Метаболизм: как протекает метаболический процесс. Запускаем свой метаболизм для похудения

Обмен веществ, или как его еще называют метаболизм, ускорить достаточно просто, но для этого потребуется сила воли и немного времени. Ускорение метаболизма по этому методу приводит к похудению и общему улучшению состояния организма.

Клиническая картина

Что говорят врачи о похудении

Доктор медицинских наук, профессор Рыженкова С.А.:

Занимаюсь проблемами похудения уже много лет. Ко мне часто приходят женщины со слезами на глазах, которые перепробовали все, а результата или нет, или вес постоянно возвращается. Раньше я советовала им успокоиться, снова сесть на диету и заниматься изнурительными тренировками в тренажерном зале. Сегодня есть выход лучше - X-Slim . Его можно просто принимать, как добавку к питанию, и сбросить до 15 кг за месяц абсолютно естественным путем без диет и физ. нагрузок. Это полностью натуральное средство, которое подходит всем, не зависимо от пола, возраста или состояния здоровья. В данный момент Минздрав проводит акцию "Спасем жителей России от ожирения" и 1 упаковку препарата каждый житель РФ и СНГ может получить БЕСПЛАТНО

Узнать больше>>

Человек, как и любая живая система, уникален. В этой статье нас интересует биохимическая его уникальность, потому что обмен веществ — процесс биохимический. Это значит, что его тело построено из уникальных по составу химических соединений, которые свойственны только ему как биологическому виду. Безусловно, в нем присутствуют вещества такие же, как и у других представителей животного царства, но что касается белков, они уникальны.

Предположим что вы съели филе курицы — ценный белковый продукт, который в организме расщепляется на составные части, своеобразные кирпичики. Из этих звеньев собирается новый специфический протеин, свойственный уже не курице, а человеку. Этот конкретный процесс состоит из множества реакций.

То же происходит с любым продуктом, который оказался у нас в ЖКТ. В общей сложности таких взаимодействий сотни тысяч. Все они вместе составляют обмен веществ или метаболизм. Он обеспечивает нас энергией, строит ткани, происходит непрерывно, даже когда мы видим сны.

Обмен веществ состоит из двух этапов:

Наши читатели пишут

Тема: Похудела на 18кг без диет

От кого: Людмила С. ([email protected])

Кому: Администрации taliya.ru

Здравствуйте! Меня зовут Людмила, хочу высказать свою благодарность Вам и вашему сайту. Наконец-таки я смогла избавиться от лишнего веса. Веду активный образ жизни, вышла замуж, живу и радуюсь каждому моменту!

А вот и моя история

Еще с детства я была довольно полной девочкой, в школе все время дразнили, даже учителя называли меня помпушечкой... это было особенно ужасно. Когда поступила в универ на меня вовсе перестали обращать внимания, я превратилась в тихую закомплексованную, жирную зубрилу. Чего только не пробовала, чтобы похудеть... И диеты и всякие зеленые кофе, жидкие каштаны, шокослимы. Сейчас даже не вспомню, а денег то сколько потратила на всю эту бесполезную фигню...

Все изменилось, когда я случайно наткнулась на одну статью в интернете. Не представляете на сколько эта статья изменила мою жизнь. Нет, не подумайте, там нет никакого сверхсекретного метода похудения, которыми пестрит весь интернет. Все просто и логично. Всего за 2 недели я похудела на 7 кг. В общей сумме за 2 месяца на 18 кг! Появилась энергия и желание жить, записалась в тренажерку, чтобы подкачать попу. И да, наконец-таки я нашла молодого человека, который уже теперь стал моим мужем, любит меня безумно и я его тоже. Простите, что так сумбурно пишу, просто вспоминаю все на эмоциях:)

Девочки, для тех перепробовал кучу всяких диет и методик по похудению, но так и не смог избавиться от лишнего веса, уделите 5 минут и прочитайте эту статью . Я обещаю, вы не пожалеете!

Перейти к статье>>>

Катаболизм - совокупность реакций расщепления сложных молекул на простые. Сопровождается выделением энергии, которая затрачивается на проявления жизнедеятельности: деление клеток, мышечную активность, переваривание пищи и т. д.
Анаболизм - процесс, обратный катаболизму, заключается в том, что из продуктов обмена формируются сложные соединения специфические для человека. Это тоже множество биохимических процессов, но для их прохождения тело затрачивает энергию, ту самую, что выделилась при катаболизме.

Другими словами, эти два процесса взаимосвязаны, дополняют друг друга и имеют общее название — метаболизм.

Скорость этих обменных этапов зависит от разных факторов:

возраста;
пола;
состояния здоровья;
индивидуальных особенностей каждого человека;
степени ожирения.

Что такое метаболизм? Все о нем говорят, но конкретно, никто не знает, какова его роль для организма. Многим неизвестно о метаболизме и его действии на человека. Что же означает это понятие и какая взаимосвязь существует между хорошим метаболизмом и лишним весом? Более подробно рассмотрим в дальнейшем, а можно узнать, какие из продуктов полезны для сердца.

Что такое метаболизм — в чем важность процесса

Отвечая на вопрос, что такое метаболизм, можно ответить так: это происходящий в организме обмен веществ. Элементы, попадающие в организм, не могут быть усвоены в том виде, в каком они есть, из-за этого организм запускает в работу специальные процессы, чтобы распределить вещества на составляющие и выполнить из них новые части.

Из составляющих появляются новые клетки. Таким образом, происходит увеличение мышечной массы, восстановление кожи при ранах.

Без нельзя представить жизнь человека. Находясь в состоянии покоя телу нужно перерабатывать сложные элементы и делать из них простые для обновления тканей.

Что такое метаболизм: виды

Метаболизм подразделяют на:

Быстрый.
Замедленный.

Плюс ко всему существует базовый метаболизм. Он показывает энергию, необходимую, чтобы поддерживать работу организма в нормальном состоянии. Благодаря уровню метаболизма можно выяснить, сколько калорий расходует человек, находясь в покое.

Этот показатель играет важную роль, так как, не зная уровня обмена веществ, большая часть представительниц слабого пола, чтобы сбросить вес уменьшает калорийность слишком сильно, и главный метаболизм падает. Базовый обмен веществ важен для нормальной работы легочной системы, сердечных мышц и циркуляции крови.

Ускоренный метаболизм

Быстрый метаболизм дает возможность есть в больших количествах и не набирать лишний вес. В чем заключается скорость метаболизма?

Возрастная категория. После 25 лет в теле происходят перемены. А именно, обменные процессы значительно замедляются и изменяются. После 30 лет каждые десятилетия метаболизм становится медленнее на 10%. Именно поэтому человеку в солидном возрасте проще поправиться. Постепенно необходимо снижать калорийность блюд на 110 калорий. При этом не стоит забывать о занятиях спортом.
Пол. Мужчины употребляют больше энергии, в отличие от женщин. Поскольку в организме женщины увеличено количество жировой ткани, следовательно, необходимо меньше затрат энергии.
Соотношение жиров и мышц. Мышечная масса употребляет энергию, даже находясь в состоянии покоя. Чтобы поддерживать тонус тела необходимо отдавать больше энергии, чем на поддержание жиров.
Питание. Голодание, чрезмерное употребление пищи, нарушение приема пищи, употребление жирной, неправильной и тяжелой пищи – все это не лучшим образом отражается на скорости обменных процессов.

Замедленный обмен веществ

Из-за нарушений в обмене могут появиться сбои в работе щитовидной железы, гипофиза, половых желез. Наиболее распространенная причина такого течения метаболизма – выбор неправильного питания. К нему относятся переедание, прием тяжелой пищи, большие перерывы между приемами пищи. Тем, кто увлекается быстрыми диетами, необходимо запомнить, что голодание, выбор в основном низкокалорийной пищи приводит к неправильной работе внутреннего баланса.

Часто процессы замедляются из-за вредных привычек – употребления алкоголя и курения. В группу риска входят также и люди, ведущие малоподвижный жизненный образ, часто недосыпающие, испытывающие частые стрессовые ситуации, и не получающие достаточно витаминов и минералов. Им в первую очередь следует знать, что такое метаболизм и отчего он зависит.

Какой вред приносит замедленный обмен веществ

Симптомы, над которыми нужно задуматься:

лишний вес;
отеки;
изменения в состоянии кожных покровов;
ломкость и усиление выпадения волос;
хрупкие и ломкие ногти.

Кроме перечисленных факторов могут быть и внутренние. Неправильная работа организма в связи с внутренней разбалансировкой может носить различный характер.

Каким образом ускорить метаболизм

Чтобы показатели обмена пришли в норму, необходимо избавиться от причин, из-за которых случился дисбаланс.

Люди, которые по каким-то причинам мало двигаются, должны уделить внимание спорту. Не нужно сразу бежать в тренажерный зал и изнурять себя тренировками. Поскольку это приносит такой же вред, как и многочасовое сидение у компьютера. Начинать следует постепенно. Проконсультируйтесь с врачом, узнайте, что такое метаболизм и просто ведите себя более активно. Пройдитесь пешком, а не выбирайте общественный транспорт. Не ездите на лифте, а поднимайтесь пешком. Со временем увеличивайте физическую нагрузку. Отличный вариант разработать свое тело – это принять участие в спортивных играх.
Употребляйте достаточное количество воды. Первый стакан простой воды выпивайте сразу, как только проснетесь. Кроме того, пейте каждый раз за 30 минут до принятия пищи и через 60 минут после.

Пейте обычную негазированную воду (см. ) небольшими глотками. Достаточно выпивать два литра в день, чтобы дать организму нужное количество жидкости для правильных процессов обмена.

Современный ритм жизни диктует свои условия и человеку приходится отказываться от необходимого времени на сон. Постарайтесь отказаться от просмотра передачи или другого отдыха в пользу сна. Недостаточный сон приводит к множеству нарушений в организме, и сон оказывает прямое влияние на желание человека употребить в пищу то, что нежелательно. Кроме того неправильная пища усваивается хуже, откладываясь в лишние килограммы.
Если на лицо серьезные нарушения обмена, то необходимо пройти курс . Не имеет значения, на каком остановится выбор. Любой массаж дает эффект лимфодренажа, он стимулирует приток крови и отлично разгоняет обменные процессы.
Насытьте тело необходимым количеством кислорода и тепла от солнца. Прогуливайтесь на свежем воздухе, в особенности это касается солнечной погоды. Важно запомнить, что кислород является одним из важных элементов для правильного обмена. Попробуйте свои силы в дыхательной гимнастике, попытайтесь научиться дышать полной грудью. А благодаря лучам Солнца, организм получает ценный витамин Д, который сложно получить из других источников.
Находитесь в позитивном настроении. По данным медстатистики у людей, получающих удовольствие от жизни, процесс обмена происходит гораздо активнее, чем у пессимистов.
Соблюдайте .

Основы диеты

Неправильное и нездоровое питание – самая распространенная причина замедления метаболизма. Когда человек питается слишком часто или же редко, всего один-два раза в день, его обмен веществ может нарушиться. Идеально питаться через 3-4 часа. При этом нужно не забывать про основные приемы пищи: завтрак, обед и ужин, а остальное время употреблять легкие продукты в качестве промежуточного перекуса.

Утро должно начинаться с завтрака и только тогда можно рассчитывать на нормальный обмен веществ. Первый завтрак нужно сделать питательным, включить в него медленные углеводы, обеспечивающие энергией на весь день, белки и жиры.

На ужин предпочтительно оставить белковую пищу – морскую рыбу, нежирное мясо, курицу и/или овощи. Для перекуса нужно выбирать такие продукты, как , йогурт без добавок, фрукт, яйца в любом виде, овощной салат, нежирный творог. Когда голод не дает нормально заснуть, то можно позволить себе стакан кефира или нежирного творога, в идеале его процентное соотношение не превышает 5. И не забывайте употреблять те продукты, которые .

Теперь, зная, что такое метаболизм и учитывая рекомендации, приведенные в этой статье, вы сможете укрепить здоровье, активировать обмен веществ и продлить молодость на долгие годы.

Многие считают, что обмен веществ и скорость переваривания пищи - синонимы, но это неправильно. Даем верное определение метаболизму и разбираемся, от чего зависит его скорость и к чему могут привести неполадки и сбои.

Обмен веществ (его также называют метаболизмом) - это основа жизненно важных процессов, происходящих в организме. Под метаболизмом понимают все биохимические процессы, происходящие внутри клеток. Тело постоянно заботится о себе, используя (или откладывая в резервные депо) полученные питательные вещества, витамины, минералы и микроэлементы для обеспечения всех функций организма.

Для обмена веществ, управляемого в том числе эндокринологической и нервной системами, огромное значение имеют гормоны и энзимы (ферменты). Традиционно самым важным органом в метаболизме считается печень.

Для того, чтобы выполнять все свои функции, организму нужна энергия, которую он черпает из белков, жиров и углеводов, получаемых вместе с едой. Поэтому процесс усвоения пищи можно считать одним из необходимых условий для метаболизма.

Обмен веществ происходит автоматически. Именно это дает возможность клеткам, органам и тканям самостоятельно восстанавливаться после влияния определенных внешних факторов или же внутренних сбоев.

В чем суть метаболизма?

Метаболизм – это изменение, превращение, переработка химических веществ, а также энергии. Этот процесс состоит из 2 основных, связанных между собой стадий:

Катаболизм (от греческого слова «разрушение»). Катаболизм предусматривает распад сложных органических веществ, поступивших в организм, до более простых. Это особый энергетический обмен, происходящий во время окисления или же распада определенного химического или органического вещества. В результате в организме происходит выброс энергии (большая ее часть рассеивается в виде тепла, оставшаяся позже используется в анаболических реакциях и при образовании АТФ);
Анаболизм (от греческого слова «подъем»). Во время данной фазы происходит образование важных для организма веществ – аминокислот, сахара и белка. Для этого пластического обмена необходимы большие затраты энергии.

Говоря простым языком, катаболизм и анаболизм – это два равноправных процесса в обмене веществ, последовательно и циклично сменяющих друг друга.

Что влияет на скорость обменных процессов

Одна из возможных причин медленного обмена веществ - генетический дефект. Существует предположение, что скорость процесса сжигания энергии зависит не только от возраста (об этом мы расскажем ниже) и строения тела, но и от наличия определенного индивидуального гена.

В 2013 году было проведено исследование, в ходе которого выяснилось, что причиной медленного обмена веществ может быть мутация KSR2 - гена, отвечающего за метаболизм. Если в нем имеется дефект, то у его носителя или носительницы отмечается не только повышенный аппетит, но и более медленный (по сравнению со здоровыми людьми), основной обмен (прим. ред.: под основным обменом подразумевают минимальное количество энергии, которое нужно организму утром для нормальной жизнедеятельности в положении лежа и состоянии бодрствования до первого приема пищи ). Однако учитывая тот факт, что данный генетический дефект имеется менее чем у 1% взрослых людей и менее чем у 2% детей с избыточным весом, данную гипотезу трудно назвать единственно верной.

С гораздо большей уверенностью ученые говорят о том, что скорость метаболизма зависит от пола человека.

Так, голландские исследователи выяснили, что у мужчин действительно более активный обмен веществ, чем у женщин. Они объясняют данное явление тем, что мужчины обычно обладают большей мышечной массой, кости у них тяжелее, а процент жира в организме меньше, поэтому что в состоянии покоя (речь про основной обмен), что при движении они потребляют большее количество энергии.

Также метаболизм замедляется с возрастом, и винить в этом стоит гормоны. Так, чем старше женщина, тем меньше эстрогена производит ее организм: это становится причиной появления (или увеличения уже имеющихся) жировых отложений в области живота. У мужчин снижается уровень тестостерона, что приводит к уменьшению мышечной массы. Кроме того - и на сей раз мы говорим о людях обоих полов - со временем тело начинает вырабатывать все меньше гормона роста соматотропина, призванного в том числе стимулировать расщепление жира.

Ответьте на 5 вопросов, чтобы узнать, насколько быстр ваш метаболизм!

Часто ли вам бывает жарко? Людям с хорошим обменом веществ, как правило, чаще бывает жарко, чем людям с плохим (медленным) метаболизмом, они гораздо меньше мерзнут. Если у вас не начался предклимактерический период, то положительный ответ на этот вопрос можно считать одним из признаков того, что ваш метаболизм в порядке.

Как быстро вы поправляетесь? Если вы склонны к быстрому набору веса, то можно предположить, что ваш обмен веществ функционирует не совсем правильно. При правильном метаболизме полученная энергия тратится практически сразу, а не откладывается в виде жира в депо.

Часто ли вы ощущаете бодрость и прилив сил? Люди с замедленным обменом веществ часто чувствуют себя уставшими и разбитыми.

Быстро ли вы перевариваете пищу? Люди с хорошим метаболизмом обычно могут похвастаться хорошим пищеварением. Частые запоры зачастую являются сигналом, что с обменом веществ что-то не так.

Как часто и много вы едите? Вы часто испытываете чувство голода и много едите? Хороший аппетит обычно указывает на то, что пища быстро усваивается организмом, и это признак быстрого метаболизма. Но, конечно же, это не повод отказаться от правильного питания и активного образа жизни.

Отметим, что слишком быстрый обмен веществ, о котором мечтают многие, тоже чреват проблемами: он может привести к бессоннице, нервозности, дефициту веса и даже проблемам с сердцем и сосудами.

Как наладить обмены при помощи питания?

Существует достаточно много продуктов питания, которые способны благотворно повлиять на обмен веществ, например:

богатые грубой клетчаткой овощи (свекла, сельдерей, капуста, морковь);
постное мясо (филе курицы без кожи, телятина);
зеленый чай, цитрусовые фрукты, имбирь;
богатая фосфором рыба (особенно морская);
экзотические фрукты (авокадо, кокосы, бананы);
зелень (укроп, петрушка, базилик).

Проверьте, не совершаете ли вы ошибки в пищевом поведении, которые ведут к ненужному замедлению метаболизма!

Ошибка №1. В вашем рационе слишком мало полезных жиров

Увлекаетесь продуктами с маркировкой light? Обязательно следите за тем, чтобы потреблять достаточное количество ненасыщенных жирных кислот, которые содержатся в том же лососе или авокадо. Они также помогают удерживать уровень инсулина в пределах нормы и не позволяют обмену веществ замедляться.

Ошибка №2. В вашем рационе много полуфабрикатов и готовой еды

Внимательно изучите этикетки, скорее всего, вы обнаружите, что сахар входит в состав даже тех продуктов, где его быть вовсе не должно. Именно он отвечает за скачки глюкозы в крови. Не устраивайте организму пищевые американские горки. Ведь тело расценивает подобные перепады как сигнал, что пора запасти побольше жира.\

Ошибка №3. Вы часто игнорируете приступы голода и пропускаете приемы пищи

Важно не только то, что вы едите, но и когда вы это делаете (питаться нужно регулярно и в одно и то же время). Тот, кто ждет, пока желудок не начнут скручивать голодные спазмы (или вообще игнорирует сигналы организма), рискует отрицательно повлиять на скорость обмена веществ. Ничего хорошего в этом случае ждать нельзя. По крайней мере, зверские приступы голода по вечерам, которых не избежать, в категорию «хорошее» точно не попадают.

Причины и следствия сбоев обмена веществ

Среди причин сбоя обменных процессов можно назвать патологические изменения в работе надпочечников, гипофиза и щитовидной железы.

Кроме этого, к предпосылкам сбоев относят несоблюдение рациона питания (сухая пища, частое переедание, болезненная увлеченность жесткими диетами), а также плохую наследственность.

Существует целый ряд внешних признаков, по которым можно самостоятельно научиться распознавать проблемы катаболизма и анаболизма:

недостаточная или чрезмерная масса тела;
соматическая усталость и отечность верхних и нижних конечностей;
ослабленные ногтевые пластины и ломкие волосы;
кожные высыпания, прыщи, шелушение, бледность или покраснение кожных покровов.

Если метаболизм отличный, то тело будет стройным, волосы и ногти - крепкими, кожа - без косметических дефектов, а самочувствие - хорошим.

Организм сравним с лабораторией, в которой непрерывно происходят множественные процессы, и даже самое простое действие осуществляется за счет слаженной работы внутренних систем. Первостепенную роль для жизни и здоровья играют метаболические процессы. Метаболизм – что это такое простым языком, и как можно на него повлиять, рассмотрим далее.

Что такое метаболизм в организме?

Метаболизм, или – это в биологии совокупность тесно взаимосвязанных биохимических реакций, которые автоматически происходят в каждой клетке живого организма для поддержания жизни. За счет этих процессов организмы растут, развиваются, размножаются, сохраняют свои структуры и реагируют на внешние воздействия. Слово «метаболизм» имеет греческое происхождение, буквально означая «превращение» или «изменение». Все метаболические процессы подразделяются на две группы (стадии):

Катаболизм – когда сложные вещества распадаются на более простые, выделяя при этом энергию.
Анаболизм – когда из более простых синтезируются более сложные вещества, на что энергия расходуется.

Обмен веществ и превращение энергии

Почти все живые организмы получают энергию, необходимую для жизнедеятельности, в процессе последовательных реакций разложения и окисления сложных веществ до более простых. Источником этой энергии является потенциальная химическая энергия, заключенная в элементах пищи, поступающей из внешней среды. Выделившаяся энергия аккумулируется преимущественно в форме особого соединения – АТФ (аденозинтрифосфат). Говоря простым языком, о том, что, это такое – метаболизм, можно расценивать как процесс превращения еды в энергию и расход последней.

Обмен веществ и энергии постоянно сопровождается синтетическими процессами, в которых образуются органические вещества – низкомолекулярные (сахара, аминокислоты, органические кислоты, нуклеотиды, липиды и прочие) и полимерные (белки, полисахариды, нуклеиновые кислоты), требующиеся для построения клеточных структур и выполнения различных функций.

Обмен веществ в организме человека

Основные процессы, из которых складывается обмен веществ в организме, одинаковы у всех людей. Оборот энергии, под которым и подразумевается метаболизм, протекает с затратами, расходующимися на поддержание температуры тела, работу мозга, сердца, почек, легких, нервной системы, построение постоянно обновляющихся клеток и тканей, разные виды деятельности – умственной и физической. Обмен веществ подразделяют на основной – происходящий постоянно, в том числе в период сна, и дополнительный – связанный с любой активностью, отличной от состояния покоя.

Рассматривая, метаболизм – что это такое простым языком, следует выделить его основные этапы в организме человека:

поступление питательных веществ в организм (с продуктами питания);
переработка пищи в желудочно-кишечном тракте (процессы, при которых происходит расщепление углеводов, белков, жиров с последующим всасыванием через кишечные стенки);
перераспределение и транспортировка питательных веществ в кровь, лимфу, клетки, тканевую жидкость, их усвоение;
выведение образовавшихся конечных продуктов распада, которые не нужны организму, через органы выделения.

Функции обмена веществ

Чтобы разобраться, какова роль обмена веществ для жизнедеятельности нашего организма, перечислим основные функции главных элементов питания, участвующих в метаболизме, – белков, жиров и углеводов. Благодаря белковому обмену осуществляется:

генетическая функция (так как белковые соединения являются структурной частью ДНК);
активизация биохимических реакций (за счет ферментов, которые являются белковыми веществами);
поддержание биологического баланса;
поддержание структурной целостности клеток;
полноценное усвоение питательных веществ, транспортировка их в нужные органы;
обеспечение энергией.

За счет обмена жира происходит:

поддержание температуры тела;
образование гормонов, играющих регулятивную роль;
формирование нервной ткани;
накопление энергии.

Углеводный обмен веществ выполняет такие функции, как:

защита желудочно-кишечного тракта от патогенов (за счет выделения вязких секретов);
образование клеточных структур, нуклеиновых кислот, аминокислот;
участие в образовании компонентов иммунной системы;
поставка энергии для активности организма.

Как рассчитать уровень метаболизма?

Все слышали о таких понятиях, как «быстрый метаболизм», «замедленный метаболизм», метаболизм «хороший» или «плохой», с которыми нередко связывают избыточный или недостаточный вес, чрезмерную нервозность или вялость, многие заболевания. Интенсивность, скорость или уровень метаболизма – величина, которая отражает количество используемой всем организмом энергии за единицу времени. Выражается значение в калориях.

Существует немало методик расчета уровня метаболизма, в числе которых – те, что могут проводиться только при помощи специального лабораторного оборудования. В домашних условиях его можно определить по формуле, учитывающей пол, вес (в кг), рост (в см) и возраст человека (в годах). После определения своего уровня обмена веществ, становится понятным, какое количество энергии оптимально нужно употреблять, чтобы организм функционировал нормально и сохранялась нормальная масса тела (сколько пищи нужно съедать в день, что можно рассчитать по таблицам калорийности продуктов).

Для женщин формула расчета имеет такой вид:

RMR = 655 + (9,6 х вес) + (1,8 х рост) - (4,7 х возраст)

Чтобы получить конечный результат уровня метаболизма, значение RMR следует умножить на подходящий вашему образу жизни коэффициент активности:

1,2 – при малоактивном, сидячем образе жизни;
1,375 – при легкой активности (нетяжелые тренировки 1-3 раза в неделю);
1,55 – при умеренной активности (интенсивные тренировки 3-5 раз в неделю);
1,725 – при высокой активности (интенсивные тренировки 6-7 раз в неделю);
1,9 – при очень высоком уровне активности (сверхинтенсивные тренировки, тяжелый физический труд).

Как не нарушить обмен веществ?

С учетом того, что это такое – метаболизм, простым языком можно объяснить и термин «хороший метаболизм». Это такой обмен веществ, при котором энергия синтезируется и тратится правильно и в нужном для конкретного индивида количестве. Метаболизм зависит от множества факторов, которые можно подразделить на две группы:

Статические – генетика, пол, тип телосложения, возраст.
Динамические – физическая активность, масса тела, психоэмоциональное состояние, рацион питания, уровень выработки гормонов (прежде всего щитовидной железы) и прочие.

Факторы первой группы не поддаются коррекции, а на вторые возможно повлиять для нормализации обменных процессов. Правильное сбалансированное питание, ежедневные физические нагрузки, полноценный сон, минимизация стрессов – основные условия того, как улучшить метаболизм. Кроме того, важно понимать, что крайности вроде изнурительных тренировок или голодания способны вызвать обратный результат, когда из-за недостатка энергии организм переходит в «режим выживания» и начинает замедлять темп обмена, при этом максимально оберегая жировые энергозапасы.

Почему нарушается обмен веществ?

Нарушение обмена веществ может происходить по следующим основным причинам:

несбалансированное питание;
сильный стресс;
нарушение функции гипофиза, надпочечников или щитовидки;
инфекции;
работа на вредном производстве;
несоблюдение норм двигательной активности.

Повышенный метаболизм

Нарушение метаболизма в виде его ускорения, когда человек не поправляется даже при усиленном питании, зачастую появляется при нарушениях гормонального статуса. Это чревато:

ослаблением иммунной защиты организма;
тахикардией;
скачками артериального давления и некоторыми другими проблемами со здоровьем.

Замедленный метаболизм

Замедленный процесс метаболизма, при котором происходит чрезмерное накопление жировых отложений, в том числе при умеренном количестве потребляемой пищи, нередко связан с заболеваниями желудочно-кишечного тракта, нарушением питьевого режима и малоподвижностью. Такое обменное нарушение способно вызвать:

повышение кровяного давления;
сахарный диабет.

Как разогнать метаболизм?

Следует знать, что ускорение метаболизма не может произойти при помощи каких-либо волшебных таблеток. Правильным способом, как ускорить обмен веществ, является сочетание регулярных умеренных занятий спортом и нормализацией рациона питания. За счет этого организм привыкнет тратить энергию на подготовку к предстоящим физическим нагрузкам и станет запасать калории в мышечной, а не в жировой ткани.

Как замедлить метаболизм?

Чтобы замедлить ускоренный метаболизм (что нередко необходимо для набора массы тела), некоторые прибегают к способам, которые нельзя назвать полезными и безопасными. Например, это употребление жирной пищи, отказ от физической нагрузки, уменьшение времени на ночной сон. При данной проблеме самым верным решением станет обращение к врачу.

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.