Метаболизм

Что такое обмен веществ в организме человека. Обмен веществ в организме

Суть обмена веществ – поддержание жизнедеятельности организма. Это вся совокупность химических реакций, протекающих в теле человека. Все важные этапы, от получения энергии до роста и развития, руководствуются метаболическими процессами. В ходе реакций полученные с пищей вещества преобразуются в необходимые для функционирования организма соединения. Метаболизм отвечает и за выведение излишков и токсинов. Чаще всего, говоря об обмене веществ, подразумевают углеводный баланс (нарушение которого сказывается на весе), однако под этим понятием объединено множество других реакций.

Обмен веществ у взрослых

Поскольку процессы обмена веществ в организме отвечают, в частности, за рост тканей, метаболизм у детей ускорен по сравнению с взрослыми. К старости же реакции замедляются – каждые 10 лет жизни на 5-10%. Кроме этого, на их скорость влияют и другие факторы. Среди них:

Пол.

В мужском организме обменные процессы протекают быстрее. Связано это прежде всего с тем, что по строению в теле мужчины процент мышечной массы выше. А мышцы более активно расходуют энергию.

Болезни щитовидной железы.

Повышенное количество тироксина вызывает ускоренный обмен веществ, его нехватка, наоборот, замедляет метаболизм.

Наследственность.

Скорость метаболизма часто передается по наследству, отсюда и склонность к полноте у детей тучных родителей.

Тип телосложения.

У спортивных людей основной обмен веществ быстрее – им нужно больше калорий даже в состоянии покоя.

Вес.

Если масса тела увеличивается за счет мышц, процессы будут ускоряться, а если за счет жира – наоборот, замедляться.

Тип питания.

Потребление некоторых продуктов может ускорять или замедлять метаболизм. Например, блюда с содержанием трансжиров тормозят его, а вот свежие овощи, наоборот, улучшают обмен веществ. Кроме этого, на процессы влияет режим приема пищи – редкие перекусы или резкое сокращение калорийности рациона замедляет химические реакции.

Количество выпиваемой воды.

Доказано, что у людей с привычкой пить чистую воду обмен веществ протекает быстрее.

Несмотря на наследственную предрасположенность, все же скорость обмена веществ в тканях взрослого человека во многом завит от того, какой образ жизни он ведет, от пищевых привычек и физической активности.

Обмен веществ у детей

Как уже было сказано, реакции обмена веществ в детском организме протекают быстрее. Это позволяет телу расти и полноценно развиваться. У ребенка по сравнению с взрослым интенсивнее восстанавливаются ткани, это хорошо видно по тому, насколько быстрее срастаются переломы костей (особенно до 7 лет) и зарастают раны. При этом ускоренный обмен веществ может вызвать более тяжелую интоксикацию организма – попавшие с пищей яды усвоятся быстрее, чем у взрослого, и на момент оказания первой помощи могут уже нанести серьезные повреждения органам.

Патологические нарушения обмена веществ носят наследственный характер и при правильной диагностике обнаруживаются именно в детском возрасте. Поэтому нужно очень внимательно следить за возможными симптомами болезней:

• Задержка роста.
• Слабость, сонливость.
• Частый плач.
• Изменение цвета кожных покровов.
• Запоры и другие проблемы с пищеварением.
• Увеличение или уменьшение массы тела.

Вовремя выявленные наследственные заболевания обмена веществ помогают сохранить здоровье. Ведь часто лекарства или специфическая диета позволяют полностью исключить негативные проявления болезней. В противном случае возможны тяжелые поражения ЦНС, печени, головного мозга и прочего.

В том случае если нарушение обмена веществ вызваны не патологией, а неправильным питанием, у ребенка могут наблюдаться такие заболевания:

• Анемия (дефицит белков и железа).
• Рахит (дефицит фосфора и кальция).
• Судорожный синдром (переизбыток кальция).

Обмен липидов

Нарушение обмена липидов возникает вследствие патологии их расщепления, усвоения, депонирования и метаболизма. Оно может возникать при следующих состояниях:

• панкреатит, при котором не вырабатываются ферменты для расщепления жиров;
• болезни печени (гепатит, холецистит, желчно-каменная болезнь), при которых нарушено образование желчи, помогающей усваивать жиры;
• поражение тонкого кишечника и диарея;
• гиповитаминоз А, В, С.

Проявления нарушенного жирового обмена:

• гиповитаминоз жирорастворимых витаминов (А, D, E, К) с соответствующей клиникой;
• дефицит жирных кислот, проявляющийся выпадением волос, воспалением кожи, нарушением способности к деторождению, в частности, ановуляцией;
• истощение или ожирение.

Ожирение приводит к тяжелым последствиям: 

• одышке,
• повышению давления,
• разрушению суставов,
• развитию сахарного диабета,
• ишемической болезни сердца.

Для женщин характерен вид ожирения «груша», когда жировые отложения располагаются на нижней части туловища, бедрах и ягодицах. Это вызвано гормональными различиями между мужчинами и женщинами. Ожирение в виде «яблока» чаще всего говорит о серьезных проблемах в женском организме.

Ожирение в виде «груши» более устойчиво к диете, но оно безопаснее для организма, чем абдоминальное ожирение «яблоко».

Следует отметить, что быстрое похудение сопровождается значительными изменениями в нервной системе, в результате чего женщина испытывает подавленное настроение, депрессию, упадок сил. При выраженном ожирении лечить его можно только под наблюдением врача и желательно в группе единомышленниц.

Обмен белков

Белки – незаменимый материал для организма. Причиной их дефицита становится голодание или заболевания желудочно-кишечного тракта. Усиленный распад белков в организме происходит при раковом процессе, туберкулезе, гипертиреозе, лихорадке, ожогах, стрессах, болезнях почек и гиповитаминозе. 

Проявления недостатка белка в организме при легкой степени могут быть незначительными. При средней степени белковой недостаточности у женщин исчезают менструации, кожа становится сухой и холодной, возникают поносы. Страдает нервная система: больные становятся раздражительными, у них страдает память и снижается работоспособность. Ослабевает иммунитет, часто присоединяются пневмонии и инфекции мочевыводящих путей.

Снижается масса мышц и жиров. Выпадают волосы, истончаются ногти. Если пациент неподвижен, у нее могут возникать пролежни, быстро инфицирующиеся. Это часто бывает у пожилых женщин, страдающих от перелома шейки бедра или инсульта.

Постепенно снижается артериальное давление и становится более редким пульс. Возникают отеки и анемия. В тяжелых случаях наступает полиорганная недостаточность.

Лечение белковой недостаточности включает рациональное питание. В тяжелых случаях – внутривенное введение аминокислот, жидкие смеси через зонд. Обязательно используются витамины. При необходимости проводится лечение сопутствующих заболеваний.

В медцентре «Север» г. Александров вы можете получить квалифицированные консультации по всем направлениям эндокринологии, включая нарушение обмена веществ. Запись по телефону: 8 (49244) 9-32-49.  

Как ускорить метаболизм

Чем быстрее процесс метаболизма, тем лучше для нашего организма, баланс «получил, переработал и вывел из организма» проходит на хорошей скорости, клетки быстрее обновляются и все процессы идут в более быстром темпе. Это все отражается и на нашем внешнем виде. С возрастом идет замедление метаболизма.

Есть полезные привычки для ускорения метаболизма:

Холодная вода ускоряет метаболизм на 30-40%. Если пить холодную воду и еще и обливаться прохладной водой, о чем всегда пишет и говорит в своих передачах доктор Бубновский, то метаболизм можно ускорить и самочувствие в разы улучшится. Только делать это необходимо постепенно.

Полноценный сон, а это в идеале 7-8 часов сна ежедневно. При нашем ритме жизни мало кто может это себе позволить, поэтому предлагается включать режим «День сурка», хотя бы в выходные дни и чередовать активный отдых с пассивным отдыхом.

Глубокое дыхание очень полезно для ускорения метаболизма, и для женщин лучше животом, и еще и при прогулках и лучше ежедневных перед сном по 30-40 минут в день или через день. Метаболизм увеличится в разы и живот тоже станет значительно меньше.

Физические упражнения в ритме «активная тренировка/отдых» около 15 минут в день, можно и несколько подходов делать, если располагаете временем. Ритм «активная тренировка/отдых» по времени разбивается так – 1-2 минуты активно тренируетесь, 15-30 секунд отдыхаете, восстанавливаете дыхание.

Откажитесь от жестких диет в пользу правильного питания. Распределите продукты по калорийности следующим образом, в первой половине дня – более калорийные, а вот во второй половине дня — нет. И не пытайтесь отказаться от каких-то продуктов совсем, это вредно для здоровья. Лучше понемногу, часто и полезные продукты. При жестких диетах идет замедление метаболизма и нарушается внутренний баланс в организме.

ЗОЖ всегда поможет ускорению процесса метаболизма и вашему здоровью!

Проверьте себя с помощью нашего набора онлайн калькуляторов внешнего вида.

Обмен углеводов

Нарушения переваривания и всасывания углеводов могут быть связаны с такими состояниями:

• врожденная недостаточность ферментов, например, лактозы;
• панкреатит;
• болезни кишечника.

Проявления нарушения всасывания: снижение массы тела, апатия, утомляемость, головная боль и другие, связанные с недостатком поступления энергии в организм.

Глюкоза в печени превращается в гликоген и запасается там, чтобы предотвратить резкие колебания сахара в крови. Этот процесс нарушается при следующих заболеваниях:

• гипоксия;
• болезни печени (гепатиты, в том числе лекарственные);
• гиповитаминоз С и В1;
• сахарный диабет и гипертиреоз.

Распад гликогена нарушается при гликогенозах – тяжелых наследственных заболеваниях.

Поступление глюкозы в ткани регулируют разные гормоны:

• инсулин;
• глюкагон;
• адреналин;
• соматотропный и адренокортикотропный гормоны;
• глюкокортикоиды;
• тироксин.

При всех заболеваниях, связанных с нарушением продукции этих гормонов, обмен углеводов нарушается. Частыми причинами этого становятся сахарный диабет, аденома гипофиза, болезни щитовидной железы.

Проявлениями нарушенного углеводного обмена является гипогликемия (снижение уровня глюкозы в крови) и гипергликемия.

• Гипогликемия возникает при тяжелой физической и умственной нагрузке, а у женщин – еще и в период грудного вскармливания. Уровень сахара в крови может снижаться при сахарном диабете, болезнях почек, печени и надпочечников, гиповитаминозе В1, а также при голодании. Симптомы гипогликемии: мышечная дрожь, слабость, потливость, головокружение, вплоть до потери сознания.
• Гипергликемия возникает после еды и при стрессах. Она сопровождает гипертиреоз, болезни нервной системы, надпочечников, а также сахарный диабет. Выраженная гипергликемия приводит к нарушению сознания и коме. При хроническом повышении уровня сахара в крови страдает сетчатка, микрососуды ног, почек, присоединяются инфекционные заболевания.

Дыхание

Кислородное дыхание производится в митохондриях, где пировиноградная кислота вначале теряет один атом углерода, что сопровождается синтезом одного восстанавливающего эквивалента молекул НАДН+Н+ и ацетилкофермента A (ацетил-КоА):

Ацетил-КоА в митохондриальном матриксе участвует в цепочке химических превращений, которые в совокупности называются циклом Кребса (цикл трикарбоновых кислот, цикл лимонной кислоты). Во время этих превращений образуются две молекулы АТФ, ацетил-КоА полностью окисляется до диоксида углерода, а его ионы водорода и электроны присоединяются к водородным векторам НАДН+Н+  и НАДH2. Носители переносят протоны и электроны водорода во внутренние митохондриальные мембраны, которые образуют гребни. При помощи белков-носителей протоны водорода вводятся в межмембранное пространство, а электроны переносятся через, так называемую, дыхательную цепь энзимов, которые расположены во внутренней митохондриальной мембране, и разряжаются в атомы кислорода:

O₂ + 2e− → O2−.

Важно то, что в дыхательной цепи имеются белки, содержащие железо и серу. Протоны водорода переносятся из межмембранного пространства в митохондриальный матрикс благодаря специальным ферментам, АТФ-синтетаз, а энергия, выделенная в результате этого процесса, используется для синтеза 34 молекул АТФ из каждой молекулы глюкозы

Этот процесс называется окислительным фосфорилированием. В митохондриальной матрице протоны водорода, прореагировавшие с радикалами кислорода с образованием воды:

Протоны водорода переносятся из межмембранного пространства в митохондриальный матрикс благодаря специальным ферментам, АТФ-синтетаз, а энергия, выделенная в результате этого процесса, используется для синтеза 34 молекул АТФ из каждой молекулы глюкозы. Этот процесс называется окислительным фосфорилированием. В митохондриальной матрице протоны водорода, прореагировавшие с радикалами кислорода с образованием воды:

4H+ + O2−→ 2H₂O.

Набор кислородных дыхательных реакций можно выразить таким уравнением:

Общее уравнение дыхания выглядит следующим образом:

Таким образом, клеточное дыхание в организме человека происходит поэтапно. Гликолиз сопровождается образованием 8 молекул АТФ (2 из них расходуются). Окислительное декарбоксилирование «дает» 6 АТФ, цикл Кребса — 24 АТФ. Итого, разложение молекулы глюкозы приводит к созданию 38 молекул АТФ. Аэробное дыхание — более совершенный способ получения и накопления энергии.

Смотри также:

• Строение клетки. Взаимосвязь строения и функций частей и органоидов клетки – основа ее целостности
• Фотосинтез, его значение, космическая роль. Фазы фотосинтеза. Световые и темновые реакции фотосинтеза, их взаимосвязь. Хемосинтез. Роль хемосинтезирующих бактерий на Земле

Уровень метаболизма в зависимости от пола, возраста, питания

Скорость обмена веществ зависит не только от генетических факторов и образа жизни, но и от пола и возраста. Уровень тестостерона у мужчин гораздо выше. Благодаря этому представители сильного пола склонны к набору мышечной массы. А мускулатура нуждается в энергии. Поэтому базовый обмен веществ у мужчин выше – организм потребляет больше калорий (источник – Научно-исследовательский институт гигиены и экологии человека Самарского государственного медицинского университета, “Корреляция показателей основного обмена при различных способах его определения”).

Женщины, наоборот, более склонны к отложению жировых запасов. Причина кроется в большом количестве женских половых гормонов – эстрогенов. Женщины вынуждены более тщательно следить за своими фигурами, поскольку выход за рамки здорового образа жизни тут же откликается увеличением веса.

У большинства людей базальный обмен веществ меняется с возрастом. Это легко заметить, понаблюдав за изменениями своей формы или формы знакомых. Не пытаясь противостоять времени, после 30-40 лет, а то и раньше, многие люди начинают расплываться. Это присуще и эктоморфам. В молодости им с трудом удаётся поправиться даже на килограмм. С возрастом килограммы приходят сами. Пусть и не в таком количестве, как у мезо- и эндоморфов.

Считайте калории, исходя из индивидуальных потребностей (формулы в помощь), занимайтесь спортом, и метаболизм будет в норме. Если, конечно, нет проблем иного рода.

https://youtube.com/watch?v=U_SPlLoKpio

А как питаться правильно? Уделять большое внимание продуктам, благодаря которым функции метаболизма в организме выполняются корректно. Рацион должен быть богат:

• грубой овощной клетчаткой – морковью, капустой, свеклой и т. п.;
• фруктами;
• зеленью;
• постным мясом;
• морепродуктами.

При выборе любого рациона питания, даже самого полезного, рекомендуется отталкиваться от исходного состояния здоровья.

В таких случаях категорически запрещается из зелени кушать щавель и шпинат. Из фруктов и ягод запрещены малина, клюква, виноград. В других случаях, при повышенном холестерине, исключается часть морепродуктов, например, креветки.

Рекомендуется питаться часто и дробно, не пренебрегать завтраком, учитывать сочетаемость продуктов. Лучше всего или подробно изучить вопрос, или обратиться за помощью к специалисту. Поскольку организм работает с тем, что ему дали, на нормальный метаболизм можно рассчитывать только в том случае, если рацион составлен с учётом индивидуальных потребностей и особенностей организма.

Автор Евгения Снопко

Эксперт проекта.
диагностика, лечение, первичная, вторичная профилактика заболеваний почек, суставов, сердечно-сосудистой системы;
дифференциальная диагностика заболеваний различных органов и систем;
рекомендации по диетическому питанию, физическим нагрузкам, лечебной физкультуре, подбор индивидуальной схемы питания.

Строение гена эукариот

Ген — участок молекулы ДНК, кодирующий первичную последовательность аминокислот в полипептиде или последовательность нуклеотидов в молекулах транспортных и рибосомных РНК. ДНК одной хромосомы может содержать несколько тысяч генов, которые располагаются в линейном порядке. Место гена в определенном участке хромосомы называется локусом. Особенностями строения гена эукариот являются: 1) наличие достаточно большого количества регуляторных блоков, 2) мозаичность (чередование кодирующих участков с некодирующими). Экзоны (Э) — участки гена, несущие информацию о строении полипептида. Интроны (И) — участки гена, не несущие информацию о строении полипептида. Число экзонов и интронов различных генов разное; экзоны чередуются с интронами, общая длина последних может превышать длину экзонов в два и более раз. Перед первым экзоном и после последнего экзона находятся нуклеотидные последовательности, называемые соответственно лидерной (ЛП) и трейлерной последовательностью (ТП). Лидерная и трейлерная последовательности, экзоны и интроны образуют единицу транскрипции. Промотор (П) — участок гена, к которому присоединяется фермент РНК-полимераза, представляет собой особое сочетание нуклеотидов. Перед единицей транскрипции, после нее, иногда в интронах находятся регуляторные элементы (РЭ), к которым относятся энхансеры и сайленсеры. Энхансеры ускоряют транскрипцию, сайленсеры тормозят ее.

Как замедлить

Может возникать и обратная ситуация, при которой слишком быстрый метаболизм настолько активно перерабатывает поступающие компоненты, что человек становится слишком худым, не может набрать мышечную массы, жировую прослойку. Это состояние не считается нормой и обменные процессы необходимо замедлять. Для этого можно сделать следующее:

• пейте чуть больше кофе;
• ограничьте количество времени на сон;
• пейте больше молока;
• завтракайте через час после пробуждения;
• если вы активно занимайтесь спортом, то снизьте нагрузку;
• кушайте строго 3 раза за день, порции должны приносить чувство полного насыщения;
• откажитесь от зеленого чая, цитрусовых, пищи с большим содержанием белка.

Что влияет на метаболизм

После еды у одних энергия расходуется с избытком, у других появляются отложения на талии. Почему у одних калории сгорают как в печке, другие полнеют от воздуха? Главный фактор — генетика. Сегодня есть методы, которые помогают определить гены, отвечающие за продуцирование специфических ферментов. Людям с «геном Аткинса» (AMY1) можно есть что угодно без ущерба для фигуры. Тем, кому не повезло иметь хотя бы пару копий, лучше забыть о крахмалистых и сладких продуктах. В придачу у женщин обнаружен ген ММР2, отвечающий за жировые объемы.

Факторы, которые нельзя скорректировать называются статическими. Это:

• пол;
• тип телосложения;
• наследственность.

Однако динамические параметры — рацион, уровень гормонов, активность при желании регулируются. Взаимодействие первых и вторых аспектов определяет слаженность внутренних процессов.

При этом нужно учитывать ряд аспектов, которые приводят к полноте. Через каждые 10 лет метаболизм замедляется условно на 10% . Причины:

• колебания гормонального уровня;
• снижение активности;
• стрессы.

Беременность приводит к нарушениям в базальном метаболизме. На ранних сроках организм запасается питательными веществами. Ближе к родам повышаются глюкоза, холестерин. После беременности организм долго восстанавливается. Гормональные сдвиги часто нарушают деятельность эндокринной системы — выработку тиреоидных гормонов, вырабатываемых щитовидной железой. Это требует медикаментозного лечения.

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.

Это интересно: Как расслабиться всего за 10 минут

Симптомы нарушений

Повышенный обмен веществ в организме человека чаще всего сопровождается снижением веса и нездоровой худобой. Замедленный, наоборот, — сначала полнотой, в затем и ожирением. Но этими признаками симптоматика нарушений метаболизма не исчерпывается.

Белковый обмен:

• алопеция;
• артрит;
• жировая дистрофия печени;
• мышечная дистрофия;
• нарушения стула: как диарея, так и запоры;
• нервные расстройства;
• остеопороз;
• отложения солей;
• отсутствие аппетита;
• почечная недостаточность;
• преждевременное старение кожи;
• слабый иммунитет;
• снижение веса;
• сонливость, вялое и апатичное состояние;
• уменьшение интеллектуальных способностей.

Углеводный:

• бесконтрольный тремор рук и ног;
• гиперактивность;
• ожирение или, наоборот, похудение;
• повышение холестерина;
• сбои в работе сердца;
• скачки давления — артериального, глазного и внутричерепного;
• тахикардия;
• ухудшение состояния при сахарном диабете.

Жировой:

• алопеция;
• атеросклероз;
• высокий уровень холестерина;
• гипертензия;
• гормональные нарушения;
• дефицит витаминов и минералов;
• камни;
• ожирение или похудение;
• проблемы с почками;
• снижение иммунитета;
• частые воспаления.

Минеральный:

• аллергии;
• алопеция;
• многочисленные прыщи на лице и спине;
• нарушения стула;
• отсутствие сексуального влечения;
• плохой сон;
• снижение зрения;
• частые инфекционные заболевания на фоне снижения иммунитета.

Специфические симптомы у женщин:

• бесплодие;
• нарушения гормонального фона;
• плаксивость, раздражительность, чрезмерная эмоциональность;
• поликистоз яичников;
• проблемы с менструальным циклом;
• растительность на лице;
• эндокринные патологии.

Специфические симптомы у мужчин:

• дистрофия мышц;
• заболевания, связанные с простатой;
• импотенция;
• отсутствие сексуального желания;
• увеличенные молочные железы и ягодицы.

По данным симптомам можно заподозрить плохой обмен веществ. Как только они появились желательно сразу обратиться за врачебной помощью и не пытаться исправить ситуацию собственными силами, чтобы не сделать ещё хуже.

Обмен веществ и жиросжигатели

С одной стороны, метаболизм практически невозможно “ускорить” путем употребления определенной пищи или приемом добавок. Однако можно повысить общий уровень активности центральной нервной системы, косвенно ускоряя и обмен веществ — именно таким образом работает как широко известный кофеин, так и различные жиросжигатели для похудения.

К сожалению, прием таких добавок вносит серьезный разлад в нормальную работу метаболизма. Типичными побочными эффектами жиросжигателей являются повышение давления, чрезмерная потливость, дрожь в руках, нарушения сна и даже обострение психических фобий — однако на упаковке таблеток для похудения вы никогда не найдете подобных предупреждений.

***

Метаболизм — это многоступенчатый процесс превращения энергии пищи в энергию не только для физической активности, но и для ежедневной работы организма. Для улучшения метаболизма нужно усиленно питаться и активно заниматься спортом, тогда как диеты с резким сокращением калорий замедляют и нарушают обмен веществ, лишь заставляя тело запасать больше жира.