Белковый обмен и физическая тренировка. часть 2

Белок и спорт

Для поддержания нормального уровня белкового метаболизма обычному человеку нужно употреблять порядка 1-го грамма чистого белка полного аминокислотным составом на килограмм тела. В то же время, спортсменам белок более важен. Поэтому они не только употребляют значительно большее количество белка, но и делят его на разные типы и употребляют в разное время. Так, в частности из-за возможности белковых тканей полностью останавливать катаболизм в мышечных тканях, очень часто быстрым источником белка является сыворотка или синтетический белок с предельной скоростью усваивания. В то же время, для замедления ночного катаболизма, спортсмены используют белок с низкой скоростью усваивания, которая помогает в ночное время поддерживать нормальный аминокислотный баланс в организме. Традиционно для этого используют творог или его субстраты.

Однако для чего спортсменам белок? Все очень просто. Для спортсмена обмен белков – это:

1. Возможность замедлить катаболические реакции.
2. Естественный строительный материал.
3. Способ увеличить энергоемкость мышечных структур.
4. Возможность ускорить восстановление.
5. Возможность увеличить силовые показатели.
6. Предшественник саркоплазматической и миофибриллярной гипертрофии.

Витамины

Витамины — это органические вещества, которым свойственна интенсивная биологическая активность. Они отличаются по своей структуре. Не синтезируются организмом или синтезируются недостаточно, поэтому должны поступать с пищей.

Витамины относятся к разным видам соединений и выполняют катализирующую роль в обмене веществ, чаще являются составной частью ферментных систем. Таким образом, витамины — это регуляторные вещества.

Источником витаминов служат пищевые продукты растительного и животного происхождения. В пищевых продуктах они могут находиться в активной -или неактивной форме (провитамины). В последнем случае они в организме переходят в активное состояние. Некоторые витамины могут синтезироваться микрофлорой кишечника.

В настоящее время известно около 40 витаминов. Они делятся на жирорастворимые (A, D, Е, К, F) и водорастворимые (В₁, В₅, B₆, B12, С, РР и др.). Источником жирорастворимых витаминов являются продукты животного происхождения, растительные масла и частично зеленые листья овощей. Носители водорастворимых витаминов — пищевые продукты растительного происхождения (зерновые и бобовые культуры, овощи, свежие фрукты, ягоды) и в меньшей степени продукты животного происхождения. Однако основным источником никотиновой кислоты и цианокобаламина являются продукты животного происхождения. Одни витамины устойчивы к разрушению, другие превращаются в неактивную форму при хранении и переработке.

Недостаточное поступление в организм суточной дозы одного или группы витаминов вызывает нарушение обмена веществ и приводит к заболеванию. При снижении поступления витаминов с пищей или нарушении их всасывания появляются признаки гиповитаминоза, а при полном их отсутствии наступает авитаминоз. Различные нарушения функций организма появляются при авитаминозах. Они связаны с разнообразным участием витаминов в регуляторных процессах. Витамины участвуют в регуляции промежуточного обмена и клеточного дыхания (витамины группы В, никотиновая кислота); в синтезе жирных кислот, стеро-идных гормонов (пантотеновая кислота), нуклеиновых кислот (фолиевая кислота, цианокобаламин); в регуляции процессов фоторецепции и размножения (ретинол); обмена кальция и фосфора (кальциферолы); окислительно-восстановительных процессах (аскорбиновая кислота, токоферолы); в гемопоэзе и синтезе факторов свертывания крови (филлохиноны) и др.

Некоторые вещества обладают свойствами витаминов, например парааминобензойная кислота, инозит, пангамо-вая кислота, витамин U, липоевая кислота и др.

В ряде случаев суточная потребность в водорастворимых и жирорастворимых витаминах колеблется от 2 мкг (цианокобаламин) до 50—100 мг (аскорбиновая кислота) и 200 г (фолиевая кислота).

Суточная потребность в витамине А у взрослого человека составляет 1 мг, а витамина D — 100 ME.

Известно, что водорастворимые витамины выполняют антиоксидантную функцию, а жирорастворимые участвуют в стабилизации биологических мембран, предохраняя их от окислительного разрушения.

Белковый обмен

Известно, что белок состоит из аминокислот. В свою очередь аминокислоты являются не только источником. синтеза новых структурных белков, ферментов, веществ гормональной, белковой, пептидной природы и других, но и источником энергии. Характеристика белков, входящих в состав пищи, зависит как от энергетической ценности, так и от спектра аминокислот.

Средний период распада белка неодинаков в разных живых организмах. Так, у человека он составляет 80 суток. При этом многие белки у одного и того же организма обновляются с разной скоростью. Намного медленнее обновляются мышечные белки. Белки плазмы крови у человека имеют период полураспада около 10 суток, а гормоны белково-пептидной природы живут всего несколько минут. У человека за сутки подвергаются разрушению и синтезу около 400 г белка. Причем около 70 % образовавшихся свободных аминокислот снова идет на синтез нового белка, около 30 % превращается в энергию и должно пополняться экзогенными аминокислотами из пищи.

Много белковых структур построено из неповторимых комбинаций только 20 аминокислот. Одни из них могут синтезироваться в организме (глицин, аланин, цистеин и др.), другие (аргинин, лейцин, лизин, триптофан и др.) не синтезируются и должны обязательно поступать с пищей. Такие аминокислоты называются незаменимыми. Те и другие очень важны для организма. Белки, содержащие полный набор незаменимых аминокислот, называются биологически полноценными. В сутки в организм взрослого человека должно поступать с едой около 70—90 г белка (1 г на 1 кг массы тела), причем 30 г белка должно быть растительного происхождения. Количество поступающего белка зависит и от выполняемой физической нагрузки. При средней нагрузке человек должен получать 100—120 г белка в сутки, а при тяжелой физической работе количество белка возрастает до 150 г. О количестве расщепленного в организме белка судят по количеству выделяемого из организма азота (с мочой, потом). Это положение основано на том, что азот входит только в состав белков (аминокислот). Состояние, при котором количество поступившего азота равно количеству выведенного из организма, называется азотистым равновесием. Известно, что 1 г азота соответствует 6,25 г белка.

Так, при расчете азотистого баланса исходят из того, что в белке содержится примерно 16 % азота. Состояние, при котором в организм с пищей поступает меньше азота, а больше его выводится, получило название отрицательного азотистого баланса. В данном случае разрушение белка преобладает над его синтезом. Это наблюдается при белковом голодании, лихорадочных состояниях, нарушениях нейроэндокринной регуляции белкового обмена. Положительный азотистый баланс — это состояние, при котором количество выведенного из организма азота значительно меньше, чем его содержится в пище (наблюдается накопление его в организме). Положительный азотистый баланс отмечается у беременных, у детей в связи с их ростом, при выздоровлении после тяжелых заболеваний и др.

Белки в организме выполняют в основном пластическую функцию. Они входят в состав ферментов, гормонов, регулируют различные процессы в организме, осуществляют защитные функции, определяют видовую и индивидуальную особенности организма. Кроме того, белки используют в качестве энергетического материала, недостаточное обеспечение ими приводит к потере внутренних белков. Источником свободных аминокислот в первую очередь являются белки плазмы, ферментные белки, белки печени, слизистой оболочки кишечника и мышц, что позволяет длительное время поддерживать без потерь обновление белков мозга и сердца.

На регуляцию белкового обмена влияют нервная система, гормоны гипофиза (соматотропный гормон), щитовидной железы (тироксин), надпочечников (глюкокортикоиды).

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).

Азотистый баланс организма

Чем большее количество белка получает человек с пищей, тем больше он выделяет азота. При правильном питании данное соотношение будет одинаковым. Если же он превысит уровень потребления белка, равное соотношение азота в скором времени все равно восстановится.

Положительный баланс азота определяется с его большим поступлением в организм. Белок больше синтезируется и меньше распадается. Так увеличивается масса тела. При этом баланс не изменяется и происходит задержка азота в организме.

Значительная часть поступающей пищи затрачивается на выработку энергии и лишь малая – на пластические нужды организма. Когда азота высвобождается больше, чем поступает, его баланс находится на отрицательном уровне. На этом сказывается белковое голодание и отсутствие поступающих аминокислот.

Наименьшие затраты белка осуществляются тогда, когда он не поступает с пищей. При этом его распад определяет образ жизни, которую ведет человек.

Если он потребляет пищу, имеющую в составе неполноценные белки, или богатую лишь углеводами, то формируется отрицательный азотистый баланс. При этом происходит снижение массы тела. Это обуславливает то, что ткани затрачивают белки больше, чем получают. То есть происходит сброс веса за счет потери мышечной массы. Белковое голодание, таким образом, может привести к остановке роста организма и истощению мышц.

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.

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.

Факторы, влияющие на скорость и объем синтеза белка из внешних аминокислот

Рассматривая белковый обмен, как комплексный процесс, нужно учесть все факторы, которые влияют на синтез новых белковых структур из стандартных аминокислот. Так как при нарушении любого из них, все полученные путем сложной ферментации и денатурации аминокислоты просто уйдут в качестве энергии.

1. Тестостерон. Он отвечает за потребность синтеза тканей, отвечающих за качество мышечной массы.
2. Холестерин. Отвечает за синтез из белковых структур коллагена, косвенно влияет на уровень половых гормонов.
3. Протеаза. От количества этого фермента зависит, как долго будет перевариваться белок и денатурировать. Если имеется недостаток протеазы, белок может выйти из кишечника так до конца и не переварившись.
4. Уровень базального метаболизма. От этого зависит базовая потребность и расход внутренних запасов белка в течение дня. Для людей с большим уровнем базального метаболизма нужно больше белка в день для поддержания всех функций.
5. Скорость метаболических процессов. От этого зависит базовая потребность и расход внутренних запасов белка в течение дня. Для людей с большим уровнем базального метаболизма нужно больше белка в день для поддержания всех функций
6. Дефицит/избыток энергии. Если имеется избыток калорийности, то белок будет заполнять и создавать новые структуры. В случае дефицита – он будет просто закрывать дыры. А в случае экстремального дефицита калорийности, белок просто будет пережжен до уровня простейшей энергии.

https://youtube.com/watch?v=yYGCT4HbckU

Факторы определяющие состояние белкового обмена

Физиологическое состояние организма определяет интенсивность белкового обмена. Как и любой обмен, его направление регулирует деятельность ЦНС. Период бурного протекания белкового обмена отмечается во времена роста, во время беременности или активной мышечной деятельности.

Большое влияние на данный обмен имеет режим питания, характеризуемый наличием или отсутствием белковых продуктов. Нехватка такого органического элемента как белок несет разрушение в тканях некоторых органов.

Уровень того, как усваиваются организмом белки и аминокислоты, обуславливается качеством и количеством углеводов, способствующих уменьшению потребности организма в энергии за счет белков. Так, диета, ограничивающая потребление жира и пища с низкой калорийностью способствуют повышенному выделению аминокислот с продуктами распада, что приводит к отрицательному азотистому балансу.

Белковый обмен в организме человека напрямую зависит от того, насколько обеспечен витаминами организм. Также на него оказывает действие работы гормонального фона. Гормоны роста, эстрогены и андрогены, введенные в организм, активизируют реакции анаболизма и помогают аминокислотам войти в клетки тканей.

Таким образом, на процесс белкового обмена оказывают влияние множество различных факторов. Это и окружающая среда, и способ питания, и физиология организма. Всякого рода уклонения от нормы сказываются на обмене азота в организме.

Этапы распада белков в организме

Естественно, что первичный процесс переваривания, как и синтез новых тканей, происходит не одномоментно. Есть определенные ограничения, как в скоростном, так и в объемном метаболизме белков в клетках организма. Постараемся рассмотреть подробнее.

В первую очередь, идет процесс первичного переваривания. В отличие от метаболизма жиров или карбогидратов. Даже этот этап можно разделить на 2: первичное денатурирование белков до более простых кислот и дальнейшее всасывание в кишечнике.

Дальше у белка есть 2 пути. Первый путь – это когда в организме имеется недостаток в калориях. В этом случае, все аминокислоты, попавшие в кровь, закрывают дыры в разрушенных тканях, а оставшиеся пережигаются на энергию. В случае, если баланс калорийности и трат положительный, или организм имеет достаточно разогнанный метаболизм, то здесь ситуация другая. В этом случае аминокислоты проделают сложный путь и трансформируются во все необходимые для поддержание нормального функционирования сегменты, а из остатка будет синтезирован избыток мышечной ткани.

Клеточные сигнальные пути при тренировке с отягощениями

До сих пор не выяснен точный механизм, ответственный за передачу сократительных сигналов от цитоскелета клетки к аппарату белкового синтеза. Согласно данным исследований грызунов (31, 32, 40) и клеточных культур (126), киназа фокальной адгезии (FAK) – белок чувствительный к нагрузке, потенциальное звено в механотрансдукции нагрузочных стимулов к стимуляции СМБ. Недавно было показано, что фосфорилирование FAK не изменяется в течение 6 часов после однократной тренировки с отягощениями (38). Предполагают, что фосфорилирование FAK кратковременно и происходит непосредственно после нагрузки или в ответ на хроническую разгрузку (38). Это мнение поддерживается значительно большим фосфорилированием FAK у людей после 10 недель тренировки на выносливость или с отягощением, чем до тренировок, что подразумевает необходимость хронического стимула (123).

В настоящее время начинают постепенно прояснятся клеточные механизмы, находящиеся под сарколеммой, инициирующие ответный белковый синтез (7, 90). Так, основные посредники активации, такие как протеинкиназа В (Akt), mTOR и его эффекторы, 4Е связывающий белок (4E-BP1), протеинкиназа 70-кДа S6 (p70S6K) и рибосомный белок S6 (rpS6) проявили активность в срочный промежуточный (1 – 4 ч) период после тренировки (21, 26, 29, 46, 56, 125). Ответная реакция ожидается из-за того, что активация необходима для инициации реакции белкового синтеза. Однако о степени активации в более поздний период после однократной нагрузки известно мало. Согласно последним данным из нашей лаборатории, спустя 6 часов после упражнений с отягощениями натощак, mTOR уже фосфорилирован недостаточно; тем не менее, в нижележащих эффекторах p70S6K сохраняется значительная активность (38).

Ещё одной недостаточно исследованной переменной является влияние долговременной тренировки с отягощениями на клеточные сигнальные пути. Установлено, что тренировка может влиять на объём синтеза отдельных классов мышечных белков (миофибрилл и митохондрий) (123). Поэтому можно ожидать изменение активности ключевых инициирующих белковых факторов/киназ, контролирующих эти реакции. Недавно было показано увеличение фосфорилировании в покое Akt, фактора инициации эукариот 4E (elF4E), FAK и киназы гликогенсинтазы (GSK-) после 10-недельной тренировки с отягощениями. Кроме того, продолжительность активации уменьшалась по сравнению с нетренированным состоянием (123). Согласно имеющимся данным, 10-недельная тренировка модифицирует активированное состояние анаболических сигнальных молекул таким образом, что они легче реагируют инициацией синтеза белка в ответ на тренировочные стимулы. Тем не менее, в ответ на долговременную тренировку (8 – 9 лет) в определённом направлении (с отягощениями или на выносливость) анаболические сигналы могут подавляться (21). Это согласуется с идеей адаптивности тренировочного процесса и необходимостью повышать тренировочную нагрузку для достижения большего эффекта от занятий (принцип перегрузки) (58).

Аэробные упражнения и общие изменения обмена мышечных белков

Влияние упражнений на выносливость и обмен мышечных белков изучено относительно недостаточно. По-видимому, это связано с общим мнением, что подобные упражнения обычно не приводят к существенному увеличения размеров мышц. Тем не менее, изменения СМБ после упражнений на выносливость достаточен для восстановления и ремоделирования тканей, а также для изменения синтеза белковых фракций, которые не участвуют в гипертрофии мышц, например, белков митохондрий. В настоящее время различие видов и интенсивности упражнений затрудняет текущее понимание влияния аэробных упражнений на СМБ и ограничивает нашу способность сравнивать исследования (18, 66, 72, 112).

Первые эксперименты, оценивающие срочную реакцию СМБ на ходьбу по беговой дорожке при 40% от максимального потребления кислорода у нетренированных людей, установили, что упражнения с низкой нагрузкой способны стимулировать увеличение СМБ (18, 97). Тем не менее, Tipton et al (112) отметили неспособность тренировки по плаванию высокой интенсивности стимулировать значительный ответный СМБ у тренированных пловчих. Подобные противоречия в результатах могут быть связаны с изучаемыми мышцами (латеральная широкая или дельтовидная), видом упражнений или уровнем тренированности спортсменов. Разумеется, последний фактор оказывает значительное влияние на результаты, так как было показано, что долговременная аэробная тренировка приводит к повышению базального уровня СМБ (88, 98).

Применение уникальной модели упражнений на выносливость — удары одной ногой на модифицированном эргометре Krog — стимулировало синтез белков саркоплазмы и миофибрилл в течение 48 и 72 часов, соответственно (72). Тем не менее, упражнения на выносливость обычно не связывают с гипертрофией скелетных мышц, что следует ожидать при таком существенном повышении синтеза белков миофибрилл. Поэтому «аэробные» упражнения одной ногой, видимо правильнее называть упражнениями с отягощениями низкой интенсивности. В нашей лаборатории недавно оценивали специфическую реакцию отдельных белков (миофибрилл и митохондрий), находящихся в скелетных мышцах, после велоэргометрии одной ногой в течение 45 минут при 75% от максимального потребления кислорода в тренированном и нетренированном состоянии. Независимо от уровня тренированности, мы наблюдали значительное увеличение синтеза белков митохондрий. При этом не отмечалось увеличение синтеза белков миофибрилл (123). Таким образом, белки митохондрий и в некоторой степени саркоплазматические белки являются основными белками, способствующими увеличению смешанного СМБ после упражнений на выносливость.

Клеточные сигнальные пути при тренировке на выносливость

Подобно упражнениям с отягощениями, тренировка на выносливость активирует белки, вовлечённые в регулирование СМБ (например, mTOR) (69). Тем не менее, одной из наиболее заметных адаптаций к тренировке на выносливость является увеличение аэробных способностей скелетных мышц, которое преимущественно обусловлена увеличением содержания митохондрий. Таким образом, изменения белкового синтеза митохондриальных (а не миофибриллярных) белков представляют особый интерес при изучении упражнений на выносливость

Одним из направлений, привлекающих особое внимание, является сигнальный каскад АМФ-активируемая протеинкиназа (AMPK) – 1-альфа-коактиватор гамма-рецептора, активируемого пролифераторами пероксисом (PGC-1α) и его роль в биогенезе митохондрий. Срочные упражнения на выносливость увеличивают транскрипцию и содержание иРНК PGC-1α, и этот эффект дополнительно усиливается при тренировке (89).

Этапы белкового обмена

Белковые обменные процессы гораздо сложнее углеводных и липидных. Ведь если углеводы – это всего лишь энергия, а жирные кислоты поступают в клетки практически в неизменном виде, то главный строитель мышечной ткани претерпевает в организме целый ряд изменений. На некоторых этапах по белок и вовсе может метаболизироваться в углеводы и, соответственно, в энергию.

Рассмотрим основные этапы обмена белков в организме человека, начиная с их поступления и запечатывания слюной денатурата будущих аминокислот и заканчивая конечными продуктами жизнедеятельности.

Этап	Что происходит	Суть
Первичное попадание белков	Под воздействием слюны расщепляются основные гликогеновые связи, превращаясь в простейшую глюкозу, остальные фрагменты запечатываются для последующей транспортировки.	На этом этапе основные белковые ткани в составе продуктов питания выделяются в отдельные структуры, которые затем будут перевариваться.
Переваривание белков	Под воздействием панкреатина и других ферментов происходит дальнейшая денатурация до белков первого порядка.	Организм настроен таким образом, что может получать аминокислоты только из простейших цепочек белков, для чего он воздействует кислотой, чтобы сделать белок более расщепляемым.
Расщепление на аминокислоты	Под воздействием клеток внутренней слизистой оболочки кишечника, денатурированные белки всасываются в кровь.	Уже упрощенный белок организм расщепляет на аминокислоты.
Расщепление до энергии	Под воздействием огромного количества инсулиновых заменителей и ферментов для переваривания углеводов белок распадается до простейшей глюкозы	В условиях, когда организму не хватает энергии, он не денатурирует белок, а при помощи специальных веществ расщепляет его сразу до уровня чистой энерги.
Перераспределение аминокислотных тканей	Циркулируя в общем кровотоке, белковые ткани под воздействием инсулина транспортируются по всем клеткам, отстраивая необходимые аминокислотные связи.	Белки, путешествуя по организму, восстанавливают недостающие части, как в мышечных структурах, так и в структурах связанных с гормоностимуляцией, мозговой активностью или последующей ферментацией.
Составление новых белковых тканей	В мышечных тканях аминокислотные структуры, связываясь с микроразрывами, составляют новые ткани, вызывая гипертрофию мышечных волокон.	Аминокислоты в нужном составе превращаются в мышечную-белковую ткань.
Вторичный белковый обмен	При наличии переизбытка белковых тканей в организме, они под вторичным воздействием инсулина снова попадают в кровоток для превращения их в другие структуры.	При сильном мышечном напряжении, долгом голоде или во время болезни организм использует мышечные белки для компенсации аминокислотного недостатка в других тканях.
Транспортировка липидных тканей	Свободно циркулирующие белки, соединенные в фермент липазу, помогают транспортировать и переваривать вместе с желчью полинасыщенные жирные кислоты.	Белок участвует в транспортировке жиров и синтезе холестерина из них. В зависимости от аминокислотного состава белка синтезируются как полезный, так и вредный холестерин.
Выведение окисленных элементов (конечных продуктов)	Отработанные аминокислоты в процессе катаболизма выводятся с продуктами жизнедеятельности организма.	Мышечные ткани, поврежденные в результате нагрузок, транспортируются из организма.

В каких случаях нужно сдавать анализы на гормоны

Если баланс эндокринной системы нарушается, в организме развиваются изменения. Нередко достаточно предельно малых отклонений от нормы, чтобы запустить патологический процесс.

Достаточно долго такие патпроцессы могут протекать бессимптомно. Когда же появляется симптоматика, то нередко патогенез уже необратим. Чтобы выявлять бессимптомные гормональные нарушения на ранних стадиях современная доказательная медицина настоятельно рекомендует пакетные проверки. Один раз в 6-12 месяцев достаточно сдать кровь на анализ, чтобы оценить состояние эндокринной системы и не допустить развития гормональных заболеваний.

Кроме этого, о необходимости сдать анализ на гормоны может свидетельствовать ряд признаков:

• увеличение массы тела;
• бесплодие;
• нарушение функций внутренних органов;
• расстройства либидо;
• подозрение на наличие новообразований;
• избыточный рост волос на лице или теле;
• угревая болезнь;
• нарушения менструального цикла у женщин.

Также обязательно контролировать уровень гормонов при беременности, чтобы не допустить аномалий развития плода.

При планировании беременности необходимо пройти обследование щитовидной железы: сделать УЗИ щитовидной железы, пройти исследования гормонов ТТГ, Т4 свободный (свободный тироксин) и АТ к ТПО (антитела к тиреопероксидазе)

Во время беременности, если есть нарушение функций щитовидной железы, необходимо 1 раз в триместр проводить скрининг гормона ТТГ и консультироваться у эндокринолога.

При запущенных нарушениях баланса гормонов в организме развиваются системные изменения вплоть до инвалидности.

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.

Клеточные сигнальные пути и питание

При оценке регуляции белкового синтеза питанием, основными эффекторами являются гормон инсулин и аминокислоты. Инсулин без повышения уровня аминокислот не стимулирует СМБ (41). Тем не менее, сигналы от инсулина проходят через несколько внутриклеточных путей, вовлечённых в инициацию трансляции и синтез белков, следовательно, принимают участие в модуляции этих клеточных реакций. Связывание инсулина с рецептором активирует PI3K, которая инициирует сигнальный каскад через Akt/протеинкиназу В (РКВ). Как упоминалось выше, Akt/РКВ фосфорилирует mTOR, который через эффекторы p70S6k1, а также 4Е-ВР1, приводит в конце концов к запуску трансляции и увеличению синтеза белка.

Аминокислоты также стимулируют несколько белков, участвующих в инициации трансляции, включая mTOR (22), p70S6k1 (22, 64), а также 4Е-ВР1 (65). Тем не менее, аминокислоты не активируют PI3K или Akt/PKB, а значит, стимуляция аминокислотами mTOR должна проходить через другие, не инсулиновые, вышележащие пути. Первоначально считали, что активация mTOR аминокислотами опосредована белками: комплексом туберозного склероза (TSC1/2), G-белок подобными β-субъединицами (GβL), регуляторным белком, связанным с mTOR (Raptor) или гомологом Ras, витаминизирующий мозг (Rheb) (9). Однако, согласно последним данным, аминокислоты стимулируют mTOR через PI3K 3 класса, человеческий вакуолярный сортирующий белок 34 (hVps34) (16, 78).