Время работы: Пн-Пт. 10:00 - 19:00 (Помощь консультанта и обработка заказов)

Обмен веществ в организме человека что это такое: Нарушение обмена веществ: симптомы, причины, лечение

Пищеварение и обмен веществ | Tervisliku toitumise informatsioon

Съеденная пища должна перевариться, чтобы содержащиеся в ней питательные вещества всосались в кровь. Пищеварение осуществляет пищеварительная система человека, или пищеварительный аппарат. Пищеварительный аппарат состоит из ротовой полости, глотки, пищевода, желудка, тонкой кишки (в т.ч. двенадцатиперстной кишки, тощей кишки, подвздошной кишки) и толстой кишки. Также пищеварению способствуют поджелудочная железа (панкреас) и печень.

Желудочно-кишечный тракт, или пищеварительный канал,  – трубчатый. Для обеспечения достаточно быстрой скорости всасывания всасывающая поверхность имеет разветвленную структуру. Особенно разветвленной является тонкая кишка. Между разветвлениями имеются пищеварительные железы, которые направляют пищеварительные соки в желудочно-кишечный тракт. 

Внутренняя поверхность желудочно-кишечного тракта покрыта слизью, особенно много слизи в районе желудка и ниже.

Наличие слизи необходимо по трем причинам:
  • защищает от вредных факторов
  • способствует продвижению перевариваемой массы
  • в области кишечника в слизи содержится целый ряд исключительно необходимых пищеварительных ферментов и большая часть полезных микроорганизмов

Поскольку пищеварение и всасывание питательных веществ – это взаимосвязанные процессы, в клетках слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта очень хорошее кровоснабжение. В желудочно-кишечном тракте перевариваемая масса движется дальше при помощи ритмичных сокращений слизистой оболочки желудка и кишечника, этот процесс и называется перистальтикой.

Обмен веществ, или метаболизм, – это совокупность всех (ферментных) реакций, которые происходят в клетке.

Обмен веществ является основой жизнедеятельности организма. Обмен веществ в организме человека – это крайне сложный процесс, в котором принимает участие около 30000 белков, 4000 из которых являются ферментами. Условно обмен веществ можно разделить на катаболизм и анаболизм (процессы расщепления и синтеза). 

Основные функции обмена веществ:
  • расщепление питательных веществ, их всасывание (переваривание) и использование,
  • посредством синтеза биомолекул тела, которые являются строительным материалом,
  • для производства энергии,
  • вывод из организма конечных продуктов обмена веществ, обезвреживание и вывод из организма чужеродных соединений.

Основные процессы обмена веществ одинаковы у всех людей! Поскольку скорость работы (активность) различных ферментов у разных людей не всегда абсолютно одинакова, скорость обмена веществ также может различаться.

Страницы о пищеварении и обмене веществ были подготовлены совместно с Михкелем Зильмером, профессором медицинской биохимии Тартуского университета.

5 лайфхаков для улучшения метаболизма — Российская газета

Человеческое тело - это сложно сконструированная машина. Подобно всем машинам, тело нуждается в топливе - каждый знает, что без бензина автомобиль никуда не поедет, а от плохого топлива начнет барахлить, если вообще не остановится. Именно за счет него образуется энергия, благодаря которой мотор оживает. Примерно также работают и все живые организмы, в том числе человек. "Бензин", то есть пища, которую мы едим, включается в цепь химических превращений. В результате образуются энергия и необходимые для жизни соединения, а побочные продукты выводятся наружу. Белки, жиры, углеводы, витамины, вода… Все они попадают в организм с пищей и вступают в обмен веществ, или метаболизм (буквально переводится как "превращение"). Но что будет с человеком, если этот процесс пойдет не так и произойдет сбой? Можно ли предотвратить нарушения метаболизма, и как это сделать? А главное, почему так важно знать о метаболизме каждому? Разберемся по порядку.

"Метаболизм - это обмен веществ, широкое понятие, которое характеризует все процессы, происходящие в организме человека. Наиболее часто говорят о нарушении метаболизма, когда речь идет о нарушении жиров и углеводов", - рассказала "РГ" профессор, доктор медицинских наук Антонина Стародубова, заместитель директора ФГБУН "ФИЦ питания и биотехнологии".

Сегодня большинство людей ассоциируют метаболизм с тем, насколько быстро они сжигают калории и худеют. Такой подход слишком упрощен. Метаболизм - это использование энергии для самой жизни.

Существуют три основных способа расхода телом энергии, поступающей с едой: отдых, движение и прием пищи.

Удивлены, что организм может сжигать энергию во время отдыха? Даже на то, что вы просто живете, требуются серьезные затраты: энергия (60-70 процентов от суточного потребления) расходуется на регулирование температуры тела, образование клеток, сердцебиение, циркуляцию крови, дыхание и пр. Кстати мозг тоже нуждается в энергии (вот почему жесткие диеты и ограничения часто вызывают снижение концентрации).

Что касается приема пищи, то энергия, которую организм использует на переваривание еды, составляет 5-10 процентов от общего суточного потребления. Доказано, если есть часто, понемногу и здоровую пищу, то скорость метаболизма и сжигания калорий повысится. Формула проста.

Физическая активность составляет до 30 процентов общего суточного расхода энергии. Важно понимать, что движение нельзя "запасти".

Тем не менее, бывают ситуации, когда организм начинает "экономить" поступающие в него калории. Многим знакомо состояние, когда нет сил даже на самые обычные повседневные дела или когда вы обнаруживаете у себя запас новых килограммов. Значит баланс где-то нарушен.

"Рано или поздно любые нарушения в организме приводят к появлению жалоб: слабость, быстрая утомляемость, появление болей. Выявить причину этих симптомов на ранних стадиях можно по результатам биохимического анализа крови. Как правило, повышается уровень "плохих" липидов, глюкозы, некоторых других показателей. Но чтобы эти изменения выявить, необходимо своевременно проходить диспансеризацию, а при появлении жалоб сразу обращаться к врачу", - пояснила Антонина Стародубова.

Чтобы чувствовать себя хорошо, быть активным и привлекательным, важно знать о профилактике нарушений метаболизма.

"Главный секрет профилактики - здоровый образ жизни. Движение - жизнь, это значит, что ежедневно человек должен проходить 10 000 шагов или 40 минут активно двигаться. И обязательно внимательно относиться к тому, что он ест. Прием пищи должен быть регулярным, не менее трех раз в день, желательно в одно и то же время. В каждый прием пищи в рационе обязательно должны быть две группы продуктов: зерновые - крупы, хлеб из муки грубого помола, а также овощи, фрукты, не менее 400 г в день. Также полезны орехи, бобовые, рыба… А вот солью и сахаром злоупотреблять не стоит. Именно они нередко могут служить причиной разбалансировки метаболизма", - объяснила профессор.

Фото: depositphotos. com

Недавно "РГ" рассказывала о начавшей действовать в Пензенской области региональной программе, направленной на изменение стереотипов питания. В рамках инициативы точки общепита в регионе не только разместили баннеры о здоровой еде, но и нашли возможность обеспечивать посетителей зеленью и овощами бесплатно. К подобным действиям чиновники от медицины пришли не от хорошей жизни. Согласно докладу Роспотребнадзора "О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в России" Пензенская область вошла в число регионов, где больше всего людей, страдающих ожирением. Согласно статистике уровень заболеваемости ожирением в регионе составил 678 на сто тысяч населения и за последние три года вырос почти вдвое. В других регионах цифры тоже пессимистичны.

Каждый месяц появляются новые исследования ученых со всего мира о том, какие продукты и напитки влияют на работу метаболизма. Среди последних открытий - чай способствует снижению веса, так как меняет микрофлору кишечника.

Как оказалось, регулярное потребление чая привело к уменьшению бактерий, вызывающих ожирение. Много научных работ посвящено влиянию специй на улучшение обмена веществ: например, чили, имбирь и чеснок помогают тратить дополнительные калории на преобразование тепловых процессов. Своей способностью "пробуждать" организм известны также корица, кардамон, да и многие другие. Но важно не забывать про чувство меры при добавлении приправ и помнить, что многие из них возбуждают аппетит.

5 лайфхаков для улучшения метаболизма

1

Регулярное питание - не менее 3 раз в день в одно и то же время. И ни в коем случае не наедаться на ночь - обменные процессы в ночное время замедляются. А также не злоупотреблять диетами, сахаром и солью. Кстати о последней - ВОЗ рекомендует употреблять не больше 5 граммов соли в день. Что касается сахара, то значительно облегчить процесс отвыкания, согласно заключению диетологов, можно, включив в рацион, например, высококачественный темный шоколад, морковные палочки, орехи.

Горсти миндаля в день вполне достаточно.

2

Заставляем себя двигаться. Ничто не мешает вам стать активными прямо сейчас. Двигайтесь, пока чистите зубы, пока ждете, когда закипит чайник, пока ожидаете лифта (а лучше идите по лестнице), вспомните об утренней зарядке и вечерней прогулке… Помните о важности работы на все группы мышц.

3

Говорим "нет" вредным привычкам. Это касается не только алкоголя и никотина, но и многого другого. Просмотр сериалов или зависание в соцсетях - тоже вредные привычки.

4

Высыпаемся. Люди, спящие в среднем около шести часов в сутки, чаще страдают от проблем с метаболизмом и на три сантиметра шире в талии, чем те, кто спит больше. К такому выводу после изучения образа жизни более 1,6 тысячи человек пришли ученые из Университета Лидса. Оптимальное количество сна индивидуально для каждого, но для большинства людей это семь-девять часов

.

5

В тысячный раз - не забываем пить достаточно воды. Она - важнейший участник всех химических реакций (наш организм на 70 процентов состоит из воды).

Человеку свойственно желание оставаться всегда здоровым. И единственное, что удалось доказать на протяжении столетий – чем правильнее ты питаешься, чем больше двигаешься, чем более активный и правильный образ жизни ведешь, тем здоровее ты остаешься. У каждого из нас огромный запас скрытых резервов и возможностей. Открывать их в себе и учиться использовать - наша обязанность.

Все, что нужно знать об обмене веществ | Здоровье

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Правда и заблуждения о метаболизме — Wonderzine

Иногда ускоренный метаболизм появляется при нарушениях гормонального статуса и может привести к проблемам формирования костей и мышц у детей и подростков, ослаблению иммунитета, приостановке роста, нарушениям менструального цикла, тахикардии и анемии. Некоторые болезни, например ихтиоз, также сопровождаются ускоренным обменом веществ: о связанных с этим сложностях рассказывала наша героиня. В свою очередь, слишком медленный обмен приводит к чрезмерному накоплению жировых отложений и возникновению ожирения, что может повышать риск сердечных заболеваний, повышенного артериального давления и сахарного диабета.

Обмен веществ замедляется и с возрастом: по словам Леонида Остапенко, в среднем на 5 % за каждые десять лет, прожитые после 30–40 (впрочем, это очень приблизительные, усреднённые оценки). Основные причины — изменения гормонального статуса, а также пониженная подвижность и уменьшение массы мышц. Такая стрессовая ситуация, как беременность и роды, тоже может привести к изменениям в базальном обмене. Ранние сроки беременности медики называют анаболическим состоянием: материнский организм откладывает запасы питательных веществ для дальнейших потребностей — как своих, так и плода. А на поздних сроках включается катаболическое состояние: чтобы плод нормально развивался, повышается уровень глюкозы и жирных кислот в крови.

После родов некоторые не могут сбросить несколько килограммов так же легко, как раньше, а другие, наоборот, становятся худыми. В идеале у совершенно здорового человека, живущего в благоприятной среде, после беременности организм должен вернуться к прежнему равновесию. В реальности так происходит не всегда — эндокринная система часто испытывает стресс, подобный удару молотка по часам: вроде все шестерёнки на месте, но часы спешат или отстают. Гормональные сдвиги после родов могут проявляться в виде тиреоидита (воспаления щитовидки), синдрома доминирования эстрогенов, когда их слишком много в организме, или синдрома адреналиновой усталости, при котором надпочечники вырабатывают слишком много адреналина и мало кортизола. Всё это отражается и на настроении, и на склонности легко поправляться или сбрасывать вес. К сожалению, с точностью предсказать, как изменится гормональный баланс и обмен веществ после родов, невозможно.

Что нужно знать о метаболизме

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

«Метаболизм в биохимическом смысле — это цепочка превращений веществ до того состояния, когда их может принять клетка. Они включают в себя реакции синтеза новых соединений — анаболизм. Например, мышечной ткани из аминокислот. А также реакции распада — катаболизм. Например, окисление жиров до углекислого газа и воды. В организме каждую секунду что-то распадается и создается заново. От 10 до 20 килограммов тканей в теле человека собирается заново за сутки, что поразительно», — рассказывает Екатерина Бузина, врач-эндокринолог клиники Юлии Щербатовой.

Метаболизм у всех разный, потому что мы все очень разные не только по антропометрическим, биохимическим, психологическим, физиологическим параметрам, но и по образу жизни, пищевым и поведенческим привычкам. «На метаболизм влияет здоровье клеток и органов, участвующих в обмене (это печень, почки, поджелудочная железа, желудок, кишечник), состояние ферментной системы и гормональный статус. С возрастом здоровье обычно портится и метаболизм замедляется. При нарушении функций печени, например, хуже выводятся токсины и меньше жира организм может окислить. Нарушения в работе поджелудочной железы ведут к сложностям с усвоением сахара, высокому уровню инсулина и накоплению жировой массы, — говорит Екатерина Бузина. — Метаболизм замедлен, когда при неизменном образе жизни и питании человек вдруг начинает медленно, но неуклонно набирать вес, привычные продукты перестают усваиваться и вызывают неприятные симптомы ЖКТ и аллергические реакции».

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

Малоподвижный образ жизни, неправильное питание, несоблюдение питьевого режима, плохое настроение часто приводят к низкому уровню обмена вещества. «О нарушении обмена веществ свидетельствует сонливость после еды, состояние тяжести и вздутия живота, постоянное ощущение усталости и бессонница и отсутствие ощущения свежести после сна. Это явные сигналы о том, что пора пересмотреть свой образ жизни», — предупреждает Ксения Трушакова, преподаватель аштанга-йоги и основатель студии Yoga Space.

 

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

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

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

Урок 1. обмен веществ – главный признак жизни - Биология - 6 класс

Биология, 6 класс

Урок 1. Обмен веществ – главный признак жизни

Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке

  1. Обязательным условием жизни является обмен веществ и энергии.
  2. Обменные процессы, происходящие в организме человека, животных и растений, являются частью общего круговорота веществ в природе.
  3. Узнаете о процесс создания и образования сложных веществ в тканях и клетках организма.

Тезаурус

Обмен веществ – это процессы поступления нужных организму веществ, их сложных превращений внутри и выведения ненужных веществ в окружающую среду. Эти процессы позволяют организмам расти и размножаться, сохранять свои структуры и отвечать на воздействия окружающей среды.

Гетеротрофы – (др.-греч. heteros – «различный» и trophos – «питание») – организмы, которые питаются готовыми органическими веществами и не способны синтезировать органические вещества из неорганических путём фотосинтеза или хемосинтеза.

Автотрофы - (др.-греч. αὐτός — сам + τροφή — пища) — организмы, синтезирующие органические вещества из неорганических.

*Ассимиляция (Образование веществ) - совокупность процессов синтеза веществ в живом организме.

*Диссимиляция (Разрушение веществ) - это комплекс химических реакций, в которых происходит постепенный распад сложных органических веществ до более простых.

Основная и дополнительная литература по теме урока

  1. Биология. Линия жизни. 5–6 класс / В. В. Пасечник, С. В. Суматохин, Г. С. Калинова, Г. Г. Швецов, З. Г. Гапонюк – М.: Просвещение, 2018.
  2. Биология в схемах и таблицах / А.Ю. Ионцева, А.В. Торгалов.
  3. Введение в биологию: Неживые тела. Организмы : учеб. Для уч – ся 5–6 кл. общеобразоват. учеб. заведений / А.И. Никишов. – М.: Гуманитар. изд. центр ВЛАДОС, 2012.
  4. Биология. Живой организм. 5 – 6 классы: учебник для общеобразовательных учреждений с приложением на электронном носителе / Л. Н. Сухорукова, В. С. Кучменко, И. Я. Колесникова. – М.: Просвещение, 2013.
  5. Биология. Обо всем живом. 5 класс: учебник / С. Н. Ловягин, А. А. Вахрушев, А. С. Раутиан. – М.: Баласс, 2014.

Теоретический материал для самостоятельного изучения

С момента рождения и до смерти в организме происходит обмен веществ и энергии. Для этого из окружающей среды в любой живой организм какие – то вещества должны поступать, а какие – то должны выделяться. Но за счёт каких процессов это возможно? Сегодня на уроке мы будем искать ответ на этот вопрос.

Мы восхищаемся великим разнообразием живых существ. Все они отличаются друг от друга цветом, формой, величиной, строением. Но объединяет всех их одно – жизнь.

Проникнуть в тайны жизни человек пытался давно. Было доказано, что различие между живой и неживой природой заключается в особом строении живого существа и в специфических химических процессах, постоянно происходящих между организмом и внешней средой. Совокупность этих процессов и представляет собой основу жизни.

Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля

Задание 1. Распределите живые организмы по типам питания.

Гетеротрофы
Автотрофы

Варианты ответов:

Кактус.

Подсолнечник.

Шиповник.

Берёза.

Человек.

Жук.

Пшеница.

Собака.

Осьминог.

Чайка.

Правильный вариант ответа:

Гетеротрофы
Автотрофы

Человек

Жук

Собака

Осьминог

Чайка

Кактус

Подсолнечник

Шиповник

Берёза

Пшеница

Задание 2. Распределите элементы по группам. Что такое обмен веществ? Каково его значение для организма?

Значение обмена веществ для организма

Обмен веществ это процесс

Варианты ответов:

Выведение вещества из организма.

Без обмена веществ невозможно поступление веществ в организм.

Потребления, превращения, использования и выделения вещества.

Без обмена веществ невозможен рост и обновление клеток организма.

Поступления вещества в организм.

Правильный вариант:

Значение обмена веществ для организма

Обмен веществ это процесс

  • Без обмена веществ невозможно поступление веществ в организм.
  • Без обмена веществ невозможен рост и обновление клеток организма.
  • Выведение вещества из организма.
  • Потребления, превращения, использования и выделения вещества.
  • Поступления вещества в организм.

что это такое и как его ускорить?

Многие считают, что их многочисленные неуспешные попытки похудеть связаны с плохим метаболизмом, а не с неправильным подходом к снижению веса. Именно на этом заблуждении наживаются недобросовестные предприниматели, продавая за большие деньги «волшебные» пилюли для ускорения обмена веществ. 

Внимание! Следует понимать, что ни одной таблетке, экзотическому фрукту или чудо чаю не под силу по-настоящему запустить жиросжигающие процессы.

В этой статье будут опровергнуты основные мифы о метаболизме и приведены проверенные рекомендации по его ускорению.

Что такое метаболизм?

Метаболизм – это группа сложных процессов в организме, превращающих калории из пищи в полезную для жизнедеятельности человека энергию. Он зависит от: 

  • пищевой ценности потребляемых продуктов; 
  • регулярности и интенсивности физических нагрузок; 
  • температуры окружающей среды;
  • психоэмоционального состояния;
  • возраста; 
  • веса. 

На скорость усвоения пищи действуют разные факторы. Например, находясь в стрессовом состоянии, организм начинает вырабатывать кортизол, замедляющий пищеварительные процессы, и стимулирует запасание жировых отложений.

Внимание! Под метаболизмом подразумевают разные процессы – от переваривания сытного завтрака до дыхания во время сна, когда тело без участия мозга транспортирует кислород в органы.


Следует понимать, что у метаболизма нет скорости, а значит его классификации на медленный, нормальный и быстрый также не существует. Это обуславливается тем, что его скорость невозможно измерить. Но даже если бы это и было возможным, нет никаких эквивалентных единиц измерения, которыми можно было бы эту скорость описать.

Плохой обмен веществ: последствия и симптомы

Скорость усвоения пищи зависит от совокупности факторов, воздействующих на человека за определенный промежуток времени. То есть то, каким будет метаболизм – «быстрым» или «медленным», – зависит от образа жизни и реакции организма на окружающие раздражители. 

Иногда даже неправильное трактование грамотных рекомендаций приводит к тому, что все меры похудения в конечном итоге не дают никакого практического результата. Например, человек, обстоятельно взявшийся за свой лишний вес, резко сокращает рацион до сильного дефицита калорий, употребляет большое количество ананасов ежедневно (они содержат ферменты, расщепляющие жир) и каждый день интенсивно тренируется в зале. В лучшем случае стрелка на весах не сдвинется, в худшем – покажет несколько лишних кг.

Это объясняется просто. Такими кардинальными мерами организм загоняется в стрессовое состояние. Мозг подает сигналы о том, что энергетические запасы иссякают, так как при серьезных физических нагрузках пропала энергия, которая поступала с пищей. Единственный вариант при этом – интенсивное запасание новых жировых отложений, чтобы спасти организм от энергетического голода.

Как ускорить метаболизм?

Единственный эффективный вариант ускорения метаболизма заключается в комбинации активных тренировок (кардио + силовых), увеличения калорийности меню (в среднем до 15%) и соблюдения рациона, соответствующего нормам БЖУ (белков, жиров и углеводов). При таком режиме организм войдет в эффективный темп усвоения пищи и научится откладывать излишки энергии в мышцы, а не в жировые ткани.

Есть четыре правила, придерживаясь которых, можно нормализовать обмен веществ:

  1. Не переедать перед сном.
  2. Обогатить рацион источниками клетчатки.
  3. Ограничить потребление быстрых углеводов и заменить их на медленные.
  4. Следить за балансом жиров в организме, принимать добавки с омега-3.


Внимание! Чтобы улучшить метаболизм, необходимо правильно и регулярно питаться, а также уделять достаточно времени силовым и кардио тренировкам. А вот резкое ограничение рациона и различные диеты приведут к нарушению обменных процессов и набору веса.

Метаболизм и потеря веса: как вы сжигаете калории

Метаболизм и потеря веса: как сжигать калории

Узнайте, как метаболизм влияет на вес, правду о медленном метаболизме и о том, как сжигать больше калорий.

Персонал клиники Мэйо

Вы, наверное, слышали, что люди винят свой вес в медленном метаболизме, но что это значит? Действительно ли виноват метаболизм? И если да, то можно ли ускорить метаболизм, чтобы сжигать больше калорий?

Это правда, что метаболизм зависит от веса.Но вопреки распространенному мнению, медленный метаболизм редко бывает причиной лишнего веса.

Хотя ваш метаболизм влияет на основные потребности вашего тела в энергии, то, сколько вы едите и пьете, а также какая физическая активность, в конечном итоге, определяют ваш вес.

Метаболизм: преобразование пищи в энергию

Метаболизм - это процесс, с помощью которого ваше тело превращает то, что вы едите и пьете, в энергию. Во время этого сложного процесса калории в пище и напитках объединяются с кислородом, чтобы высвободить энергию, необходимую вашему организму для функционирования.

Даже когда вы находитесь в состоянии покоя, ваше тело нуждается в энергии для всех своих «скрытых» функций, таких как дыхание, циркуляция крови, регулировка уровня гормонов, а также рост и восстановление клеток. Количество калорий, которые ваше тело использует для выполнения этих основных функций, известно как ваш основной уровень метаболизма - то, что вы могли бы назвать метаболизмом.

Несколько факторов определяют ваш индивидуальный базальный метаболизм, в том числе:

  • Ваш рост и телосложение. Люди крупнее и мускулов сжигают больше калорий даже в состоянии покоя.
  • Ваш пол. У мужчин обычно меньше жира и больше мышц, чем у женщин того же возраста и веса, что означает, что мужчины сжигают больше калорий.
  • Ваш возраст. По мере того, как вы становитесь старше, количество мышц имеет тенденцию к уменьшению, и жир составляет большую часть вашего веса, замедляя сжигание калорий.

Энергетические потребности для основных функций вашего тела остаются довольно постоянными, и их нелегко изменить.

В дополнение к вашей основной скорости метаболизма, два других фактора определяют, сколько калорий ваше тело сжигает каждый день:

  • Пищевая промышленность (термогенез). Переваривание, усвоение, транспортировка и хранение потребляемой вами пищи также требует калорий. Около 10 процентов калорий из углеводов и белков, которые вы потребляете, используются во время переваривания и усвоения пищи и питательных веществ.
  • Физическая активность. Физическая активность и упражнения - например, игра в теннис, прогулка в магазин, погоня за собакой и любое другое движение - составляют остальную часть калорий, которые ваше тело сжигает каждый день. Физическая активность, безусловно, является самым изменчивым из факторов, определяющих, сколько калорий вы сжигаете каждый день.

Ученые называют действия, которые вы делаете в течение всего дня, которые не являются преднамеренными упражнениями и бездействием, термогенезом (NEAT). Это занятие включает в себя прогулки из комнаты в комнату, такие занятия, как садоводство и даже ерзание. NEAT потребляет от 100 до 800 калорий в день.

Метаболизм и вес

Может возникнуть соблазн обвинить свой метаболизм в увеличении веса. Но поскольку метаболизм - это естественный процесс, в вашем организме есть множество механизмов, которые регулируют его в соответствии с вашими индивидуальными потребностями.

Только в редких случаях вы получаете чрезмерную прибавку в весе из-за медицинских проблем, замедляющих метаболизм, таких как синдром Кушинга или недостаточная активность щитовидной железы (гипотиреоз).

К сожалению, набор веса - сложный процесс. Скорее всего, это сочетание генетической структуры, гормонального контроля, состава диеты и влияния окружающей среды на ваш образ жизни, включая сон, физическую активность и стресс.

Все эти факторы приводят к дисбалансу в уравнении энергии.Вы набираете вес, когда съедаете больше калорий, чем сжигаете, или сжигаете меньше калорий, чем едите.

Хотя это правда, что некоторые люди, кажется, могут похудеть быстрее и легче, чем другие, все худеют, когда сжигают больше калорий, чем едят. Чтобы похудеть, вам нужно создать дефицит энергии, потребляя меньше калорий или увеличивая количество калорий, которые вы сжигаете за счет физической активности, или и то, и другое.

Более пристальный взгляд на физическую активность и обмен веществ

Хотя у вас нет особого контроля над скоростью вашего основного метаболизма, вы можете контролировать, сколько калорий вы сжигаете, за счет своего уровня физической активности.Чем активнее вы будете, тем больше калорий вы сжигаете. На самом деле, некоторые люди с быстрым метаболизмом, вероятно, просто более активны - и, возможно, больше ерзают - чем другие.

Аэробные упражнения являются наиболее эффективным способом сжигания калорий и включают такие виды деятельности, как ходьба, езда на велосипеде и плавание. В качестве общей цели включите в свой распорядок дня не менее 30 минут физической активности.

Если вы хотите похудеть или достичь определенных целей в фитнесе, вам может потребоваться еще больше времени, которое вы тратите на физическую активность.Если вы не можете выделить время для более продолжительной тренировки, попробуйте 10-минутные периоды активности в течение дня. Помните, чем активнее вы будете, тем больше пользы.

Специалисты также рекомендуют выполнять силовые тренировки, такие как тяжелая атлетика, не реже двух раз в неделю. Силовые тренировки важны, потому что они помогают нарастить мышцы. Мышечная ткань сжигает больше калорий, чем жировая ткань.

Любое дополнительное движение помогает сжигать калории. Ищите способы ходить и передвигаться на несколько минут больше каждый день, чем накануне.Чаще подниматься по лестнице и парковаться подальше от магазина - это простые способы сжечь больше калорий. Даже такие занятия, как садоводство, мытье машины и работа по дому, сжигают калории и способствуют снижению веса.

Нет волшебной пули

Не обращайте внимания на пищевые добавки для сжигания калорий или похудания. Продукты, которые утверждают, что ускоряют ваш метаболизм, часто вызывают больше шумихи, чем помогают, а некоторые из них могут вызывать нежелательные или даже опасные побочные эффекты.

Производители диетических добавок не требуются U.S. Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов, чтобы доказать, что их продукты безопасны или эффективны, поэтому относитесь к ним с осторожностью. Всегда сообщайте своим врачам о любых добавках, которые вы принимаете.

Нет простого способа похудеть. В основе похудения по-прежнему лежат физические нагрузки и диета. Потребляйте меньше калорий, чем сжигаете, и вы худеете.

Диетические рекомендации для американцев рекомендуют сокращать калорийность на 500-700 калорий в день, чтобы сбросить от 1 до 1,5 фунтов (0,1 кг).От 5 до 0,7 килограмма) в неделю. Если вы можете добавить немного физической активности в свой день, вы достигнете своих целей по снижению веса еще быстрее.

10 ноября 2020 г. Показать ссылки
  1. Anthanont P, et al. Предсказывает ли базальный уровень метаболизма прибавку в весе? Американский журнал клинического питания. 2016; 104: 959.
  2. Goldman L, et al., Eds. Ожирение. В: Медицина Гольдмана-Сесила. 25-е ​​изд. Филадельфия, Пенсильвания: Сондерс Эльзевир; 2016 г. https://www.clinicalkey.com. По состоянию на август.3, 2017.
  3. Похудение. Центры по контролю и профилактике заболеваний. https://www.cdc.gov/healthyweight/losing_weight/index.html. По состоянию на 7 июня 2017 г.
  4. Lam YY, et al. Косвенная калориметрия: незаменимый инструмент для понимания и прогнозирования ожирения. Европейский журнал клинического питания. 2017; 71: 318.
  5. Bray GA. Этиология и естественное течение ожирения. https://www.uptodate.com/contents/search. По состоянию на 7 августа 2017 г.
  6. 2015-2020 Диетические рекомендации для американцев.Министерство здравоохранения и социальных служб США и Министерство сельского хозяйства США. https://health.gov/dietaryguidelines/2015/guidelines. По состоянию на 7 июня 2017 г.
  7. Рекомендации по физической активности для американцев, 2008 г. Министерство здравоохранения и социальных служб США. https://health.gov/paguidelines/guidelines/. По состоянию на 8 августа 2017 г.
  8. Что такое избыточный вес и ожирение у взрослых. Национальный институт диабета, болезней органов пищеварения и почек. https://www.niddk.nih.gov/health-information/weight-management/adult-overweight-obesity.По состоянию на 8 августа 2017 г.
  9. Bray GA. Ожирение у взрослых: роль физической активности и упражнений. https://www.uptodate.com/contents/search. По состоянию на 7 августа 2017 г.
  10. Ожирение у взрослых, профилактика и лечение. Блумингтон, Миннесота: Институт улучшения клинических систем. https://www.icsi.org/guidelines__more/catalog_guidelines_and_more/catalog_guidelines/catalog_endocrine_guidelines/obesity__adults/. По состоянию на 7 июня 2017 г.
  11. Остерегайтесь продуктов, способствующих чудодейственному похуданию.Управление по контролю за продуктами и лекарствами. https://www.fda.gov/ForConsumers/ConsumerUpdates/ucm246742.htm. По состоянию на 7 августа 2017 г.
  12. Литин СК (экспертное заключение). Клиника Мэйо, Рочестер, Миннесота, 9 августа 2017 г.
Узнать больше Подробно

.

Обзор метаболических реакций · Анатомия и физиология

Обзор метаболических реакций · Анатомия и физиология

К концу этого раздела вы сможете:

  • Опишите процесс расщепления полимеров на мономеры
  • Опишите процесс объединения мономеров в полимеры
  • Обсудить роль АТФ в метаболизме
  • Объяснение окислительно-восстановительных реакций
  • Опишите гормоны, регулирующие анаболические и катаболические реакции

В организме постоянно происходят обменные процессы. Метаболизм - это сумма всех химических реакций, которые участвуют в катаболизме и анаболизме. Реакции, управляющие расщеплением пищи для получения энергии, называются катаболическими реакциями. И наоборот, анаболические реакции используют энергию, производимую катаболическими реакциями, для синтеза более крупных молекул из более мелких, например, когда организм формирует белки, связывая вместе аминокислоты. Оба набора реакций имеют решающее значение для поддержания жизни.

Поскольку катаболические реакции производят энергию, а анаболические реакции используют энергию, в идеале использование энергии должно уравновешивать производимую энергию.Если чистое изменение энергии положительное (катаболические реакции выделяют больше энергии, чем используют анаболические реакции), то организм накапливает избыточную энергию, создавая молекулы жира для длительного хранения. С другой стороны, если чистое изменение энергии отрицательное (катаболические реакции выделяют меньше энергии, чем используют анаболические реакции), организм использует накопленную энергию, чтобы компенсировать дефицит энергии, высвобождаемой катаболизмом.

Катаболические реакции

Катаболические реакции расщепляют большие органические молекулы на более мелкие, высвобождая энергию, содержащуюся в химических связях.Эти высвобождения энергии (преобразования) не эффективны на 100 процентов. Количество выделяемой энергии меньше общего количества, содержащегося в молекуле. Примерно 40 процентов энергии, выделяемой в результате катаболических реакций, напрямую передается высокоэнергетической молекуле аденозинтрифосфата (АТФ). АТФ, энергетическая валюта клеток, можно немедленно использовать для питания молекулярных машин, которые поддерживают функции клеток, тканей и органов. Это включает создание новой ткани и восстановление поврежденной ткани.АТФ также можно хранить для удовлетворения будущих потребностей в энергии. Остальные 60 процентов энергии, высвобождаемой в результате катаболических реакций, выделяется в виде тепла, которое поглощают ткани и жидкости организма.

Структурно молекулы АТФ состоят из аденина, рибозы и трех фосфатных групп ([ссылка]). Химическая связь между второй и третьей фосфатными группами, называемая высокоэнергетической связью, представляет собой самый большой источник энергии в клетке. Это первая связь, которую разрушают катаболические ферменты, когда клеткам требуется энергия для работы.Продуктами этой реакции являются молекула аденозиндифосфата (АДФ) и одиночная фосфатная группа (P i ). АТФ, АДФ и P и постоянно проходят через реакции, которые создают АТФ и накапливают энергию, и реакции, которые разрушают АТФ и высвобождают энергию.

Энергия АТФ управляет всеми функциями организма, такими как сокращение мышц, поддержание электрического потенциала нервных клеток и поглощение пищи в желудочно-кишечном тракте. Метаболические реакции, которые производят АТФ, происходят из разных источников ([ссылка]).

Из четырех основных макромолекулярных групп (углеводы, липиды, белки и нуклеиновые кислоты), которые перерабатываются в процессе пищеварения, углеводы считаются наиболее распространенным источником энергии для питания организма. Они принимают форму сложных углеводов, полисахаридов, таких как крахмал и гликоген, или простых сахаров (моносахаридов), таких как глюкоза и фруктоза. Катаболизм сахара расщепляет полисахариды на отдельные моносахариды. Среди моносахаридов глюкоза является наиболее распространенным топливом для производства АТФ в клетках, и поэтому существует ряд механизмов эндокринного контроля, регулирующих концентрацию глюкозы в кровотоке.Избыточная глюкоза либо хранится в качестве запаса энергии в печени и скелетных мышцах в виде сложного полимерного гликогена, либо превращается в жир (триглицерид) в жировых клетках (адипоцитах).

Среди липидов (жиров) триглицериды чаще всего используются для получения энергии посредством метаболического процесса, называемого β-окислением. Около половины лишнего жира хранится в адипоцитах, которые накапливаются в подкожной клетчатке под кожей, тогда как остальная часть хранится в адипоцитах в других тканях и органах.

Белки, которые представляют собой полимеры, можно разделить на их мономеры, отдельные аминокислоты. Аминокислоты можно использовать в качестве строительных блоков новых белков или далее расщеплять для производства АТФ. Когда человек хронически голодает, такое использование аминокислот для производства энергии может привести к истощению организма, поскольку расщепляется все больше и больше белков.

Нуклеиновые кислоты присутствуют в большинстве продуктов, которые вы едите. Во время пищеварения нуклеиновые кислоты, включая ДНК и различные РНК, распадаются на составляющие их нуклеотиды.Эти нуклеотиды легко абсорбируются и транспортируются по телу для использования отдельными клетками в процессе метаболизма нуклеиновых кислот.

Анаболические реакции

В отличие от катаболических реакций, анаболические реакции включают соединение более мелких молекул в более крупные. Анаболические реакции объединяют моносахариды с образованием полисахаридов, жирные кислоты с образованием триглицеридов, аминокислоты с образованием белков и нуклеотиды с образованием нуклеиновых кислот. Эти процессы требуют энергии в виде молекул АТФ, генерируемых катаболическими реакциями.Анаболические реакции, также называемые реакциями биосинтеза , создают новые молекулы, которые образуют новые клетки и ткани и оживляют органы.

Гормональная регуляция обмена веществ

Катаболические и анаболические гормоны в организме помогают регулировать метаболические процессы. Катаболические гормоны стимулируют расщепление молекул и выработку энергии. К ним относятся кортизол, глюкагон, адреналин / адреналин и цитокины. Все эти гормоны мобилизуются в определенное время для удовлетворения потребностей организма. Анаболические гормоны необходимы для синтеза молекул и включают гормон роста, инсулиноподобный фактор роста, инсулин, тестостерон и эстроген. [ссылка] обобщает функции каждого из катаболических гормонов и [ссылка] обобщает функции анаболических гормонов.

Катаболические гормоны
Гормон Функция
Кортизол Высвобождается из надпочечников в ответ на стресс; его основная роль заключается в повышении уровня глюкозы в крови путем глюконеогенеза (расщепления жиров и белков)
Глюкагон Высвобождается из альфа-клеток поджелудочной железы при голодании или когда организму требуется дополнительная энергия; стимулирует расщепление гликогена в печени, повышая уровень глюкозы в крови; его действие противоположно инсулину; глюкагон и инсулин являются частью системы отрицательной обратной связи, которая стабилизирует уровень глюкозы в крови
Адреналин / адреналин Высвобождается в ответ на активацию симпатической нервной системы; увеличивает частоту сердечных сокращений и сократимость сердца, сужает кровеносные сосуды, является бронходилататором, который открывает (расширяет) бронхи легких для увеличения объема воздуха в легких и стимулирует глюконеогенез
Анаболические гормоны
Гормон Функция
Гормон роста (GH) Синтезируется и выделяется гипофизом; стимулирует рост клеток, тканей и костей
Инсулиноподобный фактор роста (IGF) Стимулирует рост мышц и костей, одновременно подавляя гибель клеток (апоптоз)
Инсулин Производится бета-клетками поджелудочной железы; играет важную роль в метаболизме углеводов и жиров, контролирует уровень глюкозы в крови и способствует усвоению глюкозы клетками организма; заставляет клетки мышц, жировой ткани и печени поглощать глюкозу из крови и хранить ее в печени и мышцах в виде гликогена; его действие противоположно глюкагону; глюкагон и инсулин являются частью системы отрицательной обратной связи, которая стабилизирует уровень глюкозы в крови
Тестостерон Производится семенниками у мужчин и яичниками у женщин; стимулирует увеличение мышечной массы и силы, а также рост и укрепление костей
Эстроген Производится в основном яичниками, а также печенью и надпочечниками; его анаболические функции включают ускорение метаболизма и отложение жира

Заболевания…

Метаболические процессы: синдром Кушинга и болезнь Аддисона. Как и следовало ожидать от фундаментальных физиологических процессов, таких как метаболизм, ошибки или сбои в метаболических процессах приводят к патофизиологии или, если их не исправить, к болезненному состоянию.Метаболические заболевания чаще всего являются результатом неправильной работы белков или ферментов, которые имеют решающее значение для одного или нескольких метаболических путей. Нарушение функции белка или фермента может быть следствием генетического изменения или мутации. Однако нормально функционирующие белки и ферменты также могут иметь пагубные последствия, если их доступность не соответствует метаболическим потребностям. Например, чрезмерное производство гормона кортизола (см. [Ссылка]) вызывает синдром Кушинга. Клинически синдром Кушинга характеризуется быстрым увеличением веса, особенно в области туловища и лица, депрессией и тревогой.Стоит упомянуть, что опухоли гипофиза, вырабатывающие адренокортикотропный гормон (АКТГ), который впоследствии стимулирует кору надпочечников высвобождать избыточное количество кортизола, имеют аналогичные эффекты. Этот косвенный механизм гиперпродукции кортизола называется болезнью Кушинга.

Пациенты с синдромом Кушинга могут иметь повышенный уровень глюкозы в крови и имеют повышенный риск ожирения. Они также показывают медленный рост, накопление жира между плечами, слабые мышцы, боли в костях (потому что кортизол заставляет белки расщепляться с образованием глюкозы посредством глюконеогенеза) и утомляемость.Другие симптомы включают чрезмерное потоотделение (гипергидроз), расширение капилляров и истончение кожи, что может привести к легким синякам. Все методы лечения синдрома Кушинга направлены на снижение чрезмерного уровня кортизола. В зависимости от причины избытка, лечение может быть таким простым, как прекращение использования мазей с кортизолом. В случае опухолей часто используется хирургическое вмешательство для удаления опухоли, вызывающей нарушение. Если операция нецелесообразна, лучевая терапия может использоваться для уменьшения размера опухоли или удаления частей коры надпочечников.Наконец, доступны лекарства, которые могут помочь регулировать количество кортизола.

Недостаточное производство кортизола также проблематично. Надпочечниковая недостаточность, или болезнь Аддисона, характеризуется снижением выработки кортизола надпочечниками. Это может быть следствием нарушения работы надпочечников - они не вырабатывают достаточного количества кортизола - или следствием снижения доступности АКТГ из гипофиза. Пациенты с болезнью Аддисона могут иметь низкое кровяное давление, бледность, крайнюю слабость, утомляемость, медленные или вялые движения, головокружение и тягу к соли из-за потери натрия и высокого уровня калия в крови (гиперкалиемия).Жертвы также могут страдать от потери аппетита, хронической диареи, рвоты, поражений во рту и неоднородного цвета кожи. Диагностика обычно включает анализы крови и визуализацию надпочечников и гипофиза. Лечение включает заместительную терапию кортизолом, которую, как правило, следует продолжать всю жизнь.

Реакции окисления-восстановления

Химические реакции, лежащие в основе метаболизма, включают перенос электронов от одного соединения к другому посредством процессов, катализируемых ферментами.Электроны в этих реакциях обычно исходят от атомов водорода, которые состоят из электрона и протона. Молекула отдает атом водорода в форме иона водорода (H + ) и электрона, разбивая молекулу на более мелкие части. Потеря электрона или окисление высвобождает небольшое количество энергии; и электрон, и энергия затем передаются другой молекуле в процессе восстановления или получения электрона. Эти две реакции всегда происходят вместе в реакции окисления-восстановления (также называемой окислительно-восстановительной реакцией) - когда электрон проходит между молекулами, донор окисляется, а реципиент восстанавливается.Реакции окисления-восстановления часто протекают последовательно, так что восстановленная молекула впоследствии окисляется, передавая не только только что полученный электрон, но и полученную энергию. По мере развития серии реакций накапливается энергия, которая используется для объединения P и и АДФ с образованием АТФ, высокоэнергетической молекулы, которую организм использует в качестве топлива.

Реакции окисления и восстановления катализируются ферментами, запускающими удаление атомов водорода. Коферменты работают с ферментами и принимают атомы водорода.Двумя наиболее распространенными коферментами окислительно-восстановительных реакций являются никотинамидадениндинуклеотид (NAD) и флавинадениндинуклеотид (FAD) . Их соответствующие восстановленные коферменты - это NADH и FADH 2 , которые являются энергосодержащими молекулами, используемыми для передачи энергии во время создания АТФ.

Обзор главы

Метаболизм - это сумма всех катаболических (расщепление) и анаболических (синтез) реакций в организме.Скорость метаболизма измеряет количество энергии, используемой для поддержания жизни. Организм должен потреблять достаточное количество пищи для поддержания скорости метаболизма, если он хочет выжить очень долго.

Катаболические реакции расщепляют более крупные молекулы, такие как углеводы, липиды и белки из принятой пищи, на составляющие более мелкие части. Они также включают расщепление АТФ, который высвобождает энергию, необходимую для метаболических процессов во всех клетках по всему телу.

Анаболические реакции, или биосинтетические реакции, синтезируют более крупные молекулы из более мелких составных частей, используя АТФ в качестве источника энергии для этих реакций.Анаболические реакции увеличивают костную и мышечную массу, а также создают новые белки, жиры и нуклеиновые кислоты. Реакции окисления-восстановления переносят электроны через молекулы, окисляя одну молекулу и восстанавливая другую, и собирая высвободившуюся энергию для преобразования P i и АДФ в АТФ. Ошибки в метаболизме изменяют переработку углеводов, липидов, белков и нуклеиновых кислот и могут привести к ряду болезненных состояний.

Обзорные вопросы

При какой реакции образуется моносахарид из полисахарида?

  1. реакция окисления – восстановления
  2. анаболическая реакция
  3. катаболическая реакция
  4. Биосинтетическая реакция

Если анаболические реакции превышают катаболические, результат будет ________.

  1. потеря веса
  2. прибавка в весе
  3. изменение скорости обмена веществ
  4. Развитие болезни

Когда НАД становится НАДН, кофермент был ________.

  1. уменьшенный
  2. оксид
  3. метаболизируется
  4. гидролизованный

Анаболические реакции используют энергию на ________.

  1. превращение ADP в ATP
  2. удаление фосфатной группы из ATP
  3. производит тепло
  4. расщепление молекул на более мелкие части

Вопросы о критическом мышлении

Опишите, как можно изменить метаболизм.

Увеличение или уменьшение безжировой мышечной массы приведет к увеличению или уменьшению метаболизма.

Опишите, как лечить болезнь Аддисона.

Болезнь Аддисона характеризуется низким уровнем кортизола. Один из способов лечения болезни - дать пациенту кортизол.

Глоссарий

анаболические гормоны
гормоны, стимулирующие синтез новых, более крупных молекул
анаболические реакции
реакции, в которых молекулы меньшего размера превращаются в молекулы большего размера
реакции биосинтеза
реакции, которые создают новые молекулы, также называемые анаболическими реакциями
катаболические гормоны
гормоны, стимулирующие распад более крупных молекул
катаболические реакции
реакции, в ходе которых более крупные молекулы расщепляются на составные части
FADH 2
высокоэнергетическая молекула, необходимая для гликолиза
флавинадениндинуклеотид (FAD)
Кофермент
, используемый для производства FADH 2
обмен веществ
сумма всех катаболических и анаболических реакций, происходящих в организме
НАДН
высокоэнергетическая молекула, необходимая для гликолиза
никотинамидадениндинуклеотид (НАД)
Коэнзим
, используемый для производства НАДН
окисление
потеря электрона
окислительно-восстановительная реакция
(также, окислительно-восстановительная реакция) пара реакций, в которых электрон переходит от одной молекулы к другой, окисляя одну и восстанавливая другую
редуктор
получение электрона


Эта работа находится под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 Международная лицензия.

Вы также можете бесплатно скачать по адресу http://cnx.org/contents/[email protected]

Атрибуция:

Метаболизм - лучший канал здоровья

Метаболизм относится ко всем химическим процессам, постоянно происходящим внутри вашего тела, которые обеспечивают жизнь и нормальное функционирование (поддержание нормального функционирования в организме называется гомеостазом). Эти процессы включают процессы, которые расщепляют питательные вещества из нашей пищи, и те, которые строят и восстанавливают наше тело.

Для построения и восстановления тела требуется энергия, которая в конечном итоге поступает из пищи.

На количество энергии, измеряемое в килоджоулях (кДж), сжигаемое вашим телом в любой момент времени, влияет ваш метаболизм.

Достижение или поддержание здорового веса - это акт равновесия. Если мы регулярно едим и выпиваем больше килоджоулей, чем необходимо для нашего метаболизма, мы сохраняем его в основном в виде жира.

Большая часть энергии, которую мы используем каждый день, используется для того, чтобы все системы нашего тела функционировали должным образом.Это вне нашего контроля. Однако, когда мы тренируемся, мы можем заставить метаболизм работать на нас. Когда вы активны, тело сжигает больше энергии (килоджоулей).


Наш метаболизм сложен - проще говоря, он состоит из двух частей, которые тщательно регулируются организмом, чтобы обеспечить их баланс. Это:

  • Катаболизм - расщепление пищевых компонентов (таких как углеводы, белки и пищевые жиры) на их более простые формы, которые затем можно использовать для получения энергии и основных строительных блоков, необходимых для роста и восстановления.
  • Анаболизм - часть метаболизма, в которой наш организм строится или восстанавливается. Анаболизм требует энергии, которая в конечном итоге поступает из нашей пищи. Когда мы едим больше, чем нам необходимо для ежедневного анаболизма, избыток питательных веществ обычно откладывается в нашем теле в виде жира.

Скорость метаболизма (или общий расход энергии) вашего тела можно разделить на три компонента:

  • Базальная скорость метаболизма (BMR) - даже в состоянии покоя организму требуется энергия (килоджоули) для поддержания функционирования всех его систем. правильно (например, дыхание, поддержание сердцебиения для циркуляции крови, рост и восстановление клеток и регулировка уровня гормонов).BMR тела составляет наибольшее количество энергии, расходуемой ежедневно (50–80 процентов от вашего ежедневного потребления энергии).
  • Термический эффект пищи (также известный как термогенез) - ваше тело использует энергию для переваривания продуктов и напитков, которые вы потребляете, а также поглощает, транспортирует и сохраняет их питательные вещества. На термогенез приходится около 5–10 процентов потребляемой вами энергии.
  • Энергия, используемая во время физической активности - это энергия, используемая при физическом движении, и она больше всего варьируется в зависимости от того, сколько энергии вы потребляете каждый день.Физическая активность включает запланированные упражнения (например, пробежку или занятия спортом), но также включает в себя все побочные действия (например, развешивание белья, игры с собакой или даже ерзание!).

В расчете на умеренно активного человека (30–45 минут физической активности средней интенсивности в день), этот компонент составляет 20 процентов нашего ежедневного потребления энергии.

Базальная скорость метаболизма (BMR)

BMR означает количество энергии, необходимое вашему организму для поддержания гомеостаза.

Ваш BMR в значительной степени определяется вашей общей мышечной массой, особенно мышечной массой, потому что для поддержания мышечной массы требуется много энергии. Все, что снижает мышечную массу, снижает ваш BMR.

Поскольку на ваш BMR приходится значительная часть вашего общего потребления энергии, важно сохранить или даже увеличить мышечную массу с помощью упражнений при попытке похудеть.

Это означает сочетание упражнений (особенно упражнений с отягощением и отягощениями для увеличения мышечной массы) с изменениями в сторону более здорового режима питания, а не только с изменениями в диете, поскольку потребление слишком малого количества килоджоулей стимулирует организм замедлять метаболизм для сохранения энергии.

Поддержание сухой мышечной массы также помогает снизить вероятность травм во время тренировок, а упражнения увеличивают ежедневные затраты энергии.

У среднего мужчины BMR составляет около 7 100 кДж в день, в то время как у средней женщины BMR составляет около 5 900 кДж в день. Расход энергии постоянный, но скорость меняется в течение дня. Уровень расхода энергии обычно самый низкий ранним утром.

Факторы, влияющие на наш BMR

На ваш BMR влияют несколько факторов, работающих в сочетании, в том числе:

  • Размер тела - более крупные взрослые тела имеют больше метаболизирующих тканей и больший BMR.
  • Количество безжировой мышечной ткани - мышца быстро сжигает килоджоули.
  • Количество жира в организме - жировые клетки «вялые» и сжигают гораздо меньше килоджоулей, чем большинство других тканей и органов тела.
  • Экстренная диета, голодание или голодание - потребление слишком небольшого количества килоджоулей стимулирует организм замедлять метаболизм для сохранения энергии. BMR может снизиться до 15 процентов, и если также будет потеряна мышечная ткань, это еще больше снизит BMR.
  • Возраст - метаболизм замедляется с возрастом из-за потери мышечной ткани, а также из-за гормональных и неврологических изменений.
  • Рост - младенцы и дети имеют более высокие энергетические потребности на единицу массы тела из-за энергетических потребностей роста и дополнительной энергии, необходимой для поддержания температуры тела.
  • Пол - как правило, у мужчин более быстрый метаболизм, потому что они, как правило, крупнее.
  • Генетическая предрасположенность - ваш метаболизм может частично определяться вашими генами.
  • Гормональный и нервный контроль - BMR контролируется нервной и гормональной системами. Гормональный дисбаланс может влиять на то, как быстро или медленно организм сжигает килоджоули.
  • Температура окружающей среды - если температура очень низкая или очень высокая, организму приходится усерднее работать, чтобы поддерживать нормальную температуру тела, что увеличивает BMR.
  • Инфекция или болезнь - BMR увеличивается, потому что организму приходится усерднее работать, чтобы построить новые ткани и создать иммунный ответ.
  • Объем физической активности - трудолюбивым мышцам нужно много энергии для сжигания. Регулярные упражнения увеличивают мышечную массу и учит тело сжигать килоджоули быстрее, даже в состоянии покоя.
  • Наркотики, такие как кофеин или никотин, могут увеличивать BMR.
  • Дефицит диеты - например, диета с низким содержанием йода снижает функцию щитовидной железы и замедляет обмен веществ.

Термический эффект пищи

Ваш BMR повышается после еды, потому что вы используете энергию для еды, переваривания и метаболизма только что съеденной пищи. Повышение происходит вскоре после того, как вы начинаете есть, и достигает пика через два-три часа.

Это повышение BMR может составлять от 2 до 30 процентов, в зависимости от размера обеда и типов съеденных продуктов.

Различные продукты повышают BMR на разную величину. Например:

  • Жиры повышают BMR на 0–5 процентов.
  • Углеводы повышают BMR на 5–10%.
  • Белки повышают BMR на 20–30%.
  • Горячие острые продукты (например, продукты, содержащие перец чили, хрен и горчицу) могут иметь значительный термический эффект.

Энергия, используемая во время физической активности

Во время напряженной или интенсивной физической активности наши мышцы могут сжигать до 3000 кДж в час.Расход энергии мускулами составляет только 20 процентов от общего расхода энергии в состоянии покоя, но во время интенсивных упражнений он может увеличиваться в 50 или более раз.

Энергия, используемая во время упражнений, - это единственная форма расхода энергии, которую мы можем контролировать.

Однако оценить энергию, потраченную во время упражнений, сложно, поскольку истинное значение для каждого человека будет варьироваться в зависимости от таких факторов, как их вес, возраст, состояние здоровья и интенсивность выполнения каждого действия.

В Австралии есть рекомендации по физической активности, которые рекомендуют количество и интенсивность активности в зависимости от возраста и стадии жизни. Для нашего общего здоровья важно ограничивать время, в течение которого мы ведем малоподвижный образ жизни (сидеть или бездельничать), и обеспечивать как минимум 30 минут физической активности умеренной интенсивности каждый день.

В качестве приблизительного ориентира:

  • Умеренные упражнения означают, что вы можете говорить во время тренировки, но не можете петь.
  • Энергичные упражнения означают, что вы не можете разговаривать и заниматься спортом одновременно.

Мышечная ткань имеет большой аппетит к килоджоулей. Чем больше у вас мышечной массы, тем больше килоджоулей вы сожжете.

Люди склонны полнеть с возрастом, отчасти потому, что тело медленно теряет мышцы. Неясно, является ли потеря мышечной массы результатом процесса старения или потому, что многие люди с возрастом становятся менее активными. Однако, вероятно, это больше связано с уменьшением активности. Исследования показали, что силовые тренировки и тренировки с отягощениями могут уменьшить или предотвратить потерю мышечной массы.

Если вам больше 40 лет, у вас уже есть какое-либо заболевание или вы какое-то время не тренировались, обратитесь к врачу перед началом новой фитнес-программы.


Гормоны помогают регулировать метаболизм. Некоторые из наиболее распространенных гормональных нарушений влияют на щитовидную железу. Эта железа выделяет гормоны, регулирующие многие метаболические процессы, включая расход энергии (скорость, с которой сжигаются килоджоули).

Заболевания щитовидной железы включают:

  • Гипотиреоз (пониженная активность щитовидной железы) - метаболизм замедляется из-за того, что щитовидная железа не вырабатывает достаточное количество гормонов.Частая причина - аутоиммунное заболевание Хашимото. Некоторые из симптомов гипотиреоза включают необычную прибавку в весе, вялость, депрессию и запор.
  • Гипертиреоз (сверхактивная щитовидная железа) - железа выделяет большее количество гормонов, чем необходимо, и ускоряет обмен веществ. Наиболее частой причиной этого состояния является болезнь Грейвса. Некоторые из симптомов гипертиреоза включают повышенный аппетит, потерю веса, нервозность и диарею.

Наши гены - это схемы белков в нашем организме, а наши белки отвечают за пищеварение и метаболизм нашей пищи.

Иногда дефектный ген означает, что мы производим белок, который неэффективен для обработки нашей пищи, что приводит к нарушению обмена веществ. В большинстве случаев генетические нарушения обмена веществ можно лечить под наблюдением врача, уделяя особое внимание диете.

Симптомы генетических нарушений обмена веществ могут быть очень похожи на симптомы других нарушений и заболеваний, что затрудняет установление точной причины. Обратитесь к врачу, если подозреваете, что у вас нарушение обмена веществ.

Некоторые генетические нарушения обмена веществ включают:

  • Непереносимость фруктозы - неспособность расщеплять фруктозу, которая является типом сахара, содержащегося во фруктах, фруктовых соках, сахаре (например, тростниковом сахаре), меде и некоторых овощах. .
  • Галактоземия - неспособность преобразовать углеводную галактозу в глюкозу. Галактоза не встречается в природе сама по себе. Он вырабатывается, когда пищеварительная система расщепляет лактозу на глюкозу и галактозу. Источники лактозы включают молоко и молочные продукты, такие как йогурт и сыр.
  • Фенилкетонурия (PKU) - неспособность превращать аминокислоту фенилаланин в тирозин. Высокий уровень фенилаланина в крови может вызвать повреждение головного мозга.Следует избегать продуктов с высоким содержанием белка и тех, которые содержат искусственный подсластитель аспартам.

Куда обратиться за помощью

Как на самом деле работает метаболизм | Rush System

Метаболизм - это процесс. Это то, как наши клетки превращают пищу, которую мы едим, в энергию, необходимую нам для дыхания, движения, мышления и действий. . . все. Он поддерживает нас, как и все живые существа, живыми.

Однако вместо того, чтобы быть благодарными за метаболизм, мы склонны винить его. Несомненно, вы слышали, как кто-то сказал (или даже сказал себе): «Я не могу похудеть.Мой метаболизм должен быть медленным »,

Практически никогда. Такие факторы, как возраст, пол и размер тела, вызывают естественные колебания скорости метаболизма в состоянии покоя - количества калорий или единиц энергии, которые мы сжигаем, просто оставаясь живыми. Но эти различия нормальны и обычно не являются первопричиной ожирения или неспособности похудеть.

Настоящая проблема почти всегда в том, что мы потребляем слишком много калорий и не получаем достаточного количества упражнений, что оставляет нам избыток энергии, который мы откладываем в виде жира.Лучшие способы похудеть - это оставаться активным и придерживаться здоровой диеты, а не пытаться изменить скорость вашего метаболизма.

Но даже при том, что они обычно не могут увеличить скорость нашего метаболизма в состоянии покоя, наши привычки влияют на наш метаболизм пятью важными способами:

1. Как то, что вы едите, влияет на ваш метаболизм

Возможно, вы слышали, что употребление определенных продуктов или прием пищи в определенное время дня может ускорить ваш метаболизм. На самом деле скорость вашего метаболизма остается примерно одинаковой, независимо от того, когда и что вы едите.

Несколько исключений из этого правила не являются хорошими стратегиями похудания.

Например, исследования показали, что кофеин немного увеличивает скорость сжигания калорий в краткосрочной перспективе. Но ваше тело со временем привыкает к кофеину, поэтому эффект длится недолго, если вы регулярно пьете кофе или чай. Продукты, рекламируемые как ускорители метаболизма, также неэффективны, а некоторые из них имеют опасные побочные эффекты.

Так что не сосредотачивайтесь на том, как быстро вы усваиваете пищу, а на способе ее метаболизма.

Это означает отказ от жареной пищи, например, картофельных чипсов; и рафинированный сахар, например, содержащийся в безалкогольных напитках, конфетах и ​​многих хлебобулочных изделиях. Эти источники энергии, скорее всего, откладываются в виде жира.

Вместо этого выбирайте цельнозерновые, нежирные белки, овощи и фрукты, которые ваше тело может с большей готовностью использовать для поддержания своих функций и активности.

2. Как упражнения влияют на метаболизм

Вы мало что можете сделать, чтобы повлиять на метаболизм в состоянии покоя, на который приходится большая часть калорий, сжигаемых большинством людей каждый день.Но наращивание мышечной массы может помочь. Мышечная ткань использует больше энергии, чем жировая, даже в состоянии покоя.

Это основная причина того, что женщины, у которых обычно меньше мышечной ткани, чем у мужчин, также сжигают меньше калорий. Вот почему пожилые люди, как правило, сжигают меньше калорий, чем молодые. Потеря мышечной массы - это нормальная часть старения, но регулярная работа над мышцами может помочь в борьбе с ней.

Однако помните: хотя наращивание силы может повысить ваш метаболизм в состоянии покоя, повышение аэробной активности - наиболее эффективный способ сжечь больше калорий.Полезна даже ходьба по 25 или 30 минут в день пять дней в неделю. А более интенсивные упражнения - например, бег или аэробика - сжигают еще больше калорий.

Помимо сжигания калорий и наращивания мышечной массы, упражнения связаны с увеличением количества бурого жира. Подавляющее большинство наших жиров - это белый жир, который накапливает энергию. Но у нас также есть несколько унций бурого жира, часто на шее или плечах, который фактически использует энергию, чтобы согреться.

3.Как ваш текущий вес влияет на ваш метаболизм

Процесс обмена веществ состоит из двух основных частей. Анаболизм помогает вырастить новые клетки, накапливать энергию и поддерживать ткани тела. Катаболизм расщепляет молекулы жиров и углеводов, высвобождая энергию, которая питает анаболизм, сохраняет тепло и позволяет мышцам сокращаться.

Инсулин - один из многих гормонов, которые помогают регулировать этот цикл, вызывая анаболизм после еды. Если у вас значительно избыточный вес, существует высокий риск того, что ваше тело перестанет реагировать на инсулин.В результате сахар остается в крови, а не накапливается в виде энергии.

Это состояние мы называем диабетом 2 типа. Он может повредить ваши органы и подвергнуть вас риску таких проблем со здоровьем, как сердечные заболевания, инсульт и заболевание почек. Но диабет 2 типа не всегда постоянен. Многие люди могут обратить вспять диабет 2 типа, похудев с помощью упражнений, более здорового питания или даже бариатрической хирургии.

Хотя наращивание силы может повысить ваш метаболизм в состоянии покоя, повышение аэробной активности - наиболее эффективный способ сжечь больше калорий.

4. Как прежний вес влияет на метаболизм

Избыточный вес может продолжать влиять на ваш метаболизм даже после того, как вы похудели. Это одна из причин, по которой поддерживать потерю веса намного сложнее, чем вообще сбросить вес.

Возьмем двух людей с одинаковым весом: одного, который всю жизнь был с нормальным весом, и другого, который боролся с ожирением: первый человек может получить средний уровень активности и съесть среднее количество пищи, и ничего не произойдет. им.Но часто второй человек, если он перейдет от ограниченной диеты к средней диете, будет иметь высокий риск снова набрать большой вес.

Исследователи пока точно не знают, что вызывает это явление. Но исследования показали, что это связано с гормональными изменениями после похудания, которые замедляют метаболизм и вызывают чувство голода.

Чтобы решить эту проблему, врачи в Rush иногда назначают лекарства, подавляющие аппетит. FDA одобрило несколько средств для подавления аппетита, которые, как было доказано, помогают людям поддерживать потерю веса в сочетании с упражнениями и здоровым питанием.Пока нет лекарств, предназначенных для увеличения скорости метаболизма.

5. Как лишение пищи или сна влияет на ваш метаболизм

Независимо от вашего веса, недостаточное питание может иметь неприятные последствия, поскольку замедляет скорость сжигания калорий в организме.

Например, некоторые люди пропускают завтрак и обед и просто едят ужин. Но отсутствие еды весь день на самом деле сигнализирует вашему организму о нехватке еды, поэтому ваш метаболизм очень низкий. И как только вы что-нибудь съедите, ваше тело пытается сохранить каждую калорию в этой пище.

Даже если вы хотите и вам нужно сильно похудеть, вам следует стараться есть три или четыре небольших приема пищи в день, состоящих в основном из овощей, цельнозерновых и нежирных белков.

Наконец, убедитесь, что вы спите от семи до девяти часов каждую ночь. Недостаток сна может привести к тому, что ваш организм вырабатывает слишком много инсулина, что может привести к увеличению накопления жира.

Что если у вас действительно

, у действительно медленный метаболизм?

Хотя состояние нашего метаболизма обычно связано с нашим весом и привычками, основные условия действительно объясняют небольшое количество метаболических проблем.Вот некоторые из условий, вызывающих необъяснимое увеличение веса:

Среди них гипотиреоз является наиболее распространенным заболеванием, замедляющим метаболизм, особенно среди женщин. Как и все перечисленные выше состояния, он может вызывать множество других симптомов, включая усталость, головокружение, проблемы с кожей и запоры.

Если у вас есть изменения веса, которые вы не можете объяснить, поговорите со своим лечащим врачом, особенно если у вас есть другие симптомы.

Обзор Метаболизм

Углеводы:

Продукты питания содержат углеводы в трех формах: крахмал, сахар, и целлюлоза (волокно).Крахмал и сахар очень важны источники энергии для человека. Недостаток углеводов в диета, вероятно, приведет к недостаточному количеству калорий в диете. Целлюлоза обеспечивает основную часть рациона.

Поскольку ткани организма постоянно нуждаются в глюкозе, диета должна содержать такие вещества, как углеводы или вещества которые будут давать глюкозу в результате пищеварения или метаболизма. Для большинство людей в мире, более половины диеты состоит из углеводов из риса, пшеницы, хлеба, картофеля, макароны.

Белки:

Всей жизни нужен белок, поскольку он является главным строителем тканей. и часть каждой клетки тела. Помимо других функций, белки помочь: сделать гемоглобин в крови, который переносит кислород клетки; образуют антитела, борющиеся с инфекцией; подавать азот для генетического материала ДНК и РНК; и поставлять энергию.

Белки необходимы для питания, потому что они содержат аминокислоты.Среди 20 или более аминокислот человеческий организм не может синтезировать 8, поэтому эти аминокислоты называют незаменимые аминокислоты. Пища, содержащая белок, может быть плохой биологическая ценность, если он недостаточен в одном или нескольких из 8 основных аминокислоты: лизин, триптофан, метионин, лейцин, изолейцин, фенилаланин, валин и треонин. Белки животного происхождения имеют наивысшую биологическую ценность, поскольку содержат больше количество незаменимых аминокислот.Еда лучшего качества белки перечислены в порядке убывания качества: цельные яйца, молоко, соевые бобы, мясо, овощи и зерновые.

Жиры и липиды:

Жиры являются концентрированными источниками энергии, потому что они дают вдвое больше энергии, чем углеводы или белки на весовая основа. Функции жиров: входить в состав структура ячеек, образующих защитную подушку и теплоизоляцию вокруг жизненно важных органов, переносят жирорастворимые витамины и обеспечивают резервный накопитель энергии.

Три незаменимых ненасыщенных жирных кислоты включают: линолевая, линолиновая и арахидоновая и имеют 2, 3 и 4 двойных облигации соответственно. Насыщенные жиры, наряду с холестерином, имеют были замешаны в артериосклерозе, «затвердевании артерий». По этой причине в рационе следует сократить насыщенные жиры. (животные) и с повышенным содержанием ненасыщенных жиров (растительные).


a) MH + NAD + ---> NADH + H + + M + энергия

б) АДФ + Р + энергия ---> АТФ + H 2 O

Функции и требования человеческой жизни

Цели обучения

  • Определите метаболизм и классифицируйте две фазы: анаболизм и катаболизм
  • Перечислить основные потребности человеческого тела в выживании

Каждая из различных систем органов имеет разные функции и, следовательно, уникальные роли, которые они должны выполнять в физиологии.Однако, поскольку тело построено на химии, одним из основных процессов является метаболизм.

Метаболизм

Первый закон термодинамики гласит, что энергия не может быть ни создана, ни уничтожена - она ​​может только изменять форму. Ваша основная функция как организма - потреблять (поглощать) энергию и молекулы из продуктов, которые вы едите, преобразовывать часть из них в топливо для движения, поддерживать функции вашего тела, а также строить и поддерживать структуры вашего тела. Это достигается двумя типами реакций: анаболизм и катаболизм .

  • Анаболизм - это процесс, при котором более мелкие и простые молекулы объединяются в более крупные и сложные вещества. Ваше тело может собирать, используя энергию, сложные химические вещества, в которых оно нуждается, комбинируя небольшие молекулы, полученные из продуктов, которые вы едите
  • Катаболизм - это процесс, с помощью которого более крупные более сложные вещества распадаются на более мелкие более простые молекулы. Катаболизм высвобождает энергию. Сложные молекулы, содержащиеся в пищевых продуктах, расщепляются, поэтому организм может использовать их части для сборки структур и веществ, необходимых для жизни.

Взятые вместе, эти два процесса называются метаболизмом. Метаболизм - это сумма всех анаболических и катаболических реакций, которые происходят в организме (рис. 1.6). И анаболизм, и катаболизм происходят одновременно и непрерывно, чтобы вы оставались живыми.

Рисунок 1.6. Метаболизм
Анаболические реакции строят реакции, и они потребляют энергию. Катаболические реакции разрушают материалы и высвобождают энергию. Метаболизм включает как анаболические, так и катаболические реакции.

Каждая клетка вашего тела использует химическое соединение, аденозинтрифосфат (АТФ) , для хранения и высвобождения энергии. Клетка накапливает энергию при синтезе (анаболизме) АТФ, а затем перемещает молекулы АТФ в то место, где энергия необходима для подпитки клеточной активности. Затем АТФ разрушается (катаболизм) и высвобождается контролируемое количество энергии, которая используется клеткой для выполнения определенной работы.

Просмотрите этот анимационный ролик, чтобы узнать больше о метаболических процессах.Какой катаболизм происходит в сердце?

Потребности в выживании

Люди приспосабливались к жизни на Земле, по крайней мере, последние 200 000 лет. Земля и ее атмосфера дали нам воздух для дыхания, воду для питья и пищу для еды, но это не единственные условия для выживания. Хотя вы можете редко задумываться об этом, вы также не можете жить за пределами определенного диапазона температуры и давления, который обеспечивает поверхность нашей планеты и ее атмосфера. В следующих разделах исследуются эти пять жизненных требований.

Питательные вещества

A питательное вещество - это вещество, содержащееся в продуктах питания и напитках, которое необходимо для выживания человека. Питательные вещества включают углеводы, липиды, белки, нуклеиновые кислоты, витамины и минералы. Энергетические питательные вещества - это в первую очередь углеводы и липиды, тогда как белки в основном поставляют аминокислоты, которые являются строительными блоками самого тела. Вы глотаете их с пищей и напитками растительного и животного происхождения, а пищеварительная система расщепляет их на молекулы, достаточно мелкие для всасывания.Продукты распада углеводов и липидов затем могут быть использованы в метаболических процессах, которые превращают их в АТФ. Витамины и минералы - это более простые вещества, которые участвуют во многих важных химических реакциях и процессах, таких как нервные импульсы, а некоторые, такие как кальций, также вносят вклад в структуру тела.

Кислород

Атмосферный воздух состоит только на 20 процентов из кислорода, но этот кислород является ключевым компонентом химических реакций, поддерживающих жизнь тела, включая реакции, которые производят АТФ.Клетки мозга особенно чувствительны к недостатку кислорода из-за их потребности в высоком и стабильном производстве АТФ. Без кислорода возможно повреждение мозга в течение пяти минут, а смерть - в течение десяти минут.

Вода

Самым важным компонентом в организме является вода. В зависимости от температуры окружающей среды и состояния нашего здоровья мы можем прожить без воды всего несколько дней. Функциональные химические вещества организма растворяются и переносятся в воде, а химические реакции жизни происходят в воде.Более того, вода - самый крупный компонент клеток, крови и жидкости между клетками, а вода составляет около 70 процентов массы тела взрослого человека. Вода также помогает регулировать нашу внутреннюю температуру и смягчает, защищает и смазывает суставы и многие другие структуры тела.

Температура тела

Вы, наверное, видели новости о спортсменах, умерших от теплового удара, или путешественниках, умерших от холода. Такие смерти происходят из-за того, что химические реакции, от которых зависит тело, могут происходить только в узком диапазоне температур тела, от чуть ниже до чуть выше 37 ° C (98.6 ° F). Когда температура тела повышается значительно выше или ниже нормы, определенные белки (ферменты), которые способствуют химическим реакциям, теряют свою нормальную структуру и способность функционировать, и химические реакции метаболизма не могут продолжаться.

Тем не менее, организм может эффективно реагировать на кратковременное воздействие тепла (рис. 1.8) или холода. Одна из реакций организма на тепло - это, конечно, потоотделение. Пот, испаряющийся с кожи, отводит некоторое количество тепловой энергии от тела, охлаждая его.Достаточное количество воды (из внеклеточной жидкости в организме) необходимо для образования потоотделения, поэтому адекватное потребление жидкости необходимо для балансирования этой потери во время реакции потоотделения. Неудивительно, что потоотделение намного менее эффективно во влажной среде, потому что воздух уже насыщен водой. Таким образом, пот на поверхности кожи не может испаряться, и внутренняя температура тела может стать опасно высокой.

Рисунок 1.8. Экстремальная жара
Люди до некоторой степени адаптируются к многократному воздействию высоких температур.(Источник: McKay Savage / flickr)

Организм также может эффективно реагировать на кратковременное воздействие холода. Одна из реакций на холод - дрожь, которая представляет собой случайное движение мышц, которое генерирует тепло. Другой ответ - повышенное разложение накопленной энергии для выработки тепла. Однако, когда этот запас энергии истощается и внутренняя температура начинает значительно падать, красные кровяные тельца теряют способность отдавать кислород, лишая мозг этого критического компонента производства АТФ.Этот недостаток кислорода может вызвать спутанность сознания, летаргию и, в конечном итоге, потерю сознания и смерть. Организм реагирует на холод, уменьшая кровообращение в конечностях, руках и ногах, чтобы предотвратить охлаждение там крови и чтобы ядро ​​тела могло оставаться в тепле. Однако даже когда внутренняя температура тела остается стабильной, ткани, подвергающиеся сильному холоду, особенно пальцы рук и ног, могут обморожаться, когда кровоток к конечностям значительно снижен. Эта форма повреждения тканей может быть необратимой и привести к гангрене, требующей ампутации пораженной области.

Ежедневное подключение

Контролируемая гипотермия

Как вы уже знаете, в организме постоянно участвуют скоординированные физиологические процессы для поддержания стабильной температуры. Однако в некоторых случаях переопределение этой системы может быть полезным или даже спасти жизнь. Гипотермия - это клинический термин, обозначающий аномально низкую температуру тела (гипо- = «ниже» или «ниже»). Контролируемая гипотермия - это клинически индуцированная гипотермия, выполняемая для снижения скорости метаболизма какого-либо органа или всего тела человека.

Контролируемая гипотермия часто используется, например, во время операций на открытом сердце, поскольку она снижает метаболические потребности мозга, сердца и других органов, снижая риск их повреждения. Когда контролируемая гипотермия используется в клинических условиях, пациенту назначают лекарства для предотвращения дрожи. Затем тело охлаждают до 25–32 ° C (79–89 ° F). Сердце останавливается, и внешний сердечно-легочный насос поддерживает кровообращение в теле пациента. Сердце дополнительно охлаждается и поддерживается при температуре ниже 15 ° C (60 ° F) на время операции.Эта очень низкая температура помогает сердечной мышце переносить недостаток кровоснабжения во время операции.

Некоторые врачи отделений неотложной помощи используют контролируемую гипотермию, чтобы уменьшить повреждение сердца у пациентов, перенесших остановку сердца. В отделении неотложной помощи врач вводит кому и снижает температуру тела пациента примерно до 91 градуса. Это состояние, которое сохраняется в течение 24 часов, замедляет метаболизм пациента. Поскольку для функционирования органов пациента требуется меньше крови, нагрузка на сердце снижается.

Атмосферное давление

Давление - это сила, оказываемая веществом, находящимся в контакте с другим веществом. Атмосферное давление - это давление, создаваемое смесью газов (в основном азота и кислорода) в атмосфере Земли. Вы можете этого не замечать, но атмосферное давление постоянно оказывает давление на ваше тело. Это давление удерживает газы внутри вашего тела, такие как газообразный азот в жидкостях организма, растворенными. Если бы вас внезапно выбросило с космического корабля над атмосферой Земли, вы перешли бы из ситуации нормального давления в ситуацию очень низкого давления.Давление азота в крови будет намного выше, чем давление азота в пространстве, окружающем ваше тело. В результате азот в крови расширится, образуя пузырьки, которые могут заблокировать кровеносные сосуды и даже вызвать разрушение клеток.

Атмосферное давление не только способствует растворению газов в крови. Ваша способность дышать, то есть поглощать кислород и выделять углекислый газ, также зависит от точного атмосферного давления. Высотная болезнь частично возникает из-за того, что атмосфера на больших высотах оказывает меньшее давление, уменьшая обмен этих газов и вызывая одышку, спутанность сознания, головную боль, летаргию и тошноту.Альпинисты переносят кислород, чтобы уменьшить воздействие как низкого уровня кислорода, так и низкого барометрического давления на больших высотах (рис. 1.9).

Рисунок 1.9. Суровые условия
Альпинисты на Эвересте должны работать в условиях экстремального холода, низкого уровня кислорода и низкого барометрического давления в среде, враждебной для жизни человека. (Источник: Мелани Ко / flickr)

Гомеостатический дисбаланс

Декомпрессионная болезнь

Декомпрессионная болезнь (ДКБ) - это состояние, при котором газы, растворенные в крови или других тканях тела, больше не растворяются после снижения давления на тело.Это состояние влияет на подводных дайверов, которые слишком быстро всплывают после глубокого погружения, и может повлиять на пилотов, летящих на больших высотах в самолетах с негерметичными кабинами. Дайверы часто называют это состояние «изгибами», имея в виду боль в суставах, которая является симптомом ДКБ.

Во всех случаях причиной возникновения DCS является снижение барометрического давления. На большой высоте барометрическое давление намного меньше, чем на поверхности Земли, потому что давление создается за счет веса столба воздуха над телом, давящего на него.Очень сильное давление на дайверов в глубокой воде также возникает из-за веса столба воды, давящего на тело. Для дайверов DCS возникает при нормальном барометрическом давлении (на уровне моря), но это вызвано относительно быстрым снижением давления по мере того, как дайверы поднимаются из условий высокого давления на глубокой воде до ныне низкого, для сравнения, давления на уровне моря. . Неудивительно, что дайвинг в глубоких горных озерах, где атмосферное давление на поверхности озера меньше, чем на уровне моря, с большей вероятностью приведет к ДКБ, чем дайвинг в воде на уровне моря.

При DCS растворенные в крови газы (в основном азот) быстро выходят из раствора, образуя пузырьки в крови и других тканях тела. Это происходит потому, что когда давление газа над жидкостью уменьшается, количество газа, которое может оставаться растворенным в жидкости, также уменьшается. Это давление воздуха, благодаря которому ваши нормальные газы крови растворяются в крови. При понижении давления остается меньше растворенного газа. Вы видели это в действии, когда открывали газированный напиток.Удаление крышки баллона снижает давление газа над жидкостью. Это, в свою очередь, вызывает появление пузырьков, поскольку растворенные газы (в данном случае двуокись углерода) выходят из раствора в жидкости.

Наиболее частыми симптомами ДКБ являются боли в суставах, с головной болью и нарушением зрения, возникающими в 10-15% случаев. При отсутствии лечения очень тяжелая форма ДКБ может привести к смерти. Немедленное лечение - чистым кислородом. Затем пострадавшего помещают в барокамеру.Гипербарическая камера - это усиленная закрытая камера, в которой давление превышает атмосферное. Он лечит DCS, повторно нагружая тело, так что давление может быть снято гораздо более постепенно. Поскольку гипербарическая камера вводит кислород в тело под высоким давлением, она увеличивает концентрацию кислорода в крови. Это приводит к замене части азота в крови кислородом, который легче переносится вне раствора.

Динамическое давление жидкостей организма также важно для выживания человека.Например, артериальное давление, то есть давление, оказываемое кровью, когда она течет в кровеносных сосудах, должно быть достаточно высоким, чтобы кровь могла достичь всех тканей тела, и в то же время достаточно низким, чтобы хрупкие кровеносные сосуды могли выдерживать трение и силу. пульсирующего потока сжатой крови.

Второй пример положительной обратной связи связан с обращением вспять крайних повреждений тела. После проникающей раны наиболее непосредственной угрозой является чрезмерная кровопотеря. Меньшая циркуляция крови означает снижение артериального давления и уменьшение перфузии (проникновения крови) в мозг и другие жизненно важные органы.Если перфузия сильно снижена, жизненно важные органы отключатся, и человек умрет. Организм реагирует на эту потенциальную катастрофу, выделяя в поврежденную стенку кровеносного сосуда вещества, которые запускают процесс свертывания крови. По мере того, как происходит каждый этап свертывания, он стимулирует высвобождение большего количества свертывающихся веществ. Это ускоряет процессы свертывания и закрытия поврежденного участка. Свертывание ограничивается определенной областью, основанной на строго контролируемой доступности белков свертывания.Это адаптивный, спасающий жизнь каскад событий.

Функции человеческой жизни - Анатомия и физиология

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Объясните важность организации для функционирования человеческого организма
  • Различать метаболизм, анаболизм и катаболизм
  • Приведите как минимум два примера человеческой реакции и человеческого движения
  • Сравните и сопоставьте рост, дифференциацию и воспроизведение

Каждая из различных систем органов имеет разные функции и, следовательно, уникальные роли, которые они должны выполнять в физиологии.Эти многие функции можно резюмировать с точки зрения нескольких, которые мы можем считать определяющими для человеческой жизни: организация, метаболизм, отзывчивость, движение, развитие и воспроизводство.

Организация

Человеческое тело состоит из триллионов клеток, организованных таким образом, чтобы поддерживать отдельные внутренние части. Эти отсеки защищают клетки организма от внешних угроз окружающей среды и поддерживают влажность и питание клеток. Они также отделяют внутренние жидкости организма от бесчисленных микроорганизмов, которые растут на поверхностях тела, включая слизистую оболочку определенных проходов, которые соединяются с внешней поверхностью тела.Например, кишечник является домом для большего количества бактериальных клеток, чем общее количество всех человеческих клеток в организме, но эти бактерии находятся вне тела и не могут свободно циркулировать внутри тела.

Клетки, например, имеют клеточную мембрану (также называемую плазматической мембраной), которая удерживает внутриклеточную среду - жидкости и органеллы - отдельно от внеклеточной среды. Кровеносные сосуды удерживают кровь в замкнутой системе кровообращения, а нервы и мышцы обернуты соединительнотканной оболочкой, отделяющей их от окружающих структур.В грудной клетке и брюшной полости множество внутренних мембран отделяют основные органы, такие как легкие, сердце и почки, от других.

Самая большая система органов тела - это покровная система, которая включает кожу и связанные с ней структуры, такие как волосы и ногти. Поверхностная ткань кожи является барьером, который защищает внутренние структуры и жидкости от потенциально вредных микроорганизмов и других токсинов.

Метаболизм

Первый закон термодинамики гласит, что энергия не может быть ни создана, ни уничтожена - она ​​может только изменять форму.Ваша основная функция как организма - потреблять (поглощать) энергию и молекулы из продуктов, которые вы едите, преобразовывать часть из них в топливо для движения, поддерживать функции вашего тела, а также строить и поддерживать структуры вашего тела. Это достигается двумя типами реакций: анаболизмом и катаболизмом.

  • Анаболизм - это процесс, при котором более мелкие и простые молекулы объединяются в более крупные и сложные вещества. Ваше тело может собирать, используя энергию, сложные химические вещества, в которых оно нуждается, комбинируя небольшие молекулы, полученные из продуктов, которые вы едите
  • Катаболизм - это процесс, при котором более крупные и сложные вещества распадаются на более мелкие и простые молекулы.Катаболизм высвобождает энергию. Сложные молекулы, содержащиеся в пищевых продуктах, расщепляются, поэтому организм может использовать их части для сборки структур и веществ, необходимых для жизни.

Взятые вместе, эти два процесса называются метаболизмом. Метаболизм - это сумма всех анаболических и катаболических реакций, которые происходят в организме ((рисунок)). И анаболизм, и катаболизм происходят одновременно и непрерывно, чтобы вы оставались живыми.

Метаболизм

Анаболические реакции строят реакции, и они потребляют энергию.Катаболические реакции разрушают материалы и высвобождают энергию. Метаболизм включает как анаболические, так и катаболические реакции.

Каждая клетка вашего тела использует химическое соединение, аденозинтрифосфат (АТФ), для хранения и высвобождения энергии. Клетка накапливает энергию при синтезе (анаболизме) АТФ, а затем перемещает молекулы АТФ в то место, где энергия необходима для подпитки клеточной активности. Затем АТФ разрушается (катаболизм) и высвобождается контролируемое количество энергии, которая используется клеткой для выполнения определенной работы.

Просмотрите этот анимационный ролик, чтобы узнать больше о метаболических процессах. Какие органы тела, скорее всего, осуществляют анаболические процессы? А как насчет катаболических процессов?

Отзывчивость

Отзывчивость - это способность организма приспосабливаться к изменениям во внутренней и внешней среде. Пример реагирования на внешние раздражители может включать движение к источникам пищи и воды и от предполагаемых опасностей. Изменения во внутренней среде организма, такие как повышение температуры тела, могут вызывать реакцию потоотделения и расширение кровеносных сосудов кожи с целью снижения температуры тела, как показано бегунами на (Рисунок).

Механизм

Движение человека включает в себя не только действия на суставы тела, но также движение отдельных органов и даже отдельных клеток. Когда вы читаете эти слова, красные и белые кровяные тельца перемещаются по вашему телу, мышечные клетки сокращаются и расслабляются, чтобы поддерживать вашу осанку и фокусировать зрение, а железы выделяют химические вещества, регулирующие функции организма. Ваше тело координирует действие целых групп мышц, чтобы вы могли перемещать воздух в легкие и из них, проталкивать кровь по всему телу и продвигать съеденную пищу через пищеварительный тракт.Сознательно, конечно, вы сокращаете свои скелетные мышцы, чтобы переместить кости скелета из одного места в другое (как бегуны делают на (Рисунок)) и выполнять все повседневные дела.

Марафонцы

Бегуны демонстрируют две характеристики живых людей - отзывчивость и подвижность. Анатомические структуры и физиологические процессы позволяют бегунам координировать действие групп мышц и пота в ответ на повышение внутренней температуры тела.(кредит: Phil Roeder / flickr)

Развитие, рост и размножение

Развитие - это все изменения, через которые проходит тело в жизни. Развитие включает в себя процесс дифференциации, в котором неспециализированные клетки становятся специализированными по структуре и функциям для выполнения определенных задач в организме. Развитие также включает процессы роста и восстановления, оба из которых включают дифференцировку клеток.

Рост - это увеличение размера тела. Люди, как и все многоклеточные организмы, растут за счет увеличения количества существующих клеток, увеличения количества неклеточного материала вокруг клеток (например, минеральных отложений в костях) и, в очень узких пределах, увеличения размера существующих клеток.

Размножение - это образование нового организма из родительских организмов. У человека размножение осуществляется мужской и женской репродуктивными системами. Поскольку смерть придет ко всем сложным организмам, без воспроизводства линия организмов закончится.

Обзор главы

Большинство процессов, происходящих в организме человека, не контролируются сознательно. Они возникают постоянно, чтобы строить, поддерживать и поддерживать жизнь. Эти процессы включают в себя: организацию с точки зрения поддержания основных границ тела; метаболизм, включая передачу энергии через анаболические и катаболические реакции; ответная реакция; движение; и рост, дифференциация, воспроизводство и обновление.

Вопросы по интерактивной ссылке

Просмотрите этот анимационный ролик, чтобы узнать больше о метаболических процессах. Какой катаболизм происходит в сердце?

Обзорные вопросы

Метаболизм можно определить как ________.

  1. Приспособление организма к внешним или внутренним изменениям
  2. процесс, при котором все неспециализированные клетки становятся специализированными для выполнения определенных функций
  3. процесс формирования новых ячеек взамен изношенных ячеек
  4. сумма всех химических реакций в организме

Аденозинтрифосфат (АТФ) - важная молекула, потому что она ________.

  1. результат катаболизма
  2. выброс энергии неконтролируемыми всплесками
  3. накапливает энергию для использования клетками тела
  4. Все вышеперечисленное

Раковые клетки можно охарактеризовать как «общие» клетки, не выполняющие специализированных функций организма. Таким образом, в раковых клетках отсутствует ________.

  1. дифференциация
  2. репродукция
  3. отзывчивость
  4. и воспроизведение, и отзывчивость

КРИТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ МЫШЛЕНИЯ

Объясните, почему запах дыма, когда вы сидите у костра, не вызывает тревогу, а запах дыма в общежитии вызывает.

Когда вы сидите у костра, ваше обоняние адаптируется к запаху дыма. Только если бы этот запах внезапно и резко усилился, вы могли бы заметить это и отреагировать. Напротив, запах даже следа дыма был бы новым и очень необычным в вашем общежитии и воспринимался бы как опасность.

Определите три различных способа роста человеческого тела.

Рост может происходить за счет увеличения количества существующих клеток, увеличения размера существующих клеток или увеличения количества неклеточного материала вокруг клеток.

Глоссарий

анаболизм
сборка более сложных молекул из более простых
катаболизм
Расщепление более сложных молекул на более простые
разработка
изменения, которые организм претерпевает за свою жизнь
дифференциация
процесс, с помощью которого неспециализированные клетки становятся специализированными по структуре и функциям
рост
процесс увеличения размера
обмен веществ
сумма всех химических реакций организма
продление
процесс замены изношенных элементов
репродукция
процесс, с помощью которого создаются новые организмы
отзывчивость
Способность организмов или системы приспосабливаться к изменениям условий
.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *