Что такое обмен веществ
Содержание статьи
Под метаболизмом понимают химические процессы, круглосуточно и беспрерывно протекающие в организмах живых существ. В период сна скорость метаболизма снижается.Если попробовать разложить метаболический процесс на блоки, то выйдет следующий алгоритм:
- Прием пищи;
- Всасывание подготовленных питательных веществ пищеварительным трактом;
- Транспортировка веществ нуждающимся органам;
- Усвоение веществ органами;
- Распад веществ, которые не прошли предыдущие этапы и их выведение из организма.
Обмен веществ немыслим без «помощников». На основе белков создается строительный материал. Баланс энергозатрат регулируется жирами и углеводами. Химические реакции нуждаются в благоприятной среде, которую поддерживают витамины и минералы.
Организм человека беспрерывно занимается синтезом, построением и расщеплением веществ. При этом выделяется энергия. Когда с обменом веществ всё в порядке, возникает равновесие того, что было построено и того, что подверглось распаду. При отсутствии равновесия стоит задуматься о причинах.
Связь метаболизма и веса
Ранее мы уже рассматривали зависимость скорости метаболизма и веса человека. Как показывает практика, скорость метаболизма влияет на вес. И нарушение обменных процессов может вызвать следующие патологические изменения:
- Изменение холестеринового баланса в организме. Это приводит к отложению холестериновых бляшек на стенках артерий, что усложняет работу сердца, внутренних органов, приводит к развитию заболеваний сердечно-сосудистой системы. Как следствие, снижается подвижность, что приводит к набору веса.
- Изменение водно-солевого баланса. Это ведет к чрезмерному содержанию жидкости или же обезвоживанию организма. В попытках восстановить водный баланс, организм может вывести излишки полезных минералов и витаминов, что приведет к авитаминозу, затем к истощению, а позднее – к мощным катаболическим оптимизационным процессам.
- Изменение скорости обмена веществ. Очень часто после тяжелых диет можно наблюдать резкое снижение скорости метаболизма, одновременное сжигание мышечной ткани и набор жировой. Все это связано с тем, что организм воспринимал очередную диету, как голодание и стремится наверстать упущенное.
- Изменение белкового баланса. Обычно, это ведет к нарушением процессов расщепления, всасывания белков в организме. Связано с изменением щелочно-кислотного баланса в желудке. Имеет сложные последствия в виде общего нарушения обмена веществ (источник – Википедия”).
- Изменение липидного баланса. Изменение липидного баланса ведет к отложению всей энергии в жировые запасы. Помимо повышения массы тела излишки жиров приводят к развитию атеросклероза, болезней печени.
Как видно, практически любая диета, не основанная на базовых принципах калорийности питания, и не сбалансированная по нутриентам, может привести к этим осложнениям. Как результат:
- Увеличение жировой прослойки;
- Заболевания сердечно-сосудистой системы;
- Гормональный дисбаланс;
- Вегетативные дисфункции;
- Полное истощение организма.
Поэтому, очень важно понимать, как быстро восстановить метаболизм в случае его нарушения.
Почему происходит нарушение в обмене веществ
- Наличие болезней оказывает сильное влияние на метаболизм. Заболевания кишечника и всего пищеварительного тракта: гастрит, язва, панкреатит, гепатит, нарушения эндокринных систем: сахарный диабет, расстройства работы щитовидной железы – становятся причиной нарушений в обменных процессах.
- Образ жизни человека влияет на метаболизм. Система питания, разнообразие отдыха, физическая нагрузка оказывают воздействие на обменные процессы.
- При наличии в вашей жизни постоянных стрессов, начинается дисбаланс обмена веществ. Поэтому крайне важно учиться справляться со стрессами. К тому же стресс часто «заедается», что неизбежно приближает стадию ожирения.
- Отсутствие в пище полезных жиров порождают нарушения метаболизма на химическом уровне. Организму приходится утилизировать объемные порции масел Омега-6 и испытывать дефицит масел Омега-3. Крайне важно удерживать в разумных пределах употребление подсолнечного, кукурузного и сливочного масел, сала, колбасных изделий. А вот продукты с Омега-3 нужно вводить в свой рацион чаще: оливковое и льняное масло, масло из морских рыб. Создав баланс жиров, вы защитите ваш организм от атеросклероза, гипертонии и сбоев в микроциркуляции крови.
- Негативным образом влияют на метаболизм низкие физические нагрузки, неразумное употребление алкоголя, курение.
- Наследственность становится причиной проблем с обменом веществ. Иногда даже при соблюдении всех указанных выше рекомендаций, проблем с обменом веществ не удается избежать. Виной тому – нарушения метаболизма, переданные по наследству.
Нарушение углеводного обмена
Углеводы возмещают затраты энергии после физических и умственных нагрузок, а также стрессовых ситуаций. Выработка энергии не происходит без глюкозы – одного из самых главных углеводов, и нарушения возникают при повышении или, наоборот, понижении ее уровня в крови. Таким образом, патологии можно разделить на два вида: нехватка или избыток.
Узнать больше о правилах питания, принципах формирования разумного рациона возможно на
7-модульном сертификационном курсе по диетологии и нутрициологииот ведущего врача-диетолога Олега Ирышкина.
Нарушения обмена углеводов возникают по следующим причинам:
- наследственные факторы, из-за которых в организме не синтезируются определенные ферменты;
- сбои в функционировании печени;
- нарушение гормонального фона;
- наличие опухолей в организме;
- патологии кровеносной системы;
- отравления токсичными веществами;
- неправильное питание;
- частые стрессовые ситуации;
- непосильные физические нагрузки.
Симптоматика
Избыточный тип нарушений | Недостаточный тип нарушений |
Высокая эмоциональная и физическая активность | Постоянная сонливость, общая слабость |
Гипертония, заболевания сердца и сосудов | Дрожь в пальцах |
Тремор конечностей, дрожь в теле | Одышка |
Высокий уровень глюкозы в крови | Головокружения |
Постоянная жажда, сухость во рту | Повышенная концентрация кетоновых тел и ацетона, которая сопровождается рвотой и иногда комой |
Депрессия, равнодушие к происходящему вокруг | |
Пониженный уровень глюкозы в крови |
Бесплатная консультация по вопросам обучения
Наши консультанты всегда готовы рассказать о всех деталях!
При избытке углеводов часто развиваются сахарный диабет, ожирение, гипергликемия, при недостатке – гипогликемия и болезнь Гирке, при которой организм не в состоянии перерабатывать глюкозу.
Симптомы сбоев в обмене веществ
Начальные стадии нарушения метаболизма не поддаются диагностике. Обычные симптомы, которые считаются малозначимыми: сонливость, головные боли, утомляемость. Всему этому не придается значение.Далее подключаются симптомы посерьезнее:
- ощущение «разбитости», подобное началу простуды;
- хроническое желание спать;
- бессонница;
- ломкость ногтей, тусклость волос, сухость кожи, наличие «мешков» под глазами;
- ноющие головные боли;
- непрекращающееся увеличение веса.
Восстановление обмена веществ
Восстановление обменных процессов – длительная и сложная задача. Если в основе нарушения лежат наследственные факторы, без помощи специалиста-эндокринолога никак не обойтись. И поход к врачу не стоит откладывать, чем дольше вы тянете с этим решением, тем сильнее прогрессирует дисбаланс.В случае, если виной нарушений стал образ жизни, можно самостоятельно остановить прогрессирование болезни незапущенной стадии.Для самостоятельного оздоровления придерживайтесь следующих рекомендаций:
- Контролируйте потребление жиров и углеводов.
- Регулируйте режим питания;
- Занимайтесь систематически физической не изнуряющей нагрузкой;
- Кушайте дробно: часто малыми порциями;
- Старайтесь высыпаться.
Как предотвратить проблемы с обменом веществ?
Снизить риски нарушения метаболизма легко и просто:
- не пропускайте завтрак;
- пейте зеленый чай;
- выполняйте утреннюю зарядку;
- кушайте в спокойной обстановке, без телевизора, телефонов и выяснения отношений;
- чаще ходите пешком;
- обеспечьте организм витаминами и минералами.
Возьмите под контроль свой обмен веществ и вперед к здоровью!
ОНЛАЙН-ЗАПИСЬ в клинику ДИАНА
Вы можете записаться по бесплатному номеру телефона 8-800-707-15-60 или заполнить контактную форму. В этом случае мы свяжемся с вами сами.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter
Обмен белков, жиров и углеводов в организме
ЦЕЛЬ: Представлять общую схему обмена веществ в организме, обмен белков, жиров, углеводов и проявления патологии этих видов обмена.
1. Поступив в организм, молекулы пищевых веществ участвуют во множестве различных реакций. Эти реакции, а также остальные химические проявления жизнедеятельности называются обменом веществ, или метаболизмом. Пищевые вещества либо используются в качестве сырья для синтеза новых клеток, либо окисляются, доставляя организму энергию. Часть этой энергии необходима для непрерывного построения новых тканевых компонентов. Другая часть расходуется в процессе функционирования клеток: при сокращении мышц, передаче нервных импульсов, секреции клеточных продуктов. Остальная энергия освобождается в виде тепла.
Процессы обмена веществ принято разделять на анаболические и катаболические. Анаболизмом (ассимиляцией) называют химические процессы, при которых более простые вещества соединяются между собой с образованием более сложных веществ, что приводит к накоплению энергии, построению новой протоплазмы и росту. Катаболизмом (диссимиляцией) называют расщепление этих сложных веществ, приводящее к освобождению энергии, при этом происходит разрушение протоплазмы и расходование ее веществ.
Сущность обмена веществ заключается:
1) в поступлении в организм из внешней среды различных питательных веществ;
2) в усвоении и использовании их в процессе жизнедеятельности как источников энергии и материала для построения тканей;
3) в выделении образующихся продуктов обмена во внешнюю среду.
Специфические функции обмена веществ:
1) извлечение энергии из окружающей среды в форме химической энергии органических веществ;
2) превращение экзогенных веществ в строительные блоки, т.е. предшественники макромолекулярных компонентов клетки;
3) сборка белков, нуклеиновых кислот и других клеточных компонентов из этих строительных блоков;
4) синтез и разрушение тех биомолекул, которые необходимы для выполнения различных специфических функций данной клетки.
2. Обмен белков — это совокупность пластических и энергетических процессов превращения белков в организме, включая обмен аминокислот и продуктов их распада. Белки составляют основу всех клеточных структур и являются материальными носителями жизни. Биосинтез белков определяет рост, развитие и самообновление всех структурных элементов в организме и тем самым их функциональную надежность. Суточная потребность в белках (белковый оптимум) для взрослого человека в среднем составляет 100-120 г (при трате энергии 3000 ккал/сутки).
В распоряжении организма должны быть все аминокислоты (20) з определенном соотношении и количестве, иначе белок не может быть синтезирован. Многие составляющие белок аминокислоты (валин, лейцин, изолейцин, лизин, метионин, треонин, фенилаланин, триптофан) не могут синтезироваться в организме и должны поступать с пищей. Это т.н. незаменимые аминокислоты. Другие аминокислоты могут быть синтезированы в организме и называются заменимыми (12: гликокол, аланин, глутаминовая кислота, пролин, оксипролин, серии, тирозин, цистеин, аргинин, гистидин и др.). Белки делят на биологически полноценные (с полным набором всех восьми незаменимых аминокислот) и неполноценные (при отсутствии одной или нескольких незаменимых аминокислот).
Основными этапами обмена белков являются:
1) ферментативное расщепление белков пищи до аминокислот и всасывание последних;
2) превращение аминокислот;
3) биосинтез белков;
4) расщепление белков;
5) образование конечных продуктов распада аминокислот.
Всосавшись в кровеносные капилляры ворсинок слизистой оболочки тонкого кишечника, аминокислоты по воротной вене поступают в печень, где они либо немедленно используются, либо задерживаются в качестве небольшого резерва. Часть аминокислот остается в крови и попадает в другие клетки тела, где они включаются в состав новых белков. Белки тела непрерывно и быстро расщепляются и синтезируются заново. Период обновления общего белка в организме составляет у человека 80 дней. Если пища содержит больше аминокислот, чем это необходимо для синтеза клеточных белков, ферменты печени отщепляют от них аминогруппы NH2, т.е. производят дезаминирование.
Другие ферменты, соединяя отщепленные аминогруппы с СО2, образуют из них мочевину, которая переносится с кровью в почки и выделяется с мочой. Углеродные цепи некоторых аминокислот, называемых «глюкогенными», могут превращаться в глюкозу или гликоген; углеродные цепи других аминокислот – «кетогенных» дают кетоновые тела. Белки практически не откладываются в депо, поэтому белки, которые организм расходует после истощения запаса углеводов и жиров, — не резервные, а ферменты и структурные белки клеток.
Нарушения обмена белков в организме могут быть количественные и качественные. О количественных изменениях белкового обмена судят по азотистому балансу, т.е. по соотношению количества азота, поступившегo в организм с пищей и выделенного из него. В норме у взрослого человека при адекватном питании, как правило, количество введенного в организм азота равно количеству азота, выведенного из организма (азотистое равновесие). Когда поступление азота превышает его выделение, говорят о положительном азотистом балансе, при этом происходит задержка азота в организме. Наблюдается в период роста организма, во время беременности, при выздоровлении. Когда количество выведенного из организма азота превышает количество поступившего, говорят об отрицательном азотистом балансе. Он отмечается при значительном снижении содержания белка в пище (белковом голодании).
Качественные изменения белкового обмена приводят к изменениям в структуре клеток и тканей — белковым дистрофиям — диспротеинозам.
3. Обмен жиров — это совокупность процессов превращения липидов (жиров) в организме. Жиры являются энергетическим и пластическим материалом, входят в состав оболочки и цитоплазмы клеток. Часть жиров накапливается в виде запасов, составляющих 10-30% массы тела. Основная масса жиров — это нейтральные липиды (триглицериды олеиновой, пальмитиновой, стеариновой и других высших жирных кислот). Суточная потребность в жирах для взрослого человека составляет 70-100 г. Биологическая ценность жиров определяется тем, что некоторые ненасыщенные жирные кислоты (линолевая, линоленовая, арахидоновая), необходимые для жизнедеятельности, являются незаменимыми и не могут образовываться в организме человека из других жирных кислот, поэтому они должны обязательно поступать с пищей (растительные и животные жиры). Суточная потребность в незаменимых жирных кислотах для взрослого человека составляет 10-12 г.
Основными этапами жирового обмена являются:
1) ферментативное расщепление жиров пищи в желудочно-кишечном тракте до глицерина и жирных кислот и всасывание последних в тонком кишечнике;
2) образование липопротеидов в слизистой оболочке кишечника и в печени и транспорт их кровью;
3) гидролиз этих соединений на поверхности клеточных мембран ферментом липопротеидлипазой, всасывание жирных кислот и глицерина в клетки, где они используются для синтеза собственных липидов клеток органов и тканей. После синтеза липиды могут подвергаться окислению, выделяя энергию, и превращаться в конечном итоге в углекислый газ и воду (100 г жиров дает при окислении 118 г воды). Жир может трансформироваться в гликоген, а затем подвергаться окислительным процессам по типу углеводного обмена. При избытке жир откладывается в виде запасов в подкожной клетчатке, большом сальнике, вокруг некоторых внутренних органов.
С пищей, богатой жирами, поступает некоторое количество липоидов (жироподобных веществ) — фосфатидов и стеринов. Фосфатиды необходимы организму для синтеза клеточных мембран, они входят в состав ядерного вещества, цитоплазмы клеток. Фосфатидами особенно богата нервная ткань. Главным представителем стеринов является холестерин. Он также входит в состав клеточных мембран, является предшественником гормонов коры надпочечников, половых желез, витамина D, желчных кислот. Холестерин повышает устойчивость эритроцитов к гемолизу, служит своеобразным изолятором для нервных клеток, обеспечивая проведение нервных импульсов. Нормальное содержание общего холестерина в плазме крови 3,11-6,47 ммоль/л.
Патология жирового обмена проявляется чаще всего в общем увеличении нейтрального жира в организме, называемом общим ожирением (тучностью). Причиной этого могут быть нейроэндокринные расстройства, а также избыточное питание, алкоголизм, малоподвижный образ жизни.
4. Обмен углеводов — это совокупность процессов превращения углеводов в организме. Углеводы являются источниками энергии для непосредственного использования (глюкоза) или образуют депо энергии (гликоген), являются компонентами ряда сложных соединений (нуклеопротеиды, гликопротеиды), используемых для построения клеточных структур. Суточная потребность в углеводах взрослого человека составляет 400-500 г.
Основными этапами углеводного обмена являются:
1) расщепление углеводов пищи в желудочно-кишечном тракте и всасывание моносахаридов в тонком кишечнике;
2) депонирование глюкозы в виде гликогена в печени и мышцах или непосредственное ее использование в энергетических целях;
3) расщепление гликогена в печени и поступление глюкозы в кровь по мере ее убыли в крови (мобилизация гликогена);
4) синтез глюкозы из промежуточных продуктов (пировиноградной и молочной кислот) и неуглеводных предшественников;
5) превращение глюкозы в жирные кислоты;
6) окисление глюкозы с образованием углекислого газа и воды.
Углеводы всасываются в пищеварительном канале в виде глюкозы, фруктозы и галактозы. Они поступают по воротной вене в печень, где фруктоза и галактоза превращаются в глюкозу, накапливающуюся в виде гликогена (полисахарид). Процесс синтеза гликогена в печени из глюкозы называется гликогенезом (в печени содержится в виде гликогена около 150-200 г углеводов). Часть глюкозы попадает в общий кровоток и разносится по всему организму, используясь как основной энергетический материал и как компонент сложных соединений (гликопротеиды, нуклеопротеиды).
Глюкоза является постоянной составной частью (биологической константой) крови. Содержание глюкозы в крови человека в норме 4,44-6,67 ммоль/л, при увеличении ее содержания (гипергликемии) до 8,34-10 ммоль/л она выводится с мочой в виде следов. При понижении уровня глюкозы в крови (гипогликемии) до 3,89 ммоль/л появляется чувство голода, до 3,22 ммоль/л — возникают судороги, бред и потеря сознания (кома).
При окислении глюкозы в клетках для получения энергии она в конечном итоге превращается в углекислый газ и воду. Распад гликогена в печени до глюкозы — гликогенолиз. Биосинтез углеводов из продуктов их распада или продуктов распада жиров и белков — гликонеогенез. Расщепление углеводов при отсутствии кислорода с накоплением энергии в АТФ и образованием молочной и пировиноградной кислот — гликолиз.
Когда поступление глюкозы превышает потребность, печень превращает глюкозу в жир, который откладывается про запас в жировых депо и может быть использован в будущем как источник энергии.
Нарушение нормального обмена углеводов проявляется повышением содержания глюкозы в крови. Постоянная гипергликемия и глюкозурия, связанная с глубоким нарушением углеводного обмена наблюдается при сахарном диабете. В основе болезни лежит недостаточность инкреторной функции поджелудочной железы. Вследствие недостатка или отсутствия инсулина в организме нарушается способность тканей использовать глюкозу, и она выводится с мочой.