Метаболизм: как тело превращает пищу в энергию

Метаболизм: как тело превращает пищу в энергию

Ассимиляция (анаболизм) – совокупность процессов создания жи-вой материи. Указанные процессы потребляют энергию.

Диссимиляция (катаболизм) – совокупность процессов распада жи-вой материи. В результате диссимиляции энергия воспроизводится.

Жизнь животных и человека представляет из себя единство процес-сов ассимиляции и диссимиляции. Факторами, сопрягающими данные процессы, являются две системы:

АТФ – АДФ (АТФ - аденозин три фосфат, АДФ – аденозин ди фосфат;

НАДФ (окисленный) – НАДФ (восстановленный), где НАДФ – никотин амид ди фосфат.

Посредничество указанных соединений между процессами ассимиляции и диссимиляции обеспечивается тем, что молекулы АТФ и НАДФ выступают в роли универсальных биологических аккумуляторов энергии, ее переносчика, своеобразной «энергетической валютой» организма. Вместе с тем, прежде чем энергия аккумулируется в молекулах АТФ и НАДФ, ее необходимо извлечь из питательных веществ, которые поступают с пищей в организм. Такими пищевыми веществами являются известные вам белки, жиры и углеводы. К этому же следует добавить, что питательные вещества выполняют не только функцию поставщиков энергии, но и функцию поставщиков строительного материала (пластическая функция) для клеток, тканей и органов. Роль различных питательных веществ в реализации пластических и энергетических потребностей организма неодинакова. Углеводы в первую очередь выполняют энергетическую функцию, пластическая функция углеводов незначительна. Жиры в равной степени выполняют и энергетические и пластические функции. Белки являются основным строительным материалом для организма, но при определенных условиях могут являться и источниками энергии.

Связанные вопросы и ответы:

Что такое метаболизм

Обмен веществ и энергии, называемый метаболизмом (с греч. — «изменение»), это совокупность процессов превращения веществ и энергии в живых организмах, а также обмен веществами и энергией между организмом и внешней средой. Проще говоря, это реакции, которые протекают в организме и поддерживают его жизнедеятельность. Они способствуют росту тканей, образованию энергии, а также выведению во внешнюю среду продуктов распада.

Обмен веществ между организмом и внешней средой — главная функция живой материи. В организм поступают различные вещества, необходимые для жизнедеятельности, такие как кислород, белки, жиры, углеводы, вода, витамины, минералы, а из организма во внешнюю среду выделяются конечные продукты обмена веществ. Нарушение одного из этих процессов неизбежно приведет к гибели организма.

Метаболизм состоит из двух этапов:

• анаболизм (ассимиляция) — синтез сложных органических веществ из более простых;
• катаболизм (диссимиляция) — расщепление сложных органических веществ до конечных продуктов обмена (метаболитов).

Оба процесса тесно связаны с обменом энергии, так как процессы ассимиляции требуют затрат определенного количества энергии, а процессы диссимиляции сопровождаются выделением энергии.

Организм получает энергию за счет аэробного (с участием кислорода) и анаэробного (без участия кислорода) катаболизма (распада) поступающих с пищей веществ — белков, жиров и углеводов. Это главные энергетические и пластические субстраты организма.

Зачем нужен метаболизм нашему организму

Метаболизм, или обмен веществ — совокупность процессов по превращению получаемых с пищей калорий в энергию, обеспечивающую все виды жизнедеятельности организма. Одинаковые с точки зрения протекающих реакций, эти процессы отличаются у разных людей скоростью их осуществления. То есть каждый организм сжигает разный объём калорий за единицу времени, что влияет на вес и выносливость, здоровье и долголетие отдельного человека. Достаточная скорость обменных процессов позволяет не набирать лишний вес и служит защитой от многих болезней, связанных с ожирением. Хороший обмен веществ обеспечивает питание клеток и тканей, способствует правильной работе всех органов и систем.

Скорость метаболизма зависит от многих факторов: наследственности, пола, возраста, физической активности и условий жизни.

• Генетическими причинами объясняется, например, тот факт, что некоторым людям не нужно следить за своим питанием, чтобы сохранять стройность, которая является внешним проявлением хорошего метаболизма. В то же время другие достигают этой цели ценой невероятных усилий.
• На скорость обмена веществ оказывает влияние пол. Известно, что у мужчин она более высокая. Это объясняется тем, что по сравнению с женщинами они обладают большей мышечной массой, на обеспечение работы которой расходуется значительное количество энергии. Больше мышц — быстрее сжигаются калории, меньше жировых отложений.
• Обмен веществ замедляется с возрастом. Отчасти это определяется последовательной потерей мышечной массы, которая после достижения 30-летнего возраста уменьшается на 2-3% каждые 10 лет. Поэтому так важны физические нагрузки, позволяющие укреплять и наращивать мышцы.
• Ухудшают метаболизм неправильный образ жизни, диеты для похудения, чрезмерные нагрузки, стресс.
• Нарушать обмен веществ могут эндокринные заболевания.

Какие процессы происходят во время метаболизма

Метаболизм – совокупность взаимосвязанных и сбалансированных процессов в организме, а следовательно, и в клетке. Ведущая роль в регуляции метаболизма принадлежит эндокринной системе и биологически активным веществам – гормонам.

Метаболизм бывает двух видов:

Ассимиляция (анаболизм).

Анаболизм химически модифицирует и перестраивает поступающие с пищей сложные молекулы в простые (например, белков, ДНК и РНК). Эти клетки в дальнейшем используются организмом для роста и восстановления.

Дессимиляция (катаболизм).

Она нужна, чтобы клетки получили свою энергию, сложные молекулы должны расщепиться на БЖУ. Проще говоря, она отвечает за то, чтобы сложные молкулы распались и освободили энергию, которая впоследствие нужна для клеточной жизни.

Простыми словами: анаболизм отвечает за накопление запасов энергии в организме, катаболизм – за их расщепление.

Метаболизм представляет собой сложный процесс, включающий ряд функций:

Обмен веществ. Он происходит на молекулярном уровне и охватывает все процессы, связанные с получением питательных веществ из пищи.

Регуляция тепловыделения. Метаболизм контролирует расход энергии и температурного режима.

Утилизация отходов и ядов, образующихся в организме. Метаболизм утилизирует плохие вещества в организме через процессы детоксикации. Существуют два основных механизма детоксикации плохих веществ в организме: фаза 1 и фаза 2. Фаза 1 – это процесс, в котором плохие вещества окисляются, преобразуются и становятся более растворимыми в воде. Фаза 2 – это процесс, в котором окисленные плохие вещества связываются с другими молекулами, что делает их легко выводимыми из организма.

Регуляция гормонов. Метаболизм регулирует выработку гормонов, которые отвечают за рост, размножение, аппетит, настроение.

Нейроэндокринная система ответственна за выработку гормонов и их выделение в кровь. Регуляция гормонов происходит с помощью гипоталамуса и гипофиза.

Обмен веществ также влияет на баланс гормонов. Например, низкий уровень глюкозы в крови может привести к выделению гормона глюкагона поджелудочной железы, который стимулирует расщепление гликогена в печени и повышает уровень глюкозы в крови. Также метаболизм жиров влияет на выработку гормонов, накапливающих и потребляющих жиры.

1. Управление водным балансом. Метаболизм регулирует уровень жидкости в организме, определяет скорость абсорбции воды, а также регулирует количество электролитов и минералов, которые нужны для правильной работы органов.

Какова роль пищи в метаболизме

Вопросы в конце параграфа

1. Что такое питание и какова его роль в обмене веществ?

Питание – это совокупность процессов поступления, переваривания, всасывания и дальнейшего усвоения организмом питательных веществ, которые необходимы ему для нормальной жизнедеятельности.

   

Питание является частью обмена веществ. Оно поставляет организму энергию, которая необходима для покрытия затрат на процессы жизнедеятельности.

   

2. Охарактеризуйте основные питательные вещества, их источники и значение для организма человека.

Чем отличается метаболизм у разных людей

Запрос «Метаболизм» перенаправляется сюда; об архитектурной концепции см. Метаболизм (архитектура) .

Метаболи́зм , или обме́н веще́ств , — это, поддерживающие жизнь в живом. Эти процессы позволяют организмам расти и размножаться, сохранять свои структуры и отвечать на воздействия окружающей среды.

Метаболизм обычно делят на 2 стадии:и. В ходесложныедеградируют до более простых, обычно выделяя энергию, а в процессах — более сложные вещества синтезируются из более простых с затратами энергии.

Серии химических реакций обмена веществ называют метаболическими путями. В них, при участии, одни биологически значимые молекулы последовательно превращаются в другие.

Ферменты играют важную роль в метаболических процессах, потому что:

действуют как биологическиеи снижаютхимической реакции;

Особенности метаболизма влияют на то, будет ли пригодна определённая молекула для использования организмом в качестве источника энергии. Так, например, некоторыеиспользуютв качестве источника энергии, однако этот газ ядовит для. Скорость обмена веществ также влияет на количество пищи, необходимой для организма.

Основные метаболические пути и их компоненты одинаковы для многих видов, что свидетельствует о единстве происхождения всех живых существ. Например, некоторые, являющиеся, присутствуют во всех организмах, начиная оти заканчиваяэукариот. Сходства в обмене веществ, вероятно, связаны с высокой эффективностью метаболических путей, а также с их ранним появлением в истории.

Метаболизм - это процесс, который поддерживает жизнь в живом организме. Он позволяет организмам расти, размножаться, сохранять свои структуры и реагировать на воздействия окружающей среды.

Двухстадийный метаболизм

Метаболизм обычно делят на две стадии: гликолиз и кетолиз. В ходе гликолиза моносахариды, такие как глюкоза, деградируются до более простых веществ, обычно выделяя энергию, а в ходе кетолиза более сложные вещества синтезируются из более простых с затратами энергии.

Метаболические пути

Серию химических реакций обмена веществ называют метаболическими путями. В них, при участии ферментов, одни биологически значимые молекулы последовательно превращаются в другие.

Влияние особенностей метаболизма

Особенности метаболизма влияют на то, будет ли пригодна определенная молекула для использования организмом в качестве источника энергии. Например, некоторые организмы используют углекислый газ как источник энергии, но этот газ ядовит для других.

Скорость обмена веществ также влияет на количество пищи, необходимой для организма.

Единство метаболизма

Основные метаболические пути и их компоненты одинаковы для многих видов, что свидетельствует о единстве происхождения всех живых существ. Например, некоторые ферменты, такие как катализирующие ферменты, присутствуют во всех организмах, начиная от бактерий и заканчивая эукариотами.

Сходства в обмене веществ, вероятно, связаны с высокой эффективностью метаболических путей, а также с их ранним появлением в истории.

Какие факторы могут влиять на скорость метаболизма

Базальный метаболизм (Basal Metabolism) — минимальное количество энергии, расходуемое человеческим организмом для поддержания собственной жизни и здоровья в покое (эта энергия тратится на дыхание, кровообращение и переваривание пищи).

Основной (базальный) обмен определяется количеством тепла, приходящимся на единицу массы человеческого тела в сутки, и представляет собой скорость основного обмена (basal metabolic rate — BMR).

Показатели скорости основного обмена определяется с помощью прямых измерений (человек помещается в дыхательную камеру и измеряется количество расходуемого им тепла) или (что выполняется чаще) косвенно, на основании дыхательного коэффициента. Данные измерения проводятся в период наименьшей физической активности человека, утром, в покое, натощак в условиях температурного комфорта.

Различные факторы, такие как возраст, пол, состояние здоровья, нагрузи и особенно уровень функционирования щитовидной железы, могут заметно влиять на величину скорости основного обмена.

Калькулятор основного обмена с учётом пола, возраста и веса

ТАБЛИЦА. Прогнозируемый суточный базальный метаболизм взрослых в зависимости от веса и пола (в килокалориях)

Взрослые
Вес (кг)	Мужчины	Женщины
36	-	1005
38	1160	1045
40	1205	1085
42	1245	1130
44	1280	1170
46	1320	1210
48	1355	1250
50	1390	1290
52	1430	1320
54	1465	1350
56	1500	1375
58	1535	1400
60	1570	1425
62	1600	1445
64	1635	1470
66	1665	1490
68	1690	1510
70	1715	1530
72	1735	1550
74	1755	1565
76	1775	1580
78	1790	1595
80	1805	1610
82	1815	1625
84	1830	1640
86	1840	1650
88	1850	1665
90	1860	1680
92	1870	1695

ТАБЛИЦА. Прогнозируемый суточный базальный метаболизм для детей и подростков (в килокалориях)

Младенцы и дети	Возраст 10–18 лет. и более 30 кг
Вес (кг)	(ккал)	Вес (кг)	Юноши	Девушки
3	150	32	1200	1120
4	200	34	1235	1160
5	260	36	1270	1200
6	320	38	1305	1235
7	370	40	1340	1270
8	450	42	1370	1300
9	510	44	1395	1330
10	560	46	1420	1355
11	610	48	1450	1375
12	660	50	1480	1395
13	700	52	1510	1410
14	750	54	1540	1430
15	790	56	1570	1445
16	820	58	1600	1455
17	850	60	1625	1465
18	880	62	1655	1490
19	910	64	1685	1510
20	940	66	1710 г.	1530
22	990	68	1740 г.	1545
24	1040	70	1770	1560
26	1080
28	1115
30	1150

Другие формулы для расчета метаболизма

1. Формула основанная на весе, росте и возрасте человека

• Мужчины: 66 + (13,7 X вес тела) + (5 X рост в см) - (6,8 X возраст в годах) = уровень основного метаболизма или BMR (Basal Metabolic Rate)
• Женщины: 655 + (9,6 X вес тела) + (1,8 X рост в см) - (4,7 X возраст в годах)

2. Формула, основанная на свободной от жира массе

Т.е., если ваш вес 60 кг и 27% жира, то масса жира составляет 16,2 кг (60 умножаем на 0,27 и получившуюся цифру вычитаем из 60), следовательно, свободная от жира масса составляет 60-16,2=43,8 кг.

Что такое базовый метаболизм

Обменные реакции в организме регулируются полезными веществами, которые попадают в организм с пищей. Витамины, микроэлементы и другие питательные компоненты перерабатываются и усваиваются, и далее происходит расщепление на простые и сложные структуры. Метаболизм представлен химическими реакциями:

1. Анаболизм – разрушение сложных компонентов и их продуцирование в простые. В рамках этой реакции высвобождается энергия.
2. Катаболизм . В процессе катаболизма формируются новые вещества для восстановления клеток, роста ногтей, волос. Реакция характеризуется потреблением энергии.

Как анаболизм, так и катаболизм имеют для организма первостепенное значение, протекают циклично, постоянно сменяя друг друга. Поэтапно метаболизм проходит так:

1. Распад полезных веществ, поступающих с пищей, на ферменты, всасывание.
2. Распределение компонентов.
3. Продуцирование энергии, ее потребление.
4. Выведение излишков.

Процесс обмена протекает без перерыва, вне зависимости от того, чем занимается человек: спит, отдыхает, ходит или бегает.

Метаболизм – важный инструмент организма, отвечающий за самовосстановление при всевозможных нарушениях. Обменные реакции обеспечивают бесперебойную работу всех органов и систем. Их рекомендуется принимать во внимание во время диет и при составлении ежедневного рациона.

Обмен веществ может быть медленным или быстрым, что зависит от возраста человека, его привычного питания, генетических факторов, половой принадлежности. Значение имеет и соотношение жира к мышцам. Многие люди сталкиваются с нарушениями обмена веществ. Как правило, это происходит в результате эндокринных заболеваний, в том числе из-за сахарного диабета, патологий надпочечников, гипофиза и пр.

Как можно улучшить метаболизм

Когда речь заходит об ускорении метаболизма, важно не совершать распространенную ошибку: в большинстве случаев дело не в скорости протекания реакций. В лабораторных условиях можно увеличить скорость реакции с участием ферментов — биологических катализаторов: можно добавить побольше фермента, или того вещества, с которым он взаимодействует (субстрат), или повысить температуру, или изменить рН. Но даже в лабораторных условиях, которые мы вольны менять по нашему желанию, существуют оптимальные показания температуры и рН — при дальнейшем увеличении скорость реакции будет стремительно падать. Да и количество поступившего вещества и вырабатываемого фермента ограничено. То есть, скорость реакций в живом организме имеет свои пределы, которые невозможно переступить.

Поэтому, когда говорят об ускорении или замедлении метаболизма, речь идет, скорее, об увеличении количества протекающих процессов.

Голодное тело будет экономить ресурсы в страхе перед еще более голодными временами. Оно предпочтет сократить затраты на обогрев — и человек будет все время мерзнуть, оно будет экономить на работе мышц и затратного в энергетическом отношении мозга, производстве гормонов — и человек будет постоянно хотеть спать и ощущать усталость. Все эти симптомы знакомы людям, попробовавшим низкокалорийные диеты или голодание. Вопреки ожиданиям худеющих, организм не торопится расходовать жир. Почуяв невзгоды и голодные времена, тело будет до последнего цепляться за свои запасы, предлагая человеку лечь и лежать, дабы не расходовать ценное топливо.

В то же время активный человек с развитой мускулатурой, требующей больших затрат энергии, будет иметь ускоренный метаболизм по сравнению с худеющим на голодном пайке толстяком. Тело атлета требует пищу и энергию, и организм, который получает достаточно питания , не скупится на расходы.

Как можно, исходя из этих представлений, ускорить метаболизм — без немедленного наращивания горы мышц? Перечислим 5 самых простых и в то же время самых важных факторов, влияющих на скорость метаболизма.