Обмен веществ от чего зависит: Что нужно знать о метаболизме

Что нужно знать о метаболизме

Метаболизм, или обмен веществ, — это процесс превращения калорий потребляемых продуктов в энергию для жизнедеятельности организма. На метаболизм влияет ряд факторов — индивидуальная способность усвоения пищи, диета, уровень физической нагрузки, психоэмоцинальное состояние, сон. Чем размереннее образ жизни, тем стабильнее и правильнее работает ваш обмен веществ. «Наше тело постоянно обновляется, совершает какую-то работу, строятся новые клетки и напрягаются мышцы, для всего этого нужна энергия, которую мы получаем за счет расщепления энергетического топлива (креатинфосфата, гликогена, жиров и аминокислот). Все это формирует метаболизм, который принято разделять на обмен веществ покоя (базальный — расход энергии в состоянии покоя) и обмен веществ движения (дополнительный — расход энергии при выполнении какой-либо работы)», — объясняет Александр Мироненко, фитнес-директор клуба «Секция».

«Метаболизм в биохимическом смысле — это цепочка превращений веществ до того состояния, когда их может принять клетка.

Они включают в себя реакции синтеза новых соединений — анаболизм. Например, мышечной ткани из аминокислот. А также реакции распада — катаболизм. Например, окисление жиров до углекислого газа и воды. В организме каждую секунду что-то распадается и создается заново. От 10 до 20 килограммов тканей в теле человека собирается заново за сутки, что поразительно», — рассказывает Екатерина Бузина, врач-эндокринолог клиники Юлии Щербатовой.

Метаболизм у всех разный, потому что мы все очень разные не только по антропометрическим, биохимическим, психологическим, физиологическим параметрам, но и по образу жизни, пищевым и поведенческим привычкам. «На метаболизм влияет здоровье клеток и органов, участвующих в обмене (это печень, почки, поджелудочная железа, желудок, кишечник), состояние ферментной системы и гормональный статус. С возрастом здоровье обычно портится и метаболизм замедляется. При нарушении функций печени, например, хуже выводятся токсины и меньше жира организм может окислить.

Нарушения в работе поджелудочной железы ведут к сложностям с усвоением сахара, высокому уровню инсулина и накоплению жировой массы, — говорит Екатерина Бузина. — Метаболизм замедлен, когда при неизменном образе жизни и питании человек вдруг начинает медленно, но неуклонно набирать вес, привычные продукты перестают усваиваться и вызывают неприятные симптомы ЖКТ и аллергические реакции».

«Например, на базальный метаболизм невозможно влиять, это генетика. Ускорить метаболизм можно правильными нагрузками и едой — это кардиотренажеры, плавание, игровые виды спорта, дробное питание, большое количество белка, кофе и зеленый чай», — говорит доктор Леонид Элькин.

Малоподвижный образ жизни, неправильное питание, несоблюдение питьевого режима, плохое настроение часто приводят к низкому уровню обмена вещества. «О нарушении обмена веществ свидетельствует сонливость после еды, состояние тяжести и вздутия живота, постоянное ощущение усталости и бессонница и отсутствие ощущения свежести после сна.

Это явные сигналы о том, что пора пересмотреть свой образ жизни», — предупреждает Ксения Трушакова, преподаватель аштанга-йоги и основатель студии Yoga Space.

 

Не существует понятий быстрый или медленный метаболизм, скорее имеет место индивидуальная способность организма усваивать питательные вещества и выводить продукты жизнедеятельности из организма. «Нормализовать пищеварение и ускорить метаболизм возможно однодневным голоданием на овощных и несладких фруктовых соках раз в одну-две недели. Растительная пища, богатая клетчаткой, пряности и специи, стабильные и регулярные тренировки два-три раза в неделю вроде плавания, бега и йоги благотворно влияют на процесс нормализации пищеварения, — советует Ксения Трушакова. — Очень важно, чтобы тренировки не были изнуряющими, от которых вы „валитесь с ног“, а давали ощущение подъема и энергии и приятную легкую усталость в мышцах, которая бы проходила на следующий день».

«Выбор типа тренировок зависит от уровня подготовленности, состояния здоровья, индивидуальных психологических предпочтений и физических возможностей. Самыми эффективными тренировками для коррекции фигуры, нормализации гормонального фона, снятия стресса и ускорения метаболических процессов в организме принято считать высокоинтенсивные интервальные тренировки (ВИИТ), — рассказывает фитнес-директор клуба «Секция». — Многочисленные научные исследования показывают, что ВИИТ более эффективны для уменьшения процента жировой составляющей тела, способствуют „разгону“ обмена веществ, активируют работу эндокринной системы. Во время ВИИТ сжигается большое количество калорий, но еще больше энергетических трат происходит после занятия».

На метаболизм также положительно влияет коррекция гормонального статуса, важен нормальный уровень железа. «Основным виновником в избыточном накоплении жировой массы является инсулин. Он подавляет расщепление жира и повышает его синтез. Энергетический расход возрастает из-за тестостерона, ДГЭА (стероидный андрогенный гормон), кортизола, гормона роста. Компенсация дефицитов этих гормонов и снижение инсулина позволят повлиять на метаболические процессы, снижать жировую массу и увеличивать мышечную, — объясняет врач-эндокринолог клиники Юлии Щербатовой. — Очень важно провести диагностику на витамины и минералы. Например, жир не сгорит, если эритроцит крови не принесет кислород. За перенос кислорода эритроцитом отвечает железосодержащая часть. Железо — основной элемент, влияющий на процессы метаболизма».

Как можно ускорить обмен веществ в организме?

Метаболизм — совокупность биохимических реакций, происходящих в организме в ходе переработки пищи и извлечения из нее калорий, необходимых для нормальной жизнедеятельности. Даже когда человек спит или отдыхает, его организм продолжает функционировать — кровь циркулирует по сосудам, легкие производят дыхательные движения, а клетки обновляются. 

Скорость метаболизма у людей одинаковой комплекции может достаточно сильно различаться. Объяснить, почему один человек может употреблять много калорий, не набирая лишних килограммов, а другой вынужден себя постоянно ограничивать, никто не может, так как на данный момент механизм управления обменом веществ в организме до конца не изучен.

От чего зависит скорость обмена веществ в организме?

Количество калорий, необходимое для выполнения базовых функций организма, называют базальной скоростью метаболизма. Она оказывает воздействие не только на вес, но и на продолжительность жизни.

Скорость метаболизма зависит от пола, возраста и комплекции человека. Доказано, что она выше у мужчин и тучных людей. У людей в возрасте от 40 лет и старше метаболизм постепенно замедляется: примерно на 5% каждые 10 лет. Скорость обмена веществ зависит и от генетических факторов. 

Калории сжигаются не только в ходе базального метаболизма. Они требуются также для протекания процессов усвоения пищи и при физической активности.

Доказано, что при низкой скорости метаболизма переработка в энергию углеводов, белков и жиров замедляется. По мере снижения веса тела в результате похудения, скорость метаболизма уменьшается, так как организму начинает требоваться меньше калорий, чем раньше.

Как ускорить обмен веществ в организме?

Доказано, что ускорение метаболизма помогает обеспечить ускоренный расход калорий для похудения. Для этой цели лучше всего подходят физические упражнения, направленные на увеличение мышечной массы и уменьшение жировых отложений. 

Внимание! Результатом регулярных тренировок станет ускорение обмена веществ и скорости сжигания калорий, что приведет к избавлению от лишнего веса.

Те, кому удалось ускорить метаболизм, сталкиваются с проблемой резкого повышения аппетита. Так как человек много тренируется, он позволяет себе маленькие слабости в виде более обильных приемов пищи. В результате такого питания растут не только мышцы, но и увеличивается жировая прослойка. Ощутимых результатов в вопросе похудения без перехода на правильное питание достичь не удастся. 

Прежде всего, следует отказаться от быстрых углеводов. Они дают быстрый, но кратковременный всплеск энергии. Лучше начать день с завтрака, содержащего белок и медленные углеводы. Вместо фастфуда и жаренных блюд лучше использовать такие продукты, которые содержат полезные полиненасыщенные жирные кислоты, например, рыбу, бобы, орехи. В рационе должны также присутствовать свежие овощи, приготовленные на пару: брокколи, свекла, сельдерей, спаржа, редис.

Хороший способ ускорить метаболизм — употреблять специальные фитокомплексы. Они способствуют усиленному сжиганию жира и обеспечивают организм необходимыми витаминами.

Все, что нужно знать об обмене веществ | Здоровье

Об обмене веществ говорят часто, ссылаясь на него по поводу и без. От него, в конце концов, зависит наш вес, который волнует абсолютно всех: и тех, кто хочет «подсушиться»; и тех, кто планирует похудеть; и даже тех, кто пытается его набрать. Что такое метаболизм, каким он должен быть в норме и как его усилить — в статье врача-диетолога Зарины Бабужиной

Обмен веществ, или метаболизм — это совокупность биохимических процессов в клетках организма, направленная на поддержание жизнедеятельности человека.

Организм человека находится в постоянном обмене с внешней средой: мы нуждаемся в поступлении кислорода, минеральных и питательных веществ (белки, жиры и углеводы), витаминов и воды. Поступившие в организм вещества подвергаются химическим изменениям, становясь при этом компонентами клеток и продуктами обмена (углекислый газ, вода, аммиак), которые затем выводятся. При этих химических превращениях также высвобождается энергия, необходимая для развития, работы и роста организма.

Таким образом, две составляющие обмена веществ — анаболизм и катаболизм.

Анаболизм — это процесс усвоения веществ, во время которого энергия расходуется. А катаболизм — процесс распада веществ с высвобождением энергии. Баланс этих двух процессов важен и регулируется центральной нервной и эндокринной системами организма.

Желание ускорить обмен веществ — модная тенденция. Можно ли этого добиться?

Отчасти, да — вот как: полноценный здоровый сон, увеличение физической активности, сбалансированный рацион питания.

Во время сна процессы синтеза (анаболизма) преобладают, то есть организм активно расходует накопленную энергию (60-70%), а также нормализуется выработка гормонов, в частности кортизола (гормона стресса) и мелатонина (гормона сна).

Также много энергии расходуется во время физической активности и после нее, в период восстановления (10-30%). Следует отметить, что снижение процента жировой ткани (то есть увеличение количества мышц и сокращение количества жира) — это необходимое условие для ускорения метаболизма, так как мышцы, даже в состоянии покоя — более затратная в обслуживании ткань.

Важно помнить, что с увеличением количества мышечной ткани возрастет и аппетит. Поэтому стоит питаться сбалансированно, добавляя в свой рацион больше овощей и круп. Откажитесь от голодания и суровых диет: когда вы сокращаете калории,  организм всеми силами накапливает энергию вместо того, чтобы расходовать ее. Процесс переваривания пищи также энергозатратен, поэтому принимайте пищу регулярно, без больших перерывов.

Некоторые продукты — кофеин, женьшень, экстракт гуараны — способны ускорять липолиз (расщепление жиров), однако на обмен веществ они воздействуют опосредованно и краткосрочно, являясь при этом активными стимуляторами нервной системы. Если решитесь прибегнуть к их помощи, будьте внимательны к своим ощущением, соблюдайте меру.

Скорость обмена веществ зависит от пола, возраста и наличия (либо отсутствия) заболеваний. Чтобы узнать точное значение, необходимо провести исследование в метаболической камере (сутки в стационаре). Такой тест бывает актуален при некоторых патологиях, в остальных случаях скорость обмена веществ можно рассчитать самостоятельно.

Существует формула для расчета базального (основного) метаболизма — так называемая формула Харриса-Бенедикта. Ее легко найти в интернете. То значение, которое вы получите при расчете — это количество энергии, необходимое для поддержания физиологических функций организма в покое. Чтобы узнать суточную потребность в калориях (общий метаболизм), умножайте полученное значение на свой коэффициент активности. Тот же принцип расчета метаболизма заложен в онлайн-калькуляторы и «умные весы».

Такой метод оценки приблизительный, но вполне достаточный для того, чтобы иметь представление о скорости своего метаболизма.

10 фактов о вашем метаболизме и потере веса

Мальцева Оксана Александровна

Врач-диетолог

Если вы все еще не довольны цифрами на ваших весах, вы вероятно, обвиняете в этом ваш метаболизм. Но что такое в действительности метаболизм и как ог работает?

Термин «Метаболизм» относится ко всем процессам в теле, которые используют энергию.. Но мы используем его более обще когда говорим о весе. Когда кто-то говорит «у меня быстрый метаболизм» или «у меня медленный метаболизм», обычно говорят о способности терять вес или достигать нормального веса.

Немногие знают, что на уровень сжигания калорий оказывает влияние пол, ежедневные привычки и даже состояние здоровья.

Вот 10 фактов о метаболизме, которые могут стать ключом к достижению здорового веса.

1. Необходимо знать, какое количество калорий вы сжигаете просто в покое. Он-лайн калькуляторы могут рассчитать ваш основной обмен, но они не рассчитают соотношение мышц- жира в вашем теле. Если вам интересны более точные цифры, произведите измерение состава тела (биоимпедансометрия) и оценку уровня основного обмена у врача диетолога или калориметрический тест, который измеряет количество выдыхаемого углекислого газа, чтобы определить ваш основной обмен.

2.Употребление в пищу повышенного количества белка может ускорить ваш метаболизм. Исследование показало, что люди, которые потребляли большее количество белка, теряли большее количество калорий, чем те, кто был на низкобелковом питании. Для большего эффекта следует выбирать постные белки(такие как курицы, рыбы) со сниженным содержанием жира и есть их небольшими порциями в течение дня.

3. Правильные углеводы усиливают метаболизм. Многие знают, что нужно отказаться от пончиков и колы когда нужно снизить вес, так как вырабатывающийся инсулин, стимулирует тело сохранять сахар для последующего использования в виде жира. Выберите углеводы высокого качества, сложные, которые не вызывают такого выброса инсулина — такие, как овощи, фрукты, бобовые и чечевица, цельные зерна.

4. Больше мышц — выше скорость метаболизма. Большая мышечная масса вызывает большее сжигание калорий, даже в покое. Постоянные тренировки повышают уровень основного обмена примерно на 5%.

5. У мужчин скорость метаболизма выше, потому что мужчины имеют большую мышечную массу и выше уровень тестостерона. Поэтому мужчины на режиме потери веса теряют в 2 р больше веса, чем женщины.

6. Менопауза влияет на метаболизм. Менопауза может снижать скорость сжигания калорий, т.к. падает уровень эстрогенов (что снижает уровень метаболизма). И это, в свою очередь, вызывает образование большего  количества жира в области живота. Необходимо снизить количество потребляемых калорий и пересмотреть рецепты для приготовления блюд для снижения их калорийности.

7. Состояние здоровья влияет на метаболизм. при некоторых заболеваниях, таких, например, как гипофункция щитовидной железы, людям может быть труднее снизить вес из-за недостатка тиреоидного гормона. С другой стороны, избыток тиреоидного гормона, может вызывать потерю веса. Если вы тревожитесь о своей способности к потере веса, попросите вашего  доктора проверить вашу щитовидную железу.

8. Сколько и когда вы едите — также может влиять на ваш метаболизм. Если вы пропускаете завтраки или не едите весь день и затем наедаетесь вечером и ночью — вы получаете высокий инсулиновый ответ и большую вероятность развития метаболической дисфункции. Выход — есть здоровый завтрак, обед, ужин каждый день и низкокалорийные здоровые перекусы между приемами пищи.

9. Витамин D может влиять на уровень метаболизма. Более известна его роль для здоровья костей, но исследования показали, что он важен и для потери веса и регулирует уровень метаболизма. Вы также можете попросить вашего врача проверить уровень витамина D в вашем организме.

10. Здоровый метаболизм и обмен веществ обеспечивает также и здоровье разума, мысли, физическое здоровье, контролирует настроение, сексуальный настрой и способность справляться со стрессом.

Мальцева Оксана Александровна, врач-диетолог медицинского центра «ЛОТОС»       
        

Ваше самочувствие зависит от количества выпитой воды

Здравствуйте,

меня зовут Жанета Генуйтене. Я семейный врач (терапевт) медицинской клиники Northway. Вы когда-нибудь задумывались над тем, насколько вода важна, незаменима и жизненно необходима для нашей жизни и здоровья? Человек может выжить без еды несколько недель и даже месяцев, но без воды − всего несколько дней. Вода − это свежесть, здоровье, энергия. Вода лежит в основе нашего обмена веществ и жизнеспособности. Употребление воды является самым лучшим способом поддержания здоровья и сил в нашем организме. Это особенно важно в летние, жаркие дни, т.к. при более высокой температуре окружающего воздуха организм потеет и теряет много жидкости. Поэтому сегодня я приглашаю вас узнать больше о потребности нашего организма в воде.

Чем вода полезна для нашего организма?

Вода, как и воздух, является основным источником жизни и здоровья. Организм взрослого человека состоит из примерно на 70% из воды, в крови ее содержание составляет 98%, в мышцах − около 75%, а в костях − около 28%. Вода влияет на все жизненные процессы человеческого организма. Благодаря воде, в организме происходит множество реакций обмена веществ, которые обеспечивают непрерывный процесс распада и регенерации живых тканей.

Практически все химические, физиологические и коллоидные процессы в организме человека проходят в водных растворах или вместе с водой. В жидкой водяной среде проходят процессы пищеварения и усвоения пищи в желудке и кишечнике, синтез живого материала в клетках организма. Вместе с водой из организма выводятся вредные вещества или продукты обмена. В случае несвоевременного вывода этих продуктов из организма, человек может получить тяжелое отравление и даже умереть. Вода также играет важную роль в терморегуляции организма.

Вот еще несколько примеров приносимой водой пользы:

Вода стройнит. Зачастую люди склонны путать чувство голода с чувством жажды. Поэтому при первых признаках голода сначала выпейте воды. Это поможет вам чувствовать себя более сытым. Выпивайте стакан воды и перед каждым приёмом пищи. Чувство сытости придёт быстрее, а потому вы съедите меньшее количество еды и пополните водой свой организм.

Вода не только подавляет чувство голода, но и активирует обмен веществ. Чем холоднее вода, тем сильнее ускоряется обмен веществ, т.к. для согревания воды организм должен работать, сжигая при этом калории.

Вода придает больше сил. Если вы чувствуете упадок сил, выпейте воды и она вернет вам силы. При обезвоживании вы чувствуете себя уставшим. Необходимое количество воды поможет вашему сердцу перекачивать кровь, а крови − переносить кислород и другие питательные вещества в клетки организма.

Вода снижает напряжение. Вода составляет примерно от 70% до 80% объёма мозга человека. Если у вас обезвоживание, то ваше тело и ум испытывают стресс. Для поддержания стресса на низком уровне, держите стакан воды на своем рабочем столе или носите с собой бутылочку воды, и регулярно пейте воду небольшими глотками.

Вода укрепляет мышечный тонус. Питьевая вода помогает избежать мышечных спазмов и «смазывает» суставы нашего тела. При нехватке воды, тренировка займет больше времени и будет более интенсивной для достижения желаемого результата.

Вода улучшает пищеварение. Клетчатка вместе с водой играют очень важную роль для хорошего пищеварения. Вода помогает растворять частички отходов и облегчает процесс их передачи в пищеварительный тракт. При обезвоживании ваш организм впитывает всю воду и процесс передачи отходов становится более затруднительным.

Таким образом, вода необходима практически для каждой функции тела, а употребление воды является здоровым и простым делом, которое мы можем сделать для организма.

Сколько воды нужно человеку?

Согласно пирамиде питания, подготовленной Министерством здравоохранения, 8 стаканов воды в день составляет жизненно важное количество воды, необходимое для клеток, выполняющих чрезвычайно важные физиологические функции. Для подсчёта индивидуального количества воды можно использовать простую формулу: на каждый сантиметр роста требуется 10 мл воды. Итак, если ваш рост 1,75 м, то вам требуется выпивать около 1,75 литра воды в день. Количество необходимой вам воды также зависит от возраста, климатических условий, от общего состояния вашего здоровья, питания и уровня физической активности. Если вы занимаетесь спортом или сильно потеете, то вам потребуется больше воды. Не надо бояться, что воды будет слишком много. В случае потребления чрезмерного количества воды, организм здорового человека благополучно выведет излишек воды.

Недостаток даже небольшого количества воды в организме влияет на наше самочувствие: кровь течет медленнее, снижается обеспечение клеток кислородом, ухудшается общее физическое состояние − нарушается концентрация внимания, появляется раздражительность, головная боль, память начинает изменять, замедляется реакция. Если в организме наблюдается нехватка хотя бы 1% воды, возникает опасность сердечно-сосудистой, дыхательной системам, а при потере около 15% воды организм может отравиться продуктами своего обмена веществ. При потере 6−8% своей массы из-за нехватки воды, в организме человека нарушается обмен веществ, замедляются процессы оксидации, увеличивается вязкость крови, поднимается температура, учащается пульс, краснеет кожа, дрябнут мышцы и все тело, кружится голова. При потере 10% воды начинаются необратимые патологические процессы: трескается кожа, вваливаются глазные яблоки, нарушается зрение, начинаются судороги в горле, развивается анурия (почки перестают выделять мочу), мутнеет рассудок. При потере 21% воды человек умирает. Отсутствие воды для человека гораздо опаснее, чем еды: без еды человек может прожить до 40 дней, а без воды лишь около 8 дней.

В теле человека нет запасов воды, которыми оно могло бы воспользоваться при потере большого количества воды, поэтому мы должны восполнять утраченное количество воды каждый день. Вместе с питьевой водой мы получаем около половины дневной нормы необходимых минеральных веществ.

Нужно ли пить воду только почувствовав жажду?

Нужно пить воду раньше, до возникновения чувства жажды, т.к. оно свидетельствует о нехватке примерно одного литра воды в организме. Обезвоживание может вызвать серьезные физиологические реакции, например, инфекции мочеиспускательного канала и запор, усталость, головную боль и мигрень. К примеру, если вы работаете в условиях жары или у вас болит голова, выпейте два стакана воды. Если головная боль возникла из-за обезвоживания, то она должна пройти в течение часа. Обезвоживание может оказывать влияние и на умственную деятельность. По данным исследований, способность к концентрации внимания на математических задачах у детей ухудшалась при обезвоживании их организма от 1% до 2%, хотя такая цифра недостаточна даже для появления чувства жажды. Несмотря на то, что мы получаем воду вместе с различными продуктами питания (на массу овощей и фруктов приходится примерно 90% воды, хлеба − 40%, мяса − 45-65%), этого количества недостаточно для удовлетворения потребностей организма. Поэтому нужно пить воду и при отсутствии жажды.

Можно ли утолять жажду водой из крана?

Качество воды, текущей из крана в нашей стране, очень хорошее. Литва − единственная из Балтийских и Европейских стран, использующая исключительно подземные (грунтовые) воды для общественного водоснабжения. Качество подземных вод лучше по сравнению с поверхностными, поскольку подземные воды лучше защищены от микробиологических и химических загрязнений, т.е. загрязнение окружающей среды не оказывает существенного негативного воздействия на них. Кроме того, качество воды постоянно проверяется и находится под контролем. Вода − это национальное достояние и богатство, дарованное Литве самой природой, а также и огромное преимущество в отношении других стран, поскольку они чаще всего используют очищенную и химически обработанную поверхностную воду рек или озер. Даже такая развитая страна, как США, снабжает своих граждан водой, состоящей на 80% из поверхностных вод, прошедших химическую обработку.

У вас есть своя формула хорошего самочувствия?

Выпейте стакан воды, прочитав это интервью. И поделитесь им, чтобы и ваши друзья сделали то же самое. Пусть это станет привычкой, которая поможет сохранить хорошее настроение и здоровье.

5 способов ускорить метаболизм и стать стройнее уже сегодня

Почему одни люди могут есть все, что только пожелают и при этом остаются стройными и подтянутыми? А другим достаточно подышать рядом с пирожным, чтобы на животе появился лишний килограмм? Карма или вселенская несправедливость? Анастасия Rakamakafit, фитнес эксперт, раскрывает теорию заговора.

На самом деле, большую роль в этом деле играет скорость метаболизма. Метаболизм (или иными словами обмен веществ) – химические реакции, которые происходят в организме для поддержания жизни, процесс расходования энергии, полученной из пищи. Скорость обмена веществ индивидуальна. Быстрота метаболизма зависит от пола, возраста, наследственности, общего состояния здоровья, рациона питания и других факторов.

Как правило, если человек ведет здоровый образ жизни, физически активен, хорошо высыпается, не испытывает стресс, то жаловаться на медленный метаболизм он не должен. Однако, это идеальная картинка, которую редко встретишь. В реальной жизни большинство людей постоянно подвергаются влиянию негативных факторов, которые замедляют обмен веществ. Что же делать, если метаболизм не отличается реактивной скоростью? Ускорять! Мы приготовили для вас пять эффективных способов, чтобы разогнать обмен веществ до крейсерской скорости.

---

Вода. Многие люди, сами того не замечая, годами испытывают обезвоживание, а ведь достаточное употребление воды способно увеличить скорость метаболизма до 20%! Исследования доказали, что вода помогает организму сжигать калории. Особенно полезна прохладная питьевая вода, потому что для ее усвоения организму сначала нужно поработать и нагреть до температуры тела. Стакан воды, выпитый за 5 минут до еды существенно сократит объем употребляемой пищи и даст насыщение без тяжести в желудке. Норма потребления воды для каждого человека своя и составляет 30 мл на 1 кг веса.

Полноценный завтрак. Один из важнейших факторов, влияющих на метаболизм – это питание. Крайне внимательно стоит отнестись к первому приему пищи. Отказ от полноценного завтрака существенно снижают скорость метаболизма. Без еды организм переходит в «экономичный режим» и расходует энергию очень медленно, чтобы избавиться от голода и слабости. Идеальный вариант – завтракать в течении первого часа после пробуждения. В вашей тарелке должны присутствовать сложные углеводы (крупы или зерновой хлеб), простые углеводы (фрукты, ягоды), а также белки и жиры (яйца, мясо, рыба, орехи или молочка).

Продукты-ускорители метаболизма. Порой, чтобы повысить скорость метаболизма достаточно всего лишь заглянуть на кухню. Вот перечень продуктов, которые помогут ускорить процессы обмена веществ: Цитрусовые (лимон, лайм, апельсин, грейпфрут и др.), зеленый чай, кофе, мед, имбирь, корица, красный перец, чеснок, яблоки и яблочный уксус, овсяные хлопья или зерно, брокколи, жирная красная рыба. Умеренно включайте эти продукты в свой ежедневный рацион и эффект не заставит себя ждать.

Вакуум. Несложное упражнение, которое творит чудеса! Массирует и стабилизирует внутренние органы, помогает избавиться от опасного висцерального жира, и делает живот плоским. Ни одно другое упражнение не воздействует на поперечную мышцу живота столь эффективно. Практикуйте вакуум на голодный желудок. Техника выполнения следующая: лежа, сидя или стоя с опорой на руки выдыхаете весь воздух из легких. Затем максимально втяните живот, стараясь приблизить пупок к позвоночнику и оставайтесь в этой позиции на 15-20 секунд. Начинайте с 3-5 повторений и постепенно увеличивайте количество подходов до 10-15.

Интервальные кардио-тренировки. Волшебный пинок для разгона метаболизма. Основной смысл кардио-нагрузки – поднять и удерживать пульс человека в определенных значениях. При учащённом пульсе организм потребляет больше кислорода, который способствует окислению жировых клеток организма и быстрому расходованию калорий. Интервальное кардио дополнительно варьирует нагрузку от простого к сложному, развивая выносливость организма. В качестве интервальных нагрузок хорошо подойдет бег, ходьба по лестнице, езда на велосипеде, плавание и другие виды цикличной физической активности с возможностью изменения скорости.

Ученые нашли связь между обменом жиров и продолжительностью жизни

Международная группа ученых продемонстрировала влияние липидов на продолжительность жизни. Ученые исследовали 669 образцов из 6 различных тканей 35 видов млекопитающих и пришли к выводу, что липидный метаболизм оказывает существенное влияние на максимальную продолжительность жизни того или иного вида. Эта работа проливает свет на молекулярные механизмы определения продолжительности жизни и механизмы, лежащие в основе процессов старения.

Максимальная продолжительность жизни — это стабильная характеристика того или иного биологического вида. Несмотря на то, что за последние пару сотен лет средняя продолжительность жизни значительно возросла, максимальная продолжительность жизни человека не изменилась и составляет приблизительно 120 лет. Если мы хотим жить дольше, необходимо понять, от чего зависит наш максимальный возраст.

Максимальная продолжительность жизни даже среди близкородственных видов млекопитающих может варьировать в десятки раз. Но природные механизмы и причины таких различий до сих пор были неизвестны. Большая группа ученых из России, Китая, Германии, Франции, США и Южной Африки под руководством профессора Сколтеха Филиппа Хайтовича проанализировали липидный состав тканей мозга, почек, печени, сердца, мышц у 35 видов млекопитающих. Технология масс-спектрометрии с последующим биоинформатическим анализом позволили выявить различия липидного состава между разными тканями и разными видами живых организмов. Полученные результаты продемонстрировали связь липидного обмена веществ с максимальной продолжительностью жизни того или иного вида.

Также ученые обнаружили, что химическое строение липидов оказывает влияние на продолжительность жизни. Например, такие структурные липиды, как сфинголипиды, входящие в состав клеточной мембраны долгоживущих видов, более насыщены водородом, чем сфинголипиды короткоживущих видов. Ученые объясняют этот феномен большей устойчивостью насыщенных липидов к окислительному стрессу, которому наши клетки подвергаются при старении. В то же время для липидов, участвующих в энергетических процессах, зависимость ровно противоположная. Ненасыщенных энергетических липидов у долгожителей больше, чем у короткоживущих видов. Авторы статьи говорят, что это связано с тем, что такие липиды клеткам сложнее превращать в энергию, а замедленный обмен веществ — одна из характеристик долгоживущих видов.

Екатерина Храмеева, научный сотрудник Сколтеха, младший научный сотрудник Учебно-научного центра «Биоинформатика» Института проблем передачи информации РАН, один из авторов исследования: «Нам удалось найти связь между продолжительностью жизни вида и особенностями его липидного метаболизма. Этот результат интересен сам по себе, но ещё более ценными являются полученные нами данные — липидомы 35 видов млекопитающих. Такой набор данных прекрасно подходит для изучения эволюции липидома, над чем мы и работаем в данный момент. Ранее эволюцию липидома изучали лишь для 4 видов. Наши данные для 35 видов, наверняка, позволят получить новые, более интересные результаты.»

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Scientific Reports.

10 факторов, влияющих на ваш метаболизм

Опубликовано 12 июня 2015 г.

То, как мы едим, может иметь длительное влияние на наш метаболизм

Чтобы оставаться в живых и функционировать, ваше тело должно выполнять миллионы химических процессов, которые вместе известны как ваш метаболизм.

Ваш метаболизм может сыграть роль в увеличении веса, влияя на количество энергии, необходимое вашему организму в любой момент. Избыточная энергия откладывается в виде жира.

Не спешите обвинять «медленный метаболизм» в увеличении веса, поскольку лучший выбор пищи и упражнения имеют наибольшее влияние.

Самый большой компонент вашего метаболизма (50-80%) используемой энергии — это ваш базальный уровень метаболизма (BMR), который представляет собой энергию, которую ваше тело сжигает только для поддержания жизнедеятельности в состоянии покоя.

Вот десять факторов, которые влияют на BMR и метаболизм:

1. Мышечная масса. Количество мышечной ткани на вашем теле. Мышцам для работы требуется больше энергии, чем жирам. Таким образом, чем больше у вас мышечной ткани, тем больше энергии нужно вашему телу, чтобы просто существовать. (Тренировки с отягощениями или силовые тренировки наиболее эффективны для наращивания и поддержания массы.)

2. Возраст. По мере того, как вы становитесь старше, ваш метаболизм обычно замедляется. Это происходит из-за потери мышечной ткани и изменения гормональных и неврологических процессов. В процессе развития дети проходят периоды роста с чрезвычайно высокой скоростью обмена веществ.

3. Размер корпуса. Те, у кого тело больше, имеют больший BMR, потому что у них большие органы и объем жидкости, которые нужно поддерживать.

4. Пол. У мужчин обычно более быстрый метаболизм, чем у женщин.

5. Генетика. В некоторых семьях BMR быстрее, чем в других, с некоторыми генетическими нарушениями, также влияющими на метаболизм.

6. Физическая активность. Упражнения увеличивают мышечную массу и активизируют метаболические двигатели, сжигающие килоджоули быстрее, даже в состоянии покоя.

7. Гормональные факторы. Гормональный дисбаланс, такой как гипо- и гипертиреоз, может повлиять на ваш метаболизм.

8. Факторы окружающей среды. Изменения окружающей среды, такие как повышенная жара или холод, заставляют организм усерднее работать, чтобы поддерживать нормальную температуру, и увеличивают BMR.

9. Лекарственные средства. Кофеин и никотин могут увеличить ваш BMR, в то время как лекарства, такие как антидепрессанты и стероиды, увеличивают прибавку в весе, независимо от того, что вы едите.

10. Диета. Еда изменяет ваш метаболизм. То, что и как вы едите, имеет большое влияние на ваш BMR.

Этот список показывает нам, что некоторые вещи вы можете изменить, чтобы изменить ваш BMR, а некоторые — нет. Хорошая новость в том, что вы можете многое сделать, чтобы изменить баланс.

Принципы хиропрактики говорят нам, что работа над созданием тела, которое хорошо работает без помех, сильно повлияет на здоровье.Выбранные нами продукты питания, упражнения и занятия также могут увеличить BMR и уменьшить влияние на нервную систему, позволяя вашему телу развиваться. Беспроигрышная ситуация.

Скорость метаболизма — обзор

4.1.2 Температура окружающей среды

Температура считается главным регулятором скорости метаболизма. Знание того, как вид реагирует на температуру, полезно для понимания способности организма выполнять действия по питанию и связанных с этим затрат энергии.Реакция организма на температуру окружающей среды описывается как гомеотермическая, пойкилотермическая, экзотермическая или эндотермическая в зависимости от физиологии организма. Гомеотермы — это виды, внутренняя температура тела которых мало меняется со временем; пойкилотермы имеют разную внутреннюю температуру тела. Люди — домашние теплые животные, которые поддерживают внутреннюю температуру тела на уровне 98,6 ° F. Насекомые являются примерами пойкилотерм, потому что температура их тела может сильно меняться со временем. Температура тела Ectotherm регулируется внешней средой, в то время как эндотерм регулирует внутреннюю температуру тела с помощью внутренней энергии.Гомеотерм — это специализированный эндотерм, который имеет относительно постоянную внутреннюю температуру тела, тогда как эндотерм не обязательно должен иметь постоянную температуру тела. Каждый из этих факторов влияет на эффективность и действенность захвата энергии.

Эндотермы имеют преимущество в кормлении перед эктотермами в холодном климате, потому что метаболизм эктотермов и, следовательно, кормление ограничен в холодной среде. Несмотря на это ограничение возможности кормления, эктотермия не может голодать, потому что в холодную погоду базальная метаболическая потребность в энергии также меньше.Эндотермы имеют преимущество перед эктотермами в этом холодном климате, потому что они могут генерировать внутреннее тепло тела, увеличивать метаболизм и увеличивать норму добычи при затратах энергии. Большой размер снижает потери тепла за счет уменьшения отношения поверхности к объему, таким образом, белые медведи в Арктике сокращают затраты энергии на поддержание повышенной температуры тела, поскольку они крупны и имеют более высокий метаболизм для кормления. Потенциальный недостаток конструкции гомеотерма заключается в том, что по сравнению с пойкилотермом это система с высоким энергопотреблением и низкой энергоэффективностью, которая требует большего количества пищи для выживания по сравнению с пойкилотермом с аналогичной массой тела (рис.1; Таблицы I и II). Если еды мало, гомеотерм может быстро голодать, потому что он должен использовать свои энергетические резервы для поддержания внутренней температуры тела.

Робинс ( Erithacus rubecula ) — хороший пример полезности увеличения метаболизма в холодной среде. Малиновка является гомеотермной, но ее добыча (дождевые черви и насекомые) одновременно пойкилотермична и экзотермична. Жертва малиновки имеет гораздо более низкий общий метаболизм по сравнению с малиновкой в ​​холодной среде; более высокий активный метаболизм малиновки позволяет ей легко ловить добычу, потому что она может двигаться намного быстрее, чем добыча.Разница в активном метаболизме между добычей и хищником может снизить затраты хищника на захват пищи, как в случае с малиновкой, или может увеличить стоимость захвата добычи, когда жертва, по сравнению с хищником, имеет гораздо более высокий активный метаболизм.

Дракон Комодо ( Varanus komodoensis ), обнаруженный в Индонезии, является примером хищника, которому трудно сбежать и схватить свою добычу, поскольку у него гораздо более низкий активный метаболизм. Дракон Комодо охотится на птиц, грызунов и крупных млекопитающих (например, оленей).Олень, основная добыча драконов, является гомеотермой, а комодо — пойкилотермом. Комодо трудно догнать оленя и физически одолеть его из-за строения тела Комодо и относительно низкого активного метаболизма по сравнению с оленями. Тем не менее, у дракона есть хорошие шансы ранить или подчинить оленя внезапной атакой. Даже если жертва убегает в результате внезапной атаки, если дракон укусил добычу, дракон часто захватывает ее в конце концов, потому что жертва была отравлена ​​смертельными бактериями ( Staphylococcus ), обнаруженными в слюне Комодо.

Метаболизм человека: факты и общая информация: Disabled World

Дата обновления / пересмотра: 21.03.2019
Автор: Disabled World | Свяжитесь с нами

Синопсис: Метаболизм — это термин, используемый для обозначения расщепления пищи и ее последующего преобразования в энергию, в которой нуждается организм человека.

Основной документ

Определение метаболизма

Метаболизм определяется как набор поддерживающих жизнь химических преобразований в клетках живых организмов.Эти катализируемые ферментами реакции позволяют организмам расти и воспроизводиться, поддерживать свои структуры и реагировать на окружающую среду. Слово метаболизм может также относиться ко всем химическим реакциям, которые происходят в живых организмах, включая пищеварение и перенос веществ в разные клетки и между ними, и в этом случае набор реакций внутри клеток называется промежуточным метаболизмом или промежуточным метаболизмом.

Метаболизм состоит из « катаболизма » и « анаболизма »; которые представляют собой накопление и разложение веществ.В области биологии метаболизм относится ко всем химическим процессам организма, перевариванию пищи и удалению отходов.

Метаболизм клеток

Каждая живая клетка в организме человека проходит метаболизм, называемый клеточным метаболизмом. Многоклеточные организмы, такие как животные и растения, тоже. У людей общий метаболизм отличается от метаболизма отдельных клеток. Есть метаболические пути, которые образуют процесс, состоящий из двух частей; первая часть называется «катаболизм», во время которой организм перерабатывает пищу, чтобы использовать ее для получения энергии.Другая часть называется «анаболизм», когда организм человека использует пищу для восстановления или создания клеток. Обмен веществ прекращается только тогда, когда человек умирает.

Катаболизм

Термин «катаболизм» происходит от греческого слова «ката», что означает «вниз». Катаболизм — это процесс, состоящий из всех реакций, во время которых более крупные молекулы распадаются на более мелкие с высвобождением энергии. Примером этого процесса является переваривание белка, который затем расщепляется на аминокислоты, которые организм человека может поглощать и использовать в процессе метаболизма, сохраняя гликоген в печени для получения энергии.Химически этот процесс известен как «реакция окисления».

Анаболизм

Термин «анаболизм» происходит от греческого слова «Ана», что означает «вверх». Анаболизм — это процесс, состоящий из всех реакций, во время которых сборка маленьких молекул превращается в более крупные, а затем сохраняется в виде энергии во вновь образованных химических связях. Примером этого является сборка аминокислот в более крупные белки и последующий синтез жира и гликогена для использования человеком в качестве энергии.Химически этот синтетический процесс известен как «реакция восстановления».

Определение скорости метаболизма

Термин «скорость метаболизма» относится к количеству химической энергии, которую человек высвобождает из своего тела в единицу времени. Химическая энергия — это то, что измеряется в калориях или количестве энергии, которое нагревает один грамм воды на один градус Цельсия. Калории легче измерять с помощью килокалорий, или «ккал». Один ккал — это 1000 калорий; то, что и на этикетках продуктов питания, и диетологи называют калорийностью с большой буквы.’. Скорость метаболизма человека обычно выражается в ккал в час или день. Один из способов измерить скорость метаболизма человека — это использование спирометра, который представляет собой устройство, измеряющее скорость потребления кислорода. На каждый литр кислорода, которым дышит человек, он расходует около 4,82 ккал энергии из гликогена или жира.

Скорость метаболизма человека зависит от определенных переменных, таких как голодание, уровень гормонов, физическая активность, психическое состояние и, в частности, гормон щитовидной железы.Общий уровень метаболизма человека (TMR) включает в себя его базовый уровень метаболизма (обсуждается ниже) в дополнение к его расходам энергии на другие виды деятельности. Уровень метаболизма человека повышается из-за физической активности, беспокойства, приема пищи, беременности, лихорадки или других факторов. Есть факторы, которые также могут снизить общий уровень метаболизма человека, такие как апатия, депрессия или длительное голодание.

У детей TMR выше, чем у взрослых. Будучи людьми среднего возраста, они многократно набирают вес, даже если они не меняют своих привычек в еде.Люди, соблюдающие диету, могут разочароваться отчасти из-за того, что первоначальная потеря веса происходит из-за воды, которая быстро восстанавливается, а также из-за того, что их TMR со временем снижается. По мере того, как их диета прогрессирует, они сжигают меньше калорий и начинают синтезировать больше жира, даже при стабильном потреблении калорий.

Определение метаболических состояний

Существует два метаболических состояния, определяемых как «абсорбция» и «пост-абсорбция», которые определяются временем, прошедшим с момента приема пищи, и изменениями в переработке энергии его телом.Состояние «всасывания» длится около четырех часов как во время, так и после еды. Во время состояния абсорбции организм человека поглощает питательные вещества, которые он потребил, использует некоторые из них для удовлетворения своих непосредственных потребностей и превращает излишки питательных веществ в энергию, которая сохраняется. Состояние всасывания регулируется в основном гормоном, называемым «инсулин», который способствует поглощению клетками глюкозы или сахара в крови, а также аминокислот, окислению глюкозы, синтезу жира и гликогена.Из-за быстрого поглощения глюкозы клетками уровень сахара в крови человека падает из-за инсулина.

Состояние «послеабсорбции» обычно возникает поздно утром, днем ​​и ночью, когда человек не ел в течение четырех или более часов. Во время постабсорбционного состояния желудок и тонкий кишечник человека пусты, и их метаболические потребности должны удовлетворяться за счет накопленной энергии.

Определение скорости основного обмена

Базальная скорость метаболизма (BMR) человека (калькулятор базальной скорости метаболизма) — это минимальная потребность в калориях, необходимая человеку для поддержания жизни во время отдыха.BMR человека может быть ответственным за сжигание до семидесяти процентов от общего количества потребляемых калорий, хотя эта цифра варьируется в зависимости от различных факторов. Такие процессы, как перекачивание крови, дыхание и поддержание температуры тела, сжигают калории. BMR человека является важнейшим фактором в определении его общей скорости метаболизма, а также количества калорий, необходимых для поддержания, потери или набора веса. BMR человека определяется сочетанием факторов окружающей среды и генетических факторов.Эти факторы включают:

• Возраст: BMR человека уменьшается с возрастом; по прошествии двадцати лет их BMR падает примерно на два процента каждое десятилетие.
• Процент телесного жира: люди с более низким процентом телесного жира имеют более высокий BMR. (Калькулятор процентного содержания жира в организме)
• Площадь поверхности тела: Чем больше площадь поверхности тела человека, тем выше его BMR. У высоких и худых людей BMR выше.
• Температура тела: с каждым повышением внутренней температуры тела человека на 0,5 ° C его BMR увеличивается примерно на семь процентов.Химические реакции в организме человека происходят быстрее при более высоких температурах. У человека с лихорадкой увеличивается BMR.
• Диета: Резкое снижение калорийности или голодание может радикально снизить BMR человека до тридцати процентов. Ограничительная низкокалорийная диета может привести к снижению BMR человека на целых двадцать процентов.
• Упражнения: упражнения помогают поднять BMR человека за счет наращивания дополнительной мышечной ткани и влияют на массу тела за счет сжигания калорий.
• Внешняя температура: Температура вне тела человека также может влиять на его BMR. Низкие температуры могут вызвать увеличение BMR человека, хотя кратковременное воздействие повышенной температуры мало влияет на обмен веществ в организме. Продолжительное воздействие тепла может повысить BMR человека.
• Пол: Мужчины, как правило, имеют большую мышечную массу и более низкий процент жира в организме, чем женщины, и, следовательно, имеют более высокий BMR.
• Генетика: Некоторые люди рождаются с более медленным или более быстрым метаболизмом.
• Железы: «Тироксин» — это регулятор BMR, вырабатываемый щитовидной железой, который ускоряет метаболическую активность человека. Чем больше тироксина вырабатывает щитовидная железа человека, тем выше будет его BMR. Если щитовидная железа человека производит слишком много тироксина, состояние, называемое «тритоксикоз», его BMR может удвоиться. Слишком низкое производство тироксина называется «микседемой» и может привести к снижению BMR человека до 30-40 процентов ниже нормы. Адреналин также может увеличить BMR человека, но в меньшей степени.
• Вес: Чем больше человек весит, тем выше его BMR.

Атомная структура аденозинтрифосфата (АТФ), центрального промежуточного звена в энергетическом обмене.

Интересные факты о метаболизме

• Вопреки распространенному мнению, медленный метаболизм редко является причиной лишнего веса.
• Анаболизм — это набор конструктивных метаболических процессов, при которых энергия, выделяемая при катаболизме, используется для синтеза сложных молекул.
• Метаболизм включает в себя широкий спектр химических реакций, но большинство из них подпадают под несколько основных типов реакций, которые включают перенос функциональных групп атомов и их связей внутри молекул.
• У худых людей почти всегда наблюдается более медленный метаболизм в состоянии покоя; их буквально меньше, чтобы сжечь в состоянии покоя.
• Катаболизм углеводов — это расщепление углеводов на более мелкие единицы.
• Метаболизм относится ко всем физическим и химическим процессам в организме, которые преобразуют или используют энергию.
• Один из простых способов ускорить метаболизм — нарастить мышечную массу, подняв тяжести.
• Метаболизм может сильно различаться. У женщины ростом 5 футов 2 дюйма и весом 130 фунтов может быть совершенно иной метаболизм, чем у другой женщины того же роста и веса.
• Большинство структур, из которых состоят животные, растения и микробы, состоят из трех основных классов молекул: аминокислот, углеводов и липидов (часто называемых жирами).
• Мужчины, у которых от природы более высокое соотношение мышечной массы и жира, склонны сжигать то, что они едят, быстрее, хотя у толстого мужчины может быть более медленный метаболизм, чем у стройных женщин с большим количеством мышечной ткани.
• Ваш метаболизм регулируется небольшой железой в форме бабочки, известной как щитовидная железа.

Подтемы и связанные темы

О нас

Disabled World — это независимое сообщество инвалидов, созданное в 2004 году для предоставления новостей и информации об инвалидах людям с ограниченными возможностями, пожилым людям, их семьям и / или опекунам. Посетите нашу домашнюю страницу для получения информативных обзоров, эксклюзивных историй и практических рекомендаций. Вы можете связаться с нами в социальных сетях, таких как Twitter и Facebook, или узнать больше о Disabled World на нашей странице о нас.

Заявление об ограничении ответственности: Disabled World предоставляет только общую информацию. Представленные материалы никоим образом не предназначены для замены профессиональной медицинской помощи квалифицированным практикующим врачом и не должны рассматриваться как таковые. Любое стороннее предложение или реклама на disabled-world.com не означает одобрения Disabled World. Ознакомьтесь с нашей Политикой в ​​отношении рекламы для получения дополнительной информации. Сообщите нам устаревшую или неточную информацию.

Цитируйте страницу: Journal: Disabled World .Язык: английский (США). Автор: Disabled World. Дата пересмотренной публикации: 21 марта 2019 г. Название: Метаболизм человека: факты и общая информация , источник: Метаболизм . Получено 2021-07-26, из https://www.disabled-world.com/fitness/metabolism/ - Ссылка: DW # 273-17.172.98-6c.

Метаболизм (для родителей) — Nemours Kidshealth

Что такое метаболизм?

Метаболизм (meh-TAB-uh-liz-um) — это химические реакции в клетках организма, которые превращают пищу в энергию.Нашему телу нужна эта энергия, чтобы делать все — от движения к мышлению до роста.

Определенные белки в организме контролируют химические реакции обмена веществ. Одновременно происходят тысячи метаболических реакций, которые регулируются организмом, чтобы наши клетки оставались здоровыми и работающими.

Как работает метаболизм?

После того, как мы едим, пищеварительная система использует ферменты для:

• расщепляет белки на аминокислоты
• превращает жиры в жирные кислоты
• превращают углеводы в простые сахара (например, глюкозу)

При необходимости организм может использовать сахар, аминокислоты и жирные кислоты в качестве источников энергии.Эти соединения всасываются в кровь, которая переносит их в клетки.

После того, как они попадают в клетки, другие ферменты ускоряют или регулируют химические реакции, участвующие в «метаболизме» этих соединений. Во время этих процессов энергия этих соединений может высвобождаться для использования организмом или накапливаться в тканях организма, особенно в печени, мышцах и жировых тканях.

Метаболизм — это балансирующее действие, включающее два вида деятельности, которые происходят одновременно:

• наращивание тканей тела и запасов энергии (так называемый анаболизм)
• разрушение тканей тела и запасов энергии, чтобы получить больше топлива для функций организма (так называемый катаболизм)

Анаболизм (uh-NAB-uh-liz-um), или конструктивный метаболизм, заключается в построении и хранении.Он поддерживает рост новых клеток, поддержание состояния тканей тела и накопление энергии для использования в будущем. При анаболизме маленькие молекулы превращаются в более крупные и сложные молекулы углеводов, белков и жиров.

Катаболизм (kuh-TAB-uh-liz-um) или деструктивный метаболизм — это процесс, который производит энергию, необходимую для всей активности клеток. Клетки расщепляют большие молекулы (в основном углеводы и жиры), чтобы высвободить энергию. Это обеспечивает топливо для анаболизма, нагревает тело и позволяет мышцам сокращаться, а тело двигаться.

По мере того как сложные химические соединения распадаются на более простые вещества, организм выделяет продукты жизнедеятельности через кожу, почки, легкие и кишечник.

Что контролирует метаболизм?

Некоторые гормоны эндокринной системы помогают контролировать скорость и направление метаболизма. Тироксин, гормон, вырабатываемый и выделяемый щитовидной железой, играет ключевую роль в определении того, насколько быстро или медленно протекают химические реакции метаболизма в организме человека.

Другая железа, поджелудочная железа, выделяет гормоны, которые помогают определить, является ли основная метаболическая активность организма анаболической (an-uh-BOL-ik) или катаболической (kat-uh-BOL-ik).Например, большая анаболическая активность обычно происходит после еды. Это потому, что еда увеличивает уровень глюкозы в крови — самого важного топлива для организма. Поджелудочная железа ощущает этот повышенный уровень глюкозы и высвобождает гормон инсулин, который сигнализирует клеткам об увеличении их анаболической активности.

Метаболизм — сложный химический процесс. Поэтому неудивительно, что многие люди думают об этом в самом простом смысле: как о чем-то, что влияет на то, насколько легко наше тело набирает или теряет вес.Вот где нужны калории. Калории — это единица измерения, которая измеряет, сколько энергии конкретная пища дает организму. Плитка шоколада содержит больше калорий, чем яблоко, поэтому она дает организму больше энергии — а иногда это может быть слишком хорошо. Подобно тому, как автомобиль хранит бензин в бензобаке до тех пор, пока он не понадобится для заправки двигателя, тело накапливает калории — в основном в виде жира. Если вы переполните бензобак автомобиля, он выльется на тротуар. Точно так же, если человек ест слишком много калорий, они «выливаются» в виде лишнего жира.

Количество калорий, сжигаемых за день, зависит от того, сколько человек тренируется, количества жира и мышц в его или ее теле и базальной скорости метаболизма (BMR) человека. BMR — это мера скорости, с которой тело человека «сжигает» энергию в виде калорий в состоянии покоя.

BMR может влиять на склонность человека набирать вес. Например, человек с низким BMR (который, следовательно, сжигает меньше калорий в состоянии покоя или во сне), как правило, со временем набирает больше фунтов жира, чем человек такого же роста со средним BMR, который ест такое же количество пищи и получает такое же количество упражнений.

На

BMR могут влиять гены человека и некоторые проблемы со здоровьем. На это также влияет состав тела — люди с большей мышечной массой и меньшим количеством жира обычно имеют более высокий BMR. Но люди могут изменить свой BMR определенным образом. Например, человек, который больше тренируется, не только сжигает больше калорий, но и становится более физически подготовленным, что увеличивает его или ее BMR.

Энергия и обмен веществ | Безграничная биология

Роль энергии и метаболизма

Всем организмам требуется энергия для выполнения задач; метаболизм — это набор химических реакций, которые высвобождают энергию для клеточных процессов.

Задачи обучения

Объясните важность обмена веществ

Основные выводы

Ключевые моменты

• Все живые организмы нуждаются в энергии для роста и воспроизводства, поддержания своей структуры и реагирования на окружающую среду; метаболизм — это набор процессов, делающих энергию доступной для клеточных процессов.
• Метаболизм — это комбинация химических реакций, которые являются спонтанными и высвобождают энергию, и химических реакций, которые не являются спонтанными и требуют энергии для протекания.
• Живые организмы должны получать энергию через пищу, питательные вещества или солнечный свет, чтобы выполнять клеточные процессы.
• Транспортировка, синтез и расщепление питательных веществ и молекул в клетке требует использования энергии.

Ключевые термины

• метаболизм : полный набор химических реакций, происходящих в живых клетках
• биоэнергетика : изучение превращений энергии, происходящих в живых организмах
• энергия : работоспособность

Энергия и обмен веществ

Все живые организмы нуждаются в энергии для роста и воспроизводства, поддержания своей структуры и реагирования на окружающую среду.Метаболизм — это набор поддерживающих жизнь химических процессов, которые позволяют организмам преобразовывать химическую энергию, хранящуюся в молекулах, в энергию, которая может использоваться для клеточных процессов. Животные потребляют пищу для восполнения энергии; их метаболизм расщепляет углеводы, липиды, белки и нуклеиновые кислоты, чтобы обеспечить химическую энергию для этих процессов. В процессе фотосинтеза растения преобразуют световую энергию солнца в химическую энергию, хранящуюся в молекулах.

Биоэнергетика и химические реакции

Ученые используют термин биоэнергетика для обсуждения концепции потока энергии через живые системы, такие как клетки.Клеточные процессы, такие как построение и разрушение сложных молекул, происходят в результате пошаговых химических реакций. Некоторые из этих химических реакций являются спонтанными и высвобождают энергию, тогда как другие требуют энергии для протекания. Все химические реакции, происходящие внутри клеток, включая те, которые используют энергию, и те, которые высвобождают энергию, являются метаболизмом клетки.

Большая часть энергии прямо или косвенно исходит от Солнца. : Большинство форм жизни на Земле получают энергию от Солнца.Растения используют фотосинтез для улавливания солнечного света, а травоядные животные поедают эти растения для получения энергии. Плотоядные животные поедают травоядных, а разлагатели переваривают растительную и животную материю.

Клеточный метаболизм

Каждое задание, выполняемое живыми организмами, требует энергии. Энергия необходима для выполнения тяжелой работы и упражнений, но люди также расходуют много энергии во время размышлений и даже во время сна. Для каждого действия, требующего энергии, происходит множество химических реакций, обеспечивающих химическую энергию системам тела, включая мышцы, нервы, сердце, легкие и мозг.

Живые клетки каждого организма постоянно используют энергию для выживания и роста. Клетки расщепляют сложные углеводы на простые сахара, которые клетка может использовать для получения энергии. Мышечные клетки могут потреблять энергию для построения длинных мышечных белков из небольших молекул аминокислот. Молекулы могут быть изменены и транспортироваться по клетке или могут быть распределены по всему организму. Подобно тому, как энергия требуется как для строительства, так и для сноса здания, энергия требуется как для синтеза, так и для разрушения молекул.

Многие клеточные процессы требуют постоянного снабжения энергией, обеспечиваемой клеточным метаболизмом. Сигнальные молекулы, такие как гормоны и нейротрансмиттеры, должны быть синтезированы и затем транспортированы между клетками. Патогенные бактерии и вирусы попадают в организм и разрушаются клетками. Клетки также должны экспортировать отходы и токсины, чтобы оставаться здоровыми, и многие клетки должны плавать или перемещать окружающие материалы посредством биения клеточных придатков, таких как реснички и жгутики.

Еда дает энергию для таких действий, как полет. : Колибри нужна энергия, чтобы поддерживать длительные периоды полета.Колибри получает энергию от приема пищи и преобразования питательных веществ в энергию посредством ряда биохимических реакций. Летные мышцы птиц чрезвычайно эффективны в производстве энергии.

Типы энергии

Различные типы энергии включают кинетическую, потенциальную и химическую энергию.

Задачи обучения

Различия между видами энергии

Основные выводы

Ключевые моменты

• Все организмы используют разные формы энергии для поддержания биологических процессов, которые позволяют им расти и выживать.
• Кинетическая энергия — это энергия, связанная с движущимися объектами.
• Потенциальная энергия — это тип энергии, связанный со способностью объекта выполнять работу.
• Химическая энергия — это тип энергии, высвобождающейся при разрыве химических связей, который может быть использован для метаболических процессов.

Ключевые термины

• химическая энергия : Чистая потенциальная энергия, высвобождаемая или поглощаемая в ходе химической реакции.
• потенциальная энергия : энергия, которой обладает объект из-за его положения (в гравитационном или электрическом поле) или его состояния (в виде растянутой или сжатой пружины, в качестве химического реагента или из-за наличия массы покоя).
• кинетическая энергия : энергия, которой обладает объект из-за его движения, равная половине массы тела, умноженной на квадрат его скорости.

Энергия — это свойство объектов, которое может быть передано другим объектам или преобразовано в другие формы, но не может быть создано или уничтожено. Организмы используют энергию для выживания, роста, реакции на раздражители, воспроизводства и для всех типов биологических процессов. Потенциальная энергия, хранящаяся в молекулах, может быть преобразована в химическую энергию, которая в конечном итоге может быть преобразована в кинетическую энергию, позволяющую организму двигаться.В конце концов, большая часть энергии, используемой организмами, преобразуется в тепло и рассеивается.

Кинетическая энергия

Энергия, связанная с движущимися объектами, называется кинетической энергией. Например, когда самолет находится в полете, он очень быстро движется по воздуху, выполняя работу по изменению своего окружения. Реактивные двигатели преобразуют потенциальную энергию топлива в кинетическую энергию движения. Крушащий шар может нанести большой урон даже при медленном движении.Однако все еще разрушающийся шар не может выполнять никакой работы и, следовательно, не имеет кинетической энергии. Ускоряющаяся пуля, идущий человек, быстрое движение молекул в воздухе, выделяющих тепло, и электромагнитное излучение, такое как солнечный свет, — все они обладают кинетической энергией.

Потенциальная энергия

Что, если тот же самый неподвижный шар для разрушения поднять на два этажа над автомобилем с краном? Если подвешенный шар для разрушения не движется, связана ли с ним энергия? Да, разрушающий шар обладает энергией, потому что разрушающий шар может выполнять свою работу.Эта форма энергии называется потенциальной энергией, потому что объект может выполнять работу в данном состоянии.

Объекты переносят свою энергию между потенциальным и кинетическим состояниями. Поскольку разрушающий шар неподвижно висит, он имеет кинетическую энергию [latex] \ text {0%} [/ latex] и [latex] \ text {100%} [/ latex]. Как только мяч выпущен, его кинетическая энергия увеличивается по мере того, как мяч набирает скорость. В то же время мяч теряет потенциальную энергию при приближении к земле. Другие примеры потенциальной энергии включают энергию воды, удерживаемой за плотиной, или человека, который собирается прыгнуть с парашютом из самолета.

Зависимость потенциальной энергии от кинетической энергии : Вода за плотиной имеет потенциальную энергию. Движущаяся вода, например, в водопаде или быстро текущей реке, обладает кинетической энергией.

Химическая энергия

Потенциальная энергия связана не только с расположением материи, но и со структурой материи. Пружина на земле обладает потенциальной энергией, если она сжата, как и натянутая резинка. Тот же принцип применим к молекулам. На химическом уровне связи, которые удерживают атомы молекул вместе, обладают потенциальной энергией.Этот тип потенциальной энергии называется химической энергией, и, как и вся потенциальная энергия, ее можно использовать для выполнения работы.

Например, химическая энергия содержится в молекулах бензина, которые используются в автомобилях. Когда газ воспламеняется в двигателе, связи в его молекулах разрываются, и выделяемая энергия используется для приведения в движение поршней. Потенциальная энергия, хранящаяся в химических связях, может использоваться для выполнения работы для биологических процессов. Различные метаболические процессы разрушают органические молекулы, чтобы высвободить энергию для роста и выживания организма.

Химическая энергия : Молекулы в бензине (октановое число, указанная химическая формула) содержат химическую энергию. Эта энергия преобразуется в кинетическую энергию, которая позволяет автомобилю мчаться по гоночной трассе.

Метаболические пути

Анаболический путь требует энергии и строит молекулы, в то время как катаболический путь производит энергию и разрушает молекулы.

Задачи обучения

Опишите два основных типа метаболических путей

Основные выводы

Ключевые моменты

• Метаболический путь — это серия химических реакций в клетке, которые создают и разрушают молекулы для клеточных процессов.
• Анаболические пути синтезируют молекулы и требуют энергии.
• Катаболические пути расщепляют молекулы и производят энергию.
• Поскольку почти все метаболические реакции происходят не спонтанно, белки, называемые ферментами, помогают облегчить эти химические реакции.

Ключевые термины

• катаболизм : деструктивный метаболизм, обычно включающий выделение энергии и расщепление материалов
• фермент : глобулярный белок, катализирующий биологическую химическую реакцию
• анаболизм : конструктивный метаболизм тела в отличие от катаболизма

Метаболические пути

Процессы производства и расщепления углеводных молекул иллюстрируют два типа метаболических путей.Метаболический путь — это последовательный ряд взаимосвязанных биохимических реакций, которые преобразуют молекулу или молекулы субстрата через ряд промежуточных продуктов метаболизма, в конечном итоге приводя к конечному продукту или продуктам. Например, один путь метаболизма углеводов расщепляет большие молекулы на глюкозу. Другой метаболический путь может превращать глюкозу в большие молекулы углеводов для хранения. Первый из этих процессов требует энергии и называется анаболическим. Второй процесс производит энергию и называется катаболическим.Следовательно, метаболизм состоит из этих двух противоположных путей:

1. Анаболизм (построение молекул)
2. Катаболизм (разрушение молекул)

Анаболические и катаболические пути : Анаболические пути — это те пути, которые требуют энергии для синтеза более крупных молекул. Катаболические пути — это те пути, которые генерируют энергию, расщепляя более крупные молекулы. Оба типа путей необходимы для поддержания энергетического баланса клетки.

Анаболические пути

Анаболические пути требуют ввода энергии для синтеза сложных молекул из более простых.Одним из примеров анаболического пути является синтез сахара из CO ₂ . Другие примеры включают синтез больших белков из строительных блоков аминокислот и синтез новых цепей ДНК из строительных блоков нуклеиновых кислот. Эти процессы имеют решающее значение для жизни клетки, происходят постоянно и требуют энергии, обеспечиваемой АТФ и другими высокоэнергетическими молекулами, такими как НАДН (никотинамидадениндинуклеотид) и НАДФН.

Катаболические пути

Катаболические пути включают разложение сложных молекул на более простые, высвобождая химическую энергию, хранящуюся в связях этих молекул.Некоторые катаболические пути могут захватывать эту энергию для производства АТФ, молекулы, используемой для питания всех клеточных процессов. Другие запасающие энергию молекулы, такие как липиды, также расщепляются посредством аналогичных катаболических реакций с выделением энергии и образованием АТФ.

Важность ферментов

Химические реакции в метаболических путях редко происходят спонтанно. Каждая стадия реакции ускоряется или катализируется белком, называемым ферментом. Ферменты важны для катализирования всех типов биологических реакций: тех, которые требуют энергии, а также тех, которые выделяют энергию.

Метаболизм углеводов

Организмы расщепляют углеводы для производства энергии для клеточных процессов, а фотосинтезирующие растения производят углеводы.

Задачи обучения

Анализировать важность углеводного обмена для производства энергии

Основные выводы

Ключевые моменты

• Распад глюкозы, которую живые организмы используют для производства энергии, описывается уравнением: [латекс] {\ text {C}} _ ​​{6} {\ text {H}} _ {12} {\ text {O}} _ {6} +6 {\ text {O}} _ {2} \ rightarrow 6 {\ text {CO}} _ {2} +6 {\ text {H}} _ {2} \ text {O} + \ text {энергия} [/ латекс].
• Процесс фотосинтеза, который растения используют для синтеза глюкозы, описывается уравнением: [латекс] 6 \ text {CO} _ {2} +6 {\ text {H}} _ {2} \ text {O} + \ text { энергия} \ rightarrow {\ text {C}} _ ​​{6} {\ text {H}} _ {12} {\ text {O}} _ {6} +6 \ text {O} _ {2} [/ латекс].
• Потребляемая глюкоза используется для производства энергии в виде АТФ, который используется для выполнения работы и химических реакций в клетке.
• Во время фотосинтеза растения превращают световую энергию в химическую энергию, которая используется для создания молекул глюкозы.

Ключевые термины

• аденозинтрифосфат : многофункциональный нуклеозидтрифосфат, используемый в клетках в качестве кофермента, часто называемый «молекулярной единицей энергетической валюты» при внутриклеточном переносе энергии
• глюкоза : простой моносахарид (сахар) с молекулярной формулой C6h22O6; это основной источник энергии для клеточного метаболизма

Метаболизм углеводов

Углеводы — одна из основных форм энергии для животных и растений.Растения вырабатывают углеводы, используя световую энергию солнца (в процессе фотосинтеза), в то время как животные едят растения или других животных для получения углеводов. Растения хранят углеводы в длинных полисахаридных цепях, называемых крахмалом, в то время как животные хранят углеводы в виде молекулы гликогена. Эти большие полисахариды содержат много химических связей и, следовательно, хранят много химической энергии. Когда эти молекулы расщепляются во время метаболизма, энергия химических связей высвобождается и может использоваться для клеточных процессов.

Все живые существа используют углеводы как форму энергии. : Растения, такие как дуб и желудь, используют энергию солнечного света для производства сахара и других органических молекул. И растения, и животные (например, эта белка) используют клеточное дыхание для получения энергии из органических молекул, изначально производимых растениями

Производство энергии из углеводов (клеточное дыхание)

Метаболизм любого моносахарида (простого сахара) может производить энергию для использования клеткой.Избыточные углеводы хранятся в виде крахмала в растениях и в виде гликогена у животных, готовые к метаболизму, если потребность организма в энергии внезапно возрастет. Когда эта потребность в энергии увеличивается, углеводы расщепляются на составляющие моносахариды, которые затем распределяются по всем живым клеткам организма. Глюкоза (C ₆ H ₁₂ O ₆ ) является распространенным примером моносахаридов, используемых для производства энергии.

Внутри клетки каждая молекула сахара расщепляется в ходе сложной серии химических реакций.Поскольку химическая энергия высвобождается из связей в моносахариде, она используется для синтеза высокоэнергетических молекул аденозинтрифосфата (АТФ). АТФ — это основная энергетическая валюта всех клеток. Точно так же, как доллар используется в качестве валюты для покупки товаров, клетки используют молекулы АТФ для немедленной работы и проведения химических реакций.

Распад глюкозы в процессе метаболизма, называемый клеточным дыханием, можно описать уравнением:

[латекс] {C} _ {6} {H} _ {12} {O} _ {6} +6 {O} _ {2} \ rightarrow 6 {CO} _ {2} +6 {H} _ {2} О + энергия [/ латекс]

Производство углеводов (фотосинтез)

Растения и некоторые другие виды организмов производят углеводы в процессе, называемом фотосинтезом.Во время фотосинтеза растения превращают световую энергию в химическую энергию, превращая молекулы углекислого газа (CO ₂ ) в молекулы сахара, такие как глюкоза. Поскольку этот процесс включает в себя создание связей для синтеза большой молекулы, для его продолжения требуется ввод энергии (света). Синтез глюкозы путем фотосинтеза описывается этим уравнением (обратите внимание, что оно является обратным предыдущему уравнению):

[латекс] 6CO_ {2} +6 {H} _ {2} O + энергия \ rightarrow {C} _ {6} {H} _ {12} {O} _ {6} + 6O_ {2} [/ латекс]

В рамках химических процессов растений молекулы глюкозы могут объединяться с другими типами сахаров и превращаться в них.В растениях глюкоза хранится в форме крахмала, который может снова расщепляться на глюкозу посредством клеточного дыхания, чтобы поставлять АТФ.

источников топлива — питание человека

Организм человека использует углеводы, жиры и белки, содержащиеся в пище и из запасов тела, в качестве энергии. Эти важные питательные вещества необходимы независимо от интенсивности вашей активности. Если вы лежите, читаете книгу или бегаете марафон в Гонолулу, эти макроэлементы всегда необходимы вашему организму.Однако для того, чтобы эти питательные вещества использовались в качестве топлива для организма, их энергия должна быть передана в высокоэнергетическую молекулу, известную как аденозинтрифосфат (АТФ). АТФ — это непосредственный топливный источник энергии организма, который может вырабатываться либо в присутствии кислорода, известном как аэробный метаболизм, либо в его отсутствие в результате анаэробного метаболизма. Тип метаболизма, который преимущественно используется во время физической активности, определяется доступностью кислорода и количеством используемых углеводов, жиров и белков.

Анаэробный метаболизм происходит в цитозоле мышечных клеток. Как видно на Рисунке 16.2 «Анаэробный метаболизм в сравнении с аэробным», небольшое количество АТФ вырабатывается в цитозоле без присутствия кислорода. Анаэробный метаболизм использует глюкозу как единственный источник топлива и производит пируват и молочную кислоту. Затем пируват можно использовать в качестве топлива для аэробного метаболизма. Аэробный метаболизм происходит в митохондриях клетки и может использовать углеводы, белок или жир в качестве источника топлива.Аэробный метаболизм — это гораздо более медленный процесс, чем анаэробный метаболизм, но он производит большую часть АТФ.

Рисунок 16.3 Анаэробный метаболизм в сравнении с аэробным

Изображение Эллисон Калабрезе / CC BY 4.0

Дыхательная система играет жизненно важную роль в поглощении и доставке кислорода мышечным клеткам по всему телу. Кислород вдыхается легкими и переносится из легких в кровь, где сердечно-сосудистая система направляет богатую кислородом кровь к мышцам. Затем кислород поглощается мышцами и может использоваться для выработки АТФ.Когда тело находится в состоянии покоя, сердце и легкие могут снабжать мышцы достаточным количеством кислорода для удовлетворения энергетических потребностей аэробного метаболизма. Однако во время физической активности потребности ваших мышц в энергии и кислороде увеличиваются. Чтобы обеспечить мышечным клеткам больше кислорода, увеличится частота сердечных сокращений и частота дыхания. Количество кислорода, которое доставляется к тканям через сердечно-сосудистую и дыхательную системы во время упражнений, зависит от продолжительности, интенсивности и физического состояния человека.

Во время первых нескольких шагов упражнения ваши мышцы первыми реагируют на изменение уровня активности. Однако ваши легкие и сердце не реагируют так быстро, и во время этих первых шагов они не начинают увеличивать доставку кислорода. Чтобы наши тела получали энергию, необходимую на этих начальных этапах, мышцы полагаются на небольшое количество АТФ, которое хранится в мышцах в состоянии покоя. Накопленный АТФ способен обеспечить энергию всего за несколько секунд, прежде чем он истощится.Как только накопленный АТФ почти израсходован, организм прибегает к другой высокоэнергетической молекуле, известной как креатинфосфат, для преобразования АДФ (аденозиндифосфата) в АТФ. Примерно через 10 секунд запас креатинфосфата в мышечных клетках также истощается.

Примерно через 15 секунд после начала упражнения запасы АТФ и креатинфосфата расходуются в мышцах. Сердце и легкие все еще не адаптировались к возрастающей потребности в кислороде, поэтому мышцы должны начать производить АТФ за счет анаэробного метаболизма (без кислорода).Анаэробный метаболизм может производить АТФ в быстром темпе, но использует только глюкозу в качестве источника топлива. Глюкоза получается из крови мышечного гликогена. Примерно через 30 секунд анаэробные пути работают на полную мощность, но поскольку доступность глюкозы ограничена, она не может продолжаться в течение длительного периода времени.

По мере того, как ваше упражнение длится две-три минуты, частота сердечных сокращений и частота дыхания увеличиваются, чтобы снабдить мышцы кислородом. Аэробный метаболизм — это наиболее эффективный способ производства АТФ, поскольку он производит в 18 раз больше АТФ для каждой молекулы глюкозы, чем анаэробный метаболизм.Хотя основным источником АТФ в аэробном метаболизме являются углеводы, жирные кислоты и белок также могут использоваться в качестве топлива для выработки АТФ.

Рисунок 16.4 Влияние продолжительности тренировки на энергетические системы

Изображение Эллисон Калабрезе / CC BY 4.0

Источники топлива для анаэробного и аэробного метаболизма будут меняться в зависимости от количества доступных питательных веществ и типа метаболизма. Глюкоза может поступать из глюкозы в крови (которая состоит из пищевых углеводов или гликогена печени и синтеза глюкозы) или мышечного гликогена.Глюкоза является основным источником энергии как для анаэробного, так и для аэробного метаболизма. Жирные кислоты хранятся в мышцах в виде триглицеридов, но около 90% запасенной энергии находится в жировой ткани. Поскольку упражнения с низкой и средней интенсивностью продолжаются с использованием аэробного метаболизма, жирные кислоты становятся основным источником топлива для тренируемых мышц. Хотя белок не считается основным источником энергии, небольшое количество аминокислот используется во время отдыха или выполнения какой-либо деятельности. Количество аминокислот, используемых для энергетического обмена, увеличивается, если общее потребление энергии из вашего рациона не соответствует потребностям в питательных веществах или если вы выполняете длительные упражнения на выносливость.Когда аминокислоты расщепляются с удалением азотсодержащей аминокислоты, оставшаяся молекула углерода может расщепляться на АТФ посредством аэробного метаболизма или использоваться для производства глюкозы. Когда упражнения продолжаются в течение многих часов, увеличивается использование аминокислот в качестве источника энергии и для синтеза глюкозы.

Рисунок 16.5 Источники топлива для анаэробного и аэробного метаболизма

Интенсивность упражнений определяет вклад типа источника топлива, используемого для производства АТФ (см. Рисунок 16.4 «Влияние интенсивности тренировок на источники топлива»). Как анаэробный, так и аэробный метаболизм сочетаются во время упражнений, чтобы гарантировать, что мышцы оснащены достаточным количеством АТФ для выполнения возложенных на них требований. Величина вклада каждого типа метаболизма будет зависеть от интенсивности деятельности. При выполнении упражнений низкой интенсивности используется аэробный метаболизм для обеспечения мышц достаточным количеством АТФ. Однако во время высокоинтенсивных занятий требуется больше АТФ, поэтому мышцы должны полагаться как на анаэробный, так и на аэробный метаболизм, чтобы удовлетворить потребности организма.

Во время низкоинтенсивных занятий организм использует аэробный метаболизм, а не анаэробный, потому что он более эффективен, производя большее количество АТФ. Жирные кислоты являются основным источником энергии при малоинтенсивных занятиях. При практически неограниченных запасах жира в организме малоинтенсивные занятия могут продолжаться долгое время. Наряду с жирными кислотами используется небольшое количество глюкозы. Глюкоза отличается от жирных кислот, в которых запасы гликогена могут истощаться.Когда запасы гликогена истощаются, рано или поздно наступает усталость.

Рисунок 16.6 Влияние интенсивности тренировок на источники топлива

Зона сжигания жира

Зона сжигания жира — это аэробная активность низкой интенсивности, при которой частота пульса поддерживается на уровне от 60 до 69% от максимальной частоты пульса. С другой стороны, кардиозона — это аэробная активность высокой интенсивности, которая поддерживает частоту сердечных сокращений примерно от 70 до 85% от вашей максимальной частоты сердечных сокращений. Так в какой зоне вы сжигаете больше всего жира? Технически ваше тело сжигает больший процент калорий из жира во время аэробной активности низкой интенсивности, но это еще не все.Когда вы начинаете упражнения с низкой интенсивностью, около 50% сжигаемых калорий приходится на жир, тогда как в кардиозоне только 40% приходится на жир. Однако если посмотреть на фактическое количество сожженных калорий, то при более высокой интенсивности сжигается столько же жира и гораздо больше калорий в целом.

Изображение Эллисон Калабрезе / CC BY 4.0

Если вы знакомы с видами спорта на выносливость, возможно, вы слышали о «ударах в стену» или «битье». Эти разговорные термины относятся к крайней усталости, которая наступает примерно через 120 минут занятий спортом на выносливость, например марафонским бегом или велоспортом на длинные дистанции.Физиология, лежащая в основе «удара о стену», означает, что мышцы израсходовали весь свой запасенный гликоген и, следовательно, зависят от других питательных веществ для удовлетворения своих энергетических потребностей. Жирные кислоты транспортируются от жировых клеток к мышцам, чтобы восполнить дефицит питательных веществ. Однако жирным кислотам требуется больше времени для преобразования в энергию, чем глюкозе, что снижает уровень работоспособности. Чтобы избежать «ударов о стену» или «ударов», спортсмены на выносливость загружаются углеводами за несколько дней до соревнований, что называется углеводной загрузкой.Это позволит максимально увеличить запасы гликогена в печени и мышечных тканях спортсмена. Важно не думать, что углеводная загрузка работает для всех. Без сопутствующих тренировок на выносливость вы не увеличите запасы глюкозы. Если вы планируете пробежать пятимильную гонку для развлечения со своим другом и решите съесть большое количество углеводов в виде большого ужина из спагетти накануне вечером, избыток углеводов будет сохранен в виде жира. Следовательно, если вы не являетесь атлетом на выносливость и тренируетесь более 90 минут, углеводная загрузка не принесет пользы, а может даже иметь некоторые недостатки.Еще один способ для спортсменов избежать «удара о стену» — это употребление углеводосодержащих напитков и продуктов во время соревнований на выносливость. Фактически, на протяжении «Тур де Франс» — гонки на двадцать два дня и двадцать четыреста миль — средний велосипедист потребляет более 60 граммов углеводов в час.

Модуляция энергетического метаболизма, зависящая от кишечной микробиоты — FullText — Journal of Natural Immunity 2018, Vol. 10, № 3

Абстрактные

Микробиота кишечника стала фактором окружающей среды, который модулирует энергетический баланс хозяина.Он увеличивает способность хозяина собирать энергию из переваренной пищи и производит метаболиты и микробные продукты, такие как короткоцепочечные жирные кислоты, вторичные желчные кислоты и липополисахариды. Эти метаболиты и микробные продукты действуют как сигнальные молекулы, которые регулируют аппетит, моторику кишечника, потребление и хранение энергии, а также расход энергии. Некоторые данные свидетельствуют о том, что микробиота кишечника может влиять на развитие ожирения. Мыши без зародышей худее, чем мыши, выращенные традиционным способом, и они защищены от ожирения, вызванного диетой.Кроме того, люди с ожирением и грызуны имеют измененный состав кишечной микробиоты с меньшим филогенетическим разнообразием по сравнению с худыми людьми, а трансплантация кишечной микробиоты от субъектов с ожирением беспроблемным мышам может передать фенотип ожирения. Взятые вместе, эти результаты указывают на роль микробиоты кишечника в ожирении и предполагают, что микробиота кишечника может быть нацелена на улучшение метаболических заболеваний, таких как ожирение. В этом обзоре основное внимание уделяется роли микробиоты кишечника в регуляции энергетического баланса и ее потенциальной роли при ожирении.

© 2017 S. Karger AG, Базель

---

Симбиоз «хозяин-микробиота»

При рождении человеческое тело колонизируется микробами, что приводит к колонизации практически всех частей человеческого тела, находящихся в прямом контакте с внешней средой. Недавно было подсчитано, что 3,8 × 10 ¹³ микробов присутствуют в среднем у человека весом 70 кг [1]. В кишечнике, особенно в толстой кишке, больше всего микробов [2].У людей состав микробиоты кишечника изменяется в течение первого года жизни, и к 1 году жизни состав микробиоты становится более зрелым [3]. Это созревание зависит от пищи и требует прекращения грудного вскармливания, а не введения твердой пищи. На состав взрослой микробиоты влияют несколько факторов, включая диету, использование антибиотиков, гигиену и генетику хозяина [4,5]. Диетические вмешательства с диетами на основе растений и животных показали, что диета может быстро и воспроизводимо изменять состав микробиоты [4].Важность генетики хозяина в составе микробиоты была подчеркнута в исследовании популяции TwinsUK [5].

Большинство микробов, колонизирующих кишечник человека, относятся к типам Firmicutes и Bacteroidetes и, в меньшей степени, к актинобактериям, протеобактериям, Verrucomicrobia, Fusobacteria и Euryarchaeota [3]. Окружающая среда варьируется вдоль кишечника; 2 примера — крайние различия в pH и концентрации кислорода между желудком и толстой кишкой.Такие факторы окружающей среды влияют на способность различных бактерий колонизировать кишечник, что приводит к региональным вариациям в составе микробиоты [6]. Например, из-за более высокой концентрации кислорода в тонкой кишке, чем в толстой кишке, в верхней части тонкой кишки преобладают факультативные анаэробные и аэротолерантные микробы, в то время как в толстой кишке преобладают строго анаэробные микробы [6].

Из-за тесного взаимодействия между хозяином и кишечной микробиотой микробиота может влиять на физиологию и метаболизм хозяина.Комбинированный геном колонизирующих микробов, по оценкам, содержит по крайней мере в 100 раз больше генов, чем геном человека, а микробные продукты и метаболиты могут напрямую влиять на физиологию хозяина [2,7]. Микробиота выполняет множество важных функций, включая созревание иммунной системы хозяина, улучшение барьерной функции кишечника и предотвращение колонизации патогенных микробов. Таким образом, комменсальные микробы живут в симбиозе со своим хозяином. Помимо защиты хозяина от патогенов, комменсальные микробы также могут влиять на энергетический гомеостаз хозяина и играть роль в ожирении.

Изменения в составе микробиоты при ожирении

Болезни обмена веществ, такие как ожирение, связаны с изменениями в составе микробиоты кишечника как у людей, так и у грызунов. Некоторые исследования обнаружили повышенное соотношение Firmicutes-to-Bacteroides у людей и грызунов, страдающих ожирением, по сравнению с худой контрольной группой [8,9,10], но другие исследования не обнаружили такой разницы [11]. Однако, более последовательно, большинство исследований сообщают об уменьшении филогенного разнообразия и уменьшении количества бактериальных генов, присутствующих у людей с ожирением по сравнению с худыми [10,12].Кроме того, низкое микробное богатство также коррелирует с другими метаболическими параметрами, такими как сывороточный инсулин, инсулинорезистентность HOMA, а также уровни свободных жирных кислот и триглицеридов в плазме [12].

Потенциальная причинная роль кишечной микробиоты в ожирении подтверждается исследованиями, показывающими, что фенотип ожирения может передаваться при трансплантации кишечной микробиоты [9,13]. Turnbaugh et al. [9] показали, что колонизация стерильных (GF) мышей содержимым слепой кишки от мышей-доноров с ожирением приводила к увеличению веса у мышей-реципиентов по сравнению с колонизацией содержимым слепой кишки от мышей-доноров с ожирением.Кроме того, они показали, что колонизация микробиотой от тучной мыши-донора приводит к снижению экскреции каловой энергии, указывая на то, что кишечная микробиота от тучных доноров имеет повышенную способность собирать энергию из рациона. Трансплантация фекальной микробиоты человека от худых и страдающих ожирением доноров мышам-реципиентам также передала фенотип ожирения [13]. В то время как жировая масса мышей, которым была трансплантирована кишечная микробиота от доноров с ожирением, увеличилась через 2 недели после колонизации, у мышей, которым была трансплантирована кишечная микробиота от худых доноров, не увеличилось.Кроме того, совместное размещение мышей, получавших микробиоту кишечника от доноров с ожирением, с мышами, получавшими микробиоту кишечника от худых доноров, привело к снижению увеличения ожирения у мышей, колонизированных микробиотой кишечника от доноров с ожирением [13]. Микробиота слепой кишки у мышей, колонизированных кишечной микробиотой от доноров с ожирением, изменилась после совместного проживания, став более похожей на таковую у мышей, колонизированных кишечной микробиотой от худых доноров. В частности, вторжение конкретных представителей Bacteroidetes из «тощей микробиоты» к мышам, колонизированным «микробиотой ожирения», было связано со спасением фенотипа ожирения.Напротив, микробиота слепой кишки у мышей, колонизированных кишечной микробиотой от худых доноров, оставалась стабильной после совместного проживания. В совокупности эти результаты предполагают, что микробиота кишечника играет роль в регулировании энергетического баланса и развитии ожирения.

Микробиота кишечника и энергетический баланс хозяина

Мыши GF худые по сравнению с мышами, выращенными традиционным способом (CONV-R), а колонизация мышей GF приводит к быстрому увеличению веса и увеличению ожирения [14]. Частично это увеличение массы тела и ожирения можно объяснить увеличением поглощения энергии, опосредованным микробами.Микробы, обитающие в кишечнике, метаболизируют сложные углеводы, которые иначе не перевариваются, путем ферментации, что приводит к образованию короткоцепочечных жирных кислот (SCFA). SCFAs могут попадать в кишечник и, таким образом, действовать как источник энергии, вызывая повышенный сбор энергии из принятой пищи. По оценкам, на этот повышенный сбор энергии приходится 10% потребления энергии людьми, живущими в западном мире [15]. Эксперименты по колонизации дополнительно подчеркивают важность увеличения сбора энергии; было показано, что колонизация мышей GF приводит к увеличению массы тела и ожирению, даже несмотря на то, что колонизированные мыши имеют пониженное потребление пищи и повышенный расход энергии по сравнению с мышами GF [14].Взятые вместе, эти результаты предполагают, что SCFAs, продуцируемые ферментацией у людей и мышей, составляют значительную часть потребления энергии. Тем не менее, помимо роли кишечной микробиоты в поглощении энергии, есть свидетельства того, что кишечная микробиота напрямую модулирует регуляцию энергетического баланса хозяином. Мыши GF защищены от ожирения, вызванного диетой (DIO), когда им дают западную диету, содержащую небольшое количество сложных углеводов [16]. Таким образом, даже при низкой скорости ферментации присутствие кишечной микробиоты приводит к положительному энергетическому балансу.Однако взаимодействие микробиоты и диеты является сложным, и устойчивость к DIO у мышей, лишенных микробиоты, зависит от состава и источника жира в диете с высоким содержанием жиров (HFD) [17]. Повышенный расход энергии, а также повышенное содержание жира в кале и выделение энергии способствуют устойчивости к DIO у мышей GF при кормлении HFD на основе сала. В соответствии с этими результатами, показывающими повышенный расход энергии у мышей GF, недавно было показано, что у мышей, лишенных микробиоты, то есть у мышей, получавших GF или антибиотики, наблюдается повышенное потемнение как в паховой подкожной, так и в перигонадальной висцеральной жировой ткани [18].И GF, и мыши, получавшие антибиотики, имели повышенную экспрессию маркеров потемнения, включая несвязанный белок 1 (UCP-1), а также повышенное потребление кислорода изолированными адипоцитами [18]. В совокупности эти результаты предполагают, что повышенный расход энергии объясняет, по крайней мере, часть устойчивости к DIO у мышей GF.

Ось кишечник-мозг

Мозг получает информацию от периферических органов, таких как кишечник, и использует эту информацию для регулирования энергетического баланса. Между кишечником и мозгом существует двунаправленная связь, известная как ось кишечник-мозг.Мозг может передавать сигналы в кишечник посредством эфферентной передачи сигналов блуждающего нерва, а также через нейроэндокринные пути. Связь мозга с кишечными микробами может быть прямой, т. Е. Когда нейротрансмиттеры, включая катехоламины, 5-гидрокситриптамин (5-HT) и γ-аминомасляную кислоту (ГАМК), воспринимаются микробами, либо опосредованно, через влияние на них. кишечная среда. На кишечную среду могут влиять блуждающие эфферентные нервы, которые регулируют функции кишечника, такие как перистальтика кишечника, секреция кислоты и слизи, барьерная функция кишечника, а также иммунный ответ слизистой оболочки, которые тем самым влияют на состав и функцию кишечной микробиоты [19].

Кишечник сообщается с мозгом через переносимые кровью вещества или афферентные спинномозговые и блуждающие нервы, позволяя кишечнику и кишечной микробиоте передавать сигналы непосредственно в мозг. Микробные продукты и метаболиты, продуцируемые микробами, могут действовать как сигнальные молекулы и регулировать секрецию гормонов энтероэндокринными клетками кишечника. Эти гормоны включают пептид YY (PYY) [20] и глюкагоноподобный пептид-1 (GLP-1) [21,22], оба рецептора экспрессируются в областях мозга, которые регулируют энергетический баланс, включая гипоталамус [20]. , 23].

Лептин, микробиота и регулирование энергетического баланса гипоталамуса

Как упоминалось выше, гипоталамус является частью мозга, которая играет важную роль в регулировании энергетического баланса. Лептин, гормон, вырабатываемый в жировой ткани, действует на длинную форму рецептора лептина, которая сильно экспрессируется в нейронах гипоталамуса. Лептин выделяется из жировой ткани пропорционально количеству жира в организме и, таким образом, может передавать запасы энергии в мозг [24].Нейроны, экспрессирующие проопиомеланокортин (POMC), и нейроны, коэкспрессирующие агути-родственный белок (AgRP) и нейропептид Y (NPY), являются одними из наиболее изученных нейронов, нацеленных на лептин. Оба этих типа нейронов расположены в дугообразном ядре гипоталамуса (ARC). Лептин ингибирует орексигенные нейроны AgRP и активирует анорексигенные нейроны POMC, что приводит к снижению потребления пищи и увеличению расхода энергии. И AgRP, и POMC нейроны действуют на нейроны, экспрессирующие рецептор меланокортина 4 (MC4R) в паравентрикулярном ядре [24].

Большинство субъектов с ожирением и мышей DIO имеют высокий уровень циркулирующего лептина, но устойчивы к лептину и имеют нарушенный ответ на лептин. Таким образом, снижается опосредованное лептином уменьшение потребления пищи и увеличение расхода энергии. Устойчивость к лептину гипоталамуса наблюдается в течение нескольких дней после перехода на HFD у грызунов, прежде чем будет наблюдаться какая-либо значительная разница в весе. Таким образом, считается, что резистентность к лептину играет центральную роль в патогенезе ожирения.Интересно, что у мышей GF была показана улучшенная чувствительность к лептину по сравнению с мышами CONV-R [21]. Внутрибрюшинная инъекция лептина приводит к большей потере веса у мышей GF, получавших пищу, по сравнению с мышами CONV-R. Более того, супрессор передачи сигналов цитокинов 3 (SOCS3), ингибитор передачи сигналов внутриклеточного лептина, повышен у мышей CONV-R по сравнению с мышами GF, потенциально способствуя разнице в чувствительности к лептину [21].

Резистентность к лептину может быть вызвана различными механизмами, включая снижение внутриклеточной передачи сигналов, нарушение транспорта через гематоэнцефалический барьер (ГЭБ), а также воспаление гипоталамуса и повреждение нейронов.Переход на HFD приводит к воспалению гипоталамуса до того, как наблюдается увеличение веса, и результаты показывают, что такое воспаление может вызвать резистентность к лептину [25,26]. Воспаление гипоталамуса характеризуется повышенным количеством и реактивностью микроглии и астроцитов в медиобазальном гипоталамусе, повышенной экспрессией медиаторов воспаления и повреждением нейронов. Роль кишечной микробиоты в воспалении гипоталамуса, вызванном диетой, неизвестна. Однако результаты показывают, что свойства микроглии различаются у мышей GF и CONV-R.Эрни и др. [27] показали, что у мышей GF есть незрелые клетки микроглии, которые неспособны нормально реагировать на стимулы липополисахаридов (ЛПС). Кроме того, они показали, что микроглия нуждается в постоянной стимуляции кишечной микробиоты, чтобы оставаться зрелой; 4-недельное лечение антибиотиками привело к появлению незрелых клеток микроглии с нарушенным ответом на LPS. Введение SCFAs мышам GF восстанавливало фенотип незрелой микроглии, а у мышей, лишенных рецептора SCFA GPR43, микроглия была сильно деформирована, которая имитировала микроглию у мышей GF.

Медиобазальный гипоталамус, включая ARC, уникально расположен недалеко от срединного возвышения, в области с неполным ГЭБ. Благодаря такому расположению нейроны медиобазального гипоталамуса могут легче воспринимать вещества в крови, такие как микробные продукты и метаболиты, а также гормональные сигналы, индуцированные микробами. Микробиота кишечника также может регулировать доступ мозга к факторам кровообращения, влияя на проницаемость ГЭБ. Braniste et al. [28] показали, что у мышей GF проницаемость ГЭБ повышена по сравнению с мышами CONV-R.Это различие уже наблюдалось в эмбриональном состоянии, предполагая, что микробиота кишечника матери может влиять на развитие ГЭБ в эмбрионе. У мышей GF были неорганизованные плотные контакты и сниженная экспрессия белков плотных контактов окклюдина и клаудина-5. Кроме того, колонизация мышей GF приводила к снижению проницаемости ГЭБ, что было связано с повышенной экспрессией окклюдина [28]. Взятые вместе, микробиота может модулировать гипоталамическую регуляцию энергетического баланса, например, влияя на чувствительность к лептину, функцию микроглии и проницаемость ГЭБ.

Передача сигналов через метаболиты микробов

Микробиота кишечника влияет на энергетический метаболизм хозяина через свои микробные продукты и метаболиты (рис. 1). Существует тесная связь между диетой, микробиотой кишечника и влиянием на метаболизм хозяина [29,30]. Как упоминалось выше, определенные диетические компоненты будут благоприятствовать одним микробам, но не другим, и поэтому диета будет сильно влиять на состав микробиоты кишечника. Кроме того, состав диеты также определяет, какие метаболиты вырабатываются микробиотой кишечника.

Рис. 1

Модуляция энергетического метаболизма, зависимая от кишечной микробиоты. У людей с ожирением, а также у мышей с ожирением микробиота кишечника изменена по сравнению с худой контрольной группой, и этот состав микробиоты кишечника может передавать фенотип ожирения при трансплантации мыши-реципиенту. Исследования с использованием GF, обработанных антибиотиками и CONV-R мышей дикого типа и мутантных мышей показали, что микробиота кишечника может модулировать важные процессы в регуляции энергетического баланса. Диета сильно влияет на состав микробиоты кишечника и определяет, какие метаболиты вырабатываются микробиотой кишечника.Эти метаболиты включают SCFA и вторичные желчные кислоты, которые, в свою очередь, могут связываться со своими рецепторами и тем самым активировать специфические сигнальные пути в организме хозяина. Они также могут регулировать секрецию гормонов, таких как GLP-1, PYY и лептин, которые оказывают свое действие на мозг через кровообращение или путем связывания с афферентными нервами блуждающего нерва. Микробиота кишечника также может модулировать метаболизм хозяина с помощью микробных продуктов, включая LPS, который вызывает слабое воспаление, и ClpB, который может напрямую влиять на активность нейронов POMC в гипоталамусе.Микробиота кишечника также оказывает сильное влияние на барьерную функцию кишечника, иммунную систему и иммунный ответ. Вместе эти сигналы влияют на потребление пищи, моторику кишечника, усвоение питательных веществ, а также на использование и расход энергии. SCFAs, короткоцепочечные жирные кислоты; GLP-1, глюкагоноподобный пептид-1; 5-HT, 5-гидрокситриптамин; PYY, пептид YY; ЛПС, липополисахарид; LPR, рецептор лептина; ПОМК, проопиомеланокортин; CART, транскрипт, регулируемый кокаином и амфетамином; AgRP, родственный агути белок; NPY, нейропептид Y; MC4R, рецептор меланокортина 4.

Сигнализация SCFA

SCFA, бутират, пропионат и ацетат, образующиеся при ферментации, являются одними из наиболее изученных бактериальных метаболитов. Помимо того, что они являются источником энергии, эти SCFAs могут также действовать как сигнальные молекулы, связываясь со своими G-белками рецепторами GPR43 и GPR41 [31]. GPR43 в основном экспрессируется в иммунных клетках и адипоцитах, и предполагается, что он играет важную роль в энергетическом гомеостазе. GPR43-дефицитные мыши страдают ожирением, когда их кормят кормовой диетой, а мыши со сверхэкспрессией GPR43, специфически в жировой ткани, устойчивы к DIO при кормлении HFD [32].SCFA-опосредованная активация GPR43 в жировой ткани подавляет передачу сигналов инсулина и снижает накопление липидов в адипоцитах, а также увеличивает окисление липидов в других тканях, что приводит к увеличению расхода энергии [32]. Фенотипы массы тела у мышей, сверхэкспрессирующих GPR43 в жировой ткани, и мышей, лишенных GPR43, требуют присутствия микробов [32].

В дополнение к GPR43, SCFAs также действуют на GPR41, который высоко экспрессируется в жировой ткани, а также в субпопуляции энтероэндокринных клеток эпителия кишечника [31,33].Хотя мыши CONV-R, лишенные GPR41, худее, чем мыши дикого типа, такой разницы в весе не наблюдается, когда мышей содержат в условиях GF [33]. Было показано, что активация GPR41 в жировой ткани SCFAs стимулирует экспрессию лептина in vitro, а пероральное введение пропионата увеличивает циркулирующие уровни лептина [34]. В соответствии с этими результатами, у мышей с дефицитом GPR41 были снижены уровни циркулирующего лептина пропорционально их жировой массе, эффект, который исчезает, когда у мышей отсутствует микробиота [33].В дополнение к этим эффектам на уровни лептина, мыши с дефицитом CONV-R GPR41 имели пониженную экспрессию гена Pyy , кодирующего энтероэндокринный гормон PYY. PYY подавляет перистальтику кишечника, а мыши с дефицитом GPR41 имели более быстрое время прохождения через кишечник, извлекали меньше калорий из диеты, богатой полисахаридами, и выделяли больше SCFA, что приводило к фенотипу постного мяса. Взятые вместе, эти результаты предполагают, что продуцируемые микробами SCFAs действуют как на GPR43, так и на GPR41, и тем самым играют важную роль в регуляции энергетического гомеостаза.

Инкретиновый гормон GLP-1 кодируется геном Gcg и в основном продуцируется в стволе мозга и L-клетках кишечника [21,22]. SCFAs, включая пропионат, как было показано, стимулируют секрецию GLP-1 в культурах крипт толстой кишки (мышиные L-клетки), а также повышают уровни GLP-1 в плазме у грызунов посредством GPR43-зависимого механизма [35]. Однако эффекты SCFAs на секрецию GLP-1 сложны и зависят от доступности энергии. Недавние открытия предполагают, что экспрессия Gcg в L-клетках толстой кишки активируется, когда колоноциты лишены энергии.Поскольку колоноциты используют SCFAs в качестве основного источника энергии, уменьшение SCFAs приводит к лишенным энергии колоноцитам [36] и более высокой экспрессии Gcg . Таким образом, несмотря на то, что мыши, получавшие GF и антибиотики, имеют низкую концентрацию SCFAs в содержимом слепой кишки из-за сниженной или отсутствующей ферментации, эти мыши имеют высокую экспрессию Gcg в толстой кишке и высокие уровни GLP-1 в плазме [22]. Более того, введение SCFAs снижает экспрессию Gcg в толстой кишке у GF мышей ex vivo, а кормление HFD нормализует эту экспрессию in vivo [22], подтверждая идею о том, что доступность энергии регулирует экспрессию Gcg .Хотя повышенный уровень GLP-1 у мышей GF не улучшает инкретиновый ответ, он приводит к более медленному времени прохождения через кишечник, что позволяет более эффективно усваивать питательные вещества.

Помимо воздействия GLP-1 на кишечник, он также обладает анорексическим действием [37]. Кроме того, исследования на грызунах показали, что внутривенное введение GLP-1 приводит к увеличению потребления кислорода всем телом, а также к повышению температуры тела [37]. GLP-1 имеет период полураспада в кровотоке примерно 1-2 мин из-за быстрой деградации ферментом дипептидилпептидазой IV [22].Поэтому считается, что GLP-1 оказывает большую часть своих эффектов путем связывания рецепторов на афферентных нервах блуждающего нерва. Афферентные нервы желудка и блуждающего нерва быстро реагируют на внутривенное введение GLP-1, и этот ответ снижается предварительной обработкой антагонистом рецептора GLP-1 эксендином 9-39, что указывает на то, что действие GLP-1 опосредуется рецептором GLP-1, расположенным на афферентные блуждающие нервы [23]. Однако рецептор GLP-1 также экспрессируется в гипоталамусе и стволе мозга, областях мозга, участвующих в регуляции энергетического гомеостаза, и, таким образом, GLP-1 может также напрямую нацеливаться на нейроны, экспрессирующие рецептор GLP-1 [21,38 ].Взятые вместе, микробиота кишечника продуцирует SCFAs, которые действуют как сигнальные молекулы и тем самым модулируют секрецию GLP-1, PYY и лептина, а также влияют на перистальтику кишечника и время прохождения через кишечник, а также накопление жира в жировой ткани .

Сигнализация желчной кислоты

Помимо производства SCFA, микробиота кишечника метаболизирует первичные желчные кислоты до вторичных желчных кислот. Первичные желчные кислоты производятся из холестерина в печени и выделяются в двенадцатиперстную кишку после еды.Первичные желчные кислоты, вырабатываемые людьми и грызунами, различаются; в то время как хенодезоксихолевая кислота и холевая кислота продуцируются у людей, холевая кислота и соляная кислота продуцируются у грызунов [39]. В кишечнике желчные кислоты действуют как поверхностно-активные вещества, облегчая действие липаз на переваренный жир и увеличивая всасывание жира. Однако, помимо этих эффектов, желчные кислоты могут также действовать как сигнальные молекулы, связываясь со своими рецепторами, рецептором фарнезоида X (FXR) и мембранным рецептором 5, связанным с G-белком (TGR5) [39].Когда первичные желчные кислоты секретируются в просвет кишечника, кишечные микробы получают к ним доступ и могут метаболизировать их посредством деконъюгации, дегидрирования, дигидроксилирования и эпимеризации. В зависимости от модификации изменяются свойства желчных кислот, что, в свою очередь, модулирует их сигнальную способность. Например, в то время как основными лигандами FXR являются первичные желчные кислоты, хенодезоксихолевая кислота и холевая кислота, TGR5 в первую очередь связывается со вторичными желчными кислотами, литохолевой кислотой и дезоксихолевой кислотой [39].Желчные кислоты могут передавать сигналы через эти рецепторы, чтобы регулировать, например, синтез самих желчных кислот и секрецию энтероэндокринных гормонов. Например, было показано, что активация TGR5 в энтероэндокринных L-клетках вызывает высвобождение GLP-1 [40].

Синтез желчных кислот регулируется отрицательной обратной связью через активацию FXR. У грызунов холевая кислота активирует передачу сигналов FXR в кишечнике и оказывает отрицательную обратную связь на синтез желчных кислот. Напротив, тауро-конъюгированные бета- и альфа-мюрихолевые кислоты действуют как антагонисты FXR и, таким образом, уменьшают эту отрицательную обратную связь.Таким образом, мыши CONV-R, у которых снижены уровни тауро-конъюгированных бета- и альфа-мюрихолевых кислот, имеют повышенную экспрессию фактора роста фибробластов 15 ( Fgf15 ) в кишечнике, сниженную экспрессию холестерин 7a-гидроксилазы ( Cyp7a1 ). ) в печени и сниженный пул энтерогепатических желчных кислот по сравнению с мышами GF [41]. Более того, микробиота влияет на метаболизм всего тела через передачу сигналов FXR; в то время как у мышей CONV-R дикого типа развивается DIO при скармливании HFD, мыши CONV-R Fxr ^{— / —} и мыши GF устойчивы к DIO [42].У мышей CONV-R дикого типа, получавших HFD, также развиваются воспаление жировой ткани и стеатоз печени, но эти фенотипы отсутствуют у мышей Fxr ^{— / —} или у мышей GF, получавших HFD. Более того, передача сигналов FXR изменяет состав кишечной микробиоты, а колонизация мышей GF содержимым слепой кишки от мышей-доноров дикого типа, получавших HFD, приводит к большему увеличению веса, чем колонизация мышей GF с содержимым слепой кишки из Fxr , получавших HFD. ^{— / —} мышь-донор. Взятые вместе, микробиота метаболизирует первичные желчные кислоты до вторичных желчных кислот, и они могут передавать сигналы через FXR и TGR5, чтобы регулировать метаболизм хозяина, включая синтез желчных кислот и секрецию GLP-1.

Сигнализация 5-гидрокситриптамина

Другой важной сигнальной молекулой является 5-HT (также известный как серотонин), который вырабатывается микробами и энтероэндокринными клетками в кишечнике. Примерно 90% 5-HT организма присутствует в энтерохромаффинных клетках кишечника, где он регулирует движение кишечника. 5-HT высвобождается из энтерохромаффинных клеток при внутрипросветном давлении, что приводит к активации рецепторов и перистальтическому движению [43]. Также было показано, что 5-HT, полученный из кишечника, важен для адаптации, индуцированной голоданием, путем стимулирования липолиза в жировой ткани и глюконеогенеза в печени, тем самым увеличивая доступность энергии для других органов тела [44].Микробиота кишечника связана с более высокой экспрессией в кишечнике триптофангидроксилазы 1 ( Tph2 ), фермента, ограничивающего скорость синтеза 5-HT, и стимуляции BON-клеток (модель энтерохромаффинных клеток человека) ацетатом и бутиратом. к увеличению экспрессии Tph2 in vitro [45]. Рецепторы 5-HT экспрессируются во многих типах клеток кишечника, включая энтерохромаффинные клетки, бокаловидные клетки, энтероциты, афферентные нервы блуждающего нерва и спинного мозга, а также кишечные нервы [43].В совокупности эти результаты предполагают, что микробиота кишечника влияет на уровни 5-HT, которые, в свою очередь, регулируют такие важные функции, как перистальтика кишечника, липолиз и глюконеогенез, вызванные голоданием.

Передача сигналов через микробные продукты

Помимо метаболитов, микробы также могут воздействовать на хозяина, производя микробные продукты, такие как LPS и казеинолитическая протеаза B (ClpB).

Сигнал LPS

Болезни обмена веществ, такие как ожирение и диабет 2 типа, характеризуются воспалением слабой степени с повышенным уровнем циркулирующего LPS, т.е.э., эндотоксемия [46]. Повышенные уровни LPS, аналогичные тем, которые наблюдаются после кормления HFD в течение 4 недель, могут сами по себе вызывать увеличение веса и резистентность к инсулину через механизм, который зависит от рецептора LPS, CD14 [46]. В то время как кормление с высоким содержанием жиров и введение ЛПС вызывали повышенную экспрессию медиаторов воспаления, инфильтрацию макрофагами в белой жировой ткани и увеличение веса у мышей дикого типа, эти эффекты притуплялись у мышей, лишенных CD14. Лечение антибиотиками устраняло вызванную HFD эндотоксемию, гипертрофию адипоцитов, воспаление и инфильтрацию микрофагов в белой жировой ткани [47].

Воспаление белой жировой ткани, вызванное микробиотой, зависит от пищевого состава HFD. Кормление HFD на основе свиного сала приводит к изменению состава микробиоты кишечника, что, в свою очередь, вызывает повышение уровня LPS в плазме и воспаление в жировой ткани (посредством передачи сигналов Toll-подобных рецепторов) [48]. Напротив, кормление HFD на основе рыбьего жира приводит к другому составу микробиоты кишечника и не вызывает воспаления жировой ткани в той же степени, что и при использовании HFD на основе жира.Интересно, что когда мышам-реципиентам трансплантировали микробиоту кишечника от мышей, которых кормили жиром или рыбьим жиром, а затем кормили HFD на основе сала, у мышей, получавших микробиоту кишечника от мышей, получавших рыбий жир, снижался прирост веса и уменьшалось воспаление жировой ткани. по сравнению с теми, кто получал микробиоту кишечника от мышей, которых кормили жиром.

Данные свидетельствуют о том, что повышенные уровни циркулирующего ЛПС после кормления с высоким содержанием жиров могут быть результатом более проницаемого кишечного барьера. Кормление HFD увеличивает проницаемость кишечника за счет снижения экспрессии белков плотного соединения, включая zonula occludens 1 и окклюдин [47].Однако лечение антибиотиками восстановило экспрессию этих белков с плотным контактом, и проницаемость кишечника у мышей, получавших антибиотики, получавших HFD, оставалась такой же, как у мышей, получавших пищу. Также имеются данные о том, что хиломикроны, образующиеся в кишечнике, способствуют всасыванию ЛПС в кишечнике [49]. Клетки кишечного эпителия усваивают ЛПС и транспортируют его в аппарат Гольджи, где он связывается с вновь образованными хиломикронами и попадает в молочные железы. Кормление HFD увеличивает образование хиломикронов, что, в свою очередь, может увеличить абсорбцию LPS.

Взятые вместе, эти результаты предполагают, что ЛПС кишечных микробов может способствовать развитию метаболических заболеваний. Кормление HFD изменяет состав микробиоты кишечника и увеличивает абсорбцию LPS, что приводит к увеличению уровней циркулирующего LPS.

ClpB Signaling

Микробиота кишечника также участвует в контроле аппетита путем модуляции функции нейронов гипоталамуса POMC посредством бактериального продукта ClpB [50]. Инфузия питательных веществ в толстой кишке вызывает начальный экспоненциальный рост бактерий, который примерно через 20 минут переходит в стационарную фазу роста.Количество различных белков E. coli варьируется в разные фазы роста. Например, ClpB, бактериальный белковый миметик α-меланоцит-стимулирующего гормона, увеличивается в стационарной фазе роста. Бретон и др. [50] показали, что ClpB может действовать непосредственно на нейроны POMC гипоталамуса и увеличивать возбуждение этих нейронов и тем самым вызывать чувство насыщения. Таким образом, комменсальные микробы, такие как E. coli , могут регулировать сытость хозяина с помощью его бактериальных белков, обилие которых связано с индуцированным питательными веществами бактериальным ростом.

Резюме

В заключение, комменсальные кишечные микробы живут в симбиозе со своим хозяином, влияя на многие важные функции, включая регулирование энергетического баланса. Микробиота кишечника увеличивает потребление энергии и производит метаболиты и бактериальные продукты, которые действуют как сигнальные молекулы, связываясь с рецепторами в кишечнике и других метаболически активных органах. Эти сигналы приводят к изменениям аппетита, перистальтики кишечника, потребления и хранения энергии, а также к расходу энергии, что приводит к чистому положительному энергетическому балансу и увеличению веса.У людей с ожирением и грызунов состав микробиоты кишечника изменен с меньшим разнообразием, чем у худых людей, а трансплантация микробиоты передает этот фенотип ожирения, предполагая, что микробиота кишечника играет роль в развитии ожирения. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить, как можно изменить функцию кишечной микробиоты для получения долгосрочных полезных метаболических эффектов.

Благодарности

Мы благодарим Анну Халлен за помощь с рисунком. Авторы поддерживаются грантами Шведского исследовательского совета, Фонда Оке Виберга, Фонда Магнуса Бергвалля, Фонда Вильгельма и Мартины Лундгрен, а также международным стартовым грантом Академии Сальгренска.

Список литературы

1. Sender R, Fuchs S, Milo R: Неужели нас действительно намного меньше? Возвращаясь к соотношению бактериальных клеток и клеток-хозяев у человека. Cell 2016; 164: 337-340.
2. Gill SR, Pop M, Deboy RT, Eckburg PB, Turnbaugh PJ, Samuel BS, Gordon JI, Relman DA, Fraser-Liggett CM, Nelson KE: Метагеномный анализ микробиома дистального отдела кишечника человека.Наука 2006; 312: 1355-1359.
3. Backhed F, Roswall J, Peng Y, Feng Q, Jia H, Kovatcheva-Datchary P, et al: Динамика и стабилизация микробиома кишечника человека в течение первого года жизни. Клеточный микроб-хозяин 2015; 17: 690-703.
4. Дэвид Л.А., Морис К.Ф., Кармоди Р.Н., Гутенберг Д.Б., Баттон Дж.Э., Вулф Б.Е., Линг А.В., Девлин А.С., Варма Й., Фишбах М.А., Биддингер С.Б., Даттон Р.Дж., Тернбо П.Дж.: Диета быстро и воспроизводимо изменяет микробиом кишечника человека.Природа 2014; 505: 559-563.
5. Goodrich JK, Waters JL, Poole AC, Sutter JL, Koren O, Blekhman R, Beaumont M, Van Treuren W., Knight R, Bell JT, Spector TD, Clark AG, Ley RE: Генетика человека формирует микробиом кишечника. Cell 2014; 159: 789-799.
6. Дональдсон Г.П., Ли С.М., Мазманян С.К .: Биогеография кишечника бактериальной микробиоты.Nat Rev Microbiol 2016; 14: 20-32.
7. Ли Дж., Цзя Х., Цай Х, Чжун Х, Фэн К., Сунагава С. и др.: Интегрированный каталог эталонных генов в микробиоме кишечника человека. Nat Biotechnol 2014; 32: 834-841.
8. Ley RE, Turnbaugh PJ, Klein S, Gordon JI: Микробная экология: кишечные микробы человека, связанные с ожирением.Природа 2006; 444: 1022-1023.
9. Turnbaugh PJ, Ley RE, Mahowald MA, Magrini V, Mardis ER, Gordon JI: кишечный микробиом, связанный с ожирением, с повышенной способностью собирать энергию. Природа 2006; 444: 1027-1031.
10. Turnbaugh PJ, Hamady M, Yatsunenko T., Cantarel BL, Duncan A, Ley RE, Sogin ML, Jones WJ, Roe BA, Affourtit JP, Egholm M, Henrissat B, Heath AC, Knight R, Gordon JI: основной микробиом кишечника в ожирение и худощавые близнецы.Природа 2009; 457: 480-484.
11. Дункан С.Х., Лобли Г.Е., Холтроп Дж., Инс Дж., Джонстон А.М., Луис П., Флинт Х.Дж.: Микробиота толстой кишки человека, связанная с диетой, ожирением и потерей веса. Инт Дж. Обес (Лондон) 2008; 32: 1720-1724.
12. Ле Шателье Э, Нильсен Т., Цинь Дж, Прифти Э, Хильдебранд Ф, Фалони Дж. И др.: Богатство микробиома кишечника человека коррелирует с метаболическими маркерами.Природа 2013; 500: 541-546.
13. Ридаура В.К., Фейт Дж. Дж., Рей Ф. Е., Ченг Дж., Дункан А. Е., Кау А. Л. и др.: Кишечная микробиота близнецов, не согласных с ожирением, модулирует метаболизм у мышей. Наука 2013; 341: 1241214.
14. Backhed F, Ding H, Wang T, Hooper LV, Koh GY, Nagy A, Semenkovich CF, Gordon JI: Микробиота кишечника как фактор окружающей среды, регулирующий накопление жира.Proc Natl Acad Sci USA 2004; 101: 15718-15723.
15. Макнил Н.И.: Вклад толстой кишки в снабжение энергией человека. Am J Clin Nutr 1984; 39: 338-342.
16. Backhed F, Manchester JK, Semenkovich CF, Gordon JI: Механизмы, лежащие в основе устойчивости к ожирению, вызванному диетой, у стерильных мышей.Proc Natl Acad Sci USA 2007; 104: 979-984.
17. Кубек Р., Бонет-Риполл С., Хоффманн С., Уокер А., Мюллер В.М., Шуппель В.Л., Лагкувардос I, Шольц Б., Энгель К.Х., Даниэль Х., Шмитт-Копплин П., Халлер Д., Клавель Т., Клингенспор М: Диетический жир и кишечник взаимодействия микробиоты определяют ожирение, вызванное диетой, у мышей.Мол Метаб 2016; 5: 1162-1174.
18. Суарес-Заморано Н., Фаббиано С., Шевалье С., Стоянович О., Колин Д. Д., Стеванович А. и др.: Истощение микробиоты способствует потемнению белой жировой ткани и снижает ожирение. Нат Мед 2015; 21: 1497-1501.
19. Коллинз С. М., Сюретт М., Берцик П. Взаимодействие между кишечной микробиотой и мозгом.Nat Rev Microbiol 2012; 10: 735-742.
20. Koda S, Date Y, Murakami N, Shimbara T, Hanada T, Toshinai K, Niijima A, Furuya M, Inomata N, Osuye K, Nakazato M: роль блуждающего нерва в периферическом сокращении кормления, вызванном PYY3-36, у крыс . Эндокринология 2005; 146: 2369-2375.
21. Schele E, Grahnemo L, Anesten F, Hallen A, Backhed F, Jansson JO: микробиота кишечника снижает чувствительность к лептину и экспрессию подавляющих ожирение нейропептидов проглюкагона (GCG) и нейротрофического фактора мозга (BDNF) в центральной нервной системе. система.Эндокринология 2013; 154: 3643-3651.
22. Wichmann A, Allahyar A, Greiner TU, Plovier H, Lunden GO, Larsson T., Drucker DJ, Delzenne NM, Cani PD, Backhed F. Микробная модуляция доступности энергии в толстой кишке регулирует кишечный транзит. Микроб-хозяин клетки 2013; 14: 582-590.
23. Bucinskaite V, Tolessa T, Pedersen J, Rydqvist B, Zerihun L, Holst JJ, Hellstrom PM: Опосредованная рецептором активация афферентов желудочного блуждающего нерва глюкагоноподобным пептидом-1 у крыс. Нейрогастроэнтерол Мотил 2009; 21: 978.
24. Flak JN, Myers MG Jr: Мини-обзор: механизмы действия лептина в ЦНС.Мол Эндокринол 2016; 30: 3-12.
25. Талер JP, Yi CX, Schur EA, Guyenet SJ, Hwang BH, Dietrich MO и др.: Ожирение связано с повреждением гипоталамуса у грызунов и людей. Дж. Клин Инвест 2012; 122: 153-162.
26. Вальдеаркос М., Роббли М.М., Бенджамин Д.И., Номура Д.К., Сюй А.В., Коливад С.К .: Микроглия определяет влияние потребления насыщенных жиров на воспаление гипоталамуса и нейрональную функцию.Cell Rep 2014; 9: 2124-2138.
27. Эрни Д., Грабе де Ангелис А.Л., Джайтин Д., Вигхофер П., Сташевский О., Дэвид Э. и др.: Микробиота хозяина постоянно контролирует созревание и функцию микроглии в ЦНС. Нат Neurosci 2015; 18: 965-977.
28. Бранисте В., Аль-Асмах М., Коваль С., Ануар Ф., Аббаспур А., Тот М., Корецка А., Бакочевич Н., Нг Л.Г., Кунду П., Гуляс Б., Халлдин С., Халтенби К., Нильссон Н., Хеберт Н., Вольпе Б.Т., Даймонд Б., Петтерссон С. Микробиота кишечника влияет на проницаемость гематоэнцефалического барьера у мышей.Sci Transl Med 2014; 6: 263ra158.
29. Tremaroli V, Backhed F: Функциональные взаимодействия между кишечной микробиотой и метаболизмом хозяина. Природа 2012; 489: 242-249.
30. Цезарь Р., Найгрен Х., Оресик М., Бэкхед Ф .: Взаимодействие между пищевыми липидами и кишечной микробиотой регулирует метаболизм холестерина в печени.Журнал липидов, 2016; 57: 474-481.
31. Brown AJ, Goldsworthy SM, Barnes AA, Eilert MM, Tcheang L, Daniels D, et al: Рецепторы GPR41 и GPR43, связанные с сиротским G-белком, активируются пропионатом и другими карбоновыми кислотами с короткой цепью. J Biol Chem 2003; 278: 11312-11319.
32. Кимура И., Одзава К., Иноуэ Д., Имамура Т., Кимура К., Маеда Т. и др.: Микробиота кишечника подавляет инсулино-опосредованное накопление жира через рецептор короткоцепочечных жирных кислот GPR43.Нац Коммуна 2013; 4: 1829.
33. Samuel BS, Shaito A, Motoike T, Rey FE, Backhed F, Manchester JK, Hammer RE, Williams SC, Crowley J, Yanagisawa M, Gordon JI: Воздействие микробиоты кишечника на ожирение хозяина модулируется короткоцепочечной жирной кислотой. кислотосвязывающий рецептор, связанный с G-белком, GPR41.Proc Natl Acad Sci USA 2008; 105: 16767-16772.
34. Xiong Y, Miyamoto N, Shibata K, Valasek MA, Motoike T, Kedzierski RM, Yanagisawa M: Короткоцепочечные жирные кислоты стимулируют выработку лептина в адипоцитах через рецептор, связанный с G-белком GPR41. Proc Natl Acad Sci USA 2004; 101: 1045-1050.
35. Психас А., Слит М.Л., Мерфи К.Г., Брукс Л., Бьюик Г.А., Ханиалоглу А.С., Гатеи М.А., Блум С.Р., Фрост Г.Пропионат жирных кислот с короткой цепью стимулирует секрецию GLP-1 и PYY через рецептор 2 свободных жирных кислот у грызунов. Инт Дж. Обес (Лондон) 2015; 39: 424-429.
36. Донохо Д.Р., Гарге Н., Чжан Х, Сан В., О’Коннелл TM, Бангер М.К., Бултман С.Дж.: Микробиом и бутират регулируют энергетический обмен и аутофагию в толстой кишке млекопитающих.Cell Metab 2011; 13: 517-526.
37. Осака Т., Эндо М., Ямакава М., Иноуэ С. Расход энергии при внутривенном введении глюкагоноподобного пептида-1, опосредованный нижним стволом мозга и симпатоадреналовой системой. Пептиды 2005; 26: 1623-1631.
38. Secher A, Jelsing J, Baquero AF, Hecksher-Sorensen J, Cowley MA, Dalboge LS и др.: Дугообразное ядро ​​опосредует потерю веса, зависимую от лираглутида, агониста рецептора GLP-1.Дж. Клин Инвест, 2014; 124: 4473-4488.
39. Wahlstrom A, Kovatcheva-Datchary P, Stahlman M, Khan MT, Backhed F, Marschall HU: индукция передачи сигналов рецептора фарнезоида X у стерильных мышей, колонизированных человеческой микробиотой. Журнал Lipid Res 2017; 58: 412-419.
40. Thomas C, Gioiello A, Noriega L, Strehle A, Oury J, Rizzo G, et al: TGR5-опосредованное восприятие желчных кислот контролирует гомеостаз глюкозы.Cell Metab 2009; 10: 167-177.
41. Sayin SI, Wahlstrom A, Felin J, Jantti S, Marschall HU, Bamberg K, Angelin B, Hyotylainen T, Oresic M, Backhed F. Кишечная микробиота регулирует метаболизм желчных кислот за счет снижения уровня тауро-бета-мюрихолевой кислоты, естественно возникающий антагонист FXR.Cell Metab 2013; 17: 225-235.
42. Парсей А, Соммер Н., Соммер Ф., Цезарь Р., Молинаро А., Штальман М., Грейнер Т.Ю., Перкинс Р., Бэкхед Ф .: Ожирение, вызванное микробиотой, требует рецептора фарнезоида X. Gut 2017; 66: 429-437.
43. Mawe GM, Hoffman JM: Передача сигналов серотонина в кишечных функциях, дисфункциях и терапевтических целях.Нат Рев Гастроэнтерол Гепатол 2013; 10: 473-486.
44. Sumara G, Sumara O, Kim JK, Karsenty G: Серотонин кишечного происхождения является многофункциональным детерминантом адаптации к голоданию. Cell Metab 2012; 16: 588-600.
45. Reigstad CS, Salmonson CE, Rainey JF 3rd, Szurszewski JH, Linden DR, Sonnenburg JL, Farrugia G, Kashyap PC: Кишечные микробы способствуют выработке серотонина в толстой кишке за счет воздействия короткоцепочечных жирных кислот на энтерохромаффинные клетки.FASEB J 2015; 29: 1395-1403.
46. Cani PD, Amar J, Iglesias MA, Poggi M, Knauf C, Bastelica D, et al: Метаболическая эндотоксемия вызывает ожирение и инсулинорезистентность. Диабет 2007; 56: 1761-1772.
47. Cani PD, Bibiloni R, Knauf C, Waget A, Neyrinck AM, Delzenne NM, Burcelin R: Изменения кишечной микробиоты, контролирующие метаболическое воспаление, вызванное эндотоксемией, при ожирении, вызванном диетой с высоким содержанием жиров, и диабете у мышей.Диабет 2008; 57: 1470-1481.
48. Цезарь Р., Тремароли В., Ковачева-Датчари П., Кани П. Д., Бэкхед Ф .: Перекрестное взаимодействие между микробиотой кишечника и пищевыми липидами усугубляет воспаление WAT посредством передачи сигналов TLR. Cell Metab 2015; 22: 658-668.
49. Гошал С., Витта Дж., Чжун Дж., Де Вильерс В., Экхардт Э. Хиломикроны способствуют всасыванию липополисахаридов в кишечнике.Журнал липидных исследований 2009; 50: 90-97.
50. Бретон Дж., Теннун Н., Лукас Н., Франсуа М., Легранд Р., Жакмот Дж. И др.: Комменсальные белки кишечника E. coli активируют пути насыщения хозяина после индуцированного питательными веществами роста бактерий. Cell Metab 2016; 23: 324-334.

---

Автор Контакты

Доктор.Луиза Э. Олофссон

Лаборатория Валленберга, Университетская больница Сальгренска

Бруна Строкет 16

SE-413 45 Гётеборг (Швеция)

Электронная почта [email protected]

---

Подробности статьи / публикации

Предварительный просмотр первой страницы

Получено: 21 августа 2017 г.
Принято: 14 сентября 2017 г.
Опубликовано онлайн: 8 ноября 2017 г.
Дата выпуска: июнь 2018 г.

Количество страниц для печати: 9
Количество рисунков: 1
Количество столов: 0

ISSN: 1662-811X (печатный)
eISSN: 1662-8128 (онлайн)

Для дополнительной информации: https: // www.karger.com/JIN

---

Авторские права / Дозировка препарата / Заявление об ограничении ответственности

Авторские права: Все права защищены. Никакая часть данной публикации не может быть переведена на другие языки, воспроизведена или использована в любой форме или любыми средствами, электронными или механическими, включая фотокопирование, запись, микрокопирование, или с помощью какой-либо системы хранения и поиска информации, без письменного разрешения издателя. .
Дозировка лекарства: авторы и издатель приложили все усилия, чтобы гарантировать, что выбор и дозировка лекарства, указанные в этом тексте, соответствуют текущим рекомендациям и практике на момент публикации.Тем не менее, ввиду продолжающихся исследований, изменений в правительственных постановлениях и постоянного потока информации, касающейся лекарственной терапии и реакций на них, читателю настоятельно рекомендуется проверять листок-вкладыш для каждого препарата на предмет любых изменений показаний и дозировки, а также дополнительных предупреждений. и меры предосторожности. Это особенно важно, когда рекомендованным агентом является новое и / или редко применяемое лекарство.
Отказ от ответственности: утверждения, мнения и данные, содержащиеся в этой публикации, принадлежат исключительно отдельным авторам и соавторам, а не издателям и редакторам.Появление в публикации рекламы и / или ссылок на продукты не является гарантией, одобрением или одобрением рекламируемых продуктов или услуг или их эффективности, качества или безопасности. Издатель и редактор (-ы) не несут ответственности за любой ущерб, нанесенный людям или имуществу в результате любых идей, методов, инструкций или продуктов, упомянутых в контенте или рекламе.