Сущность обмена веществ: Сущность обмена веществ в организме — Мегаобучалка – ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ — Большая Медицинская Энциклопедия

Сущность обмена веществ в организме — Мегаобучалка

Пластическая и энергетическая роль питательных веществ

Около столетия тому назад французский физиолог Клод Бернар установил, что живой организм и среда образует единую систему, внутри которой происходит непрерывный обмен веществ и энергии.

Сущность обмена веществ в организме

Обмен веществ и энергии – основа процессов жизнедеятельности организма он принадлежит к числу важнейших специфических признаков живой материи.

Обмен веществ – это совокупность изменений, которые претерпевают вещества от момента их поступления в пищеварительный тракт, до образования конечных продуктов распада (кот, способствует росту, выживанию и воспроизведению человека). Питательные вещества являются для человека единственным источником энергии.

Пластическая рольпитательных веществ состоит в том, что из них после сложных химических превращений образуются собственные структурные компоненты клеток и тканей.

Потребность в питательных веществах варьирует в зависимости от генетической конституции, размеров тела, возраста, пола, состояния эндокринной системы, физической активности, репродуктивной функции и др.

Процесс обмена веществ подчиняется всеобщему закону сохранения материи: при всех явлениях природы видоизменяется только форма вещества, количество же его остается постоянным.

В организме человека, в его органах, тканях и клетках идет непрерывный процесс образования сложных веществ из более простых. Одновременно с этим происходит распад, окисление сложных органических веществ до СО₂ и Н₂О. Работа органов сопровождается непрерывным их обновлением: одни клетки погибают, другие их заменяют. У взрослого человека в течение суток гибнет и заменяется 1/20 клеток кожного эпителия. Через каждые 80 дней половина белков в организме обновляются.

Рост и обновление клеток организма возможны только в том случае, если в организме непрерывно поступают О

2 и питательны вещества (строительный материал).

М е т а б о л и з м – совокупность физических, химических и физиологических процессов, обеспечивающих получение и доставку к клеткам, органам и тканям энергии из экзо — и эндогенных источников, обеспечение пластических потребностей с целью обновления структур и выведения из организма продуктов метаболизма.

Условно в процессе обмена веществ можно выделить три этапа:

Первый этап — ферментативное расщепление питательных веществ.

Второй этап –транспорт питательных веществ жидкими средами организма к тканям и клеточный метаболизм, результатом которого является их ферментативное расщепление до конечных продуктов.

Третий этап – выведение конечных продуктов метаболизма из организма в составе мочи, кала, пота, через легкие в виде СО₂ , воды и т.д.

Промежуточный обмен веществ – совокупность химических превращений питательных веществ с момента поступления их в кровь до начала выделения конечных продуктов жизнедеятельности из организма.

 

Промежуточный обмен состоит из 2 взаимосвязанных процессов: катаболизма (диссимиляция) и анаболизма (ассимиляция).

Катаболизм – это ферментативное расщепление в процессе окислительных реакций крупных органических молекул питательных веществ на

более простые (расщепление сложных органических веществ сопровождается высвобождением энергии) до СО₂ и Н₂О, т.е. эти 2-а процесса взаимосвязаны.

Анаболизм – это ферментативный синтез из простых органических молекул крупномолекулярных клеточных компонентов- полисахаридов, нуклеиновых кислот, белков, липидов- т.е. это совокупность процессов направленных на построение структур организма – через синтез сложных органических веществ — протекает с потреблением энергии. Основным аккумулятором и переносчиком энергии является АТФ. При освобождении фосфатной группы освобождается энергия. В энергообмене клетки до 15% — энергии, заключенной в АТФ, расходуется на поддержание целостности и 50% на ее функциональную готовность. Энергия расходуется для синтеза белков, поддержания трансмембранных градиентов ( Na / K насос. и др.) проведения нервного импульса, секреции мышечных сокращений и др. форм жизнедеятельности. Основным показателем активности анаболических процессов является положительный азотистый баланс.

 

Т.о., обмен веществ – это совокупность изменений, которые претерпевают вещества от момента их поступления в пищеварительный тракт, до образования конечных продуктов распада.

Химические превращения пищевых веществ начинаются в пищеварительном тракте. Сложные вещества белки, жиры и углеводы под действием ферментов пищеварительного тракта расщепляются до более простых : белки – до аминокислот ;жиры – до триглицеридов и жирных кислот; углеводы – до моносахаридов, затем они всасываются в кровь и лимфу и переносятся в клетки.

Потребность живых организмов обеспечивается не только питательными веществами, но так же организму необходимы витамины, минеральные вещества и вода. Крайние формы нарушения обмена веществ и энергии – кахексия и ожирение.

Ведущими гомеостатическими показателями, которые определяют оптимальный для нормальной жизнедеятельности метаболизм, являются константы крови.

Нервные и гуморальные влияния регулируют концентрацию ферментов и скорость их синтеза – соответственно и скорость обменных процессов (реакций), которые катализируются этими ферментами. Гормоны регулируют мембранный транспорт веществ, изменяя интенсивность метаболических процессов.

II. Обмен белков

Среди органических элементов белки занимают в обмене веществ особое место. Везде где есть, жизнь – находятся белки. Белки – это природные органические соединения. Через белки происходит передача генетической информации. Большое значение в синтезе белков организма принимают белки плазмы крови – альбумины и глобулины.

Функции белков в организме многообразны:

 

Белки поддерживают онкотическое давление, вязкость, участвуют в поддержании рН крови (буферные свойства), они поддерживают постоянство водно-солевого обмена организма, креаторные связи, и т.д.

1. Пластическое или структурное значение белков – они входят в состав всех клеток и межтканевых структур, цитоплазмы гемоглобина, плазмы крови, а также обеспечивают рост и развитие организма за счет процессов биосинтеза (являются резервом для построения тканевых белков).

Белки поддерживают онкотическое давление, вязкость, участвуют в поддержании рН крови (буферные свойства), они поддерживают постоянство водно-солевого обмена организма, креаторные связи, и т.д

2. Каталитическая, или ферментативная, активность белков регулирует скорость биохимических реакций. Белки-ферменты определяют все стороны обмена веществ и образование энергии не только из самих протеинов, но и из углеводов и жиров. Белки входят в состав многих гормонов.

3. Защитная функция заключается в образовании иммунных белков-антител (иммунные реакции). Белки способны связывать токсины и яды; обеспечивают свертывание крови (гемостаз).

4. Транспортная функция – перенос кислорода и двуокиси углерода эритроцитарным белком — гемоглобином; связывание и перенос некоторых ионов (железо, медь, водород) лекарственных веществ, токсинов.

5.Энергетическая функция – белков определяется их способностью освобождать при окислении энергию: 1 г белка аккумулирует 16,7 кДж (4,0 ккал).

По степени важности пластическая роль белков в метаболизме превосходит их собственную энергетическую, а также пластическую роль других питательных веществ. Использовать белки для энергетических нужд слишком не выгодно. Это все равно, что делать ложки и вилки из золота.

Метаболизм. Что такое замедленный и ускоренный метаболизм?

Содержание:

Обмен веществ (метаболизм) – это комплекс протекающих в организме человека химических процессов и энергетических реакций. От него зависит здоровье, внешний вид человека, качество и продолжительность его жизни.

Что такое метаболизм?

Любой живой организм, включая человеческий, представляет собой огромную химическую лабораторию. Попадающие внутрь организма во время еды, дыхания и других процессов вещества непрерывно вступают во взаимодействие с молекулами и атомами организма, в результате чего выделяется энергия, необходимая для работы внутренних органов.

Метаболические процессы связаны с:

• переработкой поступающих с пищей веществ;
• преобразованием этих веществ в простые составляющие;
• освобождением клеток организма от отработанных элементов;
• обеспечением клеток необходимым материалом.

Без метаболизма существование живых организмов невозможно. Обмен веществ позволяет человеку адаптироваться к воздействию разнообразных внешних факторов. Природа оказалась настолько мудрой, что сделала процесс обмена автоматическим. Обменные реакции позволяют клеткам, тканям и органам восстанавливаться после внутренних сбоев и негативных внешних воздействий самостоятельно. Метаболизм обеспечивает протекание процессов регенерации. Он превращает человеческий организм в чрезвычайно сложную, высокоорганизованную систему, способную к саморегулированию и самосохранению; участвует в процессах дыхания, регенерации тканей, роста, размножения и пр.

Сущность обмена веществ

Разберемся подробнее, что такое метаболизм. Обменные процессы в организме состоят в переработке химических веществ, изменении их и превращении в энергию. Они состоят из двух стадий, неразрывно связанных между собой.

1. Катаболизм (разрушение)
2. Анаболизм (подъем)

Протекают эти два процесса одновременно, но при этом принципиально отличаются друг от друга. Катаболизм вызывает распад пищи, попадающей в организм, сначала на макронутриенты, а затем – на простые компоненты. В ходе этого процесса высвобождается энергия, измеряемая в килокалориях. На основе этой энергии строятся молекулы для тканей и клеток организма. Анаболизм направлен на синтез простых веществ в сложные и требует существенных энергетических затрат.

Энергия, которая вырабатывается в ходе обменных процессов, тратится на протекание внутренних процессов организма, а также на физическую активность. На внутренние процессы уходит порядка 80% энергии, остальная ее часть затрачивается на физическую активность человека.

Нарушения обмена веществ

Метаболизм человека влияет на поступление в его организм необходимых для жизни веществ. Нарушение метаболизма вызывают разнообразные физиологические расстройства, к примеру, ожирение.

У мужчин обменные процессы более интенсивные, нежели у женщин. Разница в скорости метаболизма мужчин и женщин составляет приблизительно 20%. Это связано с большей массой мышц и скелета в мужском организме.

Сбои обменных процессов могут быть вызваны различными факторами. К их числу можно отнести воздействие среды, вредные привычки, хронические стрессы, погрешности в питании, болезни щитовидной железы и пр.

Симптомы нарушения метаболизма

Итак, мы разобрались, что такое метаболизм. Рассмотрим теперь, в чем выражаются его нарушения. Замедленный либо ускоренный метаболизм вызывает изменения в функционировании организма. Могут появиться следующие симптомы:

• хрупкость ногтей, ломкость волос, проблемы с кожей, быстрое разрушение зубов;
• постоянное ощущение голода либо жажды;
• у женщин – менструальные нарушения;
• резкое, беспричинное уменьшение либо увеличение веса;
• жидкий стул, хронический запор.

Появление вышеперечисленных характерных признаков может быть сигналом не только нарушения метаболических процессов, но и возникновения проблем со здоровьем. В таких случаях необходимо обратиться к специалисту-эндокринологу для прохождения обследования и постановки диагноза.

Замедленный и ускоренный метаболизм

Обмен веществ может быть нормальным, замедленным либо слишком быстрым. Замедленный метаболизм — что это такое? Это состояние организма, при котором процесс преобразования в энергию поступающих внутрь него питательных веществ протекает недостаточно интенсивно. Из-за замедления обмена сжиганию подвергаются не все калории, поступающие в организм, что приводит к образованию лишнего жира. В результате этого у человека образуются жировые складки.

А быстрый метаболизм — что такое это? При ускоренном обмене веществ человек весит чересчур мало. Причем поправиться он не может даже при усиленном питании, поскольку многие полезные вещества и витамины, поступающие в его организм, попросту не усваиваются. Человек, обладающий ускоренным обменом, постоянно ощущает слабость. Его иммунитет ослаблен, организм восприимчив к различным инфекциям. Зачастую причиной такого состояния становится тиреотоксикоз – заболевание щитовидной железы.

Подведем итог. В этой статье мы разобрались, что такое метаболизм, и какие причины могут привести к его сбоям. В сущности, правильный метаболизм — что это такое? Это сбалансированная работа всех органов и систем человека. При нормальном обмене веществ вся энергия, получаемая извне, затрачивается на функционирование органов, а также систем человеческого организма. Человек с нормальным обменом веществ не имеет лишнего веса и обладает сильным иммунитетом, защищающим его от болезней.

По медицинским вопросам обязательно предварительно проконсультируйтесь с врачом

Сущность и значение обмена веществ в жизни человека | Учеба-Легко.РФ

Обмен веществ

Сущность и значение обмена веществ в жизни человека. Обязательным условием существования всех живых организмов, в том числе и человека, является постоянный обмен веществами и энергией с внешней средой. Из окружающей среды в организм человека поступают питательные вещества, кислород, вода, минеральные соли, витамины, необходимые для построения и обновления структурных элементов клеток и образования энергии, обеспечивающей протекание жизненных процессов. В клетках организма непрерывно происходят процессы химических превращений веществ: синтез свойственных организму белков, жиров и углеводов, одновременное расщепление сложных органических соединений с высвобождением энергии, выделение во внешнюю среду образующихся продуктов распада — воды, углекислого газа, аммиака, мочевины. Таким образом, обмен веществ— это совокупность процессов химического превращения веществ с момента их поступления в организм до выделения конечных продуктов.

Обмен веществ представляет собой единство двух процессов: ассимиляции и диссимиляции. Ассимиляция— совокупность реакций синтеза сложных органических молекул из более простых с накоплением энергии.Диссимиляция — совокупность реакций расщепления сложных органических веществ (в том числе и пищевых) до более простых, сопровождающихся выделением энергии. Процессы ассимиляции и диссимиляции неразрывно связаны между собой, так как синтез веществ невозможен без затрат энергии, которая высвобождается при расщеплении сложных органических молекул до простых. Органические вещества пищи — основной строительный материал и единственный источник энергии для организма. Нарушение баланса между этими двумя процессами жизнедеятельности неизбежно приводит крас-стройству обмена веществ в организме.

Обмен белков. Белки пищи под действием ферментов желудочного, поджелудочного и кишечного соков расщепляются доаминокислот, которые в тонком кишечнике всасываются в кровь, разносятся ею и становятся доступными для клеток организма. Из аминокислот в клетках разного типа синтезируются свойственные им белки. Аминокислоты, не использованные для синтеза белков организма, а также часть белков, входящих в состав клеток и тканей, подвергаются распаду с высвобождением энергии. Конечные продукты расщепления белков — вода, углекислый газ, аммиак, мочевая кислота и др. Углекислый газ выводится из организма легкими, вода — почками, легкими, кожей. Ядовитый аммиак током крови доставляется в печень, где преобразуется в менее ядовитую мочевину, выводимую из организма почками и кожей (с потом).

Белки в организме не откладываются в запас. У взрослого человека общее количество синтезируемых белков равно количеству расщепляемых. Только у детей в связи с ростом их тела синтез белков превышает их распад. Суточная потребность в белках составляет около 100 г. Белки пищи называют полноценными, если они содержат все 20 протеиногенных аминокислот, инеполноценными, если в них отсутствует хотя бы одна аминокислота. Особенно важно присутствие в пище незаменимых аминокислот (их 10), которые в организме человека не синтезируются. Полноценными являются белки животного происхождения. Для обеспечения нормального белкового обмена в рационе человека должны присутствовать белки как животного, так и растительного происхождения, соотношение которых зависит от возраста: у старшевозра-стных групп доля растительного белка должна возрастать.

Обмен углеводов. Сложные углеводы в пищеварительном тракте под действием ферментов слюны, поджелудочного и кишечного соков расщепляются до глюкозы, которая всасывается в тонком кишечнике в кровь. В печени ее избыток откладывается в виде нерастворимого в воде (как и крахмал в растительной клетке) запасного материала— гликогена. При необходимости он снова превращается в растворимую глюкозу, поступающую в кровь. Углеводы — главный источник энергии в организме.

Суточная потребность в них у взрослого человека составляет около 500 г. Основным источником углеводов являются продукты растительного происхождения (картофель, хлеб, фрукты и др.). Уровень глюкозы в крови относительно постоянный и близок к 0,12%. Конечные продукты расщепления глюкозы в клетках — вода и углекислый газ. При избытке потребления углеводы превращаются в жиры, откладываемые в запас, при недостатке они образуются из белков и жиров.

Обмен жиров. Жиры пищи под действием ферментов желудочного, поджелудочного и кишечного соков (при участии желчи) расщепляются на глицерин и ясирные кислоты (последние подвергаются омылению). Из глицерина и жирных кислот в эпителиальных клетках ворсинок тонкого кишечника синтезируется жир, свойственный организму человека. Жир в виде эмульсии поступает в лимфу, а вместе с ней — в общий кровоток. Суточная потребность в жирах в среднем составляет 100 г. Избыточное количество жира откладывается в соединительнотканной жировой клетчатке и между внутренними органами. При необходимости эти жиры используются как источник энергии для клеток организма. При расщеплении 1 г жира выделяется наибольшее количество энергии—38,9 кДж. Конечными продуктами распада жиров являются вода и углекисльш газ. Жиры могут синтезироваться из углеводов и белков.

Обмен воды и минеральных солей. Кроме органических веществ организму необходимы вода и минеральные соли, при участии которых протекают процессы метаболизма Вода — важнейший компонент всех видов клеток, основа межклеточной жидкости, плазмы и лимфы; она составляет около 65—70% массы тела человека. В клетках вода является растворителем ряда неорганических и органических соединений, участником многих видов химических реакций, которые происходят в водных растворах. Ежесуточно организм человека теряет большое количество воды с выводимой мочой, потом и выдыхаемым воздухом. Поэтому человек восполняет потери воды в процессе питья, а также получает ее с пищей. Некоторое количество воды образуется при расщеплении веществ пищи (в первую очередь жиров). Суточная потребность человека в воде составляет примерно 2,5—3 л, однако в зависимости от условий внешней среды она может меняться.

Минеральные соли необходимы для поддержания постоянства величины осмотического давления крови и тканевой жидкости, активной реакции среды, для обеспечения нормальной свертываемости крови (кальций), транспортировки газов кровью (железо в составе гемоглобина), построения костной ткани (кальций, фосфор), возникновения и проведения возбуждения в мышечных и нервных клетках (кальций, натрий, калий), для синтеза гормонов щитовидной железы (иод) и т. д. Минеральные соли выводятся из организма с мочой, калом, потом. При избыточном поступлении с водой и пищей возможно их накопление в различных opганах. Общее количество минеральных веществ в организме составляет около 4,5% его массы. При правильном и сбалансированном питании суточная потребность в различных солях невелика и полностью обеспечивается (за исключением поваренной соли) за счет разнообразной пищи.

Нормы питания. Потребляемая пища восполняет расходуемые в процессе жизнедеятельности организма вещества и энергию. Суточные величины этих затрат зависят от пола, возраста, характера работы и интенсивности ее выполнения, состояния здоровья человека и других факторов. Для сохранения здоровья и работоспособности необходимо потреблять таюе количество пищи, которое полностью компенсировало бы энергетические затраты. На основании данных о суточных затратах энергии людьми разных профессий составлены нормы питания, выраженные в энергетических единицах (калориях иди джоулях). Чтобы воспользоваться разработанными нормами, нужно знать энергетическую ценность потребляемых продуктов.

Витамины и их роль в обмене веществ. Кроме углеводов, жиров, белков и неорганических веществ, человеку необходимы такжевитамины. Они представляют собой органические вещества различной химической природы, которые поступают с растительной и животной пищей, реже синтезируются в организме. Витамины не являются пластическим материалом или источником энергии, а служат исходными веществами для синтеза ферментов клетки. Вот почему организм человека так чувствителен к недостатку хотя бы одного из витаминов. Суточная потребность в витаминах мала. При длительном их отсутствии в пище развиваютсяавитаминозы, при их недостатке —гиповитаминозы.

В витаминах нуждаются все живые клетки, но лишь некоторые организмы способны сами их синтезировать. Так, ряд бактерий и дрожжей производят все витамины из простых химических соединений. Такой же способностью обладает и большинство высших растений.

В настоящее время описано несколько десятков витаминов. Их принято обозначать заглавными буквами латинского алфавита.

По растворимости все витамины подразделяются на две группы : жирорастворимые и водорастворимые (табл. 13.2). Всасывание витаминов происходит главным образом в тонком кишечнике.

Табл. 13.2. Витамины.

Название	Проявление авитаминоза	Пищевые продукты, содержащее витамины	Суточная потребность, мг
1	2	3	4
Жирорастворимые витамины
А (ретинол)	Замедление роста молодого организма, повреждение роговицы глаза, поражение эпителия кожи, нарушение зрения — «куриная слепота»	Животные жиры, рыба; яйца, молоко; печень; морковь, томаты и др.	1,5
D(эргокальциферол)	Развитие рахита у детей	Рыбий жир, мясо жирных рыб, печень, яичный желток и др.	0,025
Е (токоферол)	Дистрофия скелетных мышц, ослабление половой функции	Растительные масла, зеленые листья овощей; яйца и др.	10—12
К (филлохинон)	Нарушение свертываемости крови, желудочно-кишечные кровотечения, подкожные кровоизлияния	Синтезируется кишечными микроорганизмами.	В норме не требуется
Водорастворимые витамины
с (аскорбиновая кислота)	Заболевание цингой; поражаются стенки кровеносных сосудов, кровоизлияния в коже, кровоточивость десен, быстрая утомляемость, ослабление иммунитета	Перец, лимоны, черная смородина, плоды шиповника, зеленый лук; молоко и др.	50—100
В 1   (тиамин)	Заболевание берибери (ножные оковы): паралич конечностей, атрофия мышц, поражение нервной системы	Оболочки и зародышевая часть зерен риса, пшеницы, ржи; печень, почки, сердце и др.	2—3
B 2 (рибофлавин)	Задержка роста молодого организма, поражение глаз (катаракта), слизистой оболочки полости рта	Пивные дрожжи, пшеничные отруби; печень, сердце; молоко, яйца; томаты, шпинат, капуста и др.	2
B 6 (пиридоксин)	Дерматиты на лице, потеря аппетита, повышенная раздражительность, сонливость	Зерновые и бобовые культуры; говядина, печень, свинина, баранина; сыр; рыба — треска, тунец, лосось и др. Синтезируется микрофлорой кишечника	1—2
В 12  (цианкобаламин)	Злокачественная анемия	Печень рыб, свиней, крупного рогатого скота. Синтезируется микрофлорой кишечника	0,001 — 0,003
РР (никотиновая кислота)	Заболевание пеллагрой, воспаление кожи, понос, поражение слизистых оболочек полости рта и языка, нарушение психики	Говядина, печень, почки, сердце; рыба — лосось, сельдь; зародыши зерен пшеницы и др.	15

Витамины должны поступать в организм постоянно и в достаточном количестве. Однако их содержание в пищевых продуктах непостоянно (в зависимости от сроков хранения и технологии приготовления пиши) и не всегда обеспечивает потребности организма. При длительном хранении овощей и фруктов содержание в них витаминов снижается. Разрушаются витамины в продуктах и под воздействием высоких температур. Витамин С, например, разрушается при контакте даже с атмосферным воздухом.

Дня предупреждения авитаминозов, повышения устойчивости организма к инфекционным заболеваниям необходимо в зимне-весенний период принимать специальные витаминные препараты.

Как ускорить обмен веществ? Лучшие способы [Часть 1: теория].

Доброго времени суток, мои уважаемые качата и фитоняшечки! Как обычно, в этот воскресный денек нас ждет очередная питательная заметка, однако говорить мы в ней будем не о хлебе насущном – конкретном продукте, а о способе утилизации этого хлеба, метаболизме. Вот завернул-то :). По прочтении мы узнаем, как ускорить обмен веществ, как его рассчитать и…впрочем, не буду палить всех фишек, дабы сохранить некоторую интригу.

Итак, занимайте свои места, начнем просвещаться.

Как ускорить обмен веществ? Все, что нужно знать.

Проблема сгонки лишнего веса не понаслышке знакома многим читающим эти строки. Однако приведенная в этой статье информация заставит Вас взглянуть иначе на вопросы приведения собственного чуть располневшего тельца в подарок порядок. Обычно, когда речь заходит о похудении, у многих сразу в голове возникают следующие образы – жесткая диета, голодовка, невкусные постные продукты и прочие страшилки. На самом же деле самым эффективным средством похудения является ускорение обмена веществ, а не различные морилочные и зубо-полочные диеты. Что это еще за обмен веществ, и какую роль он играет в вопросах создания стройной фигуры, нам и предстоит разобраться по ходу пьесы, поехали.

Примечание:

Для более лучшего усвоения материала, все дальнейшее повествование будет разбито на подглавы.

Во первЫх строках этого материала хочется сказать, что данную тему – как ускорить метаболизм, я считаю архиважной и архинужной (и далее Вы поймете почему), поэтому не исключено, что “Остапа понесет”,  и статья раздуется до неприличных размеров. В общем, я всех предупредил, так что совесть моя перед Вами чиста). Теперь по-существу…

Метаболизм (обмен веществ) относится к биохимическим процессам, которые протекают в организме любого живого организма для поддержания жизни. Эти процессы помогают человеку расти, размножаться, восстанавливать повреждения и адекватно отвечать на воздействия окружающей среды. В привычном понимании метаболизм – количественная характеристика (насколько быстро) способности организма преобразовывать в энергию поступающие в организм калории из пищи и напитков.

Существуют две формы обмена веществ:

• катаболизм — диссимиляция (разрушительный метаболизм);
• анаболизм — ассимиляция (конструктивный метаболизм).

Обе эти формы связаны с влиянием на массу и композицию тела. В свою очередь, потребность человека в калориях зависит от:

• рациона питания (диеты);
• сна;
• физической активности.

Базовая схема метаболизма, отражающая пути движения и преобразования веществ и энергии, выглядит следующим образом.

Принято выделять три этапа обмена веществ, в частности такие.

Сущность метаболизма. Анаболизм и катаболизм.

Основная сущность метаболизма заключается в преобразовании веществ и энергии. Основу его составляют внешний и внутренний обмены, процессы анаболизма и катаболизма (см. схему).

Анаболизм (наращивание, созидание) — последовательность химических реакций, которые создают/синтезируют молекулы из более мелких компонентов. Обычно в этом процессе на создание требуется энергия. Катаболизм (разрушение) – ряд деструктивных химических реакций, которые расщепляют сложные молекулы на более мелкие единицы. В большинстве случаях происходят с высвобождением энергии.

Анаболизм позволяет создавать новые клетки, увеличивать мышечную массу, поддерживать рост всех тканей, улучшать минерализацию костей. Анаболические процессы для строительства полимеров (сложные соединения) используют мономеры. Типичными примерами первых и вторых являются:

• аминокислоты (мономер);
• протеины — полимерные молекулы.

Классическими анаболическими гормонами являются:

• гормон роста — стимулирует высвобождение гормона соматомедина, печенью, отвечающего за рост;
• IGF1 (инсулиноподобный фактор роста) – имитирует выработку белка;
• инсулин — регулирует уровень сахара глюкозы в крови;
• тестостерон — мужской половой гормон;
• эстроген — женский половой гормон.

Катаболизм — обеспечивает наше тело энергией как на клеточном уровне, так и  при совершении движений. Катаболические реакции разрушают полимеры на составные мономеры. Примерами таких реакций являются:

• расщепление полисахаридов до моносахаридов. Сложные углеводы (гликоген) до полисахаридов, простые углеводы (глюкоза, рибоза) до моносахаридов;
• расщепление белков до аминокислот.

Когда мы потребляем пищу, наш организм расщепляет органические питательные вещества — это разрушение сопровождается высвобождением энергии, которая хранится внутри молекул аденозинтрифосфата (АТФ) в организме.

Классическими катаболическими гормонами являются:

• кортизол – гормон стресса;
• глюкагон – стимулирует распад гликогена в печени, что вызывает рост уровня сахара в крови;
• адреналин;
• цитокины – оказывает специфическое воздействие на “общение” клеток м/у собой.

Энергия, запасенная в виде АТФ, является топливом для анаболических реакций. Таким образом получается, что катаболизм и анаболизм тесно связаны, первый – создает энергию для второго, который использует ее для синтеза гормонов, ферментов, роста клеток и восстановления тканей.

Если катаболизм производит больше энергии, чем требуется для анаболизма, то возникает избыток энергии. Человеческое тело хранит этот избыток энергии в виде жира или гликогена. Жировая ткань является относительно неактивной в сравнении с мышцами. Такие клетки, в виду своего бездействия, не используют много энергии для поддержания самих себя.

Следующая таблица наглядно демонстрирует основные отличия процессов анаболизма и катаболизма.

Как метаболизм связан с массой тела?

Если отойти от заумных формулировок, то наш вес тела является результатом катаболизма за вычетом анаболизма – количество энергии, которое мы высвобождаем, минус количество энергии, используемое нашим телом. Избыток энергии хранится либо в виде жира, либо гликогена (в печени, а также в мышцах). При высвобождении энергии 1 гр жира дает 9 ккал, а белки и углеводы по 4 ккал.

Хотя главной причиной избыточного веса является высокая способность организма хранить избыток энергии в виде жира, иногда гормональные проблемы и различные заболевания (в т.ч. наследственные) могут оказать негативное влияние на обмен веществ (заморозить его).

Считается, что худые люди имеют быстрый метаболизм, в то время как тучные люди имеют медленный метаболизм, поэтому являются таковыми. На самом же деле медленный метаболизм редко является причиной избыточного веса. Он, несомненно, влияет на основные энергетические потребности организма, однако все-таки главной причиной увеличения веса является энергетический дисбаланс, который нарушается путем потребления калорий больше, чем расходуется.

Существует не так много способов, которые могут существенно повлиять на базальный (основной) метаболизм – уровень обмена веществ, когда человек отдыхает. Например, увеличение мышечной массы – это одна из действенных стратегий интенсификации метаболизма. Однако стратегия определения энергетических потребностей своего организма, а затем адаптирование образа жизни в соответствии с ними, возымеет гораздо лучший и скорый эффект на уход веса.

Метаболизм: куда расходятся потребляемые калории?

Согласитесь, довольно интересно знать, куда идут наши охомяченные калории. Так вот, 60-70% калорий, в которых мы нуждаемся, расходуется на поддержание общих процессов жизнедеятельности (базовый уровень метаболизма, resting rate metabolism), таких как работа мозга и сердца, дыхание и прочее. Около 25-30% калорий идет на поддержание физической активности (phisical activity metabolism), 10% – на переваривание пищи (термогенез).

Также не лишним будет знать, что обмен веществ в разных органах и тканях человека протекает с разной степенью интенсивности. Не верите, тогда вот сравните.

От чего зависят потребности в калориях?

Прежде всего следующие 3 основные фактора влияют на количество потребляемых человеком калорий. К ним относятся:

№1. Размер, композиция/состав и тип телосложения

БОльшая масса требует больше калорий. Люди с большим количеством мышц по отношению к жиру требуют больше калорий, чем люди, которые весят одинаково, но имеют меньше мышц по отношению к жиру. Люди с более высоким соотношением мышцы-жир имеют более высокий базальный уровень метаболизма, чем люди с более низким соотношением.

2. Возраст

Когда человек становится старше, несколько факторов приводят к снижению количества калорий. Мышечная масса с возрастом начинает усыхать, что в итоге приводит к более высокому соотношению жир-мышцы. Уровень метаболизма немного изменяется, что также приводит к снижению потребности в калориях.

Следующие возрастные факторы оказывают влияние на этот процесс:

• гормоны – оба пола производят меньшее количество их основных анаболических гормонов, которые потребляют энергию. Секреция гормона роста с возрастом также идет на спад;
• менопауза – вносит свои существенные коррективы в процессы потребления/использования энергии;
• физическая активность – с возрастом человек становится менее активным, часто работа меняет свой статус, переходя из активной (вкалывание на заводе) в пассивную (перекладывание бумажек);
• “клеточные отходы” – чем старше человек, тем больше его клеток отмирает, и они накапливаются, вмешиваясь в процесс метаболизма.

3. Пол

Мужчины имеют более высокий базальный уровень метаболизма в сравнении с женщинами, т.к. у них отношение мышц к жиру существенно выше. Это означает, что среднестатистический мужчина будет сжигать больше калорий, чем женщина того же возраста и веса.

Посмотрите на следующее изображение, наглядно демонстрирующее, как при одинаковом весе, но разном возрасте, могут изменяться основные характеристики состава тела.

Как определить свою скорость метаболизма?

Количество калорий, которые Ваш организм использует для закрытия своих основных функций, называется основным метаболизмом или базальной скоростью обмена веществ. Энергетические потребности основных функций остаются достаточно последовательными и их не так легко изменить. Основной обмен веществ в среднем составляет 60-70% от калорий, которые Вы сжигаете каждый день.

Примечание:

После 30 лет скорость обмена веществ снижается и начинает замедляться на 6% каждые 10 лет.

Чтобы рассчитать количество энергии, потребляемое телом в состоянии покоя, необходимо последовательно пройти по следующим шагам:

Шаг №1. Замеряем свой рост.

Измерьте свой рост в сантиметрах, если деления метра в дюймах, то умножьте свой рост на 2,54, чтобы получить сантиметровое значение. Например Ваш рост в дюймах 70 inch, что соответствует 177,8 см.

Шаг №2. Замеряем свой вес.

Встаньте на весы и зафиксируйте свой вес в кг. Если единица измерения фунты, то умножьте полученное значение на 0,454.

Шаг №3. Вычисляем БМ по формуле.

Формулы расчета уровня БМ для обоих полов выглядят так:

Скорость метаболизма для мужчин = 66 + (13.7 x вес в кг.) + (5 x рост в см.) — (6.8 x возраст в годах)

Скорость метаболизма для женщин = 655 + (9.6 x вес в кг.) + (1.8 x рост в см.) — (4.7 x возраст в годах)

Для нашего примера получаем следующее значение скорости метаболизма (BMR).

На основании этого значения можно найти общие ежедневные затраты энергии. Для этого необходимо БМ умножить на множитель физической активности. В частности такие.

Для нашего примера получаем общие затраты энергии за сутки:

1904,564 х 1,55 (умеренная активность) = 2952,0742 ккал

О чем говорит полученное значение?

Все очень просто, столько калорий необходимо для поддержания веса на примерно одном уровне. Чтобы начать худеть, необходимо урезать калории на 300-500 ккал.

В дополнении к основному обмену, следующие два фактора также определяют, сколько калорий Ваш организм сжигает за день и это:

• пищевой термогенез – все процессы, связанные с работой над едой (переваривание, транспортировка и тп). Составляет в среднем 10% калорий, используемых каждый день. Величина остается относительно стабильной и ее сложно изменить;
• физическая активность – наиболее изменяемый (из всех трех) фактор, определяющий, сколько калорий Вы сжигаете ежедневно.

Здесь все, идем далее.

Питание и энергия: откуда берется основная энергия для нужд организма?

Основу метаболизма составляет питание. Основными энергетическими нутриентами для организма являются углеводы, жиры и белки. Именно от их баланса зависит энергетический потенциал человека. Продукты поставляют углеводы для организма в трех формах: крахмал, сахар и волокна (целлюлоза). Крахмал и сахар формируют основные и необходимые источники энергии для человека. Ткани организма зависят от глюкозы и используют ее для всех видов деятельности. Углеводы и сахара расщепляются до простейших компонент – глюкозы и фруктозы.

Общая реакция для сжигания глюкозы записывается в виде:

С6Н12О6 + 6 О2 ——> 6 CO2 + 6 h3O + энергия

При расщеплении 1 гр углеводов/белка дает 4 ккал.

Углеводы в питании атлета должны быть сложными (рис, гречка, перловка) и составлять от 40 до 60% рациона (при наборе мышечной массы в зависимости от типа телосложения).

Жиры являются вторым источником концентрированной энергии. Они производят в два раза больше энергии при своем расщеплении, чем углеводы и белки. Из жиров намного сложнее получить энергию, однако если этого удается достичь, то ее количества намного больше (9 ккал против 4 ккал).

Также важным элементом питания является комплекс витаминов и минералов. Хотя они и не вносят непосредственный вклад в энергетические потребности, но важны как регуляторы тела и играют важную роль в метаболических путях организма. Витаминами, которые особенно важные в обмене веществ являются:

• витамин А;
• витамин В2 (рибофлавин);
• никотиновая кислота;
• пантотеновая кислота.

Факты об обмене веществ

В заключении (ну наконец-то :)) хотелось бы поделиться некоторыми фактами об обмене веществ, которые помогут лучше ориентироваться в вопросах питания и сброса веса. Итак, запомните:

• мужчины в состоянии покоя сжигают больше калорий, чем женщины;
• зимой базальный метаболизм выше, чем летом;
• обмен веществ тем быстрее, чем больше вес человека;
• приемы пищи увеличивают энерготраты организма на 10-40%, в частности жиры увеличивают основной обмен на 5-15%, углеводы – на 5-7%, белки – на 30-40%;
• белковая пища помогает худеть.

Уфф-ф, ну вроде бы все, хотя…да нет, точно все. Осталось подвести итоги и попрощаться, давайте так и сделаем.

Послесловие

Сегодня мы отвечали на вопрос – как ускорить обмен веществ. Кто-то может сказать: какого ты тут написал столько всего не по теме. Отвечаю – все в тему, ибо чтобы знать, как раскачать свой метаболизм, нужно знать сущность протекающего процесса, как что устроено и работает. Конкретные советы и продукты мы разберем в следующей практической части. Поэтому далеко не убегаем, скоро будет продолжение всего этого действа.

На сим все, рад, что провели это время с пользой для себя, до скорых встреч!

PS. Друзья, а Вы испытываете проблемы с обменом веществ, Вам его сложно разогнать?

PPS. Помог проект? Тогда оставьте ссылку на него в статусе своей социальной сети — плюс 100 очков к карме, гарантированно.

С уважением и признательностью, Протасов Дмитрий.

Вы можете пропустить чтение записи и оставить комментарий. Размещение ссылок запрещено.

Сущность обмена веществ и его функции

Поступив в организм, молекулы пищевых веществ участвуют во многих реакциях. Эти реакции и другие проявления жизнедеятельности — метаболизм (обмен веществ). Пищевые вещества используются в качестве сырья для синтеза новых клеток, окисляются, доставляя энергию. Часть ее используется для синтеза новых клеток, другая часть — для функционирования этих клеток. оставшаяся энергия освобождается в виде тепла. Процессы обмена:

1. анаболитические

2. катаболитические

Анаболизм (ассимиляция) — химический процесс, при котором простые вещества объединяются между собой в сложные. Это приводит к накоплению энергии и росту. Катаболизм — диссимиляция — расщепление сложных веществ на простые с выделением энергии. Сущность обмена веществ — поступление в организм веществ, их усвоение, использование и выделение продуктов обмена. Функции метаболизма:

извлечение энергии из внешней среды в форме химической энергии органических веществ

превращение этих веществ в строительные блоки

сборка клеточных компонентов из этих блоков

синтез и разрушение биомолекул, которые необходимы для выполнения функций

Обмен белков — совокупность процессов превращения белков в организме, включая обмен аминокислот. Белки — основа всех клеточных структур, материальные носители жизни, основной строительный материал. Суточная потребность — 100 — 120гр. Белки состоят из аминокислот (23):

заменимые — могут образовываться из других в организме

незаменимые — не могут синтезироваться в организме и должны поступать с пищей — валин, лейцин, изолейцин, лизин, аргинин, триптофан, гистидин

Этапы белкового обмена:

1. ферментативное расщепление белков пищи до аминокислот

2. всасывание аминокислот в кровь

3. превращение аминокислот в свойственные данному организму

4. биосинтез белков из этих кислот

5. расщепление и использование белков

6. образование продуктов расщепления аминокислот

Всосавшись в кровеносные капилляры тонкого кишечника, аминокислоты по воротной вене поступают в печень, где используются или задерживаются. Часть аминокислот остается в крови, поступает в клетки, где из них строятся новые белки.

Период обновления белка у человека — 80 дней. Если с пищей поступает большое количество белка, то ферменты печени отщепляют от них аминогруппы (Nh3) — дезаминирование. Другие ферменты соединяют аминогруппы с СО2, и образуется мочевина, которая поступает с кровью в почки и в норме выделяется с мочой. Белки почти не откладываются в депо, поэтому после истощения запасов углеводов и жиров используются не резервные белки, а белки клеток. Это состояние очень опасно — белковое голодание — страдают головной мозг и другие органы (безбелковые диеты). Различают белки животного и растительного происхождения. Животные белки — мясо, рыба и морепродукты, растительные — соя, бобы, горох, чечевица, грибы, которые являются необходимыми для нормального белкового обмена.

Обмен жиров — совокупность процессов превращения жиров в организме. Жиры — энергетический и пластический материал, они входят в состав оболочек и цитоплазмы клеток. Часть жиров накапливается в виде запасов в подкожной жировой клетчатке, большом и малом сальниках и вокруг некоторых внутренних органов (почки) — 30% всей массы тела. Основная масса жиров — нейтральный жир, который участвует в жировом обмене. Суточная потребность в жирах — 100 гр.

Некоторые жирные кислоты являются незаменимыми для организма и должны поступать с пищей — это полиненасыщенные жирные кислоты: линоленовая, линолевая, арахидоновая, гамма — аминомасляная (морепродукты, молочные продукты). Гамма — аминомасляная кислота является основным тормозным веществом в ЦНС. Благодаря ей происходит регулярная смена фаз сна и бодровствования, правильная работа нейронов. Жиры делятся на животные и растительные (масла), которые очень важны для нормального жирового обмена.

Этапы жирового обмена:

1. ферментативное расщепление жиров в ЖКТ до глицерина и жирных кислот

2. образование липопротеидов в слизистой оболочке кишечника

3. транспорт липопротеидов кровью

4. гидролиз этих соединений на поверхности клеточных мембран

5. всасывание глицерина и жирных кислот в клетки

6. синтез собственных липидов из продуктов распада жиров

7. окисление жиров с выделением энергии, СО2 и воды

При избыточном поступлении жиров с пищей он переходит в гликоген в печени или откладывается в запас. С пищей, богатой жирами, человек получает жироподобные вещества — фосфатиды и стеарины. Фосфатиды необходимы для построения клеточных мембран, ядер и цитоплазмы. Ими богата нервная ткань. Главным представителем стеаринов является холестерин. Норма его в плазме — 3,11 — 6,47 ммоль/л. Холестеином богат желток куриного яйца, сливочное масло, печень. Он необходим для нормального функционирования нервной системы, половой системы, из него стоятся клеточные мембраны, половые гормоны. При патологии он приводит к атеросклерозу.

Обмен углеводов — совокупность превращения углеводов в организме. Углеводы — источник энергии в организме для непосредственного использования (глюкозы) или образования депо (гликоген). Суточная потребность — 500 гр.

Этапы углеводного обмена:

1. ферментативное расщепление углеводов пищи до моносахаридов

2. всасывание моносахаридов в тонком кишечнике

3. депонирование глюкозы в печени в виде гликогена или ее непосредственное использование

4. расщепление гликогена в печени и поступление глюкозы в кровь

5. окисление глюкозы с выделением СО2 и воды

Углеводы всасываются в ЖКТ в виде глюкозы, фруктозы и галактозы, поступают в кровь — в печень поворотной вене — глюкоза переходит в гликоген. Процесс перехода глюкозы в гликоген в печени — гликогенез. Глюкоза — постоянная составляющая часть крови (80 — 120 млг/%). Увеличение уровня глюкозы в крови — гипергликемия, уменьшение — гипогликемия. Уменьшение уровня глюкозы до 70 млг/% вызывает чувство голода, до 40 млг/% — кому. Процесс распада гликогена в печени до глюкозы — гликогенолиз. Процесс биосинтеза углеводов из продуктов распада жиров и белков — гликонеогенез. Процесс расщепления углеводов без кислорода с накоплением энергии и образованием молочной и пировиноградной кислот — гликолиз. При увеличении глюкозы в пище печень переводит ее в жир, который затем используется.

Питание — сложный процесс поступления, переваривания, всасывания и усвоения организмом пищевых веществ. Оптимальное соотношение белков, жиров и углеводов для здорового человека: 1:1:4.

обмен вещество метаболизм питание

Лекция 7

Тема 1: обмен веществ и энергии. Возрастные особенности обмена веществ. План:

1. Понятие об обмене веществ. Значение обмена веществ. Виды и этапы обмена.

2. Питательные вещества и их значение.

3. Особенности обмена веществ у детей.

4. Ожирение, его причины, тактика воспитателя по отношению к ребенку, страдающему ожирением.

1. Понятие об обмене веществ. Значение обмена веществ. Виды и этапы обмена.

Обменом веществ называют совокупность физико-химических превращений, происходящих в организме и обеспечивающих его жизнедеятельность во взаимосвязи с внешней средой.

Суть обмена веществ сводится к поступлению веществ из окружающей среды, их переработке (например, в пищеварительной системе), усвоению и использованию клетками организма и выделению в окружающую среду продуктов обмена, образовавшихся в клетках. Прекращение обмена веществ означает биологическую смерть организма. Способность к обмену – одно из важнейших свойств живого организма.

Вещества, поступающие в организм из окружающей среды, расходуются на покрытие пластических и энергетических нужд организма, т.е. организм использует эти вещества для построения собственных клеток и тканей, а энергию химических связей – для синтеза АТФ и др. макроэргических соединений. В свою очередь энергия гидролиза АТФ может превращаться в механическую, электрическую, тепловую и др. виды энергии, необходимые для поддержания разных видов жизнедеятельности организма: мышечного сокращения, передачи нервного импульса, синтеза веществ в соответствии с генетической программой, поддержания гомеостаза и т.д.

В ходе обмена постоянно идут процессы ассимиляцииидиссимиляции.Ассимиляция(уподобление) – процесс использования организмом внешних по отношению к нему веществ и синтез своих собственных на основе продуктов расщепления. Процесс ассимиляции связан сзатратами энергии.Диссимиляция(разуподобление) – процесс разрушения веществ в организме и образование продуктов обмена. Диссимиляция сопровождаетсявыделением энергии. Процессы ассимиляции и диссимиляции связаны между собой, но не всегда уравновешены. В растущем организме преобладает ассимиляция, в стареющем – диссимиляция, у взрослых людей эти процессы чаще уравновешены. Диссимиляция усиливается при интенсивном росте (дети вытягиваются и худеют) и новообразованиях (опухолевый рост сопровождается затратами энергии на деление клеток).

В литературе часто употребляются и такие термины как метаболизм– обмен веществ,анаболизм– процессы синтеза веществ в организме, сопровождающиеся поглощением энергии; икатаболизм– процессы распада веществ в организме, сопровождающиеся выделением энергии. Анаболизм и катаболизм – две взаимосвязанные стороны метаболизма.

Так как все обменные реакции имеют энергетическую подоплеку, интенсивность обменных процессов принято оценивать в энергетических единицах (ккал.). В связи с этим, различают следующие виды обмена:

1. Основной обмен–минимальноеколичество энергии, необходимое для поддержания жизнедеятельности в условиях физического и эмоционального покоя, утром, натощак, лежа, при условии нормальной температуры тела и окружающей среды. Основной обмен зависит от пола, возраста, роста, веса, состояния здоровья.

2. Рабочая прибавка– количество энергии, необходимое для разных видов деятельности. Зависит от вида деятельности.

3. Общий обмен– совокупность основного обмена и рабочей прибавки.

Обмен веществ протекает в 3 этапа:

1. Этап поступления веществ в организм. Вещества поступают в организм через дыхательную, пищеварительную системы и кожу. В пищеварительной системе происходит расщепление питательных веществ, в результате которого они становятся пригодными для усвоения: а) питательные вещества теряют свою видовую специфичность и при поступлении в кровь уже не воспринимаются организмом как генетически чужеродный материал; б) питательные вещества превращаются в молекулы, которые можно транспортировать через клеточные мембраны и использовать в реакциях внутриклеточного обмена веществ;

2. Этап промежуточного обменавеществ, который протекает в клетках организма и сводится к разнообразным реакциям анаболического и катаболического характера. В результате этого этапа образуются продукты обмена, которые подлежат выведению из организма;

3. Этап выделения продуктов обмена, в котором участвуют дыхательная, пищеварительная, мочевыделительная системы и кожа.

Связующим звеном между структурами, в которых проходят разные этапы обмена, является, в первую очередь, кровь. Она выполняет транспортные функции. Именно в кровь попадают кислород из дыхательной системы, продукты расщепления из пищеварительной системы, вещества с поверхности кожи; именно кровь несет эти вещества к клеткам; именно в кровь попадают продукты обмена из клеток; именно из крови продукты обмена попадают в кожные железы, почки, легкие, пищеварительные железы откуда с пищеварительными соками — в пищеварительный тракт и вместе с непереваренными остатками пищи – в окружающую среду.