнее. Поэтому чем старше человек, тем выше склонность к набору лишнего веса. Начиная с 25-тилетнего возраста, следует особое внимание уделять правильному питанию. Должна быть четко подсчитана ваша норма по калориям, белкам, жирам и углеводам. Отступления от этого в ту или иную сторону могут быть минимальными, иначе метаболизм будет замедляться, и вы будете набирать лишнюю жировую массу. Нужно стараться питаться как можно чаще небольшими порциями. Основу вашего рациона составляют белки животного происхождения и сложные углеводы с низким гликемическим индексом. После 6-7 часов вечера рекомендуется полностью отказаться от углеводов. Пища должна полноценно усваиваться, поэтому чем больше в вашем рационе будет клетчатки, тем лучше.

Как пол влияет на скорость обмена веществ?

Мужчины более склонны к набору мышечной массы, чем женщины. Этому способствует, в первую очередь, мужской половой гормон тестостерон, без которого рост мышц практически невозможен. Уровень эндогенного тестостерона у здорового мужчины в несколько десятков раз выше, чем у женщины.

Мышечная масса требует больше энергии для ее функционирования. Соответственно, базальный метаболизм у мужчин будет выше, ведь ваши мышцы потребляют энергии даже в состоянии полного покоя. Иными словами, чтобы набирать лишний вес, мужчине потребуется съесть больше калорий, чем женщине.

У женщин ситуация несколько иная. Высокий уровень эстрогена способствует образованию жировой ткани. Женщины, не следящие за питанием и далекие от мира спорта и фитнеса, обычно быстро набирают лишний вес. Жир, в отличие от мышц, не требует дополнительных энергозатрат для своего функционирования. Соответственно, у женщин не такой быстрый метаболизм, как у мужчин.

Как режим питания влияет на метаболизм?

Чтобы ваш обмен веществ был в норме, а в перспективе даже ускорялся, нужно придерживаться следующих простых правил в питании:

Фактор	Что делать и как влияет?
Еда	Питание должно быть регулярным, стараемся питаться почаще, но поменьше. Длительное голодание или постоянные переедания негативно скажутся на скорости вашего метаболизма.
Нет вредному	Большое количество жареного, сладкого, мучного и жирного снижают скорость обмена веществ, так как организму и желудочно-кишечному тракту в частности требуется слишком много энергоресурсов и пищеварительных ферментов на ее переваривание и усваивание.
Вредные привычки (алкоголь, курение)	Уменьшают синтез белка, что вслед за собой снижает и скорость обменных процессов.
Подвижность	Малоподвижный и сидячий образ жизни снижает скорость метаболизма, так как вы не расходуете дополнительных калорий. Лучший способ повысить скорость обмена веществ – регулярно тренироваться.

Есть ряд продуктов, способствующих ускорению метаболизма: цитрусовые, яблоки, орехи, зелень, сельдерей, капуста, брокколи и зеленый чай. Обмен веществ становится более быстрым за счет большого содержания витаминов, минералов и антиоксидантов в этих продуктах. Кроме того, капуста и брокколи относятся к так называемым продуктам с отрицательной калорийностью. Организму требуется больше энергии на то, чтобы их усвоить, чем в них содержится. Соответственно, вы создаете энергодефицит, и скорость обменных процессов увеличивается.

Нарушения метаболизма

Процессы метаболизма зависят от многих факторов: генетики, функционирования желудочно-кишечного тракта, работы эндокринной системы, состояния внутренних органов, режима питания и тренировок и многих других.

Однако наиболее массовый характер имеет проблема неправильного питания. Переедание, голодание, злоупотребление фаст-фудом, большое количество жирной пищи и простых углеводов в рационе – все это приводит к замедленному метаболизму. Все диеты, гарантирующие быстрый результат, приведут к этому же. Даже если поначалу вы получили какой-то положительный результат, после диеты все сброшенные килограммы вернутся с лихвой, и метаболизм опять замедлится. В условиях замедленного обмена веществ особую опасность представляют токсины и свободные радикалы, так как они не успевают выводиться из организма.

Нарушения метаболизма в большинстве случаев имеют следующие симптомы:

Резкое снижение или увеличение массы тела;
Постоянное чувство голода или жажды;
Повышенная раздражительность;
Ухудшение состояния кожи.

Запомните: раскрутка метаболизма и сжигание жира – это долгий и кропотливый процесс. Это не произойдет за неделю или две без вреда для здоровья, который может выражаться в увеличении жировой прослойки, отечности, ухудшения состояния кожи, снижении анаэробной выносливости и ухудшения состояния волос.

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 - это поступление в организм питательных веществ и жидкостей из окружающей среды, переваривание, усвоение их и выделение продуктов.

Все вещества, поступающие в организм животного, подверга-ются в нем значительным превращениям. Одни из них распадаются до простых, большей частью, неорганических продуктов, выделяя при этом энергию, используемую организмом как для мышечной работы, так и для секреторных и нервных процессов (диссими-ляция). Продукты их распада выделяются из организма. Другие вещества подвергаются менее глубокому расщеплению и из них синтезируются вещества, подобные составным частям организма (ассимиляция — уподобление). Вновь созданные вещества или превращаются в активные элементы клеток и тканей или же откла-дываются в запас, становясь потенциальными источниками энер-гии. Неорганические вещества включаются в общий обмен веществ тела, подвергаясь сложным превращениям вместе с органическими, участвуя во всех жизненных проявлениях.

Во всех живых клетках и тканях организма как в спокойном состоянии, так и во время деятельности одновременно протекают два противоположных процесса: разрушение вещества и его синтез.

Обмен веществ состоит из двух тесно взаимосвязанных процессов: ассимиляции и диссимиляции. Эти два процесса не только одновременны, но и взаимообус-ловлены. Одно без другого невозможно, ибо никакая работа в ор-ганизме не может происходить без распада веществ, ранее ассими-лированных организмом. С другой стороны, и для процессов синте-за в организме необходима энергия, выделяющаяся при распаде веществ.

Эти два процесса и составляют обмен веществ в организме. Обмен веществ происходит постоянно и непрерывно. Все клетки, все ткани тела, не исключая и таких плотных и, казалось бы, незыблемых, как кости и роговые образования, находятся в постоян-ном процессе распада и возобновления. Это касается как органичес-ких, так и неорганических веществ.

Ассимиляция (анаболизм)

Ассимиляцияили анаболизм- это переход составных частей пищевых веществ, поступивших в человеческий организм из внешней среды в клетки, то есть превращение более простых веществ в химически сложные. В результате ассимиляции происходит размножение клеток. Чем моложе организм, тем активнее протекают в нем процессы ассимиляции, обеспечивая его рост и развитие.

Диссимиляция (катаболизм)

Белки, или протеины, играют важную роль в здоровье , нормальном росте и развитии организма человека . Они выполняют две разные физиологические функции: пластическую и энергетическую.

Функции белков

Пластическая функция белков состоит в том, что они входят в состав всех клеток и тканей. Энергетическая функция белков состоит в том, что они, подвергаясь окислению в присутствии кислорода, расщеп-ляются и выделяют энергию. При расщеплении 1 г белка выделя-ется 4,1 ккал энергии.

Строение белков

Белки состоят из аминокислот. По аминокислотному составу они разделяются на полноценные и неполноценные.

Полноценные бел-ки

Полноценные бел-ки содержатся в продуктах животного происхождения (в мясе, яйцах, рыбе, икре, молоке и молочных продуктах). Для нормального роста и развития организма в суточном рационе детей и подростков не-обходимо наличие достаточного количества полноценных белков.

Неполноценные белки

Неполноценные белки содержатся в продуктах растительного про-исхождения (в хлебе, картошке, кукурузе, горохе, маше, фасоле, рисе и др.).

Жиры, так же как и белки, в организме чело-века имеют пластическое и энергетическое значение. 1 г жира, окисляясь в организме в присутствии кислорода, выделяет 9,3 ккал энергии. Различают два вида жиров: животные и растительные.

Для организма человека углеводы имеют в основном энергетическое значение. В частности, при выполнении физической работы углеводы первыми подвергаются расщеплению и снабжают клетки, ткани и в особенности мышцы необходимой энергией для их деятельности. При окислении 1 г углеводов в при-сутствии кислорода выделяется 4,1 ккал энергии. Углеводы содер-жатся в большом количестве в продуктах растительного происхож-дения (в хлебе, картошке, фруктах, бахчевых) и сладостях.

Количество воды в организме

Вода входит в состав всех клеток и тканей организма человека. В зависимости от физиологи-ческих свойств каждой ткани вода в ней содержится в различном количестве. 50 — 60% организма взрослого человека составляет вода, в организме молодых людей содержание воды больше. Суточная потребность организма взрослых людей в воде составляет 2-3 л.

Влияние воды на организм

Вода играет важную роль в обмене веществ. Если человек совер-шенно не будет питаться, но будет употреблять воду в нормальном количестве, то он может прожить 40-45 дней (до уменьшения массы его тела на 40%). Но если, наоборот, питание будет нормальным, а вода не будет употребляться, то человек может погибнуть в течение одной недели (до уменьшения массы на 20-22%).

Вода поступает в организм в составе пищи и в виде напитков. Она, всасываясь из желудка и кишечника в кровь , участвует в про-цессах обмена веществ в клетках и тканях, основная ее часть выво-дится наружу путем дыхания , потоотделения и с мочой.

В жаркий летний период происходят большие по-тери воды организмом при потоотделении и дыхании. Поэтому воз-растает потребность организма в воде. При жажде и ощущении сухости во рту , не прибегая к обиль-ному употреблению воды, следует часто прополаскивать рот, под-кисленная вода (вода с лимоном, минеральная вода) лучше утоляет жажду и при этом сердце не испытывает дополнительной нагрузки.

Минеральные соли входят в состав всех клеток и тканей орга-низма человека. Различают макро- и микроэлементы.

Макроэлементы

К макроэле-ментам относятся натрий, хлор, кальций, фосфор, калий, железо. Они содержатся в большом количестве в крови, клетках, в особен-ности в костях.

Микроэлементы

К микроэлементам относятся марганец, кобальт, медь, алюминий, фтор, йод, цинк. Они содержатся в крови, клет-ках и костях , но в меньшем количестве. Минеральные соли играют важную роль в обмене веществ, в особенности в процессах возбуж-дения клеток.

Тканевое дыхание

Тканевое дыхание - это последний этап распада органических веществ в клетках тела, в котором участвует кислород и образуется углекислота.

Чтобы объяснить, почему при тканевом дыхании окисляются вещества, обычно стойкие по отношению к молекулярному кислороду, была выдви-нута мысль об активизации кислорода. Предполагают, что кислород обра-зует перекись, от которой отщепляется активный кислород. Происходит и активизация водорода, который переходит от одного вещества к другому, в результате чего одно из веществ оказывается богаче кислородом т. е. окисляется, тогда как другое становится беднее им, т. е восстанавливается.

Большое значение в тканевом дыхании имеют клеточные пигменты, которые содержат железо и находятся на поверхности клеток и окисляющихся веществ. Железо является одним из сильнейших катализаторов, как это можно увидеть на примере гемоглобина крови. Кроме того, существуют и другие катализаторы, способствующие переносу кислорода или водорода. Из них известен фермент каталаза и трипептид-глютатион, содержащий серу, которая и связывает водород, отщепляя его от окисляющихся веществ

В результате хими-ческих, механических, термических изменений органических ве-ществ, которые содержатся в пище, происходит превращение их по-тенциальной энергии в тепловую, механическую и электрическую энергию. Ткани и органы выполняют работу, клетки размножают-ся, изношенные их составные части обновляются, молодой орга-низм растет и развивается за счет этой образовавшейся энергии. Постоянство температуры тела человека также обеспечивается за счет этой энергии.

Терморегуляция

В разных органах тела обмен веществ протекает с разной ин-тенсивностью. Об этом можно отчасти судить по количеству проте-кающей через них крови, так как с кровью к ним доставляются пи-тательные вещества и кислород.

Нервная регуляция

У высших животных процессы обмена веществ регулируются нервной системой , которая влияет на течение всех химических процессов. Все изменения в ходе обмена веществ воспринимаются нервной системой, которая рефлекторным путем стимулирует об-разование и выделение ферментативных систем, осуществляющих распад и синтез веществ.

Гуморальная регуляция

Процессы обмена веществ зависят и от гуморальной регуляции, что определяется состоянием эндокринных желез . Органы внутренней секреции, особенно гипофиз, надпо-чечники, щитовидные и половые железы — во многом определяют ход обмена веществ. Некоторые из них влияют на интенсивность процесса диссимиляции, иные же на обмен отдельных веществ жиров, минеральных веществ, углеводов и пр.

Роль печени в обмене веществ

Возраст

Обмен веществ различен также у животных разного возраста. У молодняка преобладают процессы синтеза, нужные для их роста (у них синтез превышает распад в 4-12 раз). У взрослых животных процессы ассимиляции и диссимиляции обычно уравновешены.

Лактация

На обмен влияет и продук-ция, вырабатываемая животным. Так, обмен веществ у лактирующей коровы перестраивается в сторону синтеза специфических ве-ществ молока-казеина, молочного сахара. Материал с сайта

Питание

У разных видов животных обмен веществ различен, особенно если они питаются различной пищей. На характер и степень обменных процессов влияет характер питания. Особое значение имеет количество и состав белков, витаминный, а также минеральный состав пищи. Одностороннее питание какими-либо одними веществами показало, что, питаясь одними белками, животные могут жить даже при мышечной работе. Это связано с тем, что белки являются как строительным материалом, так и источником энергии в организме.

Голодание

При голодании орга-низм использует имеющиеся у него запасы, сначала гликоген печени, а затем жир из жировых депо. Распад же белков в теле умень-шается, и количество азота в выделениях падает. Это обнару-живается уже с первого дня голодания и указывает на то, что умень-шение белкового распада носит рефлекторный характер, так как в течение суток или двух в кишечнике еще находится много пищевых веществ. При дальнейшем голодании азотистый обмен устанавливается на низком уровне. Лишь после того, как запас углеводов и жиров в организме уже исчерпан, начинается усиленный распад белков и выделение азота резко увеличивается. Теперь белки со-ставляют основной источник энергии для организма. Это всегда является предвестником близкой смерти. Дыхательный коэффици-ент в начале голодания равен 0,9 — организм сжигает преимущественно углеводы, затем опускается до 0,7 — используются жиры, к концу голодания он равен 0,8-организм сжигает белки своего тела.

Абсолютное голодание (при приеме воды) может продолжаться человека до 50 дней, у собак — свыше 100 дней, у лошадей — до 30 дней.

Длительность голодания может увеличиваться при предварительной тренировке, так как оказалось, что после коротких пе-риодов голодания организм откладывает запасы в большем, чем обычно, количестве, и это облегчает вторичное голодание.

Вскрытие трупов животных, павших от голодания, показывает, что разные органы уменьшаются в весе в разной степени. Больше всего теряет в весе подкожная клетчатка, затем мышцы, кожа , и пищеварительный канал, еще меньше теряют в весе железы, почки; сердце и мозг теряют не больше 2-3% своего веса.

Физическая нагрузка

Обмен веществ при физической нагрузке сопровождается усилением процесса диссимиляции в связи с большой потребностью организма в энергии.

Даже при полном покое животное затрачивает энергию на работу внут-ренних органов, деятельность которых никогда не прекращается: сердца, дыхательных мышц, почек, желез и др. Мышцы скелета постоянно находятся в состоянии известного напряжения, на поддержание которого также необходим значительный расход энергии. Много энергии затрачивают животные на прием, переже-вывание корма и его переваривание. У лошади на это тратится до 20% энергии принятого корма. Но особенно увеличивается рас-ход энергии при мышечной работе, причем тем больше, чем тяжелее производимая работа. Так, лошадь при движении по ровной дороге со скоростью 5-6 км в час расходует 150 кал тепла на каждый километр пути, а при скорости 10-12 км в час — 225 кал.

какие основные процессы обмена веществ в организме

спеуефические продукты обмена веществ

процессы в обмене веществ

Вопросы к этой статье:

Категории

Выбор редакции