Метаболизм определение. Метаболизм – что это такое простым языком, как ускорить или замедлить обмен веществ? Упражнения для ускорения метаболизма

Согласно теории, поддерживаемой учёными разных стран, у каждого человека существует свой собственный оптимальный вес, который организм старается всеми силами поддерживать. Именно поэтому настойчивое желание или поправиться, со стороны организма вызывает активное сопротивление, и он будет делать всё возможное, чтобы вновь приблизить вес к своему естественному значению. Поэтому 95% похудевших снова прибавляют в весе. Их новый вес относительно низок для «нормального» индивидуального метаболизма. У подавляющего большинства людей сопротивление организма сильнее в сторону снижения веса, нежели набора, то есть он всегда будет стремиться к сохранению отложенных жировых запасов. калорийности пищи и вовсе способно затормозить скорость обмена веществ на 45%. Возможно, это является защитным механизмом организма от голодной смерти.

Однако эту теорию поддерживают далеко не все учёные. И хотя они и не противоречат теории естественного оптимального веса, но считают, что метаболизм можно изменить определённым питанием и регулярной физической нагрузкой, при которой растет мышечная масса, и облегчается распад жиров. Но прежде всего, необходимо выяснить, что такое метаболизм и каковы принципы его действия.

Метаболизм – это химические реакции, возникающие с момента поступления в организм питательных веществ до момента выделения во внешнюю среду конечных продуктов этих реакций. Это сложный процесс преобразования потребляемой пищи в жизненную энергию. В метаболизм вовлечены все реакции, протекающие в живых клетках, результатом которых является строительство структур тканей и клеток. То есть, метаболизм можно рассматривать, как процесс обмена в организме веществ и энергии.

Живая клетка представляет собой высокоорганизованную систему, включающую различные структуры, а также специальные ферменты, способные эти структуры разрушить. Содержащиеся в клетке макромолекулы путём гидролиза могут распадаться на мелкие составляющие. В клетке обычно очень мало и много калия, при этом она существует в среде, где мало и много натрия, причём проницаемость клеточной мембраны для обоих ионов одинакова. Отсюда вывод: клетка – это весьма далёкая от химического равновесия система.

Для поддержания клетки в химически неуравновешенном состоянии организму требуется производить определённую работу, для которой необходима энергия. Получение энергии для выполнения этой работы является непременным условием того, чтобы клетка пребывала в своём нормальном стационарном химически неуравновешенном состоянии. Одновременно в клетках выполняется и другая работа по взаимодействию со средой, к примеру: проведение нервных импульсов в нервных клетках, сокращение мышц – в мышечных, образование мочи в клетках почек и прочее.

Питательные вещества, попав внутрь клетки, начинают метаболизироваться, или претерпевать множество химических изменений и образовывать промежуточные продукты – метаболиты. Метаболический процесс в целом подразделяется на две категории: анаболизм и катаболизм . При анаболических реакциях из простых молекул путём биосинтеза образуются сложные молекулы, что сопровождается затратой свободной энергии. Анаболические превращения обычно восстановительные. При катаболических реакциях, наоборот, поступившие с пищей и входящие в состав клетки сложные компоненты расщепляются до простых молекул. Эти реакции преимущественно окислительные, сопровождающиеся выделением свободной энергии.

Основная часть калорий, поступивших с пищей, расходуется на поддержание температуры тела, переваривание пищи, внутренние процессы организма — это, так называемый базовый метаболизм.

Непосредственным источником энергии, используемой клеткой для производства работы, служит энергия, заключённая в молекуле аденозинтрифосфата (АТФ) . В силу некоторых своих структурных особенностей, соединение АТФ богато энергией, и происходящий в ходе метаболического процесса разрыв связей фосфатных групп осуществляется таким образом, что высвободившаяся энергия может быть использована. Однако, в результате простого гидролиза разрыв фосфатных связей молекулы АТФ сделает высвобождённую для клетки энергию недоступной, поскольку метаболический процесс должен последовательно состоять из двух этапов с участием в каждом из них промежуточного продукта, в противном случае энергия выделяется в виде тепла и расходуется впустую. Молекула АТФ необходима практически для всех проявлений жизнедеятельности клеток, поэтому, неудивительно, что активность живых клеток в первую очередь направлена на синтез АТФ. Этот процесс состоит из сложных последовательных реакций с использованием потенциальной химической энергии, заключённой в молекулах .

Анаболизм тесно связан с катаболизмом, поскольку из продуктов распада питательных веществ получаются новые вещества. Если анаболизм направлен на образование составных структур клеток и тканей, то катаболизм превращает сложные молекулы в простые. Простые молекулы частично используются на биосинтез (образование органических веществ из простых соединений под действием ферментов-биокатализаторов), и частично выводятся из организма в виде продуктов распада, таких как мочевина, аммиак, диоксид углерода и вода.

Скорость метаболического процесса у всех людей разная. Важнейшим фактором, влияющим на скорость метаболизма, является масса тела, а точнее совокупность массы мышц, внутренних органов и костей. Чем масса тела больше, тем скорость обмена веществ выше. Обменные процессы у мужчин протекают, в среднем, на 10-20% быстрее, это связано с наличием у женщин большего количества жировых отложений, в то время как у мужчин мышечной ткани больше. По мнению учёных, метаболизм у женщин, перешагнувших 30-летний рубеж, снижается на 2-3% каждые последующие десять лет. Однако не только женщины, но и мужчины с возрастом подвержены риску снижения метаболизма. Как правило, это связано с недостатком двигательной активности и гормонального дисбаланса. Ускорить метаболизм можно с помощью и дробного питания. с увеличением физической нагрузки значительно замедляет метаболический процесс – организм готовится к возможному голоданию и начинает интенсивно накапливать жир.

Также на метаболизм непосредственное влияние оказывают такие факторы, как наследственность и работа щитовидной железы. При недостатке гормона щитовидной железы L-тироксина, метаболизм заметно снижается, что вызывает «необъяснимое» ожирение. При избытке этого гормона, наоборот, метаболизм настолько ускоряется, что это может грозить физическим истощением. Примечательно, что и в том, и в другом случае катастрофически не хватает жизненной энергии.

Согласно исследованиям, состояние эмоционального фона напрямую влияет на выработку гормонов. В стадии волнения или возбуждения в кровь выбрасывается гормон адреналин, увеличивая скорость метаболизма. А в состоянии за день сжигаются сотни калорий. Однако, как бы это не казалось парадоксальным, хронический стресс ведёт к ожирению. Всё дело в том, что в состоянии стресса надпочечниками выделяется в кровь большое количество гормона кортизола, а он способствует повышению уровня сахара в крови и, если сахар не используется, то благодаря быстро переходит в жировые запасы.

Сохранить свой постоянный вес на протяжении всей жизни удаётся мало кому, поэтому его колебания в ту, или иную сторону – это, скорее всего, правило. Если не придавать огромного значения кратковременным незначительным колебаниям веса, то приблизительный график выглядит так: в 11-25 лет наблюдается минимальный вес с высокой энергетической потребностью; в 25-35 лет вес стабилизируется и начинает постепенно ползти вверх приблизительно до 65 лет, а после начинает снижаться. Однако это весьма усреднённая картина, поскольку каждый человек индивидуален и имеет присущий только ему одному свой собственный метаболический процесс.

Привет, ребята! Во-первых поздравляю вас с первым днём лета! Лето — это просто класс! Совсем другое настроение появляется, работать хочется все меньше, чувствуешь приближение долгожданного отпуска. На рынке уже продают клубничку, черешенки — кстати, кто из вас уже «завитаминился» сим добром в этом году? Я уже!

Но сегодня я хотел бы обсудить с вами тему разгона метаболизма. Это будет очень актуально для всех нас, но особенно для тех кто планирует сбросить лишний вес. На станицах своего блога я уже поднимал подобный вопрос. Есть отличная статейка на тему Настоятельно рекомендую её для изучения, раз уж речь зашла об этом!

Многие люди, желающие похудеть, не могут достигнуть своей цели, даже если все делают правильно. Причиной этого может быть недостаточно быстрый обмен веществ (метаболизм). Это такой жизненно важный процесс, определяющий скорость реакций жизнедеятельности в организме человека. Благодаря этой статье вы узнаете, какое влияние имеет метаболизм на избавление от лишних килограммов и как можно увеличить его скорость.

Как обычно обсудим все кратко, информативно и без лишней воды. А если что будет непонятно — форма комментариев ниже. Да, чуть не забыл — если вдруг встал вопрос о замедлении обмена веществ для того чтобы набрать массу —

На быстроту протекания метаболических процессов естественно влияет несколько факторов, но один из мега-важных - это питание. Существует целый ряд правил, как запустить метаболизм для похудения, обязательных к соблюдению. Давайте обратим на них внимание:

Нельзя игнорировать утренние трапезы. Именно плотный завтрак является ключом к запуску обмена веществ. В общем овсянку на завтрак и парочку яиц никто не отменял, так что даже и не вздумайте филонить...
Нужно придерживаться дробного питания, употребляя пищу не менее пяти раз в день каждые 2,5-3 часа. Если временные промежутки будут увеличиваться, организм получит сигнал перейти в режим сбережения энергии, замедлив метаболизм. Хотя сейчас уже можно встретить в интернете информацию, которая оспаривает эффективность частого питания для разгона обмена веществ — тем не менее ЭТОТ МЕТОД РАБОТАЕТ!
Нельзя придерживаться строгих диет и тем более голодать. Если организм не будет получать достаточно энергии в сутки, а это минимум тысячу килокалорий, он начнет делать запасы в виде подкожного жира, при этом замедляя обменные процессы до 30%.
Многие ошибочно игнорируют правило соблюдения водного баланса и удивляются, когда не могут сбросить вес. Без достаточного похудение и нормальная скорость метаболизма невозможны. Ускорить этот процесс поможет употребление холодной или талой воды, ведь для ее усвоения организму придется ее «подогреть» до температуры тела, потратив на это энергию. Но не хлещите холодную воду летом по жаре, иначе горлышко может «бо-бо». Соблюдайте норму до двух литров в день.
Необходимо разнообразить набор продуктов и менять сумму килокалорий, употребляемых в день. Если цифра не будет меняться, организм к ней привыкнет и обмен веществ будет замедляться. Не бойтесь делать организму встряску и раз в неделю увеличивать свой рацион на 200-300 калорий.
Если вы хотите сжечь жир, то вам придется отказаться от вредных привычек и несбалансированного питания. Особенно это касается алкоголя, газированных напитков, полуфабрикатов, фаст-фуда, чипсов и других вредных продуктов.

Научные исследования подтвердили, что злоупотребление спиртными напитками замедляет обмен веществ почти на 75%.

Что нужно включать в свой рацион?

Пищу, богатую белками. На переваривание и усвоение белка организм тратит больше всего времени и энергетических затрат, а это благотворно влияет на запуск обмена веществ. Также именно белок участвует в процессах сжигания жира и наращивания мышечной массы. Белок должен преобладать в вашем рационе и входить в состав каждого приема пищи. Особенно это важно для завтрака. Большее содержание этого полезного вещества в рыбе, морских продуктах, куриной грудке, индейке, бобовых, яйцах и в молочных продуктах.

Ускорить метаболизм до 10% помогут продукты, богатые клетчаткой. Они помогают поддерживать уровень инсулина долгое время в одном и том же диапазоне, а это предотвращает скапливание жиров и дает сытость на несколько часов. Сюда относятся овощи, фрукты, крупы и бобы.

Продукты, содержащие много омега-3 жирных кислот. Они помогают балансировать содержание лептина, вещества, определяющего скорость обмена веществ и «принимающего решения» за или против скапливания жиров. Большое количество этих кислот находится в жирной рыбе – форели, скумбрии, тунце, лососе и продуктах растительного происхождения – в семенах льна, грецких орехах, фасоли.

Продукты, богатые фолиевой кислотой. Помимо увеличения скорости обмена веществ, они выводят из организма вредные вещества и укрепляют иммунитет. К ним относятся яйца, морковь, печень, отруби пшеницы.

Пищу, с повышенных количеством хрома. Благодаря этому микроэлементу в организме снижается уровень сахара, а также он берет участие в сжигании жиров и углеводов. Его можно найти в овощах – кукурузе, капусте, помидорах, луке, в злаковых – гречке, овсе, пшенице и в бобовых.

Продукты, содержащие йод. Этот микроэлемент является жизненно важным для нормальной деятельности щитовидной железы, а она в свою очередь отвечает за регулирование метаболизма. Источниками йода являются морские продукты – ламинария, рыба, крабы, кальмары, устрицы.

Пищу, с повышенным содержанием кальция. Кроме общеизвестной функции формирования и укреплении зубов и костей, кальций также влияет на переваривание пищи и усвоение питательных веществ. Его основные источники – это молочные продукты, шиповник, миндаль, кунжут, бобы.

Продукты-ускорители метаболизма

Цитрусы. Являются незаменимой частью рациона не только для похудения, но и повышения иммунитета. Грейпфруты, апельсины, лимоны благотворно влияют на работу пищеварительной системы, выводят токсины и лишнюю жидкость, а также понижают холестерин.
Зеленый чай. Благодаря двум основным компонентам – кофеину и катехину, улучшает и ускоряет процесс пищеварения, увеличивая количество необходимой для этого энергии. Ежедневное употребление трех чашек этого напитка может улучшить скорость метаболизма почти до 5%.
Кофе. Благодаря повышенному содержанию кофеина ускоряет обменные процессы и заряжает энергией, помогая продуктивнее выкладываться на тренировках.
Мед. Одна чайная ложка меда на стакан воды с добавлением лимонного сока помогает эффективно запустить метаболизм, при употреблении натощак.
Имбирь. Помогает лучшему усвоению полезных элементов и насыщению тканей кислородом.
Корица. Значительно снижет уровень сахара в крови, увеличивая при этом скорость метаболизма. Регулярное употребление этой приправы помогает снизить вес.
Красный перец, чили и халапеньо. Благодаря особому веществу – капсаицину, ускоряется работа сердца и обмен веществ, эффективно сжигая калории в течении длительного времени после употребления.
Чеснок. Особенно полезен при приеме жирной пищи, снижая вероятность жировых отложений. Также балансирует уровень глюкозы.
Яблоки. Хорошо стимулирует ЖКТ и позитивно влияет на метаболизм.
Овсянка. Благодаря высокому содержанию клетчатки, на ее переваривание организм затрачивает большое количество энергии.
Яблочный уксус. Помогает расщеплять жиры, поступаемые в организм с пищей.
Брокколи. Является отличным сочетанием кальция, витамина С и клетчатки.

Разгоняем метаболизм спортом

Вторым мега-важным ускорителем метаболизма является спорт. Бодибилдинг, фитнес или чем вы там занимаетесь. Есть несколько общих правил для физической нагрузки:

Постепенное увеличение нагрузки.
Необходимо употреблять пищу за час-полтора до начала занятий.
Нельзя дышать ртом, иначе ткани не насытятся кислородом.
Выполняйте разнообразные тренировки на разные группы мышц, это будет держать метаболизм в тонусе.

Наиболее эффективными для достижения цели будут АЭРОБНЫЕ упражнения. Они увеличивают количество сердечных сокращений и увеличивают скорость обменных процессов. Также после окончания тренировки, калории сжигаются еще в течении 12 часов.

К аэробным упражнениям относятся:

Ходьба . Этот вид тренинга подойдет даже для неподготовленных людей и доступен всем без исключения. Начинайте с ускоренного темпа, постепенно увеличивая пройденные расстояния.
Бег. Очень полезно для ускорения обмен веществ делать периодические ускорения. Например, 2 минуты бежать в обычном темпе, а одну в интенсивном и так чередовать до 5 раз. Обязательно следите за своим пульсом при беге и других аэробных упражнениях. — очень важный фактор успешного жиросжигания.
Плавание.
Прыжки на скакалке. Самый любимый мой вид «запыхательных» нагрузок. Обожаю скакалку! Обязательно поставьте себе цель не просто прыгать, а научиться прыгать более профессионально. С двойной прокруткой в один прыжок, крест на крест и т.д.
Бег. Если не любите бегать на улице — беговая дорожка отличная альтернатива. Для этого лучше подойдет беговая дорожка.
Катание на велосипеде, роликах или коньках. Как видите — в принципе подойдет любой вид нагрузки, где вы потеете и заставляете свой «мотор» работать активно.

Если вы хотите сжигать жир в правильном диапазоне пульса — вам не обойтись без профессионального пульсометра, который также может синхронизироваться с вашим смартфоном по bluetooth. Можете ознакомиться ЗДЕСЬ.

Не менее эффективными являются силовые нагрузки, стимулирующие рост мышечной массы — эти нагрузки называются АНАЭРОБНЫМИ. Для качественных тренировок с железом лучше посещать хорошо оборудованный, современный спортзал. Но при желании, можно тренироваться дома и найти для этого минимальные возможности. Для этого подойдут:

Приседания, имитирующие сидение на стуле. Спину нужно держать ровно, а ноги на ширине плеч.
Выпады. Задействуют целую группу мышц и развивают координацию. Удерживая спину ровно, шагните вперед, согнув колено под прямым углом. Другую ногу опустите максимально низко, не касаясь пола.
Отжимания от пола.
Упражнения на пресс.
Планка.

Выполняйте силовые упражнения до 3 раз в неделю, чередуя с аэробными. Также нужно постоянно увеличивать интенсивность занятий, используя утяжелители или увеличивая количество подходов.

Факторы, негативно влияющие на метаболизм

Генетическая предрасположенность. Медленный обмен веществ может передаваться по наследству. Иногда это может начать проявляться после перенесенной болезни, нервного потрясения, беременности.
Возраст. Чем старше человек, тем медленнее скорость процессов и реакций в организме.
Гормональные нарушения. Неправильное функционировании щитовидной и поджелудочной желез приводит к замедлению обмена веществ.
Вредные привычки. Алкоголь и курение негативно влияют на весь организм в целом, отравляя практически каждую его клетку. Также имеют пагубное влияние на метаболические процессы и мешают похудеть.
Недостаточная физическая активность. Даже если вам сложно найти время, силы или желание ходить в спортзал или заниматься дома, можно компенсировать это с помощью простых нагрузок. Например, ходить на работу пешком или не пользоваться лифтом.
Постоянное пребывание в стрессовом напряжении. Постоянная утомляемость и нервные переживания приводят к освобождению жировых кислот, трансформирующихся в жировые отложения. Старайтесь избегать чрезмерного волнения и отдыхайте морально и физически.
Хроническое недосыпание. Сон менее 7,5 часов в сутки приводит к сбою в биологических ритмах, снижению скорости метаболизма и набору веса.

Дополнительные способы

Посещение бани или сауны. Разогревшись с помощью пара, кожа открывает все поры, усиливая кровообращение и метаболизм. Это также отличный способ для сжигания подкожного жира, снижения болевого синдрома в мышцах и релаксации. Нельзя только забывать про восполнения жидкости. Про совмещение сауны и бодибилдинга
Контрастный душ. Подарит отличный заряд бодрости на весь день, сделают кожу ровной и упругой, а также ускорит обменные процессы. Чередуйте горячую и холодную воду продолжительностью пол минуты. Заканчивайте процедуру водой низкой температуры, а затем хорошенько разотритесь полотенцем.
Ванна. Принятие ванны с различными добавками поможет улучшить обмен веществ. Добавлять можно травяные отвары с липой, лавандой, розмарином. Также хороший эффект дают ванные с горчицей и эфирными маслами апельсина и можжевельника.

Массаж. Вы можете посещать профессионалов либо делать массаж самостоятельно специальными массажерами, вакуумными баночками и с применением разогревающих кремов и масел, а также меда. Массаж усиливает циркуляцию крови и выводит лишнюю жидкость, тем самым давая желаемый эффект.
Применение эфирных масел с ухаживающими средствами. Их добавление в скрабы, смеси для обертываний, а также в массажные масла повышает эффект от процедур. Наиболее полезные для метаболизма масла кипариса, апельсина, грейпфрута, можжевельника, герани и корицы.
Достаточный сон. Для нормальной скорости обменных процессов человеку необходим 7-8 часов сна без перерывов. Кроме того, отход ко сну должен быть не позже, чем в 11 часов, ведь именно с 11 до 1 ночи наиболее активно сжигаются жиры и выделяется гормон роста.
Пребывание на свежем воздухе. Это можно совместить с ходьбой и прогуливаться по несколько часов в парках и лесопарках. Это насытит организм кислородом, зарядит витамином Д и поднимет настроение.
Народные средства. Употребление травяных отваров на основе ромашки, зверобоя, тысячелетника и многих других способно значительно улучшить метаболизм.

Интересные научные данные

Ученые провели целый ряд исследований, выяснив что скорость обмена веществ определяется с самого рождения и во многом зависит от типа конституции тела. Обмен веществ быстрее у тех, кто имеет более развитую мышечную систему, и общую массу тела, включающую скелет и внутренние органы. Поэтому у мужчин скорость метаболизма выше.

Так же, многочисленные данные подтверждают, что по достижению 30 лет, обменные процессы начинают замедляться на 3-4% каждые 10 лет.

Также мнение экспертов разнится на счет влияние конкретных продуктов на метаболизм, но в одном они сходятся – частое дробное питание влияет более благотворно.

Лекарственные средства

Приём таблеток и других лекарств оправдан лишь тогда, когда никакие другие способы не помогают. Для выбора препаратов необходима консультация лечащего врача. Иногда достаточно применения комплексных витаминов, ведь в этой статье мы выяснили, что нехватка многих из них приводит к замедлению обмена веществ.

Безопасными аптечными средствами являются растительные препараты на основе:

лавзеи сафроловидной
радиолы розовой
элеутерококка
женьшеня
и лимонника

Также эффективны средства на основе аминокислоты L-карнитина, но она действует только в тандеме с физическими нагрузками.

На рынке также множество БАДов, обладающих стимулирующим действием на обмен веществ и могут быть действительно эффективными, но они имеют множество противопоказаний и побочных эффектов.

Обмен веществ – достаточно сложный процесс, и любые нарушения его нормального протекания могут отразиться на здоровье и внешнем виде. Если вам не удается похудеть, попробуйте применить советы из этой статьи.

А я на этом у меня всё. Разгоняйте свой метаболизм, коль это вам необходимо и худейте, раз уж поставили себе такую цель. А я желаю вам в этом терпения и пусть не супер-крутых, но стабильных и конкретных результатов. Пока-пока!

comments powered by HyperComments

P .S. Подписывайтесь на обновление блога, чтобы ничего не упустить! Если вы хотите приобрести какие-либо спорттовары, спортивное питание или добавки - можете воспользоваться этой специальной страницей!

Замедление метаболизма является основой многих проблем со здоровьем, например, ожирения или сахарного диабета 2-го типа. Поэтому так важно знать, как ускорить обмен веществ.

Замедление метаболизма является основой многих проблем со здоровьем , например, ожирения или сахарного диабета 2-го типа. Поэтому так важно знать, как ускорить обмен веществ . Но сначала давайте разберемся в том, какие процессы свойственны метаболизму, какие симптомы указывают на уменьшение скорости обменных процессов.

Как ускорить метаболизм - 7 методов

1. Метаболизм - что это такое простым языком?
2. Виды скорости метаболизма
3. Факторы, влияющие на скорость обмена веществ
4. Правда ли, что у некоторых людей обмен веществ ускорен от рождения?
5. Симптомы нарушения обмена веществ у женщин и мужчин
6. Что замедляет метаболизм?
7. Жесткие диеты
8. Продукты, замедляющие метаболизм
9. Как разогнать метаболизм?
10. Долой диету с подсчетом калорий
11. Нормализация сна
12. Оптимизация физической активности
13. Интервальные тренировки высокой интенсивности (ИТВИ)
14. Силовые нагрузки

Метаболизм - что это такое простым языком?

Метаболизм, или обмен веществ, – это термин, описывающий всю совокупность биохимических реакций, протекающих в организме . Для метаболизма свойственны два вида реакций:

катаболизм – процесс разрушения молекул с высвобождением энергии;

анаболизм – процесс создания крупных биологических молекул из более мелких составляющих, поступающих в организм извне.

Питание является основой всего обмена веществ. Одни молекулы попадают в организм с пищей и разлагаются в нем, выделяя энергию. Эта энергия идет на синтез других молекул, которые необходимы для жизнедеятельности, – белков, нуклеиновых кислот, нейромедиаторов и т.д.

Однако функция молекул, поступающих в организм с пищей, заключается не только в том, чтобы давать энергию, но и в том, чтобы обеспечивать поступление всех тех веществ, которые необходимыми для синтеза собственных молекул организма .

То есть для нормальной жизнедеятельности с пищей должно поступать правильное количество таких элементов, как углерод, водород, кислород, азот, фосфор, сера, кальций, калий, натрий, цинк и т.д. А также химических соединений – аминокислот, жирных кислот, некоторых углеводов, витаминов и т.д.

Каждая система органов от эндокринной до пищеварительной зависит в своей работе от того, как быстро клетки способны производить энергию . И чем активнее метаболизм, тем выше иммунитет, лучше фертильность и сексуальное здоровье, больше продолжительной жизни и т.д.

Виды скорости метаболизма

Базальная, или основная . Это – минимальная скорость обмена веществ, имеющая место при полном покое, например, в состоянии сна.

Скорость в спокойном состоянии . Человек не спит, но и не двигается – спокойно лежит или сидит. Обычно именно на этот вариант обмена веществ приходится 50-70% калорий, сжигаемых за сутки.

Тепловой эффект пищи . Это то количество калорий, которое организм тратит на переваривание пищи. Как правило, 10% от всех сожжённых за день ресурсов.

Теплой эффект физических упражнений . Количество калорий, сжигаемых при интенсивной физической нагрузке.

Неспортивный термогенез . Количество калорий, которое расходуется на не интенсивные физические действия – медленную ходьбу, поддержание вертикального положения тела, изменение позы.

Факторы, влияющие на скорость обмена веществ

Возраст. Чем старше человек, тем медленнее протекают метаболические процессы.

Количество мышечной массы . Чем мышц больше, тем метаболизм быстрее.

Размера тела. Чем человек больше, тем быстрее его тело сжигает калории.

Температура окружающей среды . Чем холоднее, тем больше сгорает калорий.

Физическая активность.

Гормональный статус. Многие гормональные расстройства способны крайне сильно изменять скорость обмена веществ.

Правда ли, что у некоторых людей обмен веществ ускорен от рождения?

Нет, неправда. Часто люди, имеющие лишний вес, жалуются на то, что вот у них обмен веществ такой медленный от природы. Вот они и толстеют на глазах и от воздуха. А вот у тех, у кого масса тела нормальная, все сгорает, потому что метаболизм генетически имеет огромную скорость. Это очень удобная теория для самооправдания при наличие лишнего веса. Но она ничем не подкреплена научно. Напротив, были получены данные, которые говорят о том, что люди с избыточным весом часто имеют более высокую скорость обмена веществ. В других изысканиях было показано, что у полных людей скорость метаболизма может быть немного медленнее, чем у их сверстников нормального телосложения, но не более, чем на 8%.

Симптомы нарушения обмена веществ у женщин и мужчин

Мы привыкли думать, что низкая скорость метаболизма связана в первую очередь с лишним весом. Связана, безусловно. Однако органом, который страдает о замедления метаболических процессов больше всего, является мозг. Это может показаться странным, то мозг тратит на свою работу в 16 раз больше энергии, чем нужно скелетной мускулатуре для поддержания ее жизнедеятельности. Поэтому признаки снижения скорости обменных процессов очень полиморфны, и многие из них связаны именно с демонстрацией неврологической симптоматики. Признаки нарушения и замедления метаболизма у женщин и мужчин во многом одинаковы. Однако есть и отличия. Например, у женщин часто наблюдаются сбои в менструальном цикле, а также изменения в характере проявления целлюлита.

Проблемы с лишним весом:

масса тела увеличена, и ее никак не удается уменьшить, все те методы, которые действовали когда-то, больше не помогают;
невозможность похудеть, даже при регулярных физических нагрузках, например, занятиях фитнесом 5 раз в неделю;
невозможность похудеть даже при очень сильном ограничении поступления в организм калорий, иногда практически при голодании;
большой живот;
накопления жира в тех областях организма, в которых это не наблюдалось ранее.

Аллергические, иммунные и общие:

хроническую усталость;
сниженную температуру тела;
постоянное ощущение холода;
аллергию;
странную гиперчувствительность к некоторым продуктам и т.д.;
невозможность заставить себя проявлять физическую активность;
постоянные простудные заболевания.

Относящиеся к работе ЖКТ:

хронические запоры или поносы;
частое вздутие живота и метеоризм;
чрезмерно сильное урчание в животе после еды;
медленное пищеварение (вы можете ощущать тяжесть вечером в животе от того, что ели в обед);
изжога.

Психические и неврологические:

беспокойный ночной сон;
депрессию и/или тревогу;
проблемы с концентрацией внимания;
жизнь, как во сне, некую спутанность сознания;
головокружение;
повышенную чувствительность к яркому свету и громким звукам;
высокую раздражительность.

Дерматологические:

тонкие волосы;
тонкую кожу, которая легко трескается (особенно на пятках);
ломкие медленно растущие ногти.

Относящиеся к половой сфере:

сниженное либидо;
импотенцию у мужчин;
фригидность у женщин;
сбой менструального цикла у женщин.

Изменение пищевого поведения: кроме высокого чувства голода, характерным признаком снижения скорости обменных процессов является тяга с сладкому, особенно остро проявляющая себя в полдень. К типично женским признакам нарушенного замедленного обмена веществ относится изменение в характере локализации целлюлитных отложений. Целлюлит на ягодицах, задних и боковых поверхностях бедер является вполне нормальным явлением, которое не указывает на какие-либо проблемы со здоровьем. Но если целлюлит начинает проявлять себя на передней поверхности бедер, животе, руках, это уже говорит о том, что метаболизм замедлен.

Иногда снижение скорости метаболизма может демонстрировать сухость во рту и постоянную жажду , не связанную с включением в рацион питания большого количества соленых и острых продуктов. Этот симптом аналогичен диабетическому, но может проявлять себя еще и без выраженного диабета.

К малоизвестным признакам уменьшения скорости обмена веществ относится опущение плеч и усиление сутулости . Этот симптом более отчетливо заметен у мужчин, особенно у тех, кто раньше имел достаточно хорошо развитый плечевой пояс.

Если вы нашли у себя изрядное количество перечисленных выше признаков замедленного метаболизма, то, скорее всего, эта проблема на самом деле существует в вашей жизни. Но не стоит отчаиваться. Это излечимо. Ускорить метаболизм можно, в том числе и самостоятельно в домашних условиях.

Чтобы понять, как восстановить обмен веществ в организме, надо сначала выделить те основные факторы, который приводят к нарушению обменных процессов.

Жесткие диеты

Несмотря на то, что ученые доказали, что подсчет калорий для правильного похудения фактически бесполезен, очень многие люди продолжают истязать себя жесткими диетами, считать калории и недополучать значительное количество питательных веществ. И в результате замедлять свои обменные процессы.

Почему так происходит? Очень просто. Метаболизм целиком и полностью зависит от поступления в организм питательных веществ. Без них невозможна выработка энергии и синтез молекул самого организма. Если существенно снизить количество поступающих в организм калорий, то одновременно с этим придется и уменьшить количество питательных веществ.

Сжигание жира в таких условиях будет сведено организмом к минимуму, ибо он оценит ситуацию, как голод, который может привести к гибели . И начнет себя спасать, минимизируя энергозатраты, то есть замедляя метаболические процессы.

Вашему организму абсолютно все равно, почему вы его не кормите: потому что хотите похудеть, или потому что находитесь в осаждённом городе. Он знает одно – еды не хватает. А, следовательно, надо переходить на строжайшую экономию всех ресурсов, в том числе и жировых отложений.

Кстати, именно крайне сильное ограничение калорий, поступающих в организм в сутки, является одной из причин возникновения эффекта плато при похудении.

Продукты, замедляющие метаболизм

Все сладости. Все – означает все. В том числе и «полезные натуральные». Связано это с тем, что все сладкие соединения приводят к «метаболической путанице», а потому замедляют обмен веществ. Конечно, степень выраженности отрицательного воздействия на метаболизм у разных сладких продуктов различная.

Так наиболее опасны обычный столовый сахар, фруктоза (и многие «натуральные полезные» продукты, ее содержащие, например, фруктовые соки) и искусственные подсластители . А также натуральные заменители сахара, которые по своей сути никакими заменителями не являются, а представляют собой те же самые столовый сахар и фруктозу только под другими названиями. К таким подсластителям можно отнести нектар агавы или кленовый сироп. Другие натуральные заменители сахара, например, стевия или эритрит, менее вредны. Но и они замедляют метаболизм.

Злаки. То, что какие-нибудь булочки и макароны худеть не помогают и метаболизм явно не подстегивают, понимают практически все. Однако многие ошибочно полагают, что пища, приготовленная из цельнозерновых злаков, обмен веществ лишь усиливает. К сожалению, это не так . Ибо все злаки содержат в себе (в разном количестве и соотношении) три неполезных компонента :

глютен, вред которого для организма очень велик;
крахмал, легко переходящий в сахар;
фитиновую кислоту, препятствующую усвоению некоторых микроэлементов, то есть имитирующую для организма голод, на фоне которого он замедляет метаболизм.

Многие растительные жиры и трансжиры

Большинство растительных масел , особенно тех, что стоят недорого и распространены очень широко, например, подсолнечное или рапсовое масло, крайне вредны для организм а. Они фактически сбивают весь метаболизм. Аналогичным эффектом обладают и транс-жиры.

Как разогнать метаболизм?

Долой диету с подсчетом калорий! Выше уже было подробно объяснено, почему диета, жёстко ограничивающая количество калорий, приводит к замедлению метаболизма и, как следствие, к увеличению массы тела. Так что, отказ от подобных жестких диет является обязательным условием ускорения обмена веществ. И вот тут очень важно отметить, что всех тех, кто откажется от диет и позволит своему организму поглощать такое количество калорий, в каком он нуждается, ждет дополнительная «плюшка», а именно развитие более правильного отношения к еде. Установлено, что люди, которые не подвергают свой организм периодическим длительным голоданиям (читай – диетам), имеют меньше склонности к постоянным перекусам, легче отказываются от сладостей.

Нормализация сна

Недостаток отдыха влияет на метаболизм точно так же, как и недостаток пищи, - он его замедляет. Объяснение вновь простое. Организм полагает, что он находится в условиях зашкаливающей нагрузки, которая может быть опасна для самого его существования. И начинает экономить силы, замедляя обменные процессы. Поэтому при обнаружении у себя признаков замедленного метаболизма, следует немедленно обратить внимание на свой сон. И если с ночным отдыхом имеются явные проблемы, всеми силами постараться его нормализовать. Для этого можно попытаться увеличить уровень гормона сна – мелатонина.

Оптимизация физической активности

Довольно часто симптомы замедления метаболизма можно обнаружить у молодых людей, которые стараются вести так называемый здоровый образ жизни и ради этого истязают себя физическими нагрузками. Фитнес полезен, в том числе и для похудения. Это, бесспорно. Но только физическая активность должна быть нормальной . Перетренированность замедляет метаболизм точно так же, как его замедляют недостаток сна и жесткие диеты. Организм также входит в состояние стресса и начинает экономить силы.

Более того, при перетренированности в крови повышается уровень гормона стресса – кортизола. И на этом фоне снижается чувствительность к инсулину, что неминуемо ведет к набору лишнего веса. Поэтому, чтобы наладить обмен веществ и похудеть, тренируйтесь в меру. В свою меру. То есть не надо тренироваться тогда, когда вы еще не восстановились после предыдущего занятия, когда у вас болят мышцы, или просто в них нет силы. И не надо смотреть на друзей и подруг, которые занимались прошлый раз вместе с вами, а сегодня уже резво прыгают. У каждого человека своя скорость восстановления.

Интервальные тренировки высокой интенсивности (ИТВИ)

В самом начале XXI века ученые доказали, что интервальные тренировки высокой интенсивности значительно более эффективно помогают разгонять метаболизм и худеть, чем классические занятия фитнесом , например, традиционные кардио-тренировки. Связано это с тем гормональным ответом, который формирует организм в ответ на физическую нагрузку.

Силовые нагрузки

Когда мужчины занимаются фитнесом, и неважно с какой целью, они не чураются силовых упражнений. А вот у женщин с этим видом физической активности часто бывают проблемы, так как дамы отчего-то полагают, что им силовые нагрузки не просто не нужны. Они для них опасны, так как приведут к увеличению размеров тела и перестройке организма по мужскому типу. Безусловно, это – заблуждение. Причем очень вредное. Так как оно мешает занятиям фитнесом выполнять ту работу, на которую они и направлены, - ускорять метаболизм и избавляться от лишних жировых отложений.

Дело в том, что без силовых нагрузок крайне сложно нарастить мышцы. А без значительного объема мышечной массы не удастся добиться ускорения метаболизма , так как мышцы во многом и обеспечивают быстрое прохождение обменных процессов.

Поэтому и мужчинам, и женщинам при занятиях фитнесом обязательно надо уделять внимание силовой подготовке . А для того чтобы представительницам слабой половины человечества перестроить себя на мужской лад, надо принимать гормональные препараты. Просто так само по себе это не получится.

Если хотите разогнать обмен веществ, придется отказаться от сладостей и углеводов. Если полностью исключить сладкое не удается, необходимо, по крайней мере, заменить его наименее вредными вариантами – стевией.

В первую очередь, это – белковые продукты , так как они обладают очень высоким термическим эффектом и поэтому разгоняют обмен веществ.

Зеленый чай и черный натуральный кофе – два напитка, которые хорошо известны своей способностью улучшать метаболизм.

Чеснок , как и мясные продукты, обладает высоком термическим эффектом.

Разогревающие специи – это продукты, ускоряющие обмен веществ и сжигающие жир. Также и демонстрируют хорошие термогенные качества. Работают корица, имбирь, куркума.

Продукты, обладающие низким гликемическим индексом, но при этом отлично насыщающие . Это – орехи и семечки, бобовые, все виды капусты и другие листовые зеленые овощи, помидоры, баклажаны.

Все эти продукты, прежде всего орехи, способствуют выработке панкреатического полипептида PPY, который заменяет тягу человека к сладкому и другим углеводам желаем есть жиры. При этом существенно увеличивается скорость сжигания жировых отложений.

Это действие противоположно влиянию гормонов голода, которые наоборот заставляют человека есть больше углеводов.

Метаболизм состоит из двух частей: катаболизма – разрушения поступающих в организм соединений, и анаболизма – синтеза собственных молекул. Чтобы скорость обмена веществ была высокой, в организм должны поступать все необходимые ему вещества и энергия. Поэтому для быстрого метаболизма надо полноценно питаться, а не садиться на жесткие диеты и истязать себя физическими нагрузками. Многие вредные продукты питания могут существенно замедлять метаболизм. Поэтому все желающие ускорить его должны полностью убрать эти тлетворные продукты из своего рациона и заменить их продуктами, ускоряющими обмен веществ и обеспечивающими сжигание жиров.опубликовано .

Остались вопросы - задайте их

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое сознание - мы вместе изменяем мир! © econet

Текст: Ольга Лукинская

СЛОВО «МЕТАБОЛИЗМ» ЧАСТО УПОТРЕБЛЯЮТ К МЕСТУ И НЕ К МЕСТУ, но не все до конца понимают, что такое обмен веществ и по каким законам он функционирует. Чтобы в этом разобраться, мы спросили спортивного диетолога, члена Международной ассоциации спортивных наук (ISSA) Леонида Остапенко и клинического психолога, основателя Клиники расстройств пищевого поведения Анну Назаренко, что нужно знать о метаболизме, и как не навредить своему телу в попытках его изменить.

Что такое метаболизм

Метаболизм, или обмен веществ, объединяет все химические реакции в организме. Они происходят непрерывно и включают катаболизм - разрушение белков, жиров и углеводов для получения энергии и «строительных материалов» - и анаболизм, то есть создание клеток или синтез гормонов и ферментов. Наша кожа, ногти и волосы и все остальные ткани регулярно обновляются: для их построения и восстановления после травм (например, для заживления ран) нужны «кирпичики» - в первую очередь белки и жиры - и «рабочая сила» - энергия. Всё это и называется обменом веществ.

Под метаболизмом подразумевают оборот энергии, необходимой для подобных процессов. Её затраты при основном обмене - это калории, которые уходят на поддержание температуры тела, работу сердца, почек, лёгких, нервной системы. К слову, при основном обмене в 1 300 килокалорий 220 из них приходится на работу мозга . Метаболизм можно разделить на основной (или базальный), который происходит постоянно, в том числе во сне, и дополнительный, связанный с любой активностью, отличной от покоя. Обмен веществ есть у всех живых организмов, включая растения: считается, что самый быстрый метаболизм у колибри, а самый медленный - у ленивца.

Что влияет на скорость обмена веществ

Мы часто слышим выражения «медленный метаболизм» или «быстрый метаболизм»: зачастую имеют в виду возможность сохранять стройность без ограничений в еде и физических нагрузок или, наоборот, склонность легко набирать вес. Но скорость обмена веществ отражается не только на внешности. У людей с быстрым метаболизмом на жизненно важные функции, например работу сердца и мозга, за одно и то же время тратится больше энергии, чем у обладателей медленного обмена веществ. При равных нагрузках один человек может завтракать и обедать круассанами, мгновенно сжигая все полученные калории, а другой будет стремительно набирать вес - это значит, что у них разная скорость базального обмена. Он зависит от множества факторов, на многие из которых нельзя повлиять.

Факторы метаболизма, которые не поддаются коррекции, называют статическими: это наследственность, пол, тип телосложения, возраст. Однако есть условия, на которые можно повлиять. К таким динамическим параметрам относятся масса тела, психоэмоциональное состояние, организация рациона, уровень выработки гормонов, физические нагрузки. От взаимодействия всего перечисленного и зависит скорость обмена. Если правильно корректировать факторы второй группы, можно в некоторой степени ускорить или замедлить метаболизм. Результат будет зависеть от особенностей генетики и устойчивости всей системы обмена.

Общее представление о метаболизме органических веществ.
Что такое метаболизм? Понятие метаболизма. Методы исследования.
Метаболизм - значение слова. Метаболизм углеводов и липоидов.

Метаболизм белков

МЕТАБОЛИЗМ - этообмен веществ, химические превращения, протекающие от момента поступления питательных веществ в живой организм до момента, когда конечные продукты этих превращений выделяются во внешнюю среду. К метаболизму относятся все реакции, в результате которых строятся структурные элементы клеток и тканей, и процессы, в которых из содержащихся в клетках веществ извлекается энергия. Иногда для удобства рассматривают по отдельности две стороны метаболизма – анаболизм и катаболизм, т.е. процессы созидания органических веществ и процессы их разрушения. Анаболические процессы обычно связаны с затратой энергии и приводят к образованию сложных молекул из более простых, катаболические же сопровождаются высвобождением энергии и заканчиваются образованием таких конечных продуктов (отходов) метаболизма, как мочевина, диоксид углерода, аммиак и вода.

Клеточный метаболизм.

Живая клетка – это высокоорганизованная система. В ней имеются различные структуры, а также ферменты, способные их разрушить. Содержатся в ней и крупные макромолекулы, которые могут распадаться на более мелкие компоненты в результате гидролиза (расщепления под действием воды). В клетке обычно много калия и очень мало натрия, хотя клетка существует в среде, где натрия много, а калия относительно мало, и клеточная мембрана легко проницаема для обоих ионов. Следовательно, клетка – это химическая система, весьма далекая от равновесия. Равновесие наступает только в процессе посмертного автолиза (само переваривания под действием собственных ферментов).

Потребность в энергии.

Чтобы удержать систему в состоянии, далеком от химического равновесия, требуется производить работу, а для этого необходима энергия. Получение этой энергии и выполнение этой работы – непременное условие для того, чтобы клетка оставалась в своем стационарном (нормальном) состоянии, далеком от равновесия. Одновременно в ней выполняется и иная работа, связанная со взаимодействием со средой, например: в мышечных клетках – сокращение; в нервных клетках – проведение нервного импульса; в клетках почек – образование мочи, значительно отличающейся по своему составу от плазмы крови; в специализированных клетках желудочно-кишечного тракта – синтез и выделение пищеварительных ферментов; в клетках эндокринных желез – секреция гормонов; в клетках светляков – свечение; в клетках некоторых рыб – генерирование электрических разрядов и т.д.

Источники энергии.

В любом из перечисленных выше примеров непосредственным источником энергии, которую клетка использует для производства работы, служит энергия, заключенная в структуре аденозинтрифосфата (АТФ). В силу особенностей своей структуры это соединение богато энергией, и разрыв связей между его фосфатными группами может происходить таким образом, что высвобождающаяся энергия используется для производства работы. Однако энергия не может стать доступной для клетки при простом гидролитическом разрыве фосфатных связей АТФ: в этом случае она расходуется впустую, выделяясь в виде тепла. Процесс должен состоять из двух последовательных этапов, в каждом из которых участвует промежуточный продукт, обозначенный здесь X–Ф (в приведенных уравнениях X и Y означают два разных органических вещества; Ф – фосфат; АДФ – аденозиндифосфат).

Термин «обмен веществ» вошел в повседневную жизнь с тех пор, как врачи стали связывать избыточный или недостаточный вес, чрезмерную нервозность или, наоборот, вялость больного с повышенным или пониженным обменом. Для суждения об интенсивности метаболизма ставят тест на «основной обмен». Основной обмен – это показатель способности организма вырабатывать энергию. Тест проводят натощак в состоянии покоя; измеряют поглощение кислорода (О2) и выделение диоксида углерода (СО2). Сопоставляя эти величины, определяют, насколько полно организм использует («сжигает») питательные вещества. На интенсивность метаболизма влияют гормоны щитовидной железы, поэтому врачи при диагностике заболеваний, связанных с нарушениями обмена, в последнее время все чаще измеряют уровень этих гормонов в крови.

Методы исследования метаболизма.

При изучении метаболизма какого-нибудь одного из питательных веществ прослеживают все его превращения от той формы, в какой оно поступает в организм, до конечных продуктов, выводимых из организма. В таких исследованиях применяется крайне разнообразный набор биохимических методов. Использование интактных животных или органов. Животному вводят изучаемое соединение, а затем в его моче и экскрементах определяют возможные продукты превращений (метаболиты) этого вещества. Более определенную информацию можно получить, исследуя метаболизм определенного органа, например печени или мозга. В этих случаях вещество вводят в соответствующий кровеносный сосуд, а метаболиты определяют в крови, оттекающей от данного органа. Поскольку такого рода процедуры сопряжены с большими трудностями, часто для исследования используют тонкие срезы органов. Их инкубируют при комнатной температуре или при температуре тела в растворах с добавкой того вещества, метаболизм которого изучают. Клетки в таких препаратах не повреждены, и так как срезы очень тонкие, вещество легко проникает в клетки и легко выходит из них. Иногда затруднения возникают из-за слишком медленного прохождения вещества сквозь клеточные мембраны. В этих случаях ткани измельчают, чтобы разрушить мембраны, и с изучаемым веществом инкубируют клеточную кашицу. Именно в таких опытах было показано, что все живые клетки окисляют глюкозу до СО2 и воды и что только ткань печени способна синтезировать мочевину.

Использование клеток.

Даже клетки представляют собой очень сложно организованные системы. В них имеется ядро, а в окружающей его цитоплазме находятся более мелкие тельца, т.н. органеллы, различных размеров и консистенции. С помощью соответствующей методики ткань можно «гомогенизировать», а затем подвергнуть дифференциальному центрифугированию (разделению) и получить препараты, содержащие только митохондрии, только микросомы или прозрачную жидкость – цитоплазму. Эти препараты можно по отдельности инкубировать с тем соединением, метаболизм которого изучается, и таким путем установить, какие именно субклеточные структуры участвуют в его последовательных превращениях. Известны случаи, когда начальная реакция протекает в цитоплазме, ее продукт подвергается превращению в микросомах, а продукт этого превращения вступает в новую реакцию уже в митохондриях. Инкубация изучаемого вещества с живыми клетками или с гомогенатом ткани обычно не выявляет отдельные этапы его метаболизма, и только последовательные эксперименты, в которых для инкубации используются те или иные субклеточные структуры, позволяют понять всю цепочку событий.

Использование радиоактивных изотопов.

Для изучения метаболизма какого-либо вещества необходимы: 1) соответствующие аналитические методы для определения этого вещества и его метаболитов; и 2) методы, позволяющие отличать добавленное вещество от того же вещества, уже присутствующего в данном биологическом препарате. Эти требования служили главным препятствием при изучении метаболизма до тех пор, пока не были открыты радиоактивные изотопы элементов и в первую очередь радиоактивный углерод 14C. С появлением соединений, «меченных» 14C, а также приборов для измерения слабой радиоактивности эти трудности были преодолены. Если к биологическому препарату, например к суспензии митохондрий, добавляют меченную 14C жирную кислоту, то никаких специальных анализов для определения продуктов ее превращений не требуется; чтобы оценить скорость ее использования, достаточно просто измерять радиоактивность последовательно получаемых митохондриальных фракций. Эта же методика позволяет легко отличать молекулы радиоактивной жирной кислоты, введенной экспериментатором, от молекул жирной кислоты, уже присутствовавших в митохондриях к началу эксперимента.

Хроматография и электрофорез.

В дополнение к вышеупомянутым требованиям необходимы и методы, позволяющие разделять смеси, состоящие из малых количеств органических веществ. Важнейший из них – хроматография, в основе которой лежит феномен адсорбции. Разделение компонентов смеси проводят при этом либо на бумаге, либо путем адсорбции на сорбенте, которым заполняют колонки (длинные стеклянные трубки), с последующей постепенной элюцией (вымыванием) каждого из компонентов.

Разделение методом электрофореза зависит от знака и числа зарядов ионизированных молекул. Электрофорез проводят на бумаге или на каком-нибудь инертном (неактивном) носителе, таком, как крахмал, целлюлоза или каучук. Высокочувствительный и эффективный метод разделения – газовая хроматография. Им пользуются в тех случаях, когда подлежащие разделению вещества находятся в газообразном состоянии или могут быть в него переведены.

Выделение ферментов.

Последнее место в описываемом ряду – животное, орган, тканевой срез, гомогенат и фракция клеточных органелл – занимает фермент, способный катализировать определенную химическую реакцию. Выделение ферментов в очищенном виде – важный раздел в изучении метаболизма.

Сочетание перечисленных методов позволило проследить главные метаболические пути у большей части организмов (в том числе у человека), установить, где именно эти различные процессы протекают, и выяснить последовательные этапы главных метаболических путей. К настоящему времени известны тысячи отдельных биохимических реакций, изучены участвующие в них ферменты.

Поскольку практически для любого проявления жизнедеятельности клеток необходим АТФ, неудивительно, что метаболическая активность живых клеток направлена в первую очередь на синтез АТФ. Этой цели служат различные сложные последовательности реакций, в которых используется потенциальная химическая энергия, заключенная в молекулах углеводов и жиров (липидов).

МЕТАБОЛИЗМ УГЛЕВОДОВ И ЛИПОИДОВ

Синтез АТФ. Анаэробный метаболизм (без участия кислорода).

Главная роль углеводов и липидов в клеточном метаболизме состоит в том, что их расщепление на более простые соединения обеспечивает синтез АТФ. Несомненно, что те же процессы протекали и в первых, самых примитивных клетках. Однако в атмосфере, лишенной кислорода, полное окисление углеводов и жиров до CO2 было невозможно. У этих примитивных клеток имелись все же механизмы, с помощью которых перестройка структуры молекулы глюкозы обеспечивала синтез небольших количеств АТФ. Речь идет о процессах, которые у микроорганизмов называют брожением. Лучше всего изучено сбраживание глюкозы до этилового спирта и CO2 у дрожжей.

В ходе 11 последовательных реакций, необходимых для того, чтобы завершилось это превращение, образуется ряд промежуточных продуктов, представляющих собой эфиры фосфорной кислоты (фосфаты). Их фосфатная группа переносится на аденозиндифосфат (АДФ) с образованием АТФ. Чистый выход АТФ составляет 2 молекулы АТФ на каждую молекулу глюкозы, расщепленную в процессе брожения. Аналогичные процессы происходят во всех живых клетках; поскольку они поставляют необходимую для жизнедеятельности энергию, их иногда (не вполне корректно) называют анаэробным дыханием клеток.

У млекопитающих, в том числе у человека, такой процесс называется гликолизом и его конечным продуктом является молочная кислота, а не спирт и CO2. Вся последовательность реакций гликолиза, за исключением двух последних этапов, полностью идентична процессу, протекающему в дрожжевых клетках.

Аэробный метаболизм (с использованием кислорода).

С появлением в атмосфере кислорода, источником которого послужил, очевидно, фотосинтез растений, в ходе эволюции развился механизм, обеспечивающий полное окисление глюкозы до CO2 и воды, – аэробный процесс, в котором чистый выход АТФ составляет 38 молекул АТФ на каждую окисленную молекулу глюкозы. Этот процесс потребления клетками кислорода для образования богатых энергией соединений известен как клеточное дыхание (аэробное). В отличие от анаэробного процесса, осуществляемого ферментами цитоплазмы, окислительные процессы протекают в митохондриях. В митохондриях пировиноградная кислота – промежуточный продукт, образовавшийся в анаэробной фазе – окисляется до СО2 в шести последовательных реакциях, в каждой из которых пара электронов переносится на общий акцептор – кофермент никотинамидадениндинуклеотид (НАД). Эту последовательность реакций называют циклом трикарбоновых кислот, циклом лимонной кислоты или циклом Кребса. Из каждой молекулы глюкозы образуется 2 молекулы пировиноградной кислоты; 12 пар электронов отщепляется от молекулы глюкозы в ходе ее окисления.

Липиды как источник энергии.

Жирные кислоты могут использоваться в качестве источника энергии приблизительно так же, как и углеводы. Окисление жирных кислот протекает путем последовательного отщепления от молекулы жирной кислоты двууглеродного фрагмента с образованием ацетилкофермента A (ацетил-КоА) и одновременной передачей двух пар электронов в цепь переноса электронов. Образовавшийся ацетил-КоА – нормальный компонент цикла трикарбоновых кислот, и в дальнейшем его судьба не отличается от судьбы ацетил-КоА, поставляемого углеводным обменом. Таким образом, механизмы синтеза АТФ при окислении, как жирных кислот, так и метаболитов глюкозы практически одинаковы.

Если организм животного получает энергию почти целиком за счет одного только окисления жирных кислот, а это бывает, например, при голодании или при сахарном диабете, то скорость образования ацетил-КоА превышает скорость его окисления в цикле трикарбоновых кислот. В этом случае лишние молекулы ацетил-КоА реагируют друг с другом, в результате чего образуются в конечном счете ацетоуксусная и b-гидроксимасляная кислоты. Их накопление является причиной патологического состояния, т.н. кетоза (одного из видов ацидоза), который при тяжелом диабете может вызвать кому и смерть.

Запасание энергии.

Животные питаются нерегулярно, и их организму нужно как-то запасать заключенную в пище энергию, источником которой являются поглощенные животным углеводы и жиры. Жирные кислоты могут запасаться в виде нейтральных жиров либо в печени, либо в жировой ткани. Углеводы, поступая в большом количестве, в желудочно-кишечном тракте гидролизуются до глюкозы или иных сахаров, которые затем в печени превращаются в ту же глюкозу. Здесь из глюкозы синтезируется гигантский полимер гликоген путем присоединения друг к другу остатков глюкозы с отщеплением молекул воды (число остатков глюкозы в молекулах гликогена доходит до 30 000). Когда возникает потребность в энергии, гликоген вновь распадается до глюкозы в реакции, продуктом которой является глюкозофосфат. Этот глюкозофосфат направляется на путь гликолиза – процесса, составляющего часть пути окисления глюкозы. В печени глюкозофосфат может также подвергнуться гидролизу, и образующаяся глюкоза поступает в кровоток и доставляется кровью к клеткам в разных частях тела.

Синтез липидов из углеводов.

Если количество углеводов, поглощенных с пищей за один прием, больше того, какое может быть запасено в виде гликогена, то избыток углеводов превращается в жиры. Начальная последовательность реакций совпадает при этом с обычным окислительным путем, т.е. сначала из глюкозы образуется ацетил-КоА, но далее этот ацетил-КоА используется в цитоплазме клетки для синтеза длинноцепочечных жирных кислот. Процесс синтеза можно описать как обращение обычного процесса окисления жирных клеток. Затем жирные кислоты запасаются в виде нейтральных жиров (триглицеридов), отлагающихся в разных частях тела. Когда требуется энергия, нейтральные жиры подвергаются гидролизу и жирные кислоты поступают в кровь. Здесь они адсорбируются молекулами плазменных белков (альбуминов и глобулинов) и затем поглощаются клетками самых разных типов. Механизмов, способных осуществлять синтез глюкозы из жирных кислот, у животных нет, но у растений такие механизмы имеются.

Метаболизм липидов.

Липиды попадают в организм главным образом в форме триглицеридов жирных кислот. В кишечнике под действием ферментов поджелудочной железы они подвергаются гидролизу, продукты которого всасываются клетками стенки кишечника. Здесь из них вновь синтезируются нейтральные жиры, которые через лимфатическую систему поступают в кровь и либо транспортируются в печень, либо отлагаются в жировой ткани. Выше уже указывалось, что жирные кислоты могут также синтезироваться заново из углеводных предшественников. Следует отметить, что, хотя в клетках млекопитающих может происходить включение одной двойной связи в молекулы длинноцепочечных жирных кислот (между С–9 и С–10), включать вторую и третью двойную связь эти клетки неспособны. Поскольку жирные кислоты с двумя и тремя двойными связями играют важную роль в метаболизме млекопитающих, они в сущности являются витаминами. Поэтому линолевую (C18:2) и линоленовую (C18:3) кислоты называют незаменимыми жирными кислотами. В то же время в клетках млекопитающих в линоленовую кислоту может включаться четвертая двойная связь и путем удлинения углеродной цепи может образоваться арахидоновая кислота (C20:4), также необходимый участник метаболических процессов.

В процессе синтеза липидов остатки жирных кислот, связанные с коферментом А (ацил-КоА), переносятся на глицерофосфат – эфир фосфорной кислоты и глицерина. В результате образуется фосфатидная кислота – соединение, в котором одна гидроксильная группа глицерина этерифицирована фосфорной кислотой, а две группы – жирными кислотами. При образовании нейтральных жиров фосфорная кислота удаляется путем гидролиза, и ее место занимает третья жирная кислота в результате реакции с ацил-КоА. Кофермент А образуется из пантотеновой кислоты (одного из витаминов). В его молекуле имеется сульфгидрильная (– SH) группа, способная реагировать с кислотами с образованием тиоэфиров. При образовании фосфолипидов фосфатидная кислота реагирует непосредственно с активированным производным одного из азотистых оснований, таких, как холин, этаноламин или серин.

За исключением витамина D, все встречающиеся в организме животных стероиды (производные сложных спиртов) легко синтезируются самим организмом. Сюда относятся холестерин (холестерол), желчные кислоты, мужские и женские половые гормоны и гормоны надпочечников. В каждом случае исходным материалом для синтеза служит ацетил-КоА: из ацетильных групп путем многократно повторяющейся конденсации строится углеродный скелет синтезируемого соединения.

МЕТАБОЛИЗМ БЕЛКОВ

Синтез аминокислот. Растения и большинство микроорганизмов могут жить и расти в среде, в которой для их питания имеются только минеральные вещества, диоксид углерода и вода. Это значит, что все обнаруживаемые в них органические вещества эти организмы синтезируют сами. Встречающиеся во всех живых клетках белки построены из 21 вида аминокислот, соединенных в различной последовательности. Аминокислоты синтезируются живыми организмами. В каждом случае ряд химических реакций приводит к образованию a-кетокислоты. Одна такая a-кетокислота, а именно a-кетоглутаровая (обычный компонент цикла трикарбоновых кислот), участвует в связывании азота.

Азот глутаминовой кислоты может быть затем передан любой из других a-кетокислот с образованием соответствующей аминокислоты.

Организм человека и большинства других животных сохранил способность синтезировать все аминокислоты за исключением девяти т.н. незаменимых аминокислот. Поскольку кетокислоты, соответствующие этим девяти, не синтезируются, незаменимые аминокислоты должны поступать с пищей.

Синтез белков.

Аминокислоты нужны для биосинтеза белка. Процесс биосинтеза протекает обычно следующим образом. В цитоплазме клетки каждая аминокислота «активируется» в реакции с АТФ, а затем присоединяется к концевой группе молекулы рибонуклеиновой кислоты, специфичной именно для данной аминокислоты. Эта сложная молекула связывается с небольшим тельцем, т.н. рибосомой, в положении, определяемом более длинной молекулой рибонуклеиновой кислоты, прикрепленной к рибосоме. После того как все эти сложные молекулы соответствующим образом выстроились, связи между исходной аминокислотой и рибонуклеиновой кислотой разрываются и возникают связи между соседними аминокислотами – синтезируется специфичный белок. Процесс биосинтеза поставляет белки не только для роста организма или для секреции в среду. Все белки живых клеток со временем претерпевают распад до составляющих их аминокислот, и для поддержания жизни клетки должны синтезироваться вновь.

Синтез других азотсодержащих соединений.

В организме млекопитающих аминокислоты используются не только для биосинтеза белков, но и как исходный материал для синтеза многих азотсодержащих соединений. Аминокислота тирозин является предшественником гормонов адреналина и норадреналина. Простейшая аминокислота глицин служит исходным материалом для биосинтеза пуринов, входящих в состав нуклеиновых кислот, и порфиринов, входящих в состав цитохромов и гемоглобина. Аспарагиновая кислота – предшественник пиримидинов нуклеиновых кислот. Метильная группа метионина передается ряду других соединений в ходе биосинтеза креатина, холина и саркозина. При биосинтезе креатина от одного соединения к другому передается также и гуанидиновая группировка аргинина. Триптофан служит предшественником никотиновой кислоты, а из валина в растениях синтезируется такой витамин, как пантотеновая кислота. Все это лишь отдельные примеры использования аминокислот в процессах биосинтеза.

Азот, поглощаемый микроорганизмами и высшими растениями в виде иона аммония, расходуется почти целиком на образование аминокислот, из которых затем синтезируются многие азотсодержащие соединения живых клеток. Избыточных количеств азота ни растения, ни микроорганизмы не поглощают. В отличие от них, у животных количество поглощенного азота зависит от содержащихся в пище белков. Весь азот, поступивший в организм в виде аминокислот и не израсходованный в процессах биосинтеза, довольно быстро выводится из организма с мочой. Происходит это следующим образом. В печени неиспользованные аминокислоты передают свой азот a-кетоглутаровой кислоте с образованием глутаминовой кислоты, которая дезаминируется, высвобождая аммиак. Далее азот аммиака может либо на время запасаться путем синтеза глутамина, либо сразу же использоваться для синтеза мочевины, протекающего в печени.

У глутамина есть и другая роль. Он может подвергаться гидролизу в почках с высвобождением аммиака, который поступает в мочу в обмен на ионы натрия. Этот процесс крайне важен как средство поддержания кислотно-щелочного равновесия в организме животного. Почти весь аммиак, происходящий из аминокислот и, возможно, из других источников, превращается в печени в мочевину, так что свободного аммиака в крови обычно почти нет. Однако при некоторых условиях довольно значительные количества аммиака содержит моча. Этот аммиак образуется в почках из глутамина и переходит в мочу в обмен на ионы натрия, которые таким образом реадсорбируются и задерживаются в организме. Этот процесс усиливается при развитии ацидоза – состояния, при котором организм нуждается в дополнительных количествах катионов натрия для связывания избытка ионов бикарбоната в крови.

Избыточные количества пиримидинов тоже распадаются в печени через ряд реакций, в которых высвобождается аммиак. Что касается пуринов, то их избыток подвергается окислению с образованием мочевой кислоты, выделяющейся с мочой у человека и других приматов, но не у остальных млекопитающих. У птиц отсутствует механизм синтеза мочевины, и именно мочевая кислота, а не мочевина, является у них конечным продуктом обмена всех азотсодержащих соединений.

ОБЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О МЕТАБОЛИЗМЕ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ

Можно сформулировать некоторые общие понятия, или «правила», касающиеся метаболизма. Приведенные ниже несколько главных «правил» позволяют лучше понять, как протекает и регулируется метаболизм.

1. Метаболические пути необратимы. Распад никогда не идет по пути, который являлся бы простым обращением реакций синтеза. В нем участвуют другие ферменты и другие промежуточные продукты. Нередко противоположно направленные процессы протекают в разных отсеках клетки. Так, жирные кислоты синтезируются в цитоплазме при участии одного набора ферментов, а окисляются в митохондриях при участии совсем другого набора.

2. Ферментов в живых клетках достаточно для того, чтобы все известные метаболические реакции могли протекать гораздо быстрее, чем это обычно наблюдается в организме. Следовательно, в клетках существуют какие-то регуляторные механизмы. Открыты разные типы таких механизмов.

а) Фактором, ограничивающим скорость метаболических превращений данного вещества, может быть поступление этого вещества в клетку; именно на этот процесс в таком случае и направлена регуляция. Роль инсулина, например, связана с тем, что он, по-видимому, облегчает проникновение глюкозы во все клетки, глюкоза же подвергается превращениям с той скоростью, с какой она поступает. Сходным образом проникновение железа и кальция из кишечника в кровь зависит от процессов, скорость которых регулируется.

б) Вещества далеко не всегда могут свободно переходить из одного клеточного отсека в другой; есть данные, что внутриклеточный перенос регулируется некоторыми стероидными гормонами.

в) Выявлено два типа сервомеханизмов «отрицательной обратной связи».

У бактерий были обнаружены примеры того, что присутствие продукта какой-нибудь последовательности реакций, например аминокислоты, подавляет биосинтез одного из ферментов, необходимых для образования этой аминокислоты.

В каждом случае фермент, биосинтез которого оказывается затронутым, был ответствен за первый «определяющий» этап (на схеме реакция 4) метаболического пути, ведущего к синтезу данной аминокислоты.

Второй механизм хорошо изучен у млекопитающих. Это простое ингибирование конечным продуктом (в нашем случае – аминокислотой) фермента, ответственного за первый «определяющий» этап метаболического пути.

Еще один тип регулирования посредством обратной связи действует в тех случаях, когда окисление промежуточных продуктов цикла трикарбоновых кислот сопряжено с образованием АТФ из АДФ и фосфата в процессе окислительного фосфорилирования. Если весь имеющийся в клетке запас фосфата и (или) АДФ уже исчерпан, то окисление приостанавливается и может возобновиться лишь после того, как этот запас вновь станет достаточным. Таким образом, окисление, смысл которого в том, чтобы поставлять полезную энергию в форме АТФ, происходит только тогда, когда возможен синтез АТФ.

3. В биосинтетических процессах участвует сравнительно небольшое число строительных блоков, каждый из которых используется для синтеза многих соединений. Среди них можно назвать ацетилкофермент А, глицерофосфат, глицин, карбамилфосфат, поставляющий карбамильную (H2N–CO–) группу, производные фолиевой кислоты, служащие источником гидроксиметильной и формильной групп, S-аденозилметионин – источник метильных групп, глутаминовую и аспарагиновую кислоты, поставляющие аминогруппы, и наконец, глутамин – источник амидных групп. Из этого относительно небольшого числа компонентов строятся все те разнообразные соединения, которые мы находим в живых организмах.

4. Простые органические соединения редко участвуют в метаболических реакциях непосредственно. Обычно они должны быть сначала «активированы» путем присоединения к одному из ряда соединений, универсально используемых в метаболизме. Глюкоза, например, может подвергнуться окислению лишь после того, как она будет этерифицирована фосфорной кислотой, для прочих же своих превращений она должна быть этерифицирована уридиндифосфатом. Жирные кислоты не могут быть вовлечены в метаболические превращения прежде, чем они образуют эфиры с коферментом А. Каждый из этих активаторов либо родствен одному из нуклеотидов, входящих в состав рибонуклеиновой кислоты, либо образуется из какого-нибудь витамина. Легко понять в связи с этим, почему витамины требуются в таких небольших количествах. Они расходуются на образование «коферментов», а каждая молекула кофермента на протяжении жизни организма используется многократно, в отличие от основных питательных веществ (например, глюкозы), каждая молекула которых используется только один раз.

В заключение следует сказать, что термин «метаболизм», означавший ранее нечто не более сложное, чем просто использование углеводов и жиров в организме, теперь применяется для обозначения тысяч ферментативных реакций, вся совокупность которых может быть представлена как огромная сеть метаболических путей, многократно пересекающихся (из-за наличия общих промежуточных продуктов) и управляемых очень тонкими регуляторными механизмами.

КАТЕГОРИИ