Многих людей, которые следят за своим здоровьем и фигурой, интересует метаболический процесс и его особенности. Это не случайно, ведь его нормальное функционирование способствует хорошему и крепкому здоровью. Нередко также излишний вес и бессонница связаны именно с проблемами в метаболическом процессе. Благодаря нашей статье, вы можете выяснить, что такое метаболизм и как его восстановить.

Метаболический процесс: что это такое? Факторы, связанные с ним

На сегодняшний день, говоря о снижении веса, врачи нередко упоминают термин "метаболизм". Что это такое простым языком? Как именно этот процесс связан с похудением?

Говоря простым языком, метаболизм - веществ, который проходит в теле абсолютно каждого живого существа. Под метаболическим процессом также подразумевают скорость, с которой организм преобразует пищу в энергию. Каждую секунду в нашем теле происходит больше тысячи химических процессов. Их совокупность - это метаболический процесс. Стоит отметить, что у мужчин обмен веществ происходит гораздо быстрее, чем у женщин. Скорость данного процесса напрямую связана не только с гендерной принадлежностью, но и с телосложением того или иного человека. Именно по этой причине у людей, которые имеют лишний вес, обмен веществ замедлен. Еще одни важные факторы, которые влияют на метаболический процесс, - это наследственность и общий гормональный фон организма. В случае если вы заметили, что обмен веществ в вашем теле стал происходить значительно медленнее, причиной этого может быть диета, стресс, физические нагрузки или принятие лекарственных препаратов.

Три разновидности обмена веществ

Вещество и энергия тесно связаны между собой. Именно они являются важными составляющими метаболического процесса. Существует три разновидности обмена веществ:

• базовый;
• активный;
• пищеварительный.

Базовый метаболизм - это та энергия, которую организм расходует на поддержание и нормальное функционирование жизненно важных органов. Именно он обеспечивает работу сердца, легких, почек, пищеварительного тракта, печени и коры головного мозга.

Активный обмен веществ - это энергия, которая необходима для физической активности. Стоит отметить, что чем больше двигается человек, тем быстрее в его организме происходит метаболический процесс.

Пищеварительный метаболизм - это энергия, которая необходима организму для переваривания полученной пищи. Жирные и жареные блюда расщепляются гораздо дольше, чем полезные продукты. Именно по этой причине тем, кто желает снизить вес, но любит побаловать себя выпечкой, газированными напитками и многой другой вредной пищей, необходимо в срочном порядке пересмотреть свой рацион.

Конечные продукты метаболизма

С течением времени конечные продукты обмена веществ и органы, которые отвечают за метаболизм, существенно изменились. Выделительные процессы напрямую связаны с метаболическими. У млекопитающих в теле находится почка третьего типа - метанефрос. Именно она и участвует в образовании конечных продуктов.

Благодаря метаболизму образуются конечные продукты - вода, мочевина и углекислый газ. Все они в дальнейшем выходят из путем. Органы обмена веществ, которые участвуют в процессе выведения из организма конечных продуктов:

• почки;
• печень;
• кожа;
• легкие.

Обмен белков в организме

Белок - это один из самых важных компонентов в нашем организме. Он участвует в формировании клеток, тканей, мышц, ферментов, гормонов и многих других важных составляющих нашего тела. Попавшие в организм белки расщепляются в кишечнике. Именно там они превращаются в аминокислоты и транспортируются в печень. За этот важный для человека процесс отвечает метаболизм. Стоит обратить внимание на то, что при употреблении большого количества белков возможно протеиновое отравление. Всемирная организация здравоохранения рекомендует употреблять не более чем 75 грамм на 1 килограмм массы тела в сутки.

Углеводы

Биологические процессы в организме играют важную роль в самочувствии человека. Метаболизм участвует в распаде не только белков, но и углеводов. Благодаря этому в организме образуются фруктоза, глюкоза и лактоза. Как правило, углеводы попадают в тело человека в виде крахмала и гликогена. При длительном углеводном голодании глюкоза попадает в кровь.

Углеводы - это основной источник энергии. При их недостатке у человека существенно снижается работоспособность и ухудшается самочувствие. Именно углеводы являются важным компонентом для нормального функционирования нервной системы. В случае если человек заметил у себя такие признаки, как слабость, головная боль, падение температуры и судороги, то ему необходимо в первую очередь обратить внимание на свой суточный рацион. Именно недостаток углеводов - частая причина плохого самочувствия.

Метаболический синдром

Метаболический синдром - это комплекс нарушений, которые наблюдаются у людей с избыточным весом. Как следствие плохого обмена веществ и ожирения, у человека может развиваться невосприимчивость инсулина. Такое заболевание может быть наследственным или приобретенным. Стоит отметить, что наряду с метаболическим синдромом происходят также и другие изменения в тканях и системах организма. При у пациента может также наблюдаться внутреннее ожирение. Это может стать причиной развития сердечно-сосудистых заболеваний, диабета и атеросклероза. Главной причиной синдрома является Наиболее подвержены ему те люди, которые употребляют фастфуд или едят на ходу. Нередко метаболический синдром встречается и у тех, кто ведет малоподвижный образ жизни. Ученые подтвердили, что избыточный вес напрямую связан с высокой смертностью от всех разновидностей рака.

Для того чтобы диагностировать метаболический синдром, нужно обращать внимание на уровень глюкозы в крови. Самым первым признаком является наличие жировой прослойки в области живота. Достаточно часто метаболический синдром связан с артериальным давлением. У людей, которые имеют проблемы с обменом веществ, оно беспричинно повышается.

Для того чтобы избавиться от метаболического синдрома, необходимо в первую очередь похудеть. Для этого потребуется как можно больше двигаться и пересмотреть свой рацион питания. Специалисты рекомендуют пациентам, которые жалуются на метаболический синдром, регулярно посещать массажный кабинет и бассейн. Данные процедуры позволяют существенно улучшить обмен веществ. Необходимо также помнить, что употребление алкоголя и курение снижают метаболический процесс. В борьбе с заболеванием от вредных привычек потребуется отказаться.

Главной причиной метаболического синдрома является неправильный рацион. В первую очередь необходимо отказаться от и заменить их сложными. Для этого отдавайте предпочтение кашам, а не мучному и сладкому. При борьбе с метаболическим синдромом пищу необходимо недосаливать. Важно включить в свой рацион овощи и фрукты. Они богаты витаминами и микроэлементами.

Гастрит: общая информация

Нередко нарушение метаболических процессов является причиной возникновения гастрита. При таком заболевании у пациента наблюдается воспаление слизистого слоя желудка. На сегодняшний день гастрит встречается как у взрослых, так и у детей. Первым симптомом является замедление обмена веществ. Как следствие, у пациента наблюдается упадок сил и недостаток энергии. При гастрите у человека может быть тяжесть в желудке, изжога, рвота, вздутие и метеоризм.

При гастрите пациенту противопоказана:

• жирная пища;
• алкоголь;
• острое;
• газированные напитки.

При первых симптомах гастрита необходимо в срочном порядке обращаться к лечащему врачу. Он не только посоветует диету, которая улучшит метаболические процессы в организме, но и назначит курс лекарственных препаратов.

Хронический панкреатит

Хронический панкреатит - это заболевание, причиной которого является нарушение обмена веществ. При таком заболевании наблюдается воспаление поджелудочной железы. Наиболее часто панкреатит встречается у женщин среднего и пожилого возраста. У больного панкреатитом наблюдаются следующие симптомы:

• тошнота;
• снижение аппетита;
• боли в области желудка;
• тошнота.

При панкреатите необходимо изменить свой рацион и включить в него полезные продукты. Нежелательно употреблять жирную и жареную пищу. Необходимо отдавать предпочтение продуктам, приготовленным на пару или в духовом шкафу. При диагностировании гастрита пациент должен полностью отказаться от вредных привычек.

Синдром раздраженного кишечника. Общая информация о заболевании

Это совокупность расстройств метаболического процесса, которые продолжаются на протяжении 3 месяцев и более. Симптомами такого заболевания являются боли в желудке, метеоризм и нарушение стула. Как правило, синдром раздраженного кишечника наиболее часто встречается у молодых людей в возрасте 25-40 лет. К причинам возникновения заболевания относят нарушение питания, неактивный образ жизни и изменение общего гормонального фона.

При лечении синдрома раздраженного кишечника врач-гастроэнтеролог назначит больному целый ряд исследований и диету. Придерживаясь всех рекомендаций, пациент сможет быстро и безболезненно избавиться от заболевания.

Как ускорить метаболизм?

При борьбе с лишним весом в первую очередь мы стимулируем метаболические процессы. Однако далеко не каждый знает, как это делать правильно. Все необходимые рекомендации вы можете найти в нашей статье. Известно, что обмен веществ происходит наиболее быстро у тех людей, чей возраст колеблется от 11 до 25 лет. Многие специалисты утверждают, что скорость метаболизма напрямую зависит от темперамента человека. Изменение обмена веществ может быть связано с наличием инфекций в организме.

Для нормализации или ускорения метаболических процессов в первую очередь необходимо как можно больше двигаться. Для улучшения метаболизма рекомендовано комбинировать силовые и кардиотренировки. Рекомендованы также пешие вечерние прогулки. Это не случайно, ведь именно после этого обменные процессы продолжаются даже во сне.

Для восстановления обменных процессов многие специалисты рекомендуют раз в неделю посещать сауну и баню. Благодаря этому, вы помимо ускорения метаболизма, улучшите кровообращение. Если у вас нет возможности посещать баню и сауну, то вы можете проводить лечебные процедуры в ванной. Для этого необходимо использовать воду, температура которой составляет более 38 градусов.

Для ускорения метаболизма важно пересмотреть свой рацион. Необходимо ежедневно употреблять не менее двух литров воды. В рационе должны присутствовать только полезные и сбалансированные продукты.

Подведем итоги

Многих интересует метаболизм. Что это такое простым языком, и как его ускорить, вы можете узнать из нашей статьи. Нередко именно замедленный обмен веществ становится причиной не только лишнего веса, но и целого ряда заболеваний. При первых признаках отклонения от нормы обязательно обратитесь к врачу. Будьте здоровы!

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:

1. Регенерация и создание новых мышечных клеток.
2. Восстановление микротравм в мышечной ткани после силовых тренировок.
3. Ускорение всех биохимических процессов.
4. Синтез половых гормонов и нормальное функционирование эндокринной системы.
5. 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:

1. Резкое снижение или увеличение массы тела;
2. Постоянное чувство голода или жажды;
3. Повышенная раздражительность;
4. 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.

Многие люди говорят о метаболизме как о мышце или органе, который они могут каким-то образом контролировать. В действительности метаболизм - это ряд химических процессов, которые превращают калории из еды в энергию для поддержания жизни, и происходит это в каждой клетке вашего тела.

Ваша скорость обмена веществ в покое, или базальный метаболизм, определяется тем, как много калорий сжигает организм, пока вы ничего не делаете.

Человеческому организму для поддержания собственной жизни требуется энергия в покое - для дыхания, кровообращения и переваривания пищи. У разных видов ткани разные потребности, и для функционирования им требуется разное количество калорий. На жизненно важные органы - мозг, печень, почки и сердце - приходится около половины выработанной энергии. А на жировую ткань, пищеварительную систему и мускулатуру - всё остальное.

2. Больше всего калорий вы сжигаете в состоянии покоя

Ваш организм сжигает калории:

• в состоянии покоя (базальный метаболизм) - полученная энергия используется для функционирования организма;
• в процессе усвоения пищи (известный термический эффект);
• при физической активности.

Согласно исследованиям , большую часть калорий за день вы сжигаете в состоянии покоя при метаболических процессах. На физическую активность, по сравнению с базальным метаболизмом, приходится небольшая часть расхода энергии - от 10 до 30% (если вы не занимаетесь спортом профессионально или ваша работа не требует тяжёлого физического труда). На переваривание пищи тратится порядка 10% энергии.

В среднем на базальный обмен веществ приходится от 60 до 80% от общего расхода энергии. Конечно, это ещё не всё, но в сочетании с затратами энергии на переработку пищи получается практически 100%. Поэтому нет ничего удивительного в том, что физические упражнения приводят к статистически значимым, но небольшим изменениям веса.

Алексей Кравиц, нейробиолог в Национальном институте здоровья

3. Скорость обмена веществ может сильно отличаться у разных людей, и исследователи не понимают почему

Это правда: скорость метаболизма у двух людей одного роста и одной комплекции может очень сильно различаться. Пока один может есть что угодно в огромных количествах и его вес никак не изменится, другому приходится тщательно подсчитывать калории, чтобы не набрать лишних килограммов. Но почему так происходит, сказать наверняка не может ни один учёный: механизм управления метаболизмом не изучен до конца.

Thomas Kelley / Unsplash.com

Однако исследователи обнаружили показатели, которые влияют на скорость обмена веществ: количество мышечной и жировой ткани в организме, возраст и генетика (хотя тоже не совсем понятно, почему в некоторых семьях более высокая или более низкая скорость метаболизма).

Пол также имеет значение: женщины любого возраста и комплекции сжигают меньше калорий, чем мужчины с теми же параметрами.

Легко и точно измерить скорость обмена веществ не получится. Существуют специальные доступные тесты, но вряд ли они гарантируют безукоризненный результат. Для точного измерения необходимо дорогостоящее оборудование, например метаболические камеры.

Чтобы примерно рассчитать скорость метаболизма, можете воспользоваться одним из онлайн-калькуляторов (например, этим). Так вы узнаете, сколько калорий в день вам необходимо потреблять, чтобы вес оставался неизменным.

4. С возрастом обмен веществ замедляется

Это происходит постепенно и с каждым, даже если соотношение мышечной и жировой ткани остаётся прежним. Когда вам будет 60, вы будете сжигать меньше калорий в состоянии покоя, чем в 20 лет. Исследователи отмечают, что постепенное замедление метаболизма начинается в возрасте 18 лет. Но почему потребность в энергии с возрастом снижается, даже если все остальные показатели остаются прежними? Учёные не могут ответить на этот вопрос.

5. Вы не можете значительно ускорить метаболизм для потери веса

Все постоянно говорят о том, как можно ускорить метаболизм, чтобы похудеть: заниматься спортом и наращивать мышечную массу, есть определённые продукты, принимать добавки. Но на самом деле это очень сложно сделать.

Некоторые продукты действительно могут , например кофе, перец чили, острые специи. Но изменение будет настолько незначительным и кратковременным, что не окажет никакого влияния на вашу талию.

Наращивание мышечной массы - более действенный вариант. Чем больше мышц и меньше жира, тем выше скорость обмена веществ. Всё потому, что мышцам требуется больше энергии в состоянии покоя, чем жировой ткани.

Если вы сможете набрать мышечную массу и уменьшить жировые отложения с помощью упражнений, то метаболизм ускорится и вы будете быстрее сжигать калории.

Но это только половина дела. Вам придётся преодолеть естественное желание съесть больше, которое появляется вместе с ускорившимся обменом веществ. Многие люди поддаются чувству голода, которое появляется после тяжёлых тренировок, и в результате наращивают не только мышцы, но и жир. Кроме того, многим сложно даются тренировки, необходимые для поддержания набранной мышечной массы.

Scott Webb / Unsplash.com

Глупо полагать, что вы можете всецело управлять своим метаболизмом. Если вы и способны влиять на него, то в скромных масштабах. И для этого потребуется и упорство.

Ускорить метаболизм непросто, а вот замедлить его намного легче - программами для быстрой потери веса. Диеты оказывают самое сильное влияние на метаболизм, но, к сожалению, не такое, как нам хотелось бы.

В течение многих лет учёные исследовали феномен под названием метаболическая адаптация, или адаптивный термогенез. Когда люди теряют вес, их базальная скорость обмена веществ замедляется, причём довольно значительно. Понятно, что метаболизм должен немного замедлиться, так как похудение включает в себя потерю мышечной массы, тело становится меньше, ему не требуется так много энергии, как раньше. Но исследователи обнаружили, что скорость обмена веществ замедляется в значительно большей степени и этот эффект связан не только с изменением комплекции тела.

В последнем исследовании на эту тему, результаты которого были опубликованы в журнале Obesity , учёные из Национального института здоровья обследовали участников реалити-шоу The Biggest Loser. К финалу шоу все участники скинули много килограммов, поэтому идеально подходили для исследования того, что происходит с организмом при значительной потере веса за короткий промежуток времени.

Учёные изучили ряд показателей - массу тела, жир, метаболизм, гормоны - в конце 30-недельного конкурса в 2009 году и через шесть лет, в 2015-м. Хотя все участники сильно похудели к финалу шоу с помощью физических упражнений и диет, спустя шесть лет их объёмы в значительной степени восстановились. Из 14 участников шоу у 13 человек вес вернулся обратно, при этом четверо конкурсантов стали весить даже больше, чем до участия в шоу.

В течение исследуемого периода метаболизм у участников сильно замедлился. Их организм в среднем сжигал на 500 ккал меньше каждый день, чем можно было бы ожидать, учитывая их вес. Этот эффект наблюдался даже спустя шесть лет, несмотря на тот факт, что большинство участников постепенно набрали потерянные килограммы.

Сандра Амодт (Sandra Aamodt), нейробиолог и автор книги «Почему диеты обычно не работают», объясняет это особой защитной реакцией организма, поддерживающего вес в определённом привычном диапазоне.

После того как вы набираете вес и удерживаете его в течение продолжительного периода времени, организм привыкает к своему новому размеру. Когда вес падает, небольшие изменения на уровне гормонов в мозге замедляют метаболизм. В это же время увеличивается чувство голода и уменьшается ощущение сытости от пищи - складывается впечатление, что организм всеми силами пытается вернуться обратно к ставшему привычным весу.

При исследовании участников шоу The Biggest Loser учёные обнаружили, что у каждого из них понизилась концентрация гормона лептина. Лептин - один из основных гормонов, регулирующих чувство голода в организме. К финалу конкурса The Biggest Loser участники почти полностью опустошили свои запасы лептина и постоянно испытывали чувство голода. За шесть лет их запасы лептина восстановились, но только до 60% от первоначального уровня, который был до участия в шоу.

Большинство людей не представляют, насколько сильными могут оказаться метаболические изменения после потери веса. При увеличении массы и при похудении организм не ведёт себя одинаково. Он гораздо сильнее борется, чтобы удержать снижение веса, нежели остановить увеличение.

Но не всегда похудение приводит к замедлению метаболизма. Например, при хирургических операциях для изменения веса уровень лептина не меняется, как и скорость метаболизма.

Более того, исследование с участниками шоу The Biggest Loser достаточно нестандартное, поэтому не факт, что с подобным эффектом столкнётся большинство других людей. Ведь в исследовании принимали участие только 14 человек, которые теряли вес исключительно с помощью быстрых диет и физических упражнений. Такого эффекта замедления метаболизма не наблюдается при постепенном похудении.

7. Учёные не могут в полной мере объяснить, почему метаболизм замедляется

На этот счёт есть несколько теорий. Одна из наиболее достоверных объясняется ходом эволюции. На протяжении тысячелетий люди эволюционировали в среде, где должны были справляться с частыми периодами недоедания. Поэтому можно предположить, что в ДНК сохранилось много генов, которые способствуют преобразованию лишних калорий в жир. Эта способность помогала человеку выживать в периоды нехватки пищи и размножаться.

Продолжая мысль, можно сказать, что неспособность избавиться от веса сегодня обусловлена защитной реакцией организма, даже несмотря на то, что нехватка еды в нашем обществе стала редкостью.

Но не все учёные согласны с этой теорией экономного гена.

Если бы экономные гены обеспечивали сильное селективное преимущество, позволяя выживать в голод (голодные периоды на протяжении истории случались часто), то экономные гены распространились бы и закрепились во всей популяции. Это значит, что сегодня у всех нас должны быть экономные гены, и тогда современное общество состояло бы исключительно из полных людей. Но даже в обществах, которые больше всего подвержены ожирению, как, например, в США, всегда сохраняется определённое количество людей, в среднем около 20% населения, которые остаются неизменно худыми. И если голод - это обязательное условие для распространения экономных генов, логично спросить, как получилось так, что такому большому количеству людей удалось избежать их наследования.

Джон Спикман (John Speakman), эпигенетик

Учёные также пытаются лучше понять метаболический синдром - так называется комплекс нарушений обмена веществ, включающий повышенные кровяное давление и уровень сахара в крови, большой объём талии и отклоняющийся от нормы уровень холестерина и триглицеридов. Когда у людей наблюдаются такие проблемы со здоровьем, они больше подвержены риску хронических заболеваний, в том числе сердечно-сосудистых и диабета. Но опять же неясно, как действует метаболический синдром и почему одни люди подвержены ему больше, чем другие.

8. Замедленный метаболизм не означает, что вы не сможете сбросить вес

Потеря веса возможна при замедленном метаболизме. В среднем 15% людей с замедленным обменом веществ в клинике Майо сбрасывают до 10% собственного веса и удерживают новый.

Любой человек, желающий похудеть, сможет добиться этой цели, изменив образ жизни. Также важно вносить в него коррективы, которые позволят держать болезнь - ожирение - под контролем.

Carissa Gan / Unsplash.com

В Национальном реестре контроля веса в США исследуются привычки и поведение взрослых людей, которые сбросили по меньшей мере 15 килограммов и смогли удержать этот вес в течение года. В реестр в настоящее время включено более 10 000 участников, которые регулярно проходят ежегодные опросы о том, как им удаётся поддерживать нормальный вес.

Этих людей объединяет несколько общих привычек:

• они взвешиваются минимум один раз в неделю;
• регулярно выполняют физические упражнения и много ходят пешком;
• ограничивают потребление калорий, избегают еды с высоким содержанием жиров;
• следят за ;
• завтракают каждый день.

Но все едят совершенно разную пищу, по-разному планируют свой рацион. Поэтому нельзя наверняка сказать, какая диета самая действенная. Главное - следить за калориями.

Кроме того, все люди, которым удалось похудеть, серьёзно изменили свой образ жизни, внимательнее относились к питанию и делали физические упражнения. Конечно, многие бы предпочли думать, что проблемы с весом возникают у них из-за медленного метаболизма или любого другого биологического расстройства, а не потому, что они ленивые и любят поесть. Наука подтверждает: если вы действительно хотите похудеть и готовы прикладывать усилия, у вас всё получится.

О метаболизме говорят и пишут много и со вкусом. Что ни сайт, посвященный фитнесу, то статья о метаболизме. Вот только подавляющее большинство статей перегружены научными терминами и написаны таким языком, что воспринять информацию простому человеку очень сложно. Поэтому сегодня мы расскажем о том, что такое метаболизм, но только простым языком.

Синонимом метаболизма является понятие обмен веществ . Это процессы, происходящие в организме любого живого существа на нашей планете. Человек не исключение. Они обеспечивают работу организма.

Большую часть веществ, необходимых для обменных процессов, мы получаем с едой, питьем и при дыхании. Это:

• Питательные вещества.
• Кислород.
• Вода.
• Минеральные вещества.
• Витамины.

Все перечисленные элементы поступают в базовом виде , который не усваивается организмом. Поэтому тело запускает ряд процессов, расщепляющих базовые элементы на более простые частицы, которые легко усваиваются. Новые компоненты идут на самые важные нужды организма: регенерацию тканей, обеспечение нормальной работы органов и прочее.

Существует ошибочное мнение, что метаболизм проявляет себя лишь в том случае, когда человек получает физическую нагрузку. На деле же обменные процессы в наших телах не останавливаются ни на секунду, ведь для нормальной работы постоянно нужны все новые элементы.

Метаболизм состоит из двух основных процессов:

Белковый обмен

Без белков наш организм неспособен нормально функционировать. При этом ему нужны разные виды белков: растительные и животные . Все объемы белка, получаемые человеком извне, сначала расщепляются до аминокислот, а затем синтезируются в новые соединения. При этом баланс сохраняется на уровне 1:1. То есть, весь получаемый белок идет в работу.

Углеводный обмен

Углеводы дают нашим телам больше всего энергии. Принято разделять их на простые и сложные.

К первым относятся крупы, злаки, ржаной хлеб, овощи и фрукты. Из этих продуктов человек получает полезные углеводы, которые усваиваются медленно, поэтому обеспечивают необходимую подкачку энергией в течение длительного времени.

К вторым следует отнести сахар, выпечку из рафинированной муки, газированные напитки. Они дают быстрые углеводы, да еще и в избыточном количестве. Как мы выше говорили, избыток энергии тело сразу же запасает в жир. Организму быстрые углеводы полезны лишь в одном случае – . Поэтому тяжелоатлеты позволяют себе во время тренировочного процесса пить углеводные коктейли.

Жировой обмен

При поступлении животных и растительных жиров в организм, тело сначала разлагает их на глицерин, а затем с помощью жирных кислот снова превращает в жир, который накапливается в жировой клетчатке. Жир очень важен для организма, поскольку является хранилищем энергии, которую тело стремится запасать при любом удобном случае. Однако, при избытке жировых отложений, жир начинает наносить вред здоровью человека. В частности, внутренние висцеральные запасы жира при их избытке давят на внутренние органы, мешая их нормальной работе. К слову, висцеральные отложения встречаются даже у худых людей, что является признаком нарушения жирового обмена.

Водный и солевой обмены

Вода – самый важный компонент человеческого тела. Ее в организме человека более 70% от массы тела. Вода есть в любой ткани человека. Она нужна для нормального хода биохимических процессов в организме.

Большинство современных людей испытывают постоянный недостаток воды, но даже не подозревают об этом. Головные боли, плохую работоспособность, раздражительность они списывают на стрессы, хотя на деле это проявление дефицита воды . Норма потребления воды для среднестатистического человека – 3 литра. Сюда входит влага, содержащаяся в продуктах питания.

Доля минеральных солей в теле человека также значительна – 4,5% от общей массы. Соли являются катализаторами различных обменных процессов, используются для строительства тканей тела, служат проводниками импульсов между клеток. Без них невозможна выработка целого ряда важных гормонов.

Недостаток солей способен спровоцировать серьезные проблемы со здоровьем.

Витамины

В отличие от других элементов, поступающих в организм извне, витамины не подвергаются расщеплению. Это готовый материал, который тело использует для построения клеток. Именно поэтому недостаток витаминов проявляется очень остро, ведь без них некоторые функции организма просто перестают работать.

Суточная норма витаминов относительно невелика и легко покрывается обычными приемами пищи. Впрочем, достаточное, но однообразное питание может вызывать авитаминоз . Значит, человек должен максимально разнообразить свой рацион.

При составлении диет и программы тренировок специалисты часто употребляют термин базовый метаболизм. Его также нередко называют основным. Он представляет собой показатель энергии, которая необходима организму для нормального функционирования в течение суток при полном покое. То есть, базовый метаболизм показывает, сколько энергии человек потратит в сутки просто лежа на кровати.

Очень часто люди в своем стремлении похудеть урезают рацион так, что калорийность падает ниже уровня базового метаболизма. Соответственно основные органы перестают получать необходимую энергию для нормальной работы. Это пагубно сказывается на здоровье. Поэтому без предварительных расчетов, учитывающих: вес, показатели базового метаболизма, уровень активности, никакие диеты составлять нельзя.

Метаболизм может быть замедленным и ускоренным. В первом случае организм тратит меньше энергии, чем получает. Из-за это происходит набор жировой ткани. Во втором случае тело тратит больше калорий, чем получает. Люди с ускоренным метаболизмом могут есть больше пищи и не набирать вес. При этом они чувствуют себя бодрыми и счастливыми.

Скорость метаболизма зависит от нескольких факторов:

• Пол человека. У мужчин организм более реактивный, поэтому затраты энергии у них в среднем на 5% выше, чем у женщин. Объясняется это большими объемами мышечной ткани, которой требуется больше энергии. У женщин объемы мышц меньше, поэтому энергозатраты ниже.
• Возраст человека. Начиная с тридцати лет обменные процессы в организме замедляются примерно на 10% в десятилетие. Поэтому чем старше человек, тем быстрее он набирает лишний вес. Для борьбы с таким набором веса доктора предлагают пожилым людям постепенно снижать калорийность рациона и увеличивать физические нагрузки.
• Соотношение объемов жира и мышц. Мышцы – основной потребитель энергии в человеческом теле. Они требуют энергетической подпитки даже в состоянии покоя. На поддержание жировых запасов энергии затрачивается гораздо меньше. По этой причине спортсмены расходуют на 15% больше калорий в состоянии покоя, чем тучные люди.
• Рацион. Избыточная калорийность питания, нарушение распорядка, обилие жирной пищи – все это приводит к замедлению обменных процессов.

Нарушение обменных процессов

Причинами проблем с метаболизмом могут быть различные заболевания , нарушающие нормальную работу основных эндокринных желез организма, а также наследственные факторы. Если с первыми медицина довольно успешно борется, то на вторые пока повлиять никак не может.

Обратите внимание, что нарушение обменных процессов у людей чаще всего все же происходит не по причине болезней и наследственных нарушений, а из-за неадекватного пищевого поведения. То есть, люди банально передают, не соблюдают режим питания, злоупотребляют жирной пищей, устраивают голодные диеты, сидят на низкокалорийном питании. Да, все экспресс-диеты в конечном итоге нарушают обмен веществ.

Очень большой вред обменным процессам несут вредные привычки: табакокурение и злоупотребление алкоголем . Положение усугубляется, если обладатель вредных привычек к тому же ведет малоактивный образ жизни.

Эти два понятия неразделимы. Наш вес находится в прямой зависимости от скорости обмена веществ. Чем выше скорость, тем больше энергии тело тратит в состоянии покоя.

Для каждого человека уровень базового метаболизма свой. Одному достаточно тысячи калорий для нормальной жизни, другому и двух тысяч будет мало. При этом человек с низким базовым метаболизмом будет вынужден серьезно ограничивать рацион в плане калорийности. А обладателю быстрого обмена веществ можно не заниматься ограничением питания. Он все равно не будет поправляться.

Важно понимать, что экстремальное ограничение рациона – это неверный путь к стройной фигуре . Правильнее будет ускорить обменные процессы.

Ускоряем метаболизм

Для нормализации и ускорения обменных процессов нужно избавиться от факторов, замедляющих их: гиподинамии, неправильного питания, недостаточного потребления жидкости, недостатка сна, стрессов. Как только вы этого достигнете, ваш метаболизм начнет ускоряться, вызывая нормализацию веса и делая вас более здоровыми.

Что же такое метаболизм?

Никогда не задумывались над тем, почему одни люди едят все подряд (не забывая про булочки и кондитерские изделия), при этом, они выглядят так, будто не ели несколько дней, а другие, наоборот, постоянно считают калории, сидят на диетах, посещают фитнесс залы и все равно никак не могут справиться с лишними килограммами. Так в чем же секрет? Оказывается, все дело в метаболизме!

Так что же такое метаболизм? И почему люди, у которых скорость метаболических реакций высокая, никогда не страдают ожирением или избыточным весом? Говоря о метаболизме, важно отметить следующее, что это обмен веществ происходящие в организме и все химические изменения, начинающиеся с момента попадания питательных веществ в организм, до момента выведения их из организма во внешнюю среду. Метаболический процесс – это все протекающие реакции в организме, благодаря которым происходит построение элементов структурны тканей, клеток, а также все те процессы, благодаря которым организм получает так необходимую ему для нормального поддержания энергию.

Метаболизм значение играет огромное в нашей жизни, так как, благодаря всем этим реакциям и химическим изменениям, из продуктов питания мы получаем все самое необходимое: жиры, углеводы, белки, а также витамины, минералы, аминокислоты, полезную клетчатку, органические кислоты и т.д.

По своим свойствам метаболизм можно разделить на две основные части – анаболизм и катаболизм, то есть на процессы, способствующие созиданию всех необходимых органических веществ и к разрушающим процессам. Именно, анаболические процессы способствуют «превращению» простых молекул в более сложные. И все эти данные процессы связаны с энергетической затратой. Катаболические процессы, наоборот, высвобождают организм от конечных продуктов распада, таких как диоксид углерода, мочевина, вода и аммиак, что приводит к высвобождению от энергии, то есть можно грубо сказать, происходит метаболизм мочи.

Что такое клеточный метаболизм?

Что представляет собою клеточный метаболизм или метаболизм живой клетки? Общеизвестно, что каждая живая клетка нашего организма, это хорошо слаженная и организованная система. В клетке содержатся различные структуры, крупные макромолекулы, которые помогают ей распасться благодаря гидролизу, (то есть расщеплению клетки под воздействием воды) на мельчайшие компоненты.

Кроме этого, в клетках содержится большое количество калия и совсем немного натрия, несмотря на то, что в клеточной среде содержится очень много натрия, а калия, наоборот, значительно меньше. К тому же, мембрана клеточная устроена таким образом, что помогает проникновению как натрия, так и калия. К сожалению, различные структуры и ферменты способны разрушить эту налаженную структуру.

И сама по себе клетка далека от соотношения калия и натрия. Такая «гармония» достигается только после смерти человека в процессе смертного автолиза, то есть переваривания или разложения организма под воздействием собственных ферментов.

Для чего энергия клеткам?

В первую очередь, энергия клеткам просто необходима для того, чтобы поддержать работу системы, которая далека от равновесия. Поэтому, чтобы клетка находилась в нормальном для нее состоянии, (пусть даже далеком от равновесия) она, непременно, должна получать необходимую для нее энергию. И это правило является непременным условием, для нормального клеточного функционирования. Вместе с этим происходит и другая работа, направленная на взаимодействие со средою.

К примеру, если наблюдается сокращение в мышечных клетках, или в клетках почек и даже начала образовываться моча, или появились нервные импульсы в нервных клетках, а в клетках, отвечающих за желудочно-кишечный тракт, началось выделение ферментов пищеварительных, или началась секреция гормонов в клетках желез эндокринных? Или, к примеру, у клеток светляков началось свечения, а в клетках рыб, например, появились разряды электричества? Чтобы всего этого не было, для этого и нужна энергия.

Каковы источники энергии

В вышеприведенных примерах мы видем. Что клетка использует для своей работы энергию, полученную благодаря структуре аденозинтрифосфата или (АТФ). Благодаря ей клетка насыщена энергией, высвобождение которой может поступать между группами фосфатными и послужить дальнейшей работе. Но, в то же время, при простом гидролитическом разрыве связей фосфатных (АТФ), полученная энергия не станет доступной клетке, в этом случае, энергия будет расходована впустую в качестве тепла.

Данный процесс состоит из двух последующих друг за другом этапов. В каждом таком этапе участвует продукт промежуточный, который обозначили ХФ. В приведенных ниже уравнениях X и Y обозначают два абсолютно разных веществ органических, буква Ф означает фосфат, а аббревиатура АДФ – аденозиндифосфат.

Нормализация обмена веществ – этот термин сегодня прочно вошел в нашу жизнь, к тому же стал показателем нормального веса, так как нарушения обменных процессов в организме или метаболизма, очень часто связывают с увеличением массы тела, избыточным весом, ожирением или его недостаточность. Выявить скорость метаболических процессов в организме можно благодаря тесту на основой обмен.

Что такое основной обмен?! Это такой показатель интенсивности выработки организмом энергии. Данный тест проводится утром на голодный желудок, во время пассивности, то есть в состоянии покоя. Квалифицированный специалист измеряет (О2) поглощение кислорода, а также выделение организмом (СО2). При сопоставлении данных, выясняют насколько процентов организм сжигает поступающие питательные вещества.

Также на активность метаболических процессов влияние оказывает гормональная система, щитовидная и эндокринные железы, поэтому медики при выявлении лечении заболеваний связанных с обменом веществ, также стараются выявить и учесть уровень работы данных гормонов в крови и имеющиеся в наличии заболевания данных систем.

Основные методы исследования метаболических процессов

Изучая процессы метаболизма одного (любого) из питательных веществ наблюдаются все его изменения (происходившие с ним) от одной формы поступившей в организм, до конечного состояния, при котором, оно выводится из организма.

Методы исследования обмена веществ сегодня крайне разнообразны. К тому же, для этого используют целый ряд биохимических методов. Одним из методов исследования метаболизма является метод использования животных или органов.

Испытуемому животному вводят специальное вещество, а затем по его моче и экскрементах выявляют возможные продукты изменений (метаболиты) данного вещества. Наиболее точную информацию можно собрать, исследуя метаболические процессы определенного органа, к примеру, мозга, печени или сердца. Для этого данное вещество вводят в кровь, после чего, метаболиты помогают выявить его в крови, исходящей от данного органа.

Данная процедура очень сложна и сопряжена с риском, так как часто при таких методах исследованиях используют метод тоненьких отщипов или делают срезы данных органов. Такие срезы помещают в специальные инкубаторы, где их содержат при температуре (сходной к температуре тела) в специальных растворимых веществах с добавлением того вещества, чей метаболизм и изучается.

При таком методе исследования не повреждаются клетки, благодаря тому, что срезы настолько тонки, что вещество легко и свободно проникает в клетки, а затем, покидает их. Бывает, что и возникают затруднения, вызванные медленным прохождением специального вещества сквозь мембраны клеточные.

В этом случае, чтобы разрушить мембраны обычно измельчают ткани , для того, чтобы специальное вещество инкубировало клеточную кашицу. Такие опыты доказали, что все живые клетки организма способны окислить глюкозу до углекислого газа и воды, и только тканевые клетки печени могут мочевину синтезировать.

Используем клетки?!

По своей структуре клетки представляют очень сложную организованную систему. Общеизвестно, что клетка состоит из ядра, цитоплазмы, а в окружающей цитоплазме находятся мелкие тельца, которые называются органеллы. Они бывают различными по размерам и консистенциям.

Благодаря специальным методикам, можно будет гомогенизовать ткани клеток, а после, подвергнуть специальному разделению (центрифугированию дифференциальному), таким образом, получить препараты, которые будут содержать одни лишь митохондрии, одни лишь микросомы, а также плазму или прозрачную жидкость. Данные препараты инкубируются по отдельности с тем соединением, чей метаболизм находится в стадии изучения, чтобы точно установить какие именно участвуют субклеточные структуры в последовательных изменениях.

Были известны случаи, когда первоначальная реакция начиналась в цитоплазме, а ее продукт подвергался изменениям в микросомах, а после этого, наблюдались изменения с другими уже реакциями с митохондриями. Изучаемого вещества инкубация с гомогенатом ткани или живыми клетками чаще всего не выявляет какие-то отдельные этапы, касающиеся метаболизма. Понять всю цепочку происходящих данных событий помогают следующие один за другим эксперименты, в которых используются для инкубации те или иные структуры субклеточные.

Как использовать радиоактивные изотопы

Чтобы изучить те или иные метаболические процессы какого-то вещества необходимо:

• использовать аналитические методы для определения вещества данного и его метаболитов;
• необходимо использовать такие методы, которые помогут отличить введенное вещество от того же вещества, но уже присутствующего в данном препарате.

Соблюдение данных требований было главным препятствием во время изучения метаболических процессов в организме, до того времени пока не были открыты радиоактивные изотопы, а также 14С – радиоактивный углевод. И после появления 14С и приборов, позволяющих измерить даже слабую радиоактивность, всем вышеперечисленным трудностям пришел конец. После чего, дела с измерением метаболических процессов пошли, как говорится, в гору.

Теперь, когда к специальному биологическому препарату (например, суспензии митохондрий) добавляют меченную жирную кислоту 14С, то, после этого, не нужно делать никаких специальных анализов для определения продуктов, влияющих на ее превращение. А чтобы выяснить скорость использования, теперь стало возможно просто измерить радиоактивность получаемых последовательно фракций митохондриальных.

Данная методика, помогает не только понять, как нормализовать метаболизм, но и благодаря ей можно легко отличить молекулы введенной радиоактивной жирной кислоты экспериментально, от присутствующих уже в митохондриях молекул жирной кислоты в самом начале эксперимента.

Электрофорез и... хроматография

Для того чтобы разобраться в том, что и как нормализует метаболизм, то есть как происходит нормализация метаболизма необходимы также использовать такие методы, которые помогут разделить смеси, в состав которых входят в малых количествах вещества органические. Одним из важнейших таких методов, основой которого является феномен адсорбции, считается метод хроматографии. Благодаря данному методу происходит разделение смеси компонентов.

При этом происходит разделение компонентов смеси, которое проводится либо путем адсорбции на сорбенте, либо, благодаря бумаге. При разделении путем адсорбции на сорбенте, то есть когда начинают заполнять такие специальные стеклянные трубки (колонки), с постепенной и последующей элюцией, то есть с последующим вымыванием каждого из имеющихся компонентов.

Метод разделения электрофореза напрямую зависит от наличия знаков, а также числа ионизированных зарядов молекул. Также электрофорез проводят на каком-нибудь из неактивных носителей, таких как целлюлоза, каучук, крахмал или, в конце концов, на бумаге.

Одним из самых высокочувствительных и эффективных методов разделения смеси является газовая хроматография. Таким методом разделения пользуются только в том случае, если нужные для разделения вещества находятся в состоянии газообразном или, к примеру, в любой момент могут перейти в это состояние.

Как происходит выделение ферментов?

Чтобы выяснить, как происходит выделение ферментов, для этого необходимо понять, что это является последним местом в данном ряду: животное, затем орган, затем тканевый срез, а после – фракция клеточных органелл и гомогенат занимает ферменты, которые катализирует определенную реакцию химическую. Выделить ферменты в очищенном виде стало важным направлением в изучении метаболических процессов.

Соединение и комбинирование вышеперечисленных методов позволило основные метаболические пути, у большинства организмов населяющих нашу планету, в том числе и у человека. К тому же, данные методы помогли установить ответы на вопрос, как протекают метаболические процессы в организме и также помогли выяснить системность основных этапов данных метаболических путей. Сегодня насчитывается более тысячи всевозможных биохимических реакций, которые уже изучены, а также изучены ферменты, которые участвуют в данных реакциях.

Так как для появления любого проявления в клетках жизни необходимо АТФ, то и неудивительно, что скорость метаболических процессов клеток жировых, в первую очередь, направлена на синтезирование АТФ. Для достижения этого используются различные по сложности последовательные реакции. Такие реакции, в основном, используют химическую потенциальную энергию, которая заключена в молекулах жиров (липидов) и углеводов.

Метаболические процессы между углеводами и липидами

Такой метаболический процесс между углеводами и липидами, по-другому, называются синтезом АТФ, анаэробным (значит, без участия кислорода) метаболизмом.

Основная роль липидов и углеводов состоит в том, что именно синтез АТФ обеспечивает более простые соединения, несмотря на то, что те же самые процессы протекали в примитивнейших клетках. Только в лишенной кислорода атмосфере стало невозможно полное окисление жиров и углеводов до углекислого газа.

Даже у этих примитивнейших клеток использовались те же самые процессы и механизмы, благодаря которым происходила перестройка самой структуры молекулы глюкозы, которая и синтезировала небольшие количества АТФ. По-другому, такие процессы у микроорганизмов называются брожением. На сегодня особенно хорошо изучено «брожение» глюкозы до состояния этилового спирта и углекислого газа у дрожжей.

Чтобы завершились все эти изменения и образовался ряд промежуточных продуктов, необходимо было проведение одиннадцати последовательных реакций, что, в конечном счете, в раде промежуточных продуктов представили (фосфаты), то есть эфиры кислоты фосфорной. Такая фосфатная группа переносилась на аденозиндифосфат (АДФ) и также с образованием АТФ. Всего две молекулы составляли чистый выход АТФ (на каждую из молекул глюкозы, полученную в результате процесса брожения). Подобные процессы также наблюдались во всех живых клетках организма, так как поставляли так необходимую для нормального функционирования энергию. Такие процессы очень часто называют анаэробным дыханием клеток, хотя это не совсем корректно.

Как у млекопитающих, так и у людей, данный процесс называется гликолизом, а его завершающим продуктом считается молочная кислота, а не СО2 (углекислый газ) и не спирт. За исключением двух последних этапов вся последовательность реакций гликолиза считается практически идентичной процессу, который протекает в клетках дрожжевых.

Метаболизм аэробный, значит с использованием кислорода

Очевидно, что с появлением кислорода в атмосфере, благодаря фотосинтезу растений, благодаря матушке-природе появился механизм, который позволял обеспечивать полное окисление глюкозу до воды и СО2. Такой аэробный процесс, позволял чистому выходу АТФ (из числа тридцати восьми молекул, из расчета на каждую молекулу глюкозы, только окисленную).

Такой процесс употребления клетками кислорода, для появления насыщенной энергией соединений сегодня известен как дыхание аэробное, клеточное. Такое дыхание осуществляется ферментами цитоплазмы (в отличие от анаэробного), а окислительные процессы проходят в митохондриях.

Здесь пировиноградная кислота, которая является промежуточным продуктом, после того, как образуется в анаэробной фазе, после окисляется до состояния СО2 благодаря последовательным шести реакциям, где в каждой реакции пара их электронов переносится на акцептор общий кофермент никотинамидадениндинуклеотид, сокращенно (НАД). Такая последовательность реакций и называется циклом кислот трикарбоновых, а также циклом кислоты лимонной или циклом Кребса, что приводит к тому, что каждая молекула глюкозу образует две молекулы кислоты пировиноградной. Во время данной реакции двенадцать пар электроном отходят от молекулы глюкозы для дальнейшего ее окисления.

В ходе источника энергии выступают... липиды

Оказывается, в качестве источника энергии, также как и углеводы, могут выступать жирные кислоты. Реакция окисления жирных кислот происходит благодаря последовательности отщепления от жирной кислоты (вернее ее молекула) двууглеродного фрагмента с появлением ацетилкофермента А, (по-другому, это ацетил-КоА) и передачи одновременных двух пар электронов саму цепь их переноса.

Таким образом, полученный ацетил-КоА такой же компонент цикла трикарбоновых кислот, чья дальнейшая судьба не особо отличается от ацетил-КоА, который поставляется благодаря углеводному обмену. Значит механизмы, синтезирующие АТФ при окислении, как метаболитов глюкозы, так и жирных кислот, практически идентичны.

Если энергия, поступающая в организм, получается практически за счет только одного процесса окисления жирных кислот (например, во время голодания, при таком заболевании как сахарный диатез и т.д.), то, в данном случае, интенсивность появления ацетил-КоА будет превышать интенсивность его окисления в самом цикле кислот трикарбоновых. В данном случае, молекулы ацетил-КоА (которые окажутся лишними) начнут реагировать друг с другом. Благодаря этому процессу появятся ацетоуксусная и b-гидроксимасляная кислоты. Такое накопление может стать причиной кетоза, это один из видов ацидоза, который может стать причиной тяжелой формы диабета и даже летального исхода.

Зачем запасы энергии?!

Чтобы как-то приобрести дополнительный запас энергии, к примеру, для животных, которые нерегулярно и не систематически питаются им просто необходимо как-то запастись необходимой энергией. Такие запасы энергии вырабатываются благодаря пищевым запасам, к которым относятся все те же жиры и углеводы .

Оказывается, жирные кислоты могут перейти в запас в виде жиров нейтральных, которые содержатся как в жировой ткани, так и в печени . А углеводы, при поступлении в огромном количестве в желудочно-кишечный тракт начинают гидролизироваться до глюкозы и других сахаров, которые при попадании в печень синтезируются в глюкозу. И тут же из глюкозы начинает синтезироваться полимер гигантский путем соединения остатков глюкозы, а также с отщеплением молекул воды.

Иногда остаточное количество глюкозы в гликогеновых молекулах доходит до 30000. А если ощущается потребность в энергии, тогда гликоген снова начинает распадаться до глюкозы во время химической реакции, продуктом последней является глюкозофосфат. Данный глюкозофосфат становится на путь процесса гликолиза, который составляет часть пути отвечающей за окисление глюкозы. Также может подвергнуться реакции гидролиза глюкозофосфат и в самой печени, а образовавшаяся таким образом глюкоза, доставляется к клеткам тела вместе с кровью.

Как происходит синтез из углеводов в липиды?

Любите углеводную пищу? Оказывается, если количество углеводов полученных с пищей за один прием, превышает допустимую норму, в таком случае, углеводы переходят в «запас» в виде гликогена, то есть, избыточная углеводная пища превращается в жиры. Сначала образуется ацетил-КоА из глюкозы, а потом он начинается синтезироваться в цитоплазме клетки для жирных длинноцепочечных кислот.

Данный процесс «превращения» можно описать как нормальный окислительный процесс жирных клеток. После чего, жирные кислоты начинают откладываться в виде триглицеридов, то есть нейтральных жиров, которые отлагаются (в основном проблемных зонах), в различных частях тела.

Если организму срочно понадобится энергия, тогда жиры нейтральные подвергшись гидролизу, а также жирные кислоты начинают поступать в кровь. Тут они насыщаются молекулами альбуминов и глобулинов, то есть плазменных белков, а потом начинают поглощаться другими, самыми разными клетками. У животных нет таких механизмом, которые могут осуществить синтез из глюкозы и жирных кислот, а вот у растений они имеются.

Синтез соединений азотосодержащих

В организме животных аминокислоты применяются не только в качестве белкового биосинтеза, но и в качестве начального материала готового для синтеза некоторых азотосодержащих соединений. Такая аминокислота как тирозин становится предшественником таких гормонов как норадреналин и адреналин. А глицерин (простейшая аминокислота) служит исходящим материалом для биосинтеза пуринов, которые входят в состав нуклеиновой кислоты, а также порфиринов и цитохромов.

Предшественником пиримидинов нуклеиновых кислот является аспарагиновая кислота, а группа метионина начинает передаваться в ходе синтеза креатина, саркозина и холина. Предшественником никотиновой кислоты является триптофан, а из валина (который образуется в растениях) может синтезироваться такой витамин как кислота пантотеновая. И это только некоторые примеры использования синтеза соединений азотосодержащих.

Как происходит липидный метаболизм

Обычно, в организм липиды попадают в виде триглицеридов жирных кислот. Попадая в кишечник под воздействие ферментов, вырабатываемых поджелудочной железой, они начинают подвергаться гидролизу. Тут они снова синтезируются как жиры нейтральные, после этого, они попадают или в печень, или в кровь, а также могут отложиться в виде запаса в жировой ткани.

Мы уже говорили о том, что жирные кислоты также могут заново синтезироваться из ранее появившихся предшественников углеводных. Необходимо также отметить, что, несмотря на то, что в клетках животных могут наблюдаться одновременное включение одной двойной связи в длинноцепочечных молекулах жирных кислот. Включать вторую и даже третью двойственная связь данные клетки не могут.

А так как жирные кислоты с тремя и двумя двойственными связями играют важную роль в метаболических процессах животных (в том числе и человека), по своей сущности они являются важными питательными компонентами, можно сказать, витаминами. Именно поэтому линоленовую (С18:3) и линолевую (С18:2) называют еще и незаменимыми жирными кислотами. Также обнаружено, что в клетках в линоленовую кислоту также может включиться двойственная четвертая связь. Благодаря удлинению углеродной цепи может появиться еще один важный участник метаболических реакций арахидоновая кислота (С20:4).

Во время синтеза липидов могут наблюдаться остатки жирных кислот, которые связаны с коферментом А. Благодаря синтезу, эти остатки переносятся на глицерофосфат эфир глицерина и фосфорной кислоты. В результате данной реакции образуется соединение фосфатидной кислоты, где одно ее соединение – это глицерина этерифицированного фосфорной кислотой, а другие две – жирными кислотами.

При появлении нейтральных жиров фосфорная кислота будет удалена путем гидролиза, а на ее месте окажется жирная кислота, появившаяся в результате химической реакции с ацил-КоА. Сам кофермент А может появиться благодаря одному из витаминов пантотеновой кислоты. В данной молекуле содержится сульфгидрильная группа, которая реагирует на кислоты с появлением тиоэфиров. В свою очередь, фосфолипидная фосфатидная кислота реагирует на азотистые основания, такие как серин, холин и этаноламин.

Таким образом, все встреченные в организме млекопитающих стероиды (за исключением витамина Д) могут самостоятельно синтезироваться самим организмом.

Как происходит метаболизм белков?

Доказано, что имеющиеся во всех живых клетках белки, состоят из двадцати одного вида аминокислот, которые соединены в различной последовательности. Данные аминокислоты и синтезируются организмами. Такой синтез обычно приводит к появлению а-кетокислоты. Именно, а-кетокислота или а-кетоглутаровая кислота и участвуют в синтезе азота.

Человеческий организм, как и организм многих животных, сумел сохранить умение синтезировать все имеющиеся аминокислоты (исключение составляет несколько незаменимых аминокислот), которые должны обязательно поступать с пищей.

Как происходит синтез белка

Данный процесс обычно протекает следующим образом. Каждая аминокислота в цитоплазме клетки вступает в реакцию с АТФ и после примыкает к завершающей группе молекулы рибонуклеиновой кислоты, которая именно специфична для этой аминокислоты. Затем усложненная молекула соединяется с рибосомой, определяемой в положении более удлиненной молекулы кислоты рибонуклеиновой, которая соединяется с рибосомой.

После того, как все сложные молекулы выстраиваются, происходит разрыв между аминокислотой и рибонуклеиновой кислотой, соседние аминокислоты начинают синтезироваться и таким образом получается белок. Нормализация метаболизма происходит благодаря гармоничному синтезу белково-углеводно-жировых метаболических процессов.

Так что же такое метаболизм органических веществ?

Чтобы лучше понять и разобраться в метаболических процессах, а также, чтобы восстановить здоровье и улучшить обмен веществ, необходимо придерживаться следующих рекомендаций, касающихся нормализации и восстановлении метаболизма.

• Важно понимать, что метаболические процессы нельзя обратить вспять. Распад веществ никогда не протекает по простому пути обращения синтезирующих реакций. В этом распаде обязательно принимают участие другие ферменты, а также некоторые промежуточные продукты. Очень часто направленные в разную сторону процессы начинают протекать в разных отсеках клетки. К примеру, жирные кислоты могут синтезироваться в цитоплазме клетки при воздействии одного какого-то набора ферментов, а процесс окисления в митохондриях может происходить совсем при другом наборе.
• В живых клетках организма наблюдается достаточное количество ферментов, для того, чтобы ускорить процесс метаболических реакций, но, несмотря на это метаболические процессы не всегда протекают быстро, таким образом, это указывает на существование в наших клетках некоторых регуляторных механизмов, которые воздействуют на обменные процессы. На сегодняшний день уже открыты некоторые виды таких механизмов.
• Один из факторов, влияющий на снижение скорости метаболических процессов данного вещества, является поступлением данного вещества в саму клетку. Поэтому, регуляция обменных процессов может быть направленная и на этот фактор. Например, если взять инсулин, функция которого, как нам известно, связана с облегчением проникновения глюкозы во все клетки. Скорость «превращения» глюкозы, в таком случае, будет зависеть от скорости, с которой она поступила. Если же рассмотреть кальций и железо, когда они из кишечника попадают в кровь, то скорость метаболических реакций, в данном случае, будет зависеть от многих, в том числе и регулирующих процессов.
• Свободно передвигаться из одного клеточного отсека в другой, к сожалению, могут далеко не все вещества. Также существует предположение, что перенос внутриклеточный постоянно контролируется некими гормонами стероидными.
• Учеными были выявлены два вида сервомеханизмов, которые отвечают в метаболических процессах за отрицательную обратную связь.
• Даже у бактерий были отмечены примеры, доказывающие присутствие каких-нибудь последовательных реакций. К примеру, биосинтез одного из ферментов, подавляет аминокислоты, так необходимые для получения данной аминокислоты.
• Изучая отдельные случаи метаболических реакций, было выявлено что фермент, чей биосинтез был затронутым, оказывался ответственным за главный этап метаболического пути, приведшего к синтезу аминокислоты.
• Важно понять, что в процессах метаболических и биосинтетических участвует небольшое количество блоков строительных, каждый из которых начинает использовать для синтеза множества соединений. К таким соединениям относятся: ацетилкофермент А, глицин, глицерофосфат, карбамилфосфат и другие. Из этих небольших компонентов выстраиваются потом сложные и разнообразные соединения, которые можно наблюдать в живых организмах.
• Очень редко принимают непосредственное участие в метаболических процессах простые соединения органические. Такие соединения для того, чтобы проявить свою активность должны будут присоединиться к какому-нибудь ряду соединений, который активно участвует в метаболических процессах. К примеру, глюкоза может начать окислительные процессы только после того, как будет подвержена этирифицированию фосфорной кислотой, а для других последующих изменений она должна будет этерифицирована уридиндифосфатом.
• Если рассмотреть жировые кислоты, то они также не могут принять участие в метаболических изменениях до тех пор, пока они образуют эфиры с коферментом А. При этом, любой активатор становится родственен кому-нибудь из нуклеотидов, которые входят в состав рибонуклеиновой кислоты или образуются из какого-то витамина. Поэтому становится понятным, почему нам требуются витамины только в небольших количествах. Расходуются они благодаря коферментам, при этом каждая молекула кофермента в течение всей свой жизни используется несколько раз, в отличие от питательных веществ, молекулы которых используются единожды (например, молекулы глюкозы).

И последнее! Завершая данную тематику, очень хочется сказать, что сам термин «метаболизм» если раньше означал как синтез белков, углеводов и жиров в организме, то сейчас его используют в качестве обозначения нескольких тысяч ферментативных реакций, которые могут представлять собою огромную сеть соединенных между собою метаболических путей.

Вконтакте

Метаболизм. Процессы метаболизма.