Что значит обмен веществ в биологии: Обмен веществ. Пластический и энергетический обмен — урок. Биология, 8 класс.

Болезни обмена веществ

Человеческий метаболизм можно разделить на несколько областей:

• метаболизм жиров (липидный обмен)
• метаболизм аминокислот (простых белков)
• метаболизм углеводов (углеводный обмен)
• метаболизм минеральных веществ (минеральный обмен)

Вероятно, самым известным метаболическим заболеванием является сахарный диабет, при котором гормон инсулин больше не выполняет своей предназначенной функции и поэтому сахар перестает всасываться из крови в клетки. Обычно это проявляется в виде усталости, физической слабости и повышенной жажды, чтобы способствовать выделению сахара через мочу.

Дальнейшими примерами метаболических нарушений являются:

• фенилкетонурия (нарушение метаболизма аминокислот)
• Болезнь Кушинга (синдром Кушинга: чрезмерное образование кортизола из-за опухоли головного мозга)
• муковисцидоз (кистозный фиброз)
• гипертриглицеридемия (нарушение жирового / липидного обмена)
• Болезнь Аддисона (болезнь коры надпочечников)
• Болезнь Хашимото (воспаление щитовидной железы)

Обычно причиной метаболических заболеваний является генетический дефект, тогда расстройство является врожденным. Тем не менее, это не означает, что расстройство уже присутствует при рождении. Часто врожденные метаболические расстройства развиваются только с течением времени или когда в качестве триггеров, т.е. пусковых механизмов, добавляются определенные экологические аспекты.

Приобретенные заболевания обмена веществ (метаболические заболевания), такие как сахарный диабет 2-го типа, возникают в любом возрасте. Их развитию также способствуют такие факторы риска, как избыточный вес, малоподвижный образ жизни или токсины окружающей среды, такие как выхлопные газы автомобилей или сигаретный дым. Гормонально-активные опухоли также вызывают нарушения обмена веществ.

В целом, различные метаболические расстройства также связаны с различными симптомами. Тем не менее, есть некоторые основные симптомы, которые часто являются признаками метаболической дисфункции. Сюда относятся:

• резкое изменение веса без изменения привычек питания
• усталость и слабость или нервозность и беспокойство
• покраснение кожи или колющая боль
• спазмы в животе, тошнота и боли в желудке

Если нарушения обмена веществ не лечить должным образом, это может привести к серьезным проблемам, физическим и психическим нарушениям развития или даже к смерти.

В начале каждого обследования ведется опрос пациента, в ходе которого врачи задают пациенту вопросы о его истории болезни (анамнез), его жалобах, принимаемых лекарствах, образе жизни, медицинском анамнезе и семейных заболеваниях, а также проводится

физикальное обследование.

При наличии соответствующих показаний и подозрений на нарушение обмена веществ семейный врач или возможно специалист, к которому уже обратился пациент, проводят соответствующие исследования. Среди наиболее важных диагностических процедур – анализы крови и мочи, которые используются для определения уровня гормонов и ферментов, а также продуктов метаболизма. Гипотиреоз (гипофункция щитовидной железы) или гипертиреоз (гиперфункция щитовидной железы) могут быть диагностированы, например, по патологически измененному уровню гормонов.

Более редкие и менее очевидные заболевания иногда требуют проведения нескольких различных анализов крови и мочи до тех пор, пока не будет найдена причина симптомов.

В некоторых случаях может потребоваться использование процедур визуализации после получения результатов анализов крови или мочи. Часто используется УЗИ (сонография), но иногда также используется компьютерная томография (КТ) или магнитно-резонансная томография (МРТ).

В рамках скрининга новорожденных («пяточный тест») в клинике в первые дни жизни проводится тест на определенные метаболические нарушения, например, тест на фенилкетонурию (ФКУ) путем взятия крови из пятки.

Метаболические заболевания в большинстве случаев не поддаются лечению, поэтому больным часто приходится принимать лекарства на протяжении всей жизни. Однако, с этими лекарствами они обычно не имеют симптомов. Существует много принципов того, как такие препараты работают в организме, например:

• Препарат заменяет вещество, которое отсутствует в организме, например, гормон.
• Препарат снижает содержание вещества, которое накапливается, например, лекарства, для снижения уровня сахара в крови.
• Препарат предотвращает всасывание вещества в организм, например, так называемые ингибиторы всасывания холестерина.

Симптомы обычно могут быть улучшены с помощью медикаментозной терапии. Тем не менее, пациенту часто приходится соблюдать диету, например, пациентам с сахарным диабетом или с нарушениями жирового обмена, так как регуляторные механизмы в организме не могут реагировать адекватно и гибко, несмотря на прием лекарств. При отсутствии лекарств для терапии, нарушенный метаболический процесс можно поддержать определенной диетой, таким образом у пациента, хотя бы, сократится количество жалоб.

Если опухоли являются причиной метаболических или гормональных заболеваний, может потребоваться хирургическое вмешательство. Тем не менее, после этого, как правило, необходима медикаментозная терапия на протяжении всей жизни, так как отсутствующая в настоящее время эндокринная железа больше не способна выделять гормоны.

К сожалению, некоторые заболевания обмена веществ не всегда удается вылечить, вопреки интенсивной терапии.

Специалистов по метаболическим заболеваниям часто можно найти в больницах или специализированных практиках. Если у новорожденного подозревают врожденное нарушение обмена веществ, за это отвечает педиатрическое отделение, так как здесь врачи лучше всего осведомлены о нуждах и особенностях маленьких детей. Педиатр в этом случае также является важным контактным лицом.

Для пациентов в пожилом возрасте эндокринологи и гастроэнтерологи часто являются наиболее подходящими специалистами при подозрении на метаболическое заболевание. Диабетологи – врачи, специализирующиеся на наиболее распространенном заболевании обмена веществ – сахарном диабете.

Поэтому специалисты по метаболическим заболеваниям часто являются специалистами по внутренним болезням, а также по эндокринологии и диабетологии, но они могут иметь и другую дополнительную квалификацию, например, специалиста по внутренним болезням или общей медицине или специалиста по педиатрии и подростковой медицине, а также, дополнительную квалификацию по метаболическим заболеваниям (например, пройти сертификацию по диабетологии, которую проводит Немецкое диабетическое общество или пройти специализацию на неонатолога).

В зависимости от специализации курс специальной подготовки длится пять-шесть лет, в течение которых должно быть проведено определенное количество диагностических процедур и терапий. В результате специалист по метаболическим заболеваниям приобретает глубокие знания во всех областях диагностики и лечения болезней обмена веществ.

ИНВИТРО. Нарушения обмена веществ, узнать цены на анализы и сдать в Москве

• ИНВИТРО
• Анализы
• Генетические…
• Нарушения обмена…

• • Программа обследования для офисных сотрудников
  • Обследование домашнего персонала
  • Оценка риска развития заболеваний сердечно-сосудистой системы
  • Диагностика антифосфолипидного синдрома (АФС)
  • COVID-19
  • Оценка функции печени
  • Диагностика состояния почек и мочеполовой системы
  • Диагностика состояния желудочно-кишечного тракта
  • Диагностика заболеваний соединительной ткани
  • Диагностика сахарного диабета
  • Диагностика анемий
  • Онкология
  • Диагностика и контроль терапии остеопороза
  • Биохимия крови
  • Диагностика состояния щитовидной железы
  • Госпитальные профили
  • Здоров ты – здорова страна
  • Гинекология, репродукция
  • Здоровый ребёнок: для детей от 0 до 14 лет
  • Инфекции, передаваемые половым путём (ИППП)
  • Проблемы веса
  • VIP-обследования
  • Болезни органов дыхания
  • Аллергия
  • Определение запасов микроэлементов в организме
  • Красота
  • Витамины
  • Диеты
  • Лабораторные исследования перед диетой
  • Спортивные профили
  • Гормональные исследования для мужчин
  • Дифференциальная диагностика депрессий
  • Лабораторные исследования для получения медицинских справок

• • Биохимические исследования
    • Глюкоза и метаболиты углеводного обмена
    • Белки и аминокислоты
    • Желчные пигменты и кислоты
    • Липиды
    • Ферменты
    • Маркеры функции почек
    • Неорганические вещества/электролиты:
    • Витамины
    • Белки, участвующие в обмене железа
    • Кардиоспецифичные белки
    • Маркёры воспаления
    • Маркёры метаболизма костной ткани и остеопороза
    • Определение лекарственных препаратов и психоактивных веществ
    • Биогенные амины
    • Специфические белки
  • Гормональные исследования
    • Лабораторная оценка гипофизарно-надпочечниковой системы
    • Лабораторная оценка соматотропной функции гипофиза
    • Лабораторная оценка функции щитовидной железы
    • Оценка функции паращитовидных желез
    • Гипофизарные гонадотропные гормоны и пролактин
    • Эстрогены и прогестины
    • Оценка андрогенной функции
    • Нестероидные регуляторные факторы половых желёз
    • Мониторинг беременности, биохимические маркёры состояния плода
    • Лабораторная оценка эндокринной функции поджелудочной железы и диагностика диабета
    • Биогенные амины
    • Лабораторная оценка состояния ренин-ангиотензин-альдостероновой системы
    • Факторы, участвующие в регуляции аппетита и жирового обмена
    • Лабораторная оценка состояния инкреторной функции желудочно-кишечного тракта
    • Лабораторная оценка гормональной регуляции эритропоэза
    • Лабораторная оценка функции эпифиза
  • Анализы для ЗОЖ
  • Гематологические исследования
    • Клинический анализ крови
    • Иммуногематологические исследования
    • Коагулологические исследования (коагулограмма)
  • Иммунологические исследования
    • Комплексные иммунологические исследования
    • Лимфоциты, субпопуляции
    • Оценка фагоцитоза
    • Иммуноглобулины
    • Компоненты комплемента
    • Регуляторы и медиаторы иммунитета
    • Интерфероновый статус, оценка чувствительности к иммунотерапевтическим препаратам:
  • Аллергологические исследования
    • IgE — аллерген-специфические (аллерготесты), смеси, панели, общий IgE.
    • IgG, аллерген-специфические
    • Технология ImmunoCAP
    • Технология АлкорБио
  • Маркеры аутоиммунных заболеваний
    • Системные заболевания соединительной ткани
    • Ревматоидный артрит, поражения суставов
    • Антифосфолипидный синдром
    • Васкулиты и поражения почек
    • Аутоиммунные поражения желудочно-кишечного тракта. Целиакия
    • Аутоиммунные поражения печени
    • Неврологические аутоиммунные заболевания
    • Аутоиммунные эндокринопатии
    • Аутоиммунные заболевания кожи
    • Заболевания легких и сердца
    • Иммунная тромбоцитопения
  • Онкомаркёры
  • COVID-19
  • Микроэлементы
    • Алюминий
    • Барий
    • Бериллий
    • Бор
    • Ванадий
    • Висмут
    • Вольфрам
    • Галлий
    • Германий
    • Железо
    • Золото
    • Йод
    • Кадмий
    • Калий
    • Кальций
    • Кобальт
    • Кремний
    • Лантан
    • Литий
    • Магний
    • Марганец
    • Медь
    • Молибден
    • Мышьяк
    • Натрий
    • Никель
    • Олово
    • Платина
    • Ртуть
    • Рубидий
    • Свинец
    • Селен
    • Серебро
    • Стронций
    • Сурьма
    • Таллий
    • Фосфор
    • Хром
    • Цинк
    • Цирконий
  • Исследование структуры почечного камня
  • Исследования мочи
    • Клинический анализ мочи
    • Биохимический анализ мочи
  • Исследования кала
    • Клинический анализ кала
    • Биохимический анализ кала
  • Исследование спермы
    • Светооптическое исследование сперматозоидов
    • Электронно-микроскопическое исследование спермы
    • Антиспермальные антитела
  • Диагностика инфекционных заболеваний
    • Вирусные инфекции
    • Бактериальные инфекции
    • Грибковые инфекции
    • Паразитарные инфекции
    • Стрептококковая инфекция
  • Цитологические исследования
  • Гистологические исследования
  • Онкогенетические исследования
  • Цитогенетические исследования
  • Неинвазивные пренатальные тесты
  • Генетические предрасположенности
    • Образ жизни и генетические факторы
    • Репродуктивное здоровье
    • Иммуногенетика
    • Резус-фактор
    • Система свертывания крови
    • Болезни сердца и сосудов
    • Болезни желудочно-кишечного тракта
    • Болезни центральной нервной системы
    • Онкологические заболевания
    • Нарушения обмена веществ
    • Описание результатов генетических исследований врачом-генетиком
    • Фармакогенетика
    • Система детоксикации ксенобиотиков и канцерогенов
    • Определение пола плода
    • Резус-фактор плода
  • Наследственные заболевания
  • Наследственные болезни обмена веществ
    • Обследование новорождённых для выявления наследственных болезней обмена веществ
    • Дополнительные исследования (после проведения скрининга и консультации специалиста)
  • Определение биологического родства: отцовства и материнства
    • Определение биологического родства в семье: отцовства и материнства
  • Исследование качества воды и почвы
    • Исследование качества воды
    • Исследование качества почвы
  • Диагностика патологии печени без биопсии: ФиброМакс, ФиброТест, СтеатоСкрин
    • Расчётные тесты, выполняемые по результатам СтеатоСкрина без взятия крови
  • Дисбиотические состояния кишечника и урогенитального тракта
    • Общая оценка естественной микрофлоры организма
    • Исследование микробиоценоза урогенитального тракта
    • Фемофлор: профили исследований дисбиотических состояний урогенитального тракта у женщин
    • Специфическая оценка естественной микрофлоры организма
  • Бланк результатов исследования на английском языке

• • Кровь
  • Моча
  • Кал
  • Спермограмма
  • Гастропанель

• • Эндоскопия
  • Функциональная диагностика
  • УЗИ

• • Исследования, которые мы не делаем
  • Новые тесты
  • Получение результатов
  • Дозаказ исследований
  • Услуга врача консультанта
  • Профессиональная позиция
    • Венозная кровь для анализов
    • Онкомаркеры. Взгляд практического онколога. Лабораторные обоснования.
    • Тестостерон: диагностический порог, метод-зависимые референсные значения
    • Лабораторная оценка параметров липидного обмена в ИНВИТРО
    • Липидный профиль: натощак или не натощак

Cтоимость анализов указана без учета взятия биоматериала

Новаторство в более глубоком понимании метаболизма

Merrill Meadow | Whitehead Institute

Метаболизм – это сумма поддерживающих жизнь химических реакций, происходящих в клетках и во всех организмах. Геном человека кодирует тысячи метаболических ферментов, и определенные метаболические пути играют важную роль во многих биологических процессах — от расщепления пищи до высвобождения энергии, до нормальной пролиферации и дифференцировки клеток, до патологий, лежащих в основе диабета, рака и других заболеваний.

На протяжении десятилетий исследователи из Института Уайтхеда помогали выяснить, как работает метаболизм в здоровом состоянии, и определить, как нарушенные метаболические процессы способствуют развитию болезней. Среди обширных достижений члена-основателя Whitehead Харви Лодиша, например, идентификация генов и белков, участвующих в развитии резистентности к инсулину и реакции на стресс в жировых клетках. Его лаборатория исследовала гормоны, контролирующие метаболизм жирных кислот и глюкозы, что расширило понимание ожирения и диабета 2 типа. В 1995, лаборатория клонировала адипонектин, гормон, вырабатываемый исключительно жировыми клетками. Длинная серия исследований показала, что адипонектин заставляет мышцы быстрее сжигать жирные кислоты, поэтому они не откладываются в виде жира, и увеличивает метаболизм сахара-глюкозы. Совсем недавно лаборатория идентифицировала и охарактеризовала типы РНК, которые специфически экспрессируются в жировых клетках, включая микроРНК, уникальную для бурого жира, которая сжигает, а не хранит жирные кислоты. Кроме того, открытие бывшим членом Дэвидом Сабатини белка mTOR и его последующая работа по разработке многих способов, которыми путь mTOR влияет на функцию клеток, оказались фундаментальными для понимания взаимосвязи между метаболизмом и множеством заболеваний.

В настоящее время исследователи Института продолжают заниматься более глубоким пониманием того, как метаболические процессы влияют на здоровье и болезни — с долгосрочными последствиями, которые могут варьироваться от новых методов лечения ожирения и диабета 2 типа до методов замедления процесса старения. Вот несколько примеров творческой и новаторской работы ученых Института Уайтхеда в области метаболизма.

Понимание гибернации и оцепенения 

Вдохновение для исследований приходит во многих формах. Например, член Института Уайтхеда Синиша Хрватин, который присоединился к факультету в январе 2022 года из Гарвардской медицинской школы (HMS), был вдохновлен на продолжение своего текущего исследования научно-фантастическими рассказами о анабиозе для долгосрочных космических путешествий. А во время учебы в аспирантуре он понял, что способность некоторых млекопитающих входить в состояние значительно сниженного метаболизма, например, в спячке, была легкой, но реальной формой анабиоза.

Докторские исследования Хрватина в лаборатории Дуга Мелтона в Гарвардском университете были сосредоточены в основном на биологии стволовых клеток. Но его последующие постдокторские исследовательские должности в Массачусетском технологическом институте (MIT) и HMS позволили ему начать изучать механизмы и влияние сниженных метаболических состояний у млекопитающих. Время также было удачным, потому что он смог использовать растущий набор генетических инструментов, которые становились доступными, а также создать несколько собственных новых инструментов.

«Чтобы выжить в экстремальных условиях, многие животные развили способность резко снижать скорость метаболизма и температуру тела и входить в состояния покоя, такие как спячка и оцепенение», — говорит Хрватин. Спящие животные входят в повторяющиеся состояния значительно сниженной метаболической активности, каждое из которых длится от нескольких дней до недель. Для сравнения, дневное оцепенение короче, и у животных повторяются периоды более низкой, чем обычно, метаболической активности, продолжающиеся несколько часов.

Лаборатория Хрватина изучает тайны того, как животные и их клетки инициируют, регулируют и выживают в этих адаптациях. «Наша долгосрочная цель — определить, можно ли использовать эти адаптации для создания терапевтических приложений для людей». Он и его команда сосредоточены на трех общих вопросах, касающихся механизмов, лежащих в основе оцепенения у мышей и гибернации у хомяков.

Во-первых: как мозг животных инициирует и регулирует метаболические процессы, участвующие в этом процессе? Во время своего постдокторского исследования Хрватин опубликовал подробности своего открытия нейронов, участвующих в регуляции оцепенения мыши. «Теперь мы исследуем, как эти нейроны, регулирующие оцепенение, получают информацию об энергетическом состоянии тела, — объясняет он, — и изучаем, как эти нейроны затем вызывают снижение скорости метаболизма и температуры тела во всем теле».

Во-вторых: как отдельные клетки и их геномы адаптируются к экстремальным или изменяющимся условиям окружающей среды; и как эти приспособления различаются между типами организмов?

«Клетки зимующих организмов, от грызунов до медведей, развили способность выживать при экстремально низких температурах в течение многих недель или месяцев», — отмечает Хрватин. «Мы используем генетический скрининг, чтобы определить видоспецифические механизмы устойчивости к экстремальному холоду. Затем мы изучим, могут ли эти механизмы быть вызваны у незимующих организмов, что потенциально может принести пользу для здоровья».

Третье: Можем ли мы преднамеренно и специально замедлить повреждение тканей, прогрессирование болезни и/или старение клеток и целых организмов, вызывая оцепенение или гибернацию – или аспекты этих состояний? Давно известно, что впадающие в спячку животные живут дольше, чем близкие родственники, не впадающие в спячку; что раковые клетки не размножаются во время гибернации; и что холод может помочь защитить нейроны от последствий потери кислорода. Однако клеточные механизмы, лежащие в основе этих явлений, остаются в значительной степени неизвестными. Лаборатория Хрватина будет вызывать длительное состояние, похожее на гибернацию, у мышей и естественную спячку у хомяков, а также изучать, как эти состояния влияют на такие процессы, как восстановление тканей, прогрессирование рака и старение.

«В лаборатории, если вы возьмете множество типов клеток человека и поместите их в холодную среду, они умрут, но клетки гибернаторов выживут», — отмечает Хрватин. «Мы очарованы клеточными процессами, лежащими в основе этих способностей к выживанию. В качестве отправной точки мы используем новые подходы к скринингу CRISPR, которые помогают нам идентифицировать задействованные геномные механизмы».

А потом? «В конечном счете, мы надеемся ответить на главный вопрос: можно ли передать некоторые из этих способностей выживания людям?

Решение митохондриальной головоломки

Когда научный сотрудник Института Уайтхеда Джессика Спинелли изучала метаболизм рака в аспирантуре, она заинтересовалась тем, что казалось научным парадоксом в отношении митохондрий, производящих энергию органелл клетки: считается, что митохондрии быть важным для роста опухоли; но им обычно нужен кислород для функционирования, а значительная часть опухолей имеет очень низкий уровень кислорода. Проводя исследования в лаборатории бывшего члена Института Уайтхеда Дэвида Сабатини, Спинелли стремился понять, как эти факты соотносятся друг с другом и могут ли митохондрии каким-то образом адаптироваться к функционированию при ограниченном уровне кислорода.

Недавно Спинелли и его коллеги опубликовали ответ на загадку, который может помочь в исследованиях заболеваний, включая ишемию, диабет и рак. В научной статье, первым автором которой был Спинелли, команда продемонстрировала, что, когда клетки лишены кислорода, молекула под названием фумарат может служить заменой и позволять митохондриям продолжать функционировать.

Как объясняет Спинелли, людям нужны молекулы кислорода для процесса клеточного дыхания, происходящего в митохондриях наших клеток. В этом процессе, называемом цепью переноса электронов, электроны передаются в своего рода клеточной эстафете, что в конечном итоге позволяет клетке создавать энергию, необходимую для выполнения ее жизненных функций. Обычно для поддержания этого процесса необходим кислород.

Используя масс-спектрометрию для измерения количества молекул, образующихся в результате клеточного дыхания в различных условиях, Спинелли и его команда обнаружили, что клетки, лишенные кислорода, имеют высокий уровень молекул сукцината, которые образуются, когда электроны добавляются к молекуле, называемой фумаратом. «Исходя из этого, мы предположили, что накопление сукцината в среде с низким содержанием кислорода вызвано тем, что митохондрии используют фумарат в качестве замены кислорода в цепи переноса электронов», — объясняет Спинелли. «Это может объяснить, как митохондрии функционируют при относительно небольшом количестве кислорода». Следующим шагом была проверка этой гипотезы на мышах, и эти исследования дали несколько интересных результатов: только митохондрии в почках, печени и тканях мозга могут использовать фумарат в цепи переноса электронов. И даже в нормальных условиях митохондрии в этих тканях для функционирования использовали как фумарат, так и кислород, а при снижении содержания кислорода в большей степени зависели от фумарата. Напротив, митохондрии сердца и скелетных мышц минимально использовали фумарат и плохо функционировали при ограниченном количестве кислорода.

«Мы предвидим интересную работу по изучению того, как именно этот процесс регулируется в различных тканях, — говорит Спинелли, — и особенно при солидных опухолях, где уровень кислорода варьируется в зависимости от региона».

В поисках более точной модели диабета

Макс Фризен, научный сотрудник лаборатории Института Уайтхеда, член-основатель Рудольф Йениш, изучает роль клеточного метаболизма при диабете 2 типа (СД2). СД2 становится все более распространенным заболеванием, поражающим миллионы людей во всем мире, и его трудно изучать в лаборатории. Из-за этого ученым очень сложно детализировать клеточные механизмы, посредством которых он развивается, и, следовательно, создать эффективные терапевтические средства.

«Всегда было очень сложно моделировать СД2, потому что обмен веществ у разных видов сильно различается, — говорит Фризен. «Этот факт приводит к осложнениям, когда мы используем модели животных для изучения этого заболевания. Мыши, например, имеют гораздо более высокий метаболизм и более высокую частоту сердечных сокращений, чем люди. В результате исследователи разработали множество подходов, которые лечат диабет у мышей, но не работают у людей». Большинство систем культивирования in vitro — клетки в чашке — не могут эффективно воспроизводить болезнь.

Но, опираясь на новаторский успех Джениша в разработке моделей заболеваний, полученных из стволовых клеток человека, Фризен работает над созданием гораздо более точной системы in vitro для изучения диабета. Его цель — создать ткани, полученные из стволовых клеток человека, которые функционируют так же, как и в человеческом организме, точно повторяя то, что происходит, когда у человека развивается диабет. В настоящее время Фризен дифференцирует стволовые клетки человека в метаболические ткани, такие как печень и адипоциты (жир). Он улучшил текущие протоколы дифференцировки, адаптировав эти клетки к культуральной среде, которая намного ближе к среде, которую они видят в организме человека. По счастливой случайности этот процесс также делает клетки чувствительными к инсулину на уровнях, присутствующих в кровотоке человека. «Это отличная модель здоровой клетки, которую мы затем можем превратить в модель болезни, подвергая клетку воздействию диабетической гиперинсулинемии», — говорит Фризен.

Эти достижения должны позволить ему лучше понять, как метаболические пути, такие как сигнальный путь инсулина, функционируют в диабетической модели по сравнению со здоровой контрольной моделью. «Я надеюсь, что наши новые модели позволят нам выяснить, как развивается диетическая резистентность к инсулину, а затем определить терапевтическое вмешательство, которое блокирует этот болезнетворный процесс», — объясняет он. «Было бы здорово помочь облегчить это растущее глобальное бремя здравоохранения».

Что такое метаболизм? Процесс, биология и как это влияет на ваше тело

Мы можем получить комиссию, если вы совершите покупку по одной из наших ссылок. Редакция и редакция не участвовали в создании этого контента.

Говоря о здоровье, весе и питании, вы можете услышать, как эксперты упоминают метаболизм. Он может быть быстрым или медленным, но что такое метаболизм и что он означает?

Возраст, состав тела, гормональные функции, степень физической активности, питание и другие факторы могут влиять на обмен веществ. Понимание метаболизма необходимо для улучшения не только нашего веса, но и общего состояния здоровья и благополучия.

Что означает метаболизм? Читайте дальше, чтобы узнать, что это такое и как это может повлиять на вас.

Содержание

• Что такое обмен веществ?

• Как работает метаболизм?

• Какие факторы влияют на обмен веществ?

• Какие гормоны влияют на обмен веществ?

• Что такое метаболизм в биологии?

• Метаболизм и потеря веса

• Преимущества здорового обмена веществ

• Естественные способы поддержания здорового обмена веществ 0080

Что такое метаболизм?

Многие из нас имеют весьма смутное представление о том, что такое обмен веществ. Обычно мы рассматриваем обмен веществ как единый процесс. Однако это сумма всех энергопроизводящих и энергопотребляющих процессов , которые происходят в нашем организме, такие как:

• Пищеварение.

• Кровообращение.

• Регуляция тепла тела.

• Рост и восстановление клеток.

• Поддержание гормонального баланса.

Например, когда вы едите яблоко, ваша пищеварительная система расщепляет его на такие соединения, как углеводы, липиды, аминокислоты, витамины, минералы и фитонутриенты. Молекулы попадают в кровоток после всасывания в кишечнике и распределяются по клеткам. В то время как некоторые из этих химических веществ помогают клеточным функциям, другие мешают работе клеток.0069 используется для производства энергии. Это метаболизм.

>> Ускорьте свой метаболизм естественным путем с помощью PhenQ

Как работает метаболизм?

После еды метаболический процесс расщепляет калории пищи и объединяет их с кислородом для высвобождения энергии, необходимой организму для функционирования.

Даже когда вы отдыхаете или спите, ваше тело работает по-разному. Ваши легкие продолжают поглощать и выделять кислород, ваше сердце продолжает качать кровь, а ваши клетки продолжают восстанавливаться и расти. Энергия, поступающая в организм через пищу, которую мы едим, необходима для каждого процесса.

Метаболические пути

Биоэнергетика — это термин, который относится к биохимическим или метаболическим путям, которые клетка использует для получения энергии. Энергия является важным элементом метаболизма .

Общий метаболический цикл составляют два процесса. Оба необходимы для поддержания энергетического баланса клетки:

• Анаболизм — процесс, посредством которого организм генерирует новые клетки, поддерживает ткани и накапливает энергию.

• Катаболизм — процесс, посредством которого макромолекулы, такие как белки, сахара или жирные кислоты, расщепляются для получения энергии.

Какие факторы влияют на метаболизм?

Метаболизм некоторых людей быстрее, чем у других. Ряд факторов влияет на то, как метаболизм отличается от одного человека к другому. Ниже приведены некоторые из факторов, которые могут повлиять на то, как работает ваш метаболизм:

• Возраст: У людей обычно развивается жировая ткань и теряется мышечная масса по мере старения, что приводит к снижению массы тела на 1–3 % за десятилетие. в основном уровне метаболизма [1] [2].

• Пол: Тестостерон играет ключевую роль в метаболизме углеводов, жиров и белков. Поскольку у мужчин естественно более высокий уровень тестостерона в организме, чем у женщин, меньше жировых отложений и больше мышц, у них обычно более высокий метаболизм [3].

• Состав тела: Мышцы сжигают больше калорий, чем жир. Например, человек с 75 фунтами мышечной массы и 40% жира в организме сжигает меньше калорий в состоянии покоя, чем человек с 110 фунтами мышечной массы и 30% жира [4].

• Физическая активность: Упражнения наращивают мышечную массу и разгоняют метаболические двигатели, которые быстрее сжигают калории даже в состоянии покоя.

• Диета: Некоторые продукты могут как ускорять, так и замедлять обмен веществ. Например, богатые белком продукты, острый перец и листовые зеленые овощи могут ускорить обмен веществ. Голодание или строгие диеты вызывают потерю мышечной массы и замедление метаболизма.

• Гормональные факторы: Гормональный дисбаланс также может влиять на обмен веществ. Например, щитовидная железа регулирует многочисленные метаболические пути, участвующие в расщеплении и синтезе углеводов, липидов и белков. Когда ваша щитовидная железа вырабатывает недостаточно гормонов, ваш метаболизм замедляется [5].

>> Ускорьте свой метаболизм естественным путем с помощью PhenQ

Какие гормоны влияют на метаболизм?

Гормоны — это небольшие молекулы, вырабатываемые эндокринной системой, которые действуют как химические сообщения в организме. Они регулируют практически все процессы в организме, в том числе обмен веществ.

Независимо от возраста и пола, гормоны тестостерона и эстрогена регулируют жизненно важные функции метаболизма , такие как потребление пищи, масса тела и распределение жира в организме [6] [7]. Другие важные гормоны для поддержания здорового обмена веществ включают инсулин, кортизол, лептин, грелин, трийодтиронин (Т3) и тироксин (Т4).

Что такое метаболизм в биологии?

В биологии метаболизм определяется как совокупность химических процессов, поддерживающих жизнь. Они позволяют всем живым организмам преобразовывать химическую энергию, хранящуюся в молекулах, в энергию, полезную для клеточных функций.

Животные получают энергию из пищи, и их метаболизм расщепляет белки, липиды, и нуклеиновые кислоты , чтобы обеспечить химическую энергию для этих функций. Растения преобразуют солнечную энергию света в химическую энергию, которая сохраняется в молекулах в процессе фотосинтеза.

Метаболизм и потеря веса

Существует ли четкая связь между метаболизмом и потерей веса? Короткий ответ: да. Ускорение метаболизма — святой Грааль всех, кто сидит на диете , но то, насколько быстро ваше тело сжигает жир, зависит от различных факторов.

Хотя вы не можете изменить свой возраст, пол или генетику, вы можете повысить свой метаболизм несколькими способами. Некоторые способы ускорить ваш метаболизм включают в себя физические упражнения, не пропуская приемы пищи и даже хороший ночной отдых.

>> Запустите метаболизм с помощью PhenQ

Как обмен веществ влияет на вес?

Независимо от того, быстрый у вас метаболизм или медленный, ваше тело устроено так, чтобы запасать избыточную энергию в жировых клетках . Поэтому, если вы потребляете больше калорий, чем сжигаете ежедневно, лишние калории откладываются в виде жира.

Напротив, вы похудеете , если будете потреблять меньше калорий, чем расходуете в ходе повседневной деятельности , такой как физические упражнения, отдых и сон. Кроме того, наш метаболизм замедляется во время голодания, что приводит к снижению расхода калорий. Это одна из причин, почему похудеть сложно.

Что такое базальная скорость метаболизма?

Скорость основного обмена (BMR) равна количество калорий, необходимое для поддержания основных видов жизнедеятельности , таких как дыхание, кровообращение и формирование клеток. Это количество составляет примерно 60% от общего количества калорий, расходуемых ежедневно.

Быстрое снижение веса и экстремальное ограничение калорий снижают ваш BMR ; это одна из причин, по которой потеря веса обычно нелинейна и в какой-то момент достигает плато потери веса.

Ваш BMR можно рассчитать с учетом вашего роста, веса, возраста и пола , и он покажет вам, сколько калорий необходимо вашему телу для функционирования. После того, как вы определили свой BMR, вы можете рассчитать общую скорость метаболизма. Эта цифра представляет собой сумму вашего BMR и калорий, сожженных в результате физической активности.

Использование фитнес-трекера — самый простой способ подсчета общего количества калорий, сожженных во время тренировки. Например, если ваш базовый уровень метаболизма составляет 1200 и вы сжигаете 700 калорий в день с помощью физических упражнений, ваш уровень метаболизма составляет приблизительно 19.00 калорий.

Какова скорость метаболизма в покое?

Уровень метаболизма в покое (RMR) измеряет количество калорий, сожженных во время сна или отдыха. RMR необходим для поддержания основных неврологических функций в дополнение к дыханию, функциям органов и кровообращению.

Знать свой RMR жизненно важно, потому что ваше тело будет откладывать любые калории, потребляемые в избытке, в виде жира. Будучи в значительной степени определяемой вашей общей безжировой массой, RMR уменьшается примерно на 0,01 ккал/мин на каждый 1% увеличения жировых отложений 9.0070 .

Различия между BMR и RMR

BMR и RMR — это методы расчета калорий, необходимых вашему телу для поддержания здорового гомеостаза. RMR — это энергия, которую вы расходуете в состоянии покоя или бездействия.

Энергия, которую ваше тело использует для жизненно важных процессов, включая дыхание, кровообращение и работу органов, более точно измеряется BMR . Различия в окончательных измерениях влияют на окончательный результат, что приводит к различиям между показателями.

Как определить свой метаболический тип?

Метаболическое тестирование является одним из наиболее эффективных подходов к получению более глубокого понимания своего метаболизма.

Существует несколько типов метаболических тестов, каждый из которых дает уникальный набор результатов:

• Тестирование лактатного порога (LT) позволяет оценить оптимальную интенсивность тренировок и отслеживать прогресс спортсменов разного уровня.

• Тестирование скорости метаболизма в покое оценивает количество сожженных калорий во время нормального отдыха или без тренировок. Эта цифра необходима для разработки плана похудения, набора веса или поддержания веса.

• Тест VO2 max определяет максимальное количество кислорода, используемого во время физической активности. Он предоставляет информацию об аэробной или сердечно-сосудистой подготовке и показателях эффективности.

Преимущества здорового обмена веществ

Поддержание здорового обмена веществ снижает риск развития заболеваний , такие как сердечно-сосудистые заболевания, инсульт, диабет 2 типа, ожирение, почечная недостаточность и неалкогольная жировая болезнь печени [8].

Это означает, что ваше тело может усваивать питательные вещества из пищи, которую вы едите, не испытывая вредных скачков уровня сахара, липидов или инсулина в крови.

Естественные способы поддержания здорового метаболизма

Хотя некоторые факторы, влияющие на ваш метаболизм, находятся вне вашего контроля, есть несколько стратегий для поддержки вашего метаболизма:

• Потребляйте достаточно белка — Белок помогает стабилизировать секрецию инсулина в кровоток, что может ускорить метаболизм. Богатые белком продукты, такие как яйца, рыба, курица, тофу, орехи, бобы и нежирные молочные продукты, также могут вызвать чувство насыщения быстрее, помогая вам есть меньше.

• Ешьте острую пищу — Доказано, что капсаицин, активный компонент перца чили, улучшает обмен веществ. Употребление острой пищи, содержащей это химическое вещество, запускает реакцию организма на борьбу или бегство, временно повышая метаболизм [9].].

• Пейте зеленый чай — Катехин эпигаллокатехин-3-галлат (EGCG), содержащийся в зеленом чае, может усиливать метаболизм жиров в состоянии покоя и во время физических упражнений [10].

• Регулярные физические упражнения — Регулярные аэробные упражнения, силовые тренировки и высокоинтенсивные интервальные тренировки улучшают метаболическую функцию, улучшая сжигание жира в течение нескольких часов после тренировки. Организм использует больше энергии, чем жир, для поддержания мышечной массы, скорость метаболизма которой ниже, чем у мышц. Большая мышечная масса означает более высокий расход энергии в состоянии покоя (сожженных калорий) и более высокий уровень основного обмена (BMR).

• Используйте натуральную добавку — некоторые натуральные ускорители метаболизма, такие как PhenQ, содержат ингредиенты, которые могут способствовать ускорению метаболизма, такие как термогенные соединения

Что такое метаболизм? Часто задаваемые вопросы

Давайте ответим на некоторые часто задаваемые вопросы о метаболизме.

Могу ли я улучшить свое метаболическое здоровье?

Да. Хотя факторы, находящиеся вне вашего контроля, такие как генетика и возраст, влияют на вас, некоторые изменения в питании и образе жизни могут помочь вам ускорить метаболизм.

Замедляется ли обмен веществ с возрастом?

Метаболизм замедляется с возрастом. Согласно исследованиям, скорость нашего метаболизма начинает замедляться на 1-3% за десятилетие, начиная с 20-летнего возраста.

Что происходит, когда ваш метаболизм замедляется?

Замедленный метаболизм приводит к низкому расходу энергии. Результатом является избыток энергии (калорий). Избыточная энергия превращается в жир и откладывается в организме, что приводит к увеличению веса.

Низкий уровень метаболизма в состоянии покоя может привести к сердечно-сосудистым заболеваниям, диабету, инсульту и другим проблемам со здоровьем. Поэтому очень важно поддерживать здоровый уровень метаболизма.

Какие продукты помогут ускорить обмен веществ?

Семена, орехи, овощи, фрукты, бобовые, фасоль, горох, чечевица, цельные зерна и полезные жиры, такие как оливковое масло, могут улучшить ваш метаболизм.

Диета с высоким содержанием белка также может ускорить обмен веществ в организме из-за увеличения энергии, необходимой для переваривания и обработки белков.

Краткое изложение Что такое метаболизм

Итак, что такое метаболизм?

Метаболизм — это целый набор химических процессов, поддерживающих жизнь внутри клеток и органов. В том числе превращение пищи в энергию , построение жизненно важных молекул, таких как белки и нуклеиновые кислоты (ДНК, РНК), и устранение метаболических отходов. Независимо от того, активны вы или спите, ваш метаболизм дает вашему телу энергию для эффективного функционирования .

В зависимости от нескольких факторов, включая возраст, размер тела, уровень активности, пол и общее состояние здоровья, обмен веществ может ускоряться или замедляться. Тем не менее, хорошо сбалансированная диета и регулярные физические упражнения могут оптимизировать ваш метаболизм. Вы также можете рассмотреть безопасные натуральные добавки, такие как PhenQ, для улучшения процесса.

Статьи по теме:

• Лучшие усилители метаболизма

Ссылки

1. Х. Шимоката и Ф. Кудзуя. «Старение, базальная скорость метаболизма и питание». Нихон Ронен Игаккай Засси. Японский журнал гериатрии, Национальная медицинская библиотека США, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/8361073/
2. Leonard S. Piers et al. «Есть ли доказательства возрастного снижения скорости метаболизма?» Журнал прикладной физиологии, 1 декабря 19 г.98, https://journals.physiology.org/doi/full/10.1152/jappl.1998.85.6.2196
3. Дэниел М. Келли и Т. Хью Джонс. «Тестостерон: метаболический гормон в здоровье и болезни». Joe, BioScientifica, 1 июня 2013 г., https://joe.bioscientifica.com/view/journals/joe/217/3/R25.xml#:~:text=Abstract-,Testosterone
4. ZiMian Wang et al. «Оценка удельных показателей метаболизма основных органов и тканей: сравнение между женщинами без ожирения и женщинами с ожирением». Интернет-библиотека Wiley. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1038/oby.2007.256
5. Рашми Муллур и др. «Регуляция метаболизма гормонами щитовидной железы». Physiological Reviews, 1 апреля 2014 г. https://journals.physiology.org/doi/full/10.1152/physrev.00030.2013
6. Дебора Дж. Клегг «Мини-обзор: Годовой обзор регуляции метаболизма эстрогенами». OUP Academic, Oxford University Press, 1 декабря 2012 г. https://academic.oup.com/mend/article/26/12/1957/2614784
7. Траиш Абдулмагед. «Тестостерон и потеря веса». Текущее мнение в области эндокринологии, диабета и ожирения. https://journals.lww.com/co-endocrinology/Fulltext/2014/10000/Testosterone_and_weight_loss__the_evidence.2.aspx
8. Сильвио Бушеми и др. «Низкий уровень метаболизма в состоянии покоя связан с метаболическим синдромом». Клиническое питание (Эдинбург, Шотландия), Национальная медицинская библиотека США. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17936441/
9. James Rogers et al. «Добавка капсаициноидов снижает процентное содержание жира в организме и жировую массу: корректировка с использованием ковариатов в постфактум-анализе». BMC Obesity, BioMed Central, 13 августа 2018 г. , https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6088424/
10. Adrian B. Hodgson et al. «Влияние экстракта зеленого чая на окисление жиров в состоянии покоя и во время упражнений: доказательства эффективности и предлагаемые механизмы». Достижения в области питания (Bethesda, Мэриленд), Американское общество питания, 1 марта 2013 г., https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3649.093/

Кире Стойковски М.Д.

Кире Стойковски — практикующий врач, чьи работы были опубликованы в самых уважаемых медицинских журналах. Редакции McClatchy не участвовали в создании этого контента. Мы можем получить комиссию, если вы совершите покупку по одной из наших ссылок.

Даниэль Бойер, доктор медицины

Даниэль Бойер — практикующий доктор медицины, увлекающийся медицинскими исследованиями. Специализируется на молекулярной биологии, гистологии и фармакологии.