Обмен веществ и энергии - основное свойство живого. В цитоплазме клеток органов и тканей постоянно идет процесс синтеза сложных высокомолекулярных соединений и одновременно с этим - их распад с выделением энергии и образованием простых низкомолекулярных веществ - диоксида углерода, воды, аммиака и др. Процесс синтеза органических веществ называется ассимиляцией или пластическим обменом. В ходе ассимиляции обновляются органоиды клетки и накапливается запас энергии. Распад структурных элементов клетки сопровождается выделением заключенной в химических связях энергии, а конечные продукты распада, вредные для организма, выводятся за пределы клетки и затем из организма.
Процесс распада органических веществ противоположен процессу ассимиляции и называется диссимиляцией. Подобного типа реакции идут с поглощением кислорода, поэтому расщепление органических веществ связано с окислением, а освобождающаяся при этом энергия идет на синтез АТФ, необходимой для ассимиляции.
Таким образом, ассимиляция и диссимиляция - это две противоположные, но взаимно связанные стороны единого процесса - обмена веществ. При нарушении ассимиляции и диссимиляции расстраивается весь обмен веществ. Непрерывный распад и окисление органических соединений возможны лишь тогда, когда количество
этих веществ в клетках постоянно пополняется. Поэтому при разработке пищевых норм учитываются калорийность пищевых продуктов: белков, жиров, углеводов с тем расчетом, чтобы расход энергии не превышал потребления.
Наряду с обменом органических веществ в организме человека осуществляется водный и солевой обмен. Эти вещества не являются источниками энергии и питательными веществами, но их значение для организма очень велико. Вода входит в состав клеток, межклеточной и тканевой жидкости, плазмы и лимфы. Общее ее количество в организме человека составляет 70%. В клетках вода химически связана с белками, углеводами и другими соединениями. Она растворяет органические и неорганические соединения. Всасывание питательных веществ в кишечнике, их поглощение клетками из тканевой жидкости и выведение из клеток конечных продуктов обмена может осуществляться только в растворенном состоянии и при участии воды. Вода - непосредственный участник всех реакций гидролиза.
Суточная потребность в воде взрослого человека 2,5-3 л. Эта потребность зависит от условий и температуры среды. Поступает вода в организм при питье и в составе пищи. В тонком и толстом отделах кишечника вода всасывается в кровь, откуда она поступает в ткани, а из них вместе с продуктами распада проникает в кровь и лимфу. Из организма вода выводится в основном через почки, а также кожу, легкие (в виде пара) и с калом. Обмен воды в организме тесна связан с обменом солей.
Минеральные вещества поступают в организм человека с пищей, откладываются в виде солей и входят в состав различных органических соединений. Так, железо включено в молекулу гемоглобина и участвует в транспортировке кислорода и диоксида углерода, йод - в состав гормона щитовидной железы, сера и цинк содержатся в гормонах поджелудочной железы. Для кроветворения необходимы железо, кобальт, медь; соли кальция и фосфора входят в состав костей; калий и натрий создают определенную концентрацию ионов в клеточной мембране и по обе стороны от нее и т. д. Общее количество минеральных веществ в теле человека составляет около 4,5%. Все эти элементы поступают в организм с пищей и водой. Железа много в яблоках, иода - в морской капусте, кальция - в молоке, сыре, брынзе, в яйцах и т. д. Человек нуждается в постоянном поступлении натрия и хлора. Натрий создает определенную концентрацию ионов в плазме, тканевой жидкости, хлор (составная часть соляной кислоты) - компонент желудочного сока. Эти важнейшие элементы организм получает с поваренной солью.
Обмен белков. Белковые пищевые продукты - творог, нежирное мясо, рыба, яйцо и другие, попав в пищеварительный тракт, подвергаются механической и химической обработке. В желудке белок расщепляется до пептидов, а в двенадцатиперстной кишке - до аминокислот. В тонком кишечнике аминокислоты всасываются в кровь и разносятся ко всем органам и тканям. В клетке из аминокислот синтезируются специфические для данной ткани белки. Так, в клетках мышц идет синтез белка миозина, в молочной железе"- казеина и т. д. Часть белков, входящих в состав клеток органов и тканей, а также аминокислоты, поступившие в организм, но не использованные в синтезе белка, подвергаются распаду с освобождением 17,6 кДж энергии на 1 г вещества и образованием продуктов распада белка: воды, диоксида углерода, аммиака, мочевины и др. Все продукты диссимиляции белка выделяются из организма в составе мочи, пота и частично с выдыхаемым воздухом. В запас белки не откладываются. У взрослого человека их синтезируется столько, сколько необходимо для компенсации распавшихся белков. При избытке белковой пищи она преобразуется в жиры и гликоген. Потребность белков в сутки составляет 100-118 г. В детском организме синтез белков превышает их распад, что учитывается при составлении рационов питания.
Обмен углеводов. Углеводы, входящие в состав продуктов растительного происхождения, в организме человека расщепляются до глюкозы, которая поступает в кровь и разносится по всему телу. Содержание глюкозы в крови относительно постоянно и не превышает 0,08-0,12%. Если глюкоза поступает в кровь в большем количестве, то этот избыток в печени превращается в животный крахмал - гликоген, который накапливается, а затем при необходимости снова распадается до глюкозы. При расщеплении 1 г углеводов освобождается 17,6 кДж энергии. Ее потребление увеличивается с возрастанием нагрузки при физической работе. Часть энергии используется для механической работы и служит источником тепла, другая часть идет на синтез молекул АТФ. При избытке углеводов в организме они превращаются в жиры. Суточная потребность углеводов составляет 450-500 г. -
Обмен жиров. Жиры входят в состав растительной и животной пищи. Часть синтезированного в организме жира откладывается в запас, другая часть поступает в клетку, где вместе с жироподобными веществами (липоидами) служит пластическим материалом, из которого строятся мембраны клеток и органоидов. Жиры- важный источник энергии. При их окислении выделяются диоксид углерода, вода и освобождается энергия. Расщепление 1 г жиров сопровождается выделением 38,9 кДж энергии. Жиры могут синтезироваться в организме человека из углеводов и белков. Суточная потребность в них для взрослого человека 100 г.
Обмен жиров, белков и углеводов взаимосвязан. Отклонение от нормы обмена одного из этих веществ влечет за собой нарушение обмена других веществ. Например, при расстройстве обмена углеводов продукты их неполного распада нарушают обмен белков и жиров, расщепление которых тоже идет не до конца, с образованием ядовитых веществ, отравляющих организм.
Витамины (от лат. "вита" - жизнь) - органические соединения разнообразной химической природы, необходимые для нормального роста и развития организма. Они способствуют нормальному протеканию всех жизненных процессов в организме. Значение витаминов было доказано работами русского врача Н. И. Лунина в опытах над животными. Заболевания, развивающиеся при недостатке витаминов в организме, называются авитаминозами. Здоровому взрослому человеку требуется в сутки всего несколько миллиграммов различных витаминов. Экспериментально было доказано, что витамины входят в состав ферментов, которые, являясь биологическими катализаторами, ускоряют обмен веществ. При недостатке витаминов ферменты оказываются неполноценными, что приводит к нарушению обмена веществ. Витамины образуются в растительных организмах, но имеются и в продуктах животного происхождения. Обозначаются они заглавными буквами латинского алфавита: А, В, С, D, Е, К, РР, Н. Некоторые буквы, например В, охватывают целые группы: от B 1 до B 15 . Одни из них растворимы в жирах (А, D, Е), другие - в воде (В, С).
Важнейший из витаминов - витамин А. Его называют витамином роста, он участвует в окислительно-восстановительных реакциях обмена. При нехватке в организме витамина А наблюдается сухость кожи, сухость роговицы глаза и ее помутнение. С недостатком витамина А связано нарушение сумеречного зрения ("куриная слепота"). Наиболее богаты витамином А печень рыб, сливочное масло, молоко, морковь, абрикосы и др.
Витамин С, или аскорбиновая кислота, синтезируется в растениях и накапливается в шиповнике, лимоне, черной смородине, зеленом луке, плодах клюквы и др. В настоящее время разработан промышленный синтез витамина С. При его недостатке развивается цинга. Особенно чувствуется нехватка витамина С к весне (у человека появляется сонливость, усталость, апатия).
Витамин D играет важную роль в обмене кальция, фосфора и в целом - в процессе образования костей. При отсутствии витамина D соли кальция и фосфора не откладываются в костях, а выводятся из организма и поэтому кости, особенно у детей, размягчаются. Под тяжестью тела ноги искривляются, на ребрах образуются утолщения - четки, задерживается развитие зубов. Наиболее богаты витамином D печень рыб, сливочное масло, икра, желток яйца. Растения содержат вещество, близкое к витамину D, - эргостерин, который под влиянием солнечных и ультрафиолетовых лучей переходит в витамин D. Эргостерин находится в коже человека, поэтому для детей необходимо пребывание на солнце.
Витамины группы В (B 1 , В 2 , В 6 , B 12 и др.) регулируют многие ферментативные реакции обмена веществ, особенно обмена белков, аминокислот, нуклеиновых кислот. При их недостатке нарушаются функции нервной системы (например, болезнь бери-бери), желудочно-кишечного тракта (поносы), кроветворных органов (злокачественное малокровие) и др. Эти витамины содержатся в печени млекопитающих и некоторых рыб, в почках, петрушке и др.
Авитаминозы, возникающие от недостатка витаминов, могут развиться как в случае нехватки одного из витаминов, так и нескольких из них. Расстройства здоровья человека возможны и при избытке витаминов.
Макро- и микроэлементы (По материалам сайта Корпорация "Центр Семейной Медицины")
Как известно, макро- и микроэлементы, или минералы, как их теперь называют на западный манер, играют очень важную и существенную роль в человеческом организме. Ввиду этой важности некоторые несложные и практически применимые факты о них должен знать не только специалист, но и любой человек, желающий сам заботиться о своем здоровье.
Макроэлементы: K, Na, Ca, Mg, P
Калий К
Суточная потребность: 2-3г
Вместе с натрием участвует в поддержании обмена веществ, стимулирует почки к выведению метаболических ядов, нормализует сердечный ритм и предупреждает токсическое влияние на сердце сердечных гликозидов (дитоксин, коргликон, строфантин К). Кроме того, участвует в регуляции кислотно-щелочного равновесия, способствует здоровой коже. Всего в организме человека содержится 170-240 г К (из них более 95% внутри клеток).
Дефицит К: нарушения в нервной (депрессия), нервно-мышечной (дискоординация движений, мышечная гипотония, гипорефлексия, разрушение мышц) и сердечно-сосудистой (артериальная гипотония, брадикардия) систем; повышается токсичность сердечных гликозидов.
Избыток К: параличи, парестезии, боли в икрах ног, диспепсические расстройства, нарушения работы сердца вплоть до остановки, нарушения функции почек.
Натрий Na
Суточная потребность: ок. 4г.
Вместе с калием участвует в поддержании кислотно-щелочного равновесия посредством буферных систем. Один из главных регуляторов обмена веществ в почках и осмотического давления плазмы крови. Необходим для поддержания мембранного потенциала всех клеток и генерации возбуждения в нервных и мышечных клетках. В организме содержится в биологических жидкостях, в клетках, а также в хрящах и костях.
Дефицит Na: слабость, апатия, головные боли, расстройства сознания, тошнота, рвота, гипотония, мышечные подергивания.
Избыток Na: возбуждение, гипертермия, жажда, возможны судороги, нарушения сознания.
Кальций Са
Суточная потребность: 1-1.5г
Строит и укрепляет кости и зубы, участвует в регуляции сердечного ритма, помогает питательным веществам проникать через клеточную мембрану, участвует в свертывающей системе крови,в функционировании нервной и мышечной систем, важен для нормальной работы почек, снижает уровень холестерина в крови. Обычно потребление человеком Са недостаточно, особенно это ощутимо у беременных и уже имеющих детей. Поэтому во время беременности и после нее потребление Са необходимо увеличить.
Дефицит Са: спазмы мыщц рук и ног, судороги (тетания) мышц ног и спины, размягчение костей, остеопороз, разрушение зубов, депрессия.
Избыток Са: снижение аппетита, запоры, жажда, повышенный диурез, гипотония мыщц, снижение рефлексов, повышение давления. Длительно существующая гиперкальциемия приводит к задержкам роста, отложениям кальция в стенках сосудов, поражениям почек.
Магний Mg
Суточная потребность: 0.3г
Играет важную роль в регуляции нервномышечной активности сердца, укрепляет нормальный сердечный ритм, необходим для метаболизма кальция и витамина С, участвует в превращении углеводов в энергию. Всего в организме содержится около 20 г Mg, в основном в костях и внутри клеток.
Дефицит Mg: снижение концентрации Са и отложение Са в тканях, тремор, мышечная слабость, сердечные спазмы, нервозность, трофические язвы, камни в почках.
Избыток Mg: седативный эффект, может быть угнетение дыхательного центра.
Фосфор Р
Суточная потребность: 1.5-3г
В виде фосфата занимает одно из центральных мест в процессах обмена веществ и энергии, входит в состав костей и зубов, является частью многих биологических веществ.
Дефицит Р: заторможенность, нарушения системы крови (гемолитическая анемия, тромбоцитопения и другие), мышечные нарушения вплоть до параличей, нарушения костной ткани и сердечной деятельности.
Избыток Р: гипотония, снижение концентрации Са в крови.
Микроэлементы: Fe , Cu , I , Zn , Mn
Микроэлементами называются такие химические элементы, содержание которых в организме человека менее 0.001%. Около двадцати из них являются жизненно необходимыми.
Железо Fe
Суточная потребность: 15 мг
В организме у железа три важнейшие функции: обуславливает транспорт и депонирование кислорода (входит в состав гемоглобина и миоглобина), входит в состав ферментов энергетического обмена и формирует активные центры многих других ферментов. Также предупреждает ожирение и защищает хороший цвет кожи. Всего в организме содержится 3-5 г Fe.
Дефицит Fe: слабость, бледность, запоры, анемии, гастрит, воспаления органов рото- и носоглотки.
Избыток Fe: поражения сердца и печени, легких и поджелудочной железы, нарушение зрения.
Медь Cu
Суточная потребность: 2-5 мг
Необходима для абсорбции и утилизации железа, участвует в формировании эритроцитов, синтезе соединительной ткани, формировании и укреплении костей, передаче нервных импульсов. Обладает противовоспалительными свойствами. Требуется для регуляции гормональных механизмов. Всего в организме содержится до 80 г Cu.
Дефицит Cu: общая слабость, угнетение дыхания, кожные язвы, нарушения сердечно-сосудистой системы, скелета, соединительной ткани, поражение центральной нервной системы, возможна гиперхолестеринемия.
Избыток Cu: возможны медная лихорадка, заболевания легких.
Иод I
Суточная потребность: около 0.2 мг
Важен для развития и функционирования щитовидной железы, входит в состав секретируемых ей гормонов, через эти гормоны стимулирует метаболизм всего организма в сторону распада жиров и углеводов и продукции энергии; необходим для нормального развития головного мозга, кожи, волос и зубов.
Дефицит I: увеличение щитовидной железы (эндемический зоб), заторможенные реакции человека, кретинизм (при дефиците I в детском возрасте), замедление обменных процессов и снижение температуры тела, сухая кожа, снижение физических и умственных возможностей.
Избыток I: возможны аллергические реакции.
Цинк Zn
Суточная потребность: 100 мг
Антиоксидант, необходим для синтеза белка, стабилизации ДНК и РНК, роста и деления клеток, способствует заживлению ран, участвует в процессах развития репродуктивных органов, управляет сократимостью мышц, важен для стабилизации системы крови (гомеостаза), участвует во всасывании и метаболизме фосфора, входит в состав многих ферментов. Неорганический цинк может вызвать нарушения в желудочно-кишечном тракте, поэтому лучше принимать хелатный цинк. Всего в организме содержится до 2 г Zn.
Дефицит Zn: задержка роста и полового созревания, замедление заживления ран, белые пятнышки на ногтях, полнота, возприимчивость к инфекциям.
Избыток Zn: быстро выводится из организма, но возможен небольшой токсический эффект.
Марганец Mn
Суточная потребность: 3-5 мг
Антиоксидант, важен для распада аминокислот и продукции энергии, для метаболизма витаминов B 1 и E. Активирует различные ферменты для переваривания и утилизации питательных веществ, катализирует распад жиров и холестерина. Участвует в нормальном развитии скелета, поддерживает продукцию половых гормонов. Всего в организме 10-20 г Mn.
Дефицит Mn: параличи, конвульсии, головокружение, ослабление слуха, глухота и слепота у детей, нарушения пищеварения, снижение уровня холестерина, может приводить к развитию неинсулинзависимого диабета.
Избыток Mn: двигательные и психические нарушения
Всех нас интересует, что такое обмен веществ и можем ли мы на него влиять. Как улучшить обмен веществ в организме – ускорить его или замедлить? Давайте поговорим об этом.
Обмен веществ снижен или чрезмерно высок? Что делать, если вы постоянно мерзнете, вам тяжело заставить себя активно двигаться, а объем талии значительно превышает все допустимые нормы. Или несмотря на активные физические нагрузки и поддержание диеты, ваш вес стоит на месте. Это говорит о том, что обмен веществ снижен.
Если вы едите все без разбора и не можете поправиться, то это показатель того, что скорость обменных процессов настолько большая, что организм не успевает откладывать ничего про запас.
Как улучшить обмен веществ в организме человека
Что же можно сделать? Как наладить свой обмен веществ? Обмен веществ нужно, если так можно сказать, завести.
Но сначала о том, что такое обмен веществ и какую роль он играет для нашего организма.
Роль обмена веществ в работе организма человека
Обмен веществ – это соединение двух очень сложных процессов химического и биологического на клеточном уровне. Действие этих процессов в организме можно сравнить с работой химической лаборатории, но только внутри нас.
Если проследить за тем, что происходит после приема еды, под прицелом своеобразной телекамеры, то можно увидеть, что пища начинает сразу же на первых стадиях, во время её пережевывания , разбиваться на составляющие, которые превращаются или синтезируются в необходимые для нас вещества. В результате чего высвобождается энергия нужная как для этого синтеза, так и вообще для жизнедеятельности человека. Можно сказать все процессы, которые происходят внутри нашего организма и есть обмен веществ или метаболизм – скорость перехода питательных веществ в энергию.
Когда происходят изменения в скорости метаболизма, говорят что обмен веществ медленный или же, наоборот, быстрый.
На то, какой у нас метаболизм влияют такие факторы жизни как:
- генетическая предрасположенность
- возраст после 50 лет
- образ жизни
- правильное питание
Если с наследственностью мы сделать ничего не сможем, с возрастом, к сожалению, тоже. Но то, что касается образа жизни, тут все в наших руках.
О тех факторах, на которые мы повлиять не можем (возраст и генетическая предрасположенность), мы просто должны знать, что происходит с организмом и помогать ему. Мы можем влиять на изменение состояния в скорости обмена веществ только количеством той или иной принятой пищи. Ведь основа того, на чем работает метаболизм это вещества, которые к нам поступают из еды. Если мы перестанем кушать, то энергии просто не откуда взяться.
При нормальном обмене веществ организм полностью перерабатывает полученное с пищей, водой, воздухом и солнцем в энергию. При замедленном метаболизме – эти вещества плохо усваиваются, а значит, энергии человек получает мало.
Если мы дали одинаковое количестве пищи людям с нормальным метаболизмом и с замедленным, то у здорового человека еда полностью переварится. Все что нужно всосется, пища отдаст организму полезное и начнет утилизироваться в виде энергии и отработанных питательных веществ. Начнется процесс синтеза, а затем и выведения. Весь этот процесс будет иметь от начала до конца законченный цикл.
Если у нас обмен веществ замедлен или же мы съели пищи больше, чем нужно, то у нас остается очень много недопереваренной, недоутилизированной пищи. Как ни странно это звучит, но при большом количестве еды, человек недостаточно получает полезных веществ и энергии, поэтому вновь и вновь хочется кушать. Хотя в желудке есть еще не до конца переваренная пища, мы сверху накладываем еще одну порцию продуктов. И, в конце концов, когда все это наконец-то переварится, то не принесёт пользу, а отложится в виде жира.
Обмен веществ и возраст
С возрастом метаболизм у всех начинает замедляться. Начало этому происходит с окончанием физического роста человека. Обычно это происходит к 25 годам. И в это же время начинает замедляться обмен веществ. С 25 лет каждый год обмен веществ падает на один процент.
Если мы в 40 лет едим также как в 25, то понятно, что наш обмен веществ не сможет переварить и утилизировать все то, что мы ему даем. Поэтому, можно сказать, что только благодаря правильному образу жизни мы сможем повлиять даже на фактически неизменяемые факторы, как возраст и наследственность.
Если у человека медленный обмен веществ, приобретенный со временем или наследственный, то он должен или кушать меньшими порциями и часто, или ускорить свой метаболизм.
Важным фактором являются гормоны, которые отвечают за то, в каких местах нашего тела откладывается жир. Зная, какие гормоны у нас доминируют, мы сможем не допустить излишнего скопления его в проблемных местах нашего тела.
Как ускорить обмен веществ в организме
А теперь разберемся, как можно запустить работу нашего замедленного обмена веществ?
Как это сделать? Посмотрите внимательно на себя в зеркало и определите свою конституцию тела, или тип фигуры. Яблоко, груша или банан?
Тип фигуры «Груша» . У женщины - груша доминирующими являются органы женской половой системы, синтезирующие гормоны эстрогены . При этом, когда женщина начинает прибавлять в весе, у неё тяжелеют ягодицы, бедра, ноги.
Во время еды женщинам с таким типом фигуры очень важно потреблять больше клетчатки. Большой избыток эстрогенов будет выводиться балластными веществами, т.е. клетчаткой, а значит, не будет откладываться жир с такой скоростью там, где не нужно.
Для этого типа фигуры главное не злоупотреблять сладкими продуктами. Потому что простые углеводы усиливают синтез эстрогенов. Но, к сожалению, этих продуктов как раз и хочется больше всего.
С такой конституцией можно кушать и после 7 вечера, но ужин в этом случае должен быть легким. К примеру, можно съесть салат с кусочком постной рыбы. Это чисто символический ужин, но зато и в 7, и 8 часов вечера. Ведь в это время обмен веществ наиболее активен.
Тип фигуры «Яблоко» . Этот тип конституции человека самый серьезный с точки зрения осложнений здоровья. При такой конституции тела весь ненужный жир располагается не только подкожно в области живота, но и в области внутренних органов. А это не просто не красиво, но еще и опасно для здоровья. Отложения в области талии или висцеральный жир провоцирует многие болезни, начиная с гипертонии и другие заболевания, связанные со сдавливанием внутренних органов.
Дело в том, что за формирование типа фигуры «Яблоко» отвечает гормон кортизол, который снижает уровень обмена веществ. Его ненужные выбросы в большей степени зависят от стрессовых ситуаций, недосыпаний, которые испытывает человек. Если он много нервничает и плохо спит, то вырабатывается много кортизола. Поэтому важно соблюдать режим дня и кушать правильно – есть те продукты, которые имеют низкий гликемический индекс. Кстати, соль и жир – самые опасные вещества для этой конституции тела.
Тип фигуры «Банан» . Для этого типа фигуры характерно, когда жир распределяется равномерно по всему телу. В этом случае у человека с такой фигурой наблюдаются проблемы с работой щитовидной железы.
Таким людям внимательно нужно относиться к йодсодержащим продуктам питания, т.е. продукты, которые содержат йод , в рационе должны быть обязательно.
При этом не забывайте плотно завтракать и обедать и почти не ужинать. Плотно – это не значит много. И кушать лучше в первой половине дня, а ужин - чисто символический. Вплоть до стакана кефира или легкого овощного салата .
Многие говорят, что у них нет аппетита и кушать не хочется совсем. Но, тем не менее, есть нужно обязательно. Ведь мы должны запустить обмен веществ. Еда для обмена веществ, подобна бензину для машины. Не налили не поедет.
Какие продукты способствуют разгону обмена веществ для каждого типа фигуры.
- Груша - продукты с большим количеством клетчатки
- Яблоко - продукты с низким гликемическим индексом
- Банан - йодсодержащие продукты в достаточном количестве
Всем типам фигуры нужен белок , потому что на переваривание плотной белковой пищи наш организм тратит достаточно много энергии. А это значит, что можно ускорить метаболизм. Можно сказать, что белок является универсальным ускорителем.
Организм человека – сложная система, составные части которой неразрывно связаны друг с другом. Механизмы регулирования такой структуры – точно рассчитанные и выверенные химические реакции, формирующиеся каждую секунду. От их быстроты протекания, точности и компонентов зависит не только функциональное состояние тела, но и самочувствие человека.
Все вышесказанное можно заменить одним словом – метаболизм. Он ответственен за функционирование каждой клетки, ткани или органа. Процесс теплообмена, выделение энергии, преобразование продуктов питания, усваивание пищи, гормональный фон, ферментация – ко всему причастен обмен веществ человека.
Основополагающие понятия обмена веществ
Для лучшего понимания дальнейшего повествования, ознакомимся с предложенными терминами:
- Метаболизм – совокупность химических реакций, поддерживающих жизнь человеческого тела. Протекающие процессы делают возможным размножение, рост, развитие, адаптацию – все те признаки живого, о которых знает каждый. Обмен веществ (синонимическое выражение) делится на 2 стадии: анаболизм и катаболизм. Более подробная информация о них будет представлена ниже.
- Жиры – органические соединения, полученные из молочной продукции, рыбы, растительного масла, пищи животного происхождения. Отложения невостребованных калорий – мощнейший источник энергии, хранящийся в теле человека. Организм использует их в критических ситуациях, тогда как накопление идет каждую секунду.
- Белки – главный строительный материал для организма. Диетологи используют другое слово – «протеин». Эти соединения формируют обмен веществ человека, заменяют изношенные клетки, создают новые. Главными источниками белка являются мясо, рыба, творог, куриные яйца.
- Углеводы – главная «электростанция» человека. Углеводы незаменимы в жировом и белковом обмене, генерации ферментов, гормонов, секретов слюнной железы.
Интересно знать! Греческий язык подарил название большинству научных дисциплин и терминов. Слово «метаболизм» переводится как «изменение, превращение».
Категории обменных процессов
Выполняя озвученное выше обещание, остановимся подробнее на диссимиляции (распад продуктов питания) и ассимиляции (синтез новых соединений) веществ.
Катаболизм
На этом этапе происходит расщепление и распад потребляемой пищи и прочих соединений. В результате реакций образуется энергия, необходимая для разрушения, окисления прочих органических веществ.
3 этапа катаболизма:
- сложные молекулярные соединения преобразуются в более простые. Этот процесс происходит вне клеток, но они участвуют в усваивании органики;
- поедаемые клетками компоненты дробятся на мельчайшие соединения. Этот этап характеризуется выбросом энергии путем клеточного дыхания;
- окисляются оставшиеся элементы, они превращаются в воду. Организмом используется цикл лимонной кислоты и цепь переноса электронов.
Анаболизм
Химические реакции приводят к выделению большого количества энергии. Задействуются белковые структуры и нуклеиновые кислоты, образованные предшественниками.
3 этапа анаболизма:
- образуются моносахариды, кислоты, нуклеиновые соединения;
- вышеперечисленные вещества активируются вместе с энергией из АТФ;
- происходит преобразование простых компонентов в более сложные.
Обмен веществ и его функции
Обмен веществ человека обладает функционалом, который нельзя не осветить:
- генерация энергии для нормального функционирования организма;
- формирование строительных материалов, отвечающих за восстановление и рост – углеводов, белков, жиров;
- создание запаса «на будущее»;
- вывод остатков химических реакции естественным путем.
Важно знать! Суточный объем потребляемых веществ выведен несколькими поколениями диетологов. Так, для среднестатистического мужчины достаточно 1300-1650 кКал в день, для девушек цифры чуть меньше – 1100-1300 килокалорий.
Скорость обменных процессов
Интенсивность химических реакций зависит от многих факторов, в том числе и физической нагрузки. В состоянии покоя распад органических веществ не прекращается. Малая часть энергетического запаса тратится на поддержание мышечного тонуса, координацию работы внутренних органов.
Факторы, определяющие скорость обмена веществ:
- физические упражнения и телодвижения в разы увеличивают скорость переработки органики (в 10-100 раз!);
- возраст – величина интенсивности постепенно уменьшается, начиная с 5 лет;
- температура тела – обмен веществ человека подстраивается под климатические условия окружающей среды (естественный процесс адаптации). Если искусственно поднять температуру на 1 градус, скорость реакций увеличится на 13%. Поэтому ускоряет обменные процессы в организме, что в сочетании с компонентами цитруса ведет к потере жировых отложений.
Метаболизм и расщепление
Все механизмы естественного «перерабатывающего завода» рассмотрим на примере.
Распад и синтез белка
Строительный материал подвергается постоянному обмену и обновлению. Здоровый организм потребляет столько же белка, сколько генерирует в течение суток.
10 аминокислот, не вырабатывающиеся в процессе анаболизма, называются независимыми. Сюда можно отнести: метионин, лизин, триптофан, треонин и т. д. Часть аминокислот превращается в уникальные белковые соединения, некоторые идут в «топку» для выработки энергии. Скорость распада – от пары минут до 180 суток (в среднем – 80 дней).
Обмен липидов
Жиры используются для обеспечения энергетической самодостаточности, пластичности организма. От 10 до 20% соединений хранится «на черный день» – ненавистный всем подкожный жир.
Ключевую роль в энергетической независимости играют независимые компоненты – триглицериды. Пластичность организма достигается за счет холестерина, фосфолипидов. Они входят в состав клеточных мембран, являются основой для многих гормонов, в частности – стероидных.
Все жирные кислоты и соединения генерируются организмов, независимыми же являются арахидоновая, линолевая, линоленовая кислоты. Они влияют на обмен веществ человека после процесса катаболизма.
Распад и синтез углеводов
Как основной источник энергии, высококалорийные компоненты поддерживают функционирование органов, тканей и клеток.
Окисление глюкозы создает промежуточный продукт – пентозы, участвующие в синтезе аминокислот, катаболизме липидов и моносахаридов. Последние, находясь в печени, синтезируют гликоген, объем которого у здорового человека составляет 100-200 грамм. Систематический голод приводит к уменьшению уровня глюкозы, что вынуждает организм расщепить часть гликогена для своих нужд.
Человек за сутки потребляет до 500 г углеводов, большую часть которых составляет крахмал. Избыточность «батареек» депонируется в жировые отложения.
Роль метаболизма
От химических реакций зависит питание каждой клетки организма. Потребление пищи наполняет нас макро и микроэлементами, но транспортировку, преобразование и логистику выполняет обмен веществ человека.
В идеальном теле величина распада и синтеза веществ примерно равна, однако такое наблюдается крайне редко.
Среди множества возможных провоцирующих факторов различных нарушений обмена веществ, можно выделить несколько основополагающих:
- наследственность;
- неправильное питание – несбалансированное потребление пищи приводит к нарушению баланса жиров, белков и углеводов в организме человека;
- переизбыток либо недостаток питательных веществ;
- однообразный рацион, который приводит к развитию разных болезней.
Выделим заболевания, возникающие из-за факторов, озвученных ранее:
- Сахарный диабет – отсутствие или недостаток инсулина, формирующего обмен веществ человека.
- Накопление холестерина – возникает вследствие чрезмерного употребления жирной пищи.
- Ожирение – комплексный недуг, возникающий по причине наследственности, чрезмерного употребления пищи, несовершенства обменных процессов.
Вместо заключения
Обмен веществ человека – основополагающий комплекс химических реакций, поддерживающий функционирование клеток, тканей и органов. Обилие питательных соединений и продуктов питания способствует лучшей усвояемости полезных веществ в процессе катаболизма. Помимо прочего, обеспечение энергией всей внутренней системы – важнейшая задача метаболизма. Нарушение обменных процессов приводит к деградации синтеза полезных веществ, накоплению «переработанного» материала, что чревато тяжелыми заболеваниями.
Текст: Ольга Лукинская
СЛОВО «МЕТАБОЛИЗМ» ЧАСТО УПОТРЕБЛЯЮТ К МЕСТУ И НЕ К МЕСТУ, но не все до конца понимают, что такое обмен веществ и по каким законам он функционирует. Чтобы в этом разобраться, мы спросили спортивного диетолога, члена Международной ассоциации спортивных наук (ISSA) Леонида Остапенко и клинического психолога, основателя Клиники расстройств пищевого поведения Анну Назаренко, что нужно знать о метаболизме, и как не навредить своему телу в попытках его изменить.
Что такое метаболизм
Метаболизм, или обмен веществ, объединяет все химические реакции в организме. Они происходят непрерывно и включают катаболизм - разрушение белков, жиров и углеводов для получения энергии и «строительных материалов» - и анаболизм, то есть создание клеток или синтез гормонов и ферментов. Наша кожа, ногти и волосы и все остальные ткани регулярно обновляются: для их построения и восстановления после травм (например, для заживления ран) нужны «кирпичики» - в первую очередь белки и жиры - и «рабочая сила» - энергия. Всё это и называется обменом веществ.
Под метаболизмом подразумевают оборот энергии, необходимой для подобных процессов. Её затраты при основном обмене - это калории, которые уходят на поддержание температуры тела, работу сердца, почек, лёгких, нервной системы. К слову, при основном обмене в 1 300 килокалорий 220 из них приходится на работу мозга . Метаболизм можно разделить на основной (или базальный), который происходит постоянно, в том числе во сне, и дополнительный, связанный с любой активностью, отличной от покоя. Обмен веществ есть у всех живых организмов, включая растения: считается, что самый быстрый метаболизм у колибри, а самый медленный - у ленивца.
Что влияет на скорость обмена веществ
Мы часто слышим выражения «медленный метаболизм» или «быстрый метаболизм»: зачастую имеют в виду возможность сохранять стройность без ограничений в еде и физических нагрузок или, наоборот, склонность легко набирать вес. Но скорость обмена веществ отражается не только на внешности. У людей с быстрым метаболизмом на жизненно важные функции, например работу сердца и мозга, за одно и то же время тратится больше энергии, чем у обладателей медленного обмена веществ. При равных нагрузках один человек может завтракать и обедать круассанами, мгновенно сжигая все полученные калории, а другой будет стремительно набирать вес - это значит, что у них разная скорость базального обмена. Он зависит от множества факторов, на многие из которых нельзя повлиять.
Факторы метаболизма, которые не поддаются коррекции, называют статическими: это наследственность, пол, тип телосложения, возраст. Однако есть условия, на которые можно повлиять. К таким динамическим параметрам относятся масса тела, психоэмоциональное состояние, организация рациона, уровень выработки гормонов, физические нагрузки. От взаимодействия всего перечисленного и зависит скорость обмена. Если правильно корректировать факторы второй группы, можно в некоторой степени ускорить или замедлить метаболизм. Результат будет зависеть от особенностей генетики и устойчивости всей системы обмена.
Есть кое-что, происходящее в человеческом организме ежесекундно и беспрестанно – обмен веществ. Это понятие обозначает совокупность всех реакций, происходящих в любом живом организме (не только людей, но и животных). Метаболизм – это целостность всех химических и энергетических реакций, которые обеспечивают жизнедеятельность и самовоспроизведение организма человека.
Метаболизм лежит в основе жизни. Обмен веществ обеспечивает адаптацию живого организма к внешней вреде, делает возможным его изменения и приспособления в зависимости от динамично меняющихся условий внешнего мира. Метаболизм – это процесс, который происходит между клетками и межклеточной жидкостью.
Благодаря тому, что человеческий организм устроен природой настолько искусно, в нем «автоматически» проходит обмен веществ. Именно потому клетки, органы и ткани способны к самовосстановлению в результате каких либо внешних повреждений или внутренних сбоев (процессы регенерации). Организм человека – сложнейшая высокоорганизованная система, которая в виду естественных обменных процессов способна к саморегулированию и самосохранению.
Метаболизм как результат двух последовательных стадий
Метаболизм – это превращение или изменение. Это переработка организмом химических веществ и энергии. Метаболизм состоит из двух связанных стадий:
- катаболизм или разрушение (сложные органические вещества распадаются до более простых) – это энергетический обмен, который происходит во время окисления или распада какого-либо вещества (химического, органического) в организме, происходит высвобождение энергии (тепло, аденозинтрифосфат);
- анаболизм или подъем (образуются необходимые организму вещества – белки, сахар, кислоты) – это пластический обмен, который происходит с затратами энергии, благодаря чему организм может взращивать клетки и ткани.
Катаболизм и анаболизм – это две стороны обмена веществ. Они взаимосвязаны друг с другом, происходят последовательно и циклично. Энергетический и пластический обмены очень важны для поддержания оптимального уровня жизнедеятельности организма. К примеру, при нарушении анаболитических процессов, известно дополнительное использование анаболиков (веществ, усиливающих процессы обновления в организме).
На протяжении всей жизни метаболизм происходит в несколько основных этапов:
- Поступление пищи в человеческий организм (вместе с ней он получает крайне важные питательные элементы).
- Через пищеварительную систему (ЖКТ) жизненнонеобходимые элементы всасываются в кровь и лимфу, распадаются на ферменты.
- Вещества распространяются по всему организму, выделяется энергия и происходит их усвоение (тканевый этап).
- Метаболитические продукты распада через пот, мочу и стул выводятся из организма.
Нарушения в обмене веществ: факторы риска, причины, последствия
Обмен веществ нарушается тогда, когда происходят изменения на одной из стадий: катаболической или анаболитической. Эти изменения имеют патологическую природу, становятся помехами для нормального функционирования организма человека, препятствуют процессам саморегуляции.
Обмен веществ может нарушиться в любом возрасте (для детей это особенно опасно, так как их органы и структуры еще продолжают развиваться и формироваться). Нарушения в обмене веществ по-разному происходят у мужчин и женщин, детей и взрослых. Например, у детей сбой метаболизма чреват развитием таких болезней, как: анемия, рахит и гипогликемия.
Среди факторов риска нарушения метаболизма:
- генетическая предрасположенность (генные мутации пренатального периода развития, наследственные патологии);
- неправильный образ жизни (вредные привычки, расшатанность режима активность/отдых, нездоровое питание, малоподвижная работа, стрессы);
- проживание в экологически грязной зоне (пыльная атмосфера, тяжелая к употреблению питьевая вода).
К основным причинам сбоя обмена веществ относятся:
- патологические изменения в работе желез: щитовидной, надпочечников, гипофиза;
- несоблюдение норм рациона питания (еда на ходу или всухомятку, отказ от жидкой пищи, частые недоедания или переедания, увлеченность диетами);
- плохая наследственность (в какой-то момент жизни гены начинают мутировать и происходит сбой в метаболизме).
По каким внешним появлениям и последствиям можно понять, что вещественный обмен нарушен:
- лишний вес или недостаток веса;
- отечность, соматическая усталость;
- шелушение, покраснение, побледнение кожных покровов, прыщи и высыпания;
- ослабленные ногти и волосы (их ломкость).
Восстановление метаболизма с помощью полезных продуктов
Самый важный в метаболизме первый этап, во время которого организм принимает пищу, которая априори должна быть полезной и питательной. Многие продукты (преимущественно растительного происхождения) обладают свойствами, которые способны положительно влиять на обмен веществ. Среди них:
- богатые грубой клетчаткой овощи (капуста, морковь, сельдерей, свекла);
- зеленый чай, грейпфрут, имбирь, лимон (известные «ускорители» метаболизма);
- постное мясо (особенно куриное филе, которое очень богато белком и молодая телятина);
- рыба (кладезь фосфора);
- зелень (петрушка – это витамин А, базилик, руккола, укроп);
- экзотические плоды (авокадо, апельсины, кокосы, бананы).
Правильный метаболизм – это стройное тело, здоровые ногти и волосы, чистая кожа и прекрасное самочувствие.
Продукты-друзья обмена веществ, порою, могут казаться не самыми вкусными и аппетитными, однако они поддерживают его протекание на уровне, соответствующем норме.
Восстановить обмен веществ, разумно питаясь и употребляя в пищу только продукты натурального происхождения (правильно приготовленные), вполне реально. Но это не может произойти быстро, за один раз, восстановление матаболизма – это длительный постепенный процесс, который не терпит отклонений в режиме.
При восстановлении обмена веществ важно ориентироваться на такие постулаты:
- питание строго по режиму;
- обязательный завтрак;
- большое количество жидкости.
Для подержания правильного обмена веществ лучше питаться 4-5 раз на протяжении дня небольшими порциями. Завтрак пропускать нельзя, причем он должен быть высокоуглеводным (каши), а ближе к вечеру лучше принимать пищу, богатую белком (творог, кефир) и низкокалорийную. Обязательное условие для того, чтобы метаболизм проходил быстро – это большое количество жидкости (не менее 2 литров питьевой воды в сутки). Перекусывать лучше богатыми грубой клетчаткой фруктами или овощами (яблоки, зеленые салаты). «Жмых», который образовывается после их съедения в ЖКХ, вытягивает на себя все холестерины и шлаки, которые есть в организме.
Загрузка...