Метаболиты что это такое простым языком

что это такое простым языком и как его улучшить в организме человека

Слово метаболизм или обмен веществ не понаслышке знакомо всем, кто худеет или пытается набрать вес. Под ним принято понимать комплекс протекающих в организме человека процессов химического характера и энергетических реакций. Обмен веществ во многом определяет внешний вид и здоровье человека, длительность и качество жизни.

Что такое обмен веществ

Любой живой организм, в том числе и человеческий, является сложной химической лабораторией. Вещества, попадающие внутрь при еде, дыхании и прочих процессах, вступают в непрерывное взаимодействие  с молекулами и атомами в организме, ввиду чего выделяется необходимая для работы внутренних органов энергия.

Метаболические процессы связаны со следующим:

• Переработка компонентов, поступающих вместе с пищей;
• Преобразование их в простые составляющие;
• Высвобождение из клеток организма отработанных элементов;
• Насыщение клеток необходимым материалом.

Живой организм не может существовать без обмена веществ. Он позволяет адаптироваться к влиянию различных факторов извне. Мудрая природа сделала этот процесс автоматическим. Обменные реакции позволяю клеткам, органам и тканям быстро восстанавливаться самостоятельно после нарушений и негативных факторов извне. Благодаря метаболизму обеспечивается протекание процессов регенерации. Он делает из человеческого организма крайне сложную высокоорганизованную систему, которая способна саморегулироваться и самосохраняться, принимает участие в дыхательных процессах, в регенерации тканей, размножении, росте и так дальше.

Если разораться в том, что такое метаболизм или обмен веществ простыми словами, то суть его в переработке химических компонентов и превращении их в энергию. Эти процессы состоят из двух стадий, которые между собой:

Эти два процесса протекают одновременно, но при этом они в корне разные. Катаболизм провоцирует распад пищи, которая попадает в организм, сначала на макронутриенты, а после – на простые компоненты. В результате этого процесса происходит высвобождение энергии, которая измеряется в килокалориях. На базе этой энергии происходит построение молекул для клеток и тканей организма. Анаболизм предполагает синтез простых компонентов в сложные и требует немалых энергетических затрат.

Энергия, высвобождаемая в результате обменных процессов, идет на физическую активность и протекание в организме внутренних процессов. Причем на последние уходит около 80 ее процентов, остальная часть тратится на физическую активность.

Принято выделять также пластический и энергетический обмен веществ. Пластический обмен предполагает процессы, в результате которых в клетках образуются новые структуры и соединения, характерные для организма.

Энергетический обмен – это превращения энергии, в результате которых ввиду биологического окисления выделяется энергия, которая нужна для жизнедеятельности клеток, органов, тканей и организма в целом.

Основной обмен веществ и факторы, которые на него влияют

Что такое основной обмен веществ? Под этим термином понимается количество калорий, которое сжигает организм для поддержания жизнедеятельности.   На этот обмен приходится до 75% всех расходуемых организмом калорий. На показатели основного обмена влияют следующие факторы:

• Пол. У мужчин в равных условиях уровень основного обмена выше, чем у женщин, так как мышечной массы у них больше.
• Структура тела. Чем больше мышц, тем быстрее обмен веществ. Повышенный процент жира же, напротив, его замедляет.
• Рост. Чем он выше, тем выше уровень основного обмена.
• Возраст. Самый высокий уровень обменных процессов у детей, с возрастом он замедляется.
• Физическая активность. Регулярные занятия спортом помогают сжечь жир и увеличить мышечную массу, что способствует ускорению базового обмена.
• Питание. Как переедание, так и частые голодания негативно влияют на метаболизм, замедляя его.

Нарушение метаболизма: что это такое

Метаболизм человека оказывает влияние на попадание в его организм всех необходимых компонентов. Нарушения обменных процессов провоцируют различные физиологические расстройства, например, набор веса и ожирение.

У мужчин обменные процессы интенсивнее, нежели у женщин. Разница составляет около 20%. Причина этого в том, что в мужском организм больше мышц и скелета.

Сбои обменных процессов могут провоцироваться рядом факторов: неправильное питание, эндокринные и другие заболевания, вредные привычки, постоянные стрессы, факторы окружающей среды и так далее.

Нарушения метаболизма, как в одну, так и в другую сторону, провоцируют изменения в функционировании организма. Они могут дать о себе знать следующими симптомами:

• ломкость волос и ногтей, проблемы с кожей, разрушение зубов;
• постоянный голод или жажда;
• резкое увеличение либо снижение веса без причины;
• хронические запоры или жидкий стул.

Эти характеристики могут свидетельствовать не только о нарушении обменных процессов, но и о проблемах со здоровьем, поэтому необходимо обратиться к эндокринологу для обследования и диагностики.

Обмен веществ помимо нормального может быть ускоренным или замедленным. Замедленный метаболизм – что это такое? При этом состоянии организма интенсивность процессов преобразования поступающих в организм питательных компонентов чрезмерно низкая. Ввиду замедления обменных процессов сжигаются не все калории, которые поступают в организм, что провоцирует образование лишнего жира.

Если же говорить об ускоренном метаболизме, то человек в данном случае весит слишком мало, и не может набрать вес даже при интенсивном питании, так как компоненты, которые поступают в его организм, не усваиваются полностью. Казалось бы, что в этом плохого? Тем не менее, человек с такой проблемой может ощущать постоянную слабость, иметь плохой иммунитет и быть слишком восприимчивым к различного рода инфекцией. Нередко причиной такого состояния является тиреотоксикоз – болезнь щитовидной железы.

Как замедлить ускоренный обмен веществ

Таких людей меньше, но, тем не менее, существуют те, для которых быстрый метаболизм – это проблема, когда они не могут набрать вес и сталкиваются с ухудшением здоровья по этой причине. Это состояние тоже не считается нормой, и в определенных случаях обменные процессы нужно замедлять. Для этого используются следующие меры:

• Для ускорения обмена веществ рекомендуется высыпаться. А вот для его замедления можно спать чуть меньше (но не сильно, поскольку недосып чреват серьезными проблемами со здоровьем). Недостаток сна повышает в организме уровень кортизола, который замедляет метаболизм.
• Завтракать рекомендуется не сразу после пробуждения, а немного позже, поскольку ранний завтрак активизирует процессы обмена.
• Кофе бодрит и ускоряет обмен веществ, потому желающим поправиться рекомендуется не слишком им увлекаться
• Кушать лучше реже и в больших количествах – все ведь знают, что дробное питание ускоряет метаболизм.
• Такие продукты, как специи, цитрусовые, зеленый чай, белки ускоряют обменные процессы, поэтому налегать на них не стоит.
• Старайтесь кушать калорийную пищу.
• Воду пейте не холодную, так как в этом случае организм будет тратить много энергии на ее согревание.

Несмотря на все рекомендации, людям со слишком быстрым обменом веществ не стоит увлекаться фаст-фудом и жирной пищей, поскольку они оказывают негативное влияние на здоровье.

Замедленный обмен веществ: что делать?

Замедление обменных процессов является причиной многих проблем, и это не только лишний вес, но и такие серьезные патологии, как, например, сахарный диабет.

Поэтому важно знать, как его ускорить, и какие методы для этого безопасны. Для разгона метаболизма стоит обратить внимание на следующие рекомендации:

• Забудьте о голоде и жестких диетах. Все это только замедляет метаболизм. Питаться рекомендуется дробно – часто и небольшими порциями. Именно такой режим помогает разогнать обмен веществ и способствует правильному похудению.
• Важно высыпаться, поскольку недостаток сна замедляет процессы обмена. Объясняется это тем, что организм, находясь в условиях повышенной нагрузки, начинает экономить силы и замедляет обмен. К тому же недостаток сна также провоцирует выработку гормона стресса, а это тоже оказывает свое негативное влияние.
• Физическая активность – важное условие нормального обмена веществ. Она помогает увеличить мышечную массу, соответственно, метаболизм ускоряется.
• Полезны высокоинтенсивные интервальные тренировки. Это идеальный вид активности для ускорения обмена веществ.
• Силовые нагрузки также полезны, причем не только мужчинам, но и женщинам. Они помогут держать мышцы в тонусе, а организм будет расходовать больше энергии.
• Рекомендуется минимизировать в рационе продукты, которые замедляют обмен веществ. В основном это простые углеводы, сладости, фаст-фуд и прочие вредности. Поищите для них более полезную альтернативу.
• Из продуктов, которые ускоряют обменные процессы, стоит выделить белки, зеленый чай, черный кофе, специи, чеснок, а также орехи, семечки, фрукты, овощи, зелень. Эти продукты требуют больших затрат энергии, соответственно, обмен веществ ускоряется.
• Часто худеющие отказываются от жиров, что является ошибкой, так как недостаток их чреват нарушением метаболизма и серьезными сбоями в организме. Нужно выбирать полезные их источники – растительные масла, авокадо, рыба и так далее.

Теперь вы знаете, что такое обмен веществ, и как его нормализовать. Используя несложные правила, вы сможете сделать это без вреда для здоровья.

О метаболизме на видео

Обмен веществ — Википедия

Метаболи́зм, или обме́н веще́ств — набор химических реакций, которые возникают в живом организме для поддержания жизни. Эти процессы позволяют организмам расти и размножаться, сохранять свои структуры и отвечать на воздействия окружающей среды.

Метаболизм обычно делят на 2 стадии: катаболизм и анаболизм. В ходе катаболизма сложные органические вещества деградируют до более простых, обычно выделяя энергию. А в процессах анаболизма — из более простых синтезируются более сложные вещества и это сопровождается затратами энергии.

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

Ферменты играют важную роль в метаболических процессах, потому что:

• действуют как биологические катализаторы и снижают энергию активации химической реакции;
• позволяют регулировать метаболические пути в ответ на изменения среды клетки или сигналы от других клеток.

Особенности метаболизма влияют на то, будет ли пригодна определённая молекула для использования организмом в качестве источника энергии. Так, например, некоторые прокариоты используют сероводород в качестве источника энергии, однако этот газ ядовит для животных^[1]. 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^[2]. Например, некоторые карбоновые кислоты, являющиеся интермедиатами цикла трикарбоновых кислот, присутствуют во всех организмах, начиная от бактерий и заканчивая многоклеточными организмами эукариот^[3]. Сходства в обмене веществ, вероятно, связаны с высокой эффективностью метаболических путей, а также с их ранним появлением в истории эволюции^[4][5].

Органические вещества, входящие в состав всех живых существ (животных, растений, грибов и микроорганизмов), представлены в основном аминокислотами, углеводами, липидами (часто называемые жирами) и нуклеиновыми кислотами. Так как эти молекулы имеют важное значение для жизни, метаболические реакции сосредоточены на создании этих молекул при строительстве клеток и тканей или разрушении их с целью использования в качестве источника энергии. Многие важные биохимические реакции объединяются вместе для синтеза ДНК и белков.

Аминокислоты и белки[править | править код]

Белки являются биополимерами и состоят из остатков аминокислот, соединённых пептидными связями. Некоторые белки являются ферментами и катализируют химические реакции. Другие белки выполняют структурную или механическую функцию (например образуют цитоскелет).^[6] Белки также играют важную роль в передаче сигнала в клетках, иммунных реакциях, агрегации клеток, активном транспорте через мембраны и регуляции клеточного цикла.^[7]

Липиды[править | править код]

Липиды входят в состав биологических мембран, например плазматических мембран, являются компонентами коферментов и источниками энергии.^[7] Липиды являются гидрофобными или амфифильными биологическими молекулами, растворимыми в органических растворителях, таких как бензол или хлороформ.^[8]Жиры — большая группа соединений, в состав которых входят жирные кислоты и глицерин. Молекула трёхатомного спирта глицерина, образующая три сложные эфирные связи с тремя молекулами жирных кислот, называется триглицеридом.^[9] Наряду с остатками жирных кислот, в состав сложных липидов может входить, например, сфингозин (сфинголипиды), гидрофильные группы фосфатов (в фосфолипидах). Стероиды, например холестерол, представляют собой ещё один большой класс липидов.^[10]

Углеводы[править | править код]

Сахара могут существовать в кольцевой или линейной форме в виде альдегидов или кетонов, имеют несколько гидроксильных групп. Углеводы являются наиболее распространёнными биологическими молекулами. Углеводы выполняют следующие функции: хранение и транспортировка энергии (крахмал, гликоген), структурная (целлюлоза растений, хитин у грибов и животных).^[7] Наиболее распространёнными мономерами сахаров являются гексозы — глюкоза, фруктоза и галактоза. Моносахариды входят в состав более сложных линейных или разветвлённых полисахаридов.^[11]

Нуклеотиды[править | править код]

Полимерные молекулы ДНК и РНК представляют собой длинные неразветвлённые цепочки нуклеотидов. Нуклеиновые кислоты выполняют функцию хранения и реализации генетической информации, которые осуществляются в ходе процессов репликации, транскрипции, трансляции и биосинтеза белка.^[7] Информация, закодированная в нуклеиновых кислотах, защищается от изменений системами репарации и мультиплицируется при помощи репликации ДНК.

Некоторые вирусы имеют РНК-содержащий геном. Например, вирус иммунодефицита человека использует обратную транскрипцию для создания матрицы ДНК из собственного РНК-содержащего генома.^[12] Некоторые молекулы РНК обладают каталитическими свойствами (рибозимы) и входят в состав сплайсосом и рибосом.

Нуклеозиды — продукты присоединения азотистых оснований к сахару рибозе. Примерами азотистых оснований являются гетероциклические азотсодержащие соединения — производные пуринов и пиримидинов. Некоторые нуклеотиды также выступают в качестве коферментов в реакциях переноса функциональных групп.^[13]

Коферменты[править | править код]

Метаболизм включает широкий спектр химических реакций, большинство из которых относится к нескольким основным типам реакций переноса функциональных групп.^[14] Для переноса функциональных групп между ферментами, катализирующими химические реакции, используются коферменты.^[13] Каждый класс химических реакций переноса функциональных групп катализируется отдельными ферментами и их кофакторами.^[15]

Аденозинтрифосфат (АТФ) — один из центральных коферментов, универсальный источник энергии клеток. Этот нуклеотид используется для передачи химической энергии, запасённой в макроэргических связях, между различными химическими реакциями. В клетках существует небольшое количество АТФ, который постоянно регенерируется из AДФ и AМФ. Организм человека за сутки расходует массу АТФ, равную массе собственного тела.^[15] АТФ выступает в качестве связующего звена между катаболизмом и анаболизмом: при катаболических реакциях образуется АТФ, при анаболических — энергия потребляется. АТФ также выступает донором фосфатной группы в реакциях фосфорилирования.

Витамины — низкомолекулярные органические вещества, необходимые в небольших количествах, причём, например, у человека большинство витаминов не синтезируется, а получается с пищей или через микрофлору ЖКТ. В организме человека большинство витаминов являются кофакторами ферментов. Большинство витаминов приобретает биологическую активность в изменённом виде, например, все водорастворимые витамины в клетках фосфорилируются или соединяются с нуклеотидами.^[16]Никотинамидадениндинуклеотид (NADH) является производным витамина B₃ (ниацина) и представляет собой важный кофермент — акцептора водорода. Сотни различных ферментов дегидрогеназ отнимают электроны из молекул субстратов и переносят их на молекулы NAD⁺, восстанавливая его до NADH. Окисленная форма кофермента является субстратом для различных редуктаз в клетке.^[17] NAD в клетке существует в двух связанных формах — NADH и NADPH. NAD⁺/NADH больше важен для протекания катаболических реакций, а NADP⁺/NADPH чаще используется в анаболических реакциях.

Структура гемоглобина. Белковые субъединицы окрашены красным и синим, а железосодержащий гем — зелёным. Из PDB 1GZX

Неорганические вещества и кофакторы[править | править код]

Неорганические элементы играют важнейшую роль в обмене веществ. Около 99 % массы млекопитающего состоит из углерода, азота, кальция, натрия, магния, хлора, калия, водорода, фосфора, кислорода и серы.^[18] Биологически значимые органические соединения (белки, жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты) содержат большое количество углерода, водорода, кислорода, азота и фосфора.^[18]

Многие неорганические соединения являются ионными электролитами. Наиболее важны для организма ионы натрия, калия, кальция, магния, хлоридов, фосфатов и гидрокарбонатов. Баланс этих ионов внутри клетки и во внеклеточной среде определяет осмотическое давление и pH.^[19] Концентрации ионов также играют важную роль для функционирования нервных и мышечных клеток. Потенциал действия в возбудимых тканях возникает при обмене ионами между внеклеточной жидкостью и цитоплазмой.^[20] Электролиты входят и выходят из клетки через ионные каналы в плазматической мембране. Например, в ходе мышечного сокращения в плазматической мембране, цитоплазме и Т-трубочках перемещаются ионы кальция, натрия и калия.^[21]

Переходные металлы в организме являются микроэлементами, наиболее распространены цинк и железо.^[22][23] Эти металлы используются некоторыми белками (например ферментами в качестве кофакторов) и имеют важное значение для регуляции активности ферментов и транспортных белков.^[24] Кофакторы ферментов обычно прочно связаны со специфическим белком, однако могут модифицироваться в процессе катализа, при этом после окончания катализа всегда возвращаются к своему первоначальному состоянию (не расходуются). Металлы-микроэлементы усваиваются организмом при помощи специальных транспортных белков и не встречаются в организме в свободном состоянии, так как связаны со специфическими белками-переносчиками (например ферритином или металлотионеинами).^[25][26]

Классификация организмов по типу метаболизма[править | править код]

Все живые организмы можно разделить на восемь основных групп в зависимости от используемого: источника энергии, источника углерода и донора электронов (окисляемого субстрата)^[27].

1. В качестве источника энергии живые организмы могут использовать: энергию света (фото-) или энергию химических связей (хемо-). Дополнительно для описания паразитических организмов, использующих энергетические ресурсы хозяйской клетки, применяют термин паратроф.
2. В качестве донора электронов (восстановителя) живые организмы могут использовать: неорганические вещества (лито-) или органические вещества (органо-).
3. В качестве источника углерода живые организмы используют: углекислый газ (авто-) или органические вещества (гетеро-). Иногда термины авто- и гетеротроф используют в отношении других элементов, которые входят в состав биологических молекул в восстановленной форме (например азота, серы). В таком случае «автотрофными по азоту» организмами являются виды, использующие в качестве источника азота окисленные неорганические соединения (например растения; могут осуществлять восстановление нитратов). А «гетеротрофными по азоту» являются организмы, не способные осуществлять восстановление окисленных форм азота и использующие в качестве его источника органические соединения (например животные, для которых источником азота служат аминокислоты).

Название типа метаболизма формируется путём сложения соответствующих корней и добавлением в конце корня -троф-. В таблице представлены возможные типы метаболизма с примерами^[28]:

Источник энергии	Донор электронов	Источник углерода	Тип метаболизма	Примеры
Солнечный свет Фото-	Органические вещества -органо-	Органические вещества -гетеротроф	Фотоорганогетеротрофы	Пурпурные несерные бактерии, Галобактерии, Некоторые цианобактерии.
		Неорганический углерод** -автотроф	Фотоорганоавтотрофы	Редкий тип метаболизма, связанный с окислением неусваиваемых веществ. Характерен для некоторых пурпурных бактерий.
	Неорганические вещества -лито-*	Органические вещества -гетеротроф	Фотолитогетеротрофы	Некоторые цианобактерии, пурпурные и зелёные бактерии, также гелиобактерии.
		Неорганический углерод** -автотроф	Фотолитоавтотрофы	Высшие растения, Водоросли, Цианобактерии, Пурпурные серные бактерии, Зелёные бактерии.
Энергия химических связей Хемо-	Органические вещества -органо-	Органические вещества -гетеротроф	Хемоорганогетеротрофы	Животные, Грибы, Большинство микроорганизмов редуцентов.
		Неорганический углерод** -автотроф	Хемоорганоавтотрофы	Окисление трудноусваиваемых веществ, например факультативные метилотрофы, окисляющие муравьиную кислоту.
	Неорганические вещества -лито-*	Органические вещества -гетеротроф	Хемолитогетеротрофы	Метанобразующие археи, Водородные бактерии.
		Неорганический углерод** -автотроф	Хемолитоавтотрофы	Железобактерии, Водородные бактерии, Нитрифицирующие бактерии, Серобактерии.

• Некоторые авторы используют -гидро-, когда в качестве донора электронов выступает вода.
  • • CO₂, CO, HCHO, CH₃OH, CH₄ HCOO^- и «неорганическая» метильная группа -СH₃, присоединённая через атом кислорода, азота или серы к другим метильным группам (от одной до трёх) или к многоуглеродному скелету^[29]

Классификация была разработана группой авторов (А. Львов, К. ван Ниль, F. J. Ryan, Э. Тейтем) и утверждена на 11-м симпозиуме в лаборатории Колд-Спринг-Харбор и изначально служила для описания типов питания микроорганизмов. Однако в настоящее время применяется и для описания метаболизма других организмов^[30].

Из таблицы очевидно, что метаболические возможности прокариот значительно разнообразнее по сравнению с эукариотами, которые характеризуются фотолитоавтотрофным и хемоорганогетеротрофным типом метаболизма.

Следует отметить, что некоторые виды микроорганизмов могут в зависимости от условий среды (освещение, доступность органических веществ и т. д.) и физиологического состояния осуществлять метаболизм разного типа. Такое сочетание нескольких типов метаболизма описывается как миксотрофия.

При применении данной классификации к многоклеточным организмам важно понимать, что в рамках одного организма могут быть клетки, отличающиеся типом обмена веществ. Так клетки надземных, фотосинтезирующих органов многоклеточных растений характеризуются фотолитоавтотрофным типом метаболизма, в то время как клетки подземных органов описываются как хемоорганогетеротрофные. Так же как и в случае с микроорганизмами, при изменении условий среды, стадии развития и физиологического состояния тип метаболизма клеток многоклеточного организма может изменяться. Так, например, в темноте и на стадии прорастания семени клетки высших растений осуществляют метаболизм хемоорганогетеротрофного типа.

Катаболизмом называют метаболические процессы, при которых расщепляются относительно крупные органические молекулы сахаров, жиров, аминокислот. В ходе катаболизма образуются более простые органические молекулы, необходимые для реакций анаболизма (биосинтеза). Часто именно в ходе реакций катаболизма организм мобилизует энергию, переводя энергию химических связей органических молекул, полученных в процессе переваривания пищи, в доступные формы: в виде АТФ, восстановленных коферментов и трансмембранного электрохимического потенциала. Термин катаболизм не является синонимом «энергетического обмена»: у многих организмов (например у фототрофов) основные процессы запасания энергии не связаны напрямую с расщеплением органических молекул. Классификация организмов по типу метаболизма может быть основана на источнике получения энергии, что отражено в предыдущем разделе. Энергию химических связей используют хемотрофы, а фототрофы потребляют энергию солнечного света. Однако все эти различные формы обмена веществ зависят от окислительно-восстановительных реакций, которые связаны с передачей электронов от восстановленных доноров молекул, таких как органические молекулы, вода, аммиак, сероводород, на акцепторные молекулы, такие как кислород, нитраты или сульфат.^[31] У животных эти реакции сопряжены с расщеплением сложных органических молекул до более простых, таких как двуокись углерода и воду. В фотосинтезирующих организмах — растениях и цианобактериях — реакции переноса электрона не высвобождают энергию, но они используются как способ запасания энергии, поглощаемой из солнечного света.^[32]

Катаболизм у животных может быть разделён на три основных этапа. Во-первых, крупные органические молекулы, такие как белки, полисахариды и липиды, расщепляются до более мелких компонентов вне клеток. Далее эти небольшие молекулы попадают в клетки и превращается в ещё более мелкие молекулы, например ацетил-КоА. В свою очередь, ацетильная группа кофермента А окисляется до воды и углекислого газа в цикле Кребса и дыхательной цепи, высвобождая при этом энергию, которая запасается в форме АТР.

Пищеварение[править | править код]

Такие макромолекулы, как крахмал, целлюлоза или белки, должны расщепляться до более мелких единиц прежде, чем они могут быть использованы клетками. Несколько классов ферментов принимают участие в деградации: протеазы, которые расщепляют белки до пептидов и аминокислот, гликозидазы, которые расщепляют полисахариды до олиго- и моносахаридов.

Микроорганизмы выделяют гидролитические ферменты в пространство вокруг себя,^[33][34] чем отличаются от животных, которые выделяют такие ферменты только из специализированных железистых клеток.^[35] Аминокислоты и моносахариды, образующиеся в результате активности внеклеточных ферментов, затем поступают в клетки с помощью активного транспорта.^[36][37]

Получение энергии[править | править код]

В ходе катаболизма углеводов сложные сахара расщепляются до моносахаридов, которые усваиваются клетками.^[38] Попав внутрь, сахара (например глюкоза и фруктоза) в процессе гликолиза превращаются в пируват, при этом вырабатывается некоторое количество АТФ.^[39] Пировиноградная кислота (пируват) является промежуточным продуктом в нескольких метаболических путях. Основной путь метаболизма пирувата — превращение в ацетил-КоА и далее поступление в цикл трикарбоновых кислот. При этом в цикле Кребса в форме АТР запасается часть энергии, а также восстанавливаются молекулы NADH и FAD. В процессе гликолиза и цикла трикарбоновых кислот образуется диоксид углерода, который является побочным продуктом жизнедеятельности. В анаэробных условиях в результате гликолиза из пирувата при участии фермента лактатдегидрогеназы образуется лактат и происходит окисление NADH до NAD⁺, который повторно используется в реакциях гликолиза. Существует также альтернативный путь метаболизма моносахаридов — пентозофосфатный путь, в ходе реакций которого энергия запасается в форме восстановленного кофермента NADPH и образуются пентозы, например рибоза, необходимая для синтеза нуклеиновых кислот.

Жиры на первом этапе катаболизма гидролизуются в свободные жирные кислоты и глицерин. Жирные кислоты расщепляются в процессе бета-окисления с образованием ацетил-КоА, который в свою очередь далее катаболизируется в цикле Кребса, либо идёт на синтез новых жирных кислот. Жирные кислоты выделяют больше энергии, чем углеводы, так как жиры содержат удельно больше атомов водорода в своей структуре.

Аминокислоты либо используются для синтеза белков и других биомолекул, либо окисляются до мочевины, диоксида углерода и служат источником энергии.^[40] Окислительный путь катаболизма аминокислот начинается с удаления аминогруппы ферментами трансаминазами. Аминогруппы утилизируются в цикле мочевины; аминокислоты, лишённые аминогрупп, называют кетокислотами. Некоторые кетокислоты — промежуточные продукты цикла Кребса. Например, при дезаминировании глутамата образуется альфа-кетоглутаровая кислота.^[41] Гликогенные аминокислоты также могут быть преобразованы в глюкозу в реакциях глюконеогенеза.^[42]

Окислительное фосфорилирование[править | править код]

При окислительном фосфорилировании электроны, удалённые из пищевых молекул в метаболических путях (например в цикле Кребса), переносятся на кислород, а выделяющаяся энергия используется для синтеза АТФ. У эукариот данный процесс осуществляется при участии ряда белков, закреплённых в мембранах митохондрий, называемых дыхательной цепью переноса электронов. У прокариот эти белки присутствуют во внутренней мембране клеточной стенки.^[43] Белки цепи переноса электронов используют энергию, полученную при передаче электронов от восстановленных молекул (например NADH) на кислород, для перекачки протонов через мембрану.^[44]

При перекачке протонов создаётся разница концентраций ионов водорода и возникает электрохимический градиент.^[45] Эта сила возвращает протоны обратно в митохондрии через основание АТФ-синтазы. Поток протонов заставляет вращаться кольцо из c-субъединиц фермента, в результате чего активный центр синтазы изменяет форму и фосфорилирует аденозиндифосфат, превращая его в АТФ.^[15]

Энергия из неорганических соединений[править | править код]

Хемолитотрофами называют прокариот, имеющих особый тип обмена веществ, при котором энергия образуется в результате окисления неорганических соединений. Хемолитотрофы могут окислять молекулярный водород,^[46] соединения серы (например сульфиды, сероводород и неорганические тиосульфаты),^[1]оксид железа(II)^[47] или аммиак.^[48] При этом энергия от окисления этих соединений образуется с помощью акцепторов электронов, таких как кислород или нитриты.^[49] Процессы получения энергии из неорганических веществ играют важную роль в таких биогеохимических циклах, как ацетогенез, нитрификация и денитрификация.^[50][51]

Энергия из солнечного света[править | править код]

Энергия солнечного света поглощается растениями, цианобактериями, пурпурными бактериями, зелёными серными бактериями и некоторыми простейшими. Этот процесс часто сочетается с превращением диоксида углерода в органические соединения, как часть процесса фотосинтеза (см. ниже). Системы захвата энергии и фиксации углерода у некоторых прокариот могут работать раздельно (например у пурпурных и зелёных серных бактерий).^[52][53]

У многих организмов поглощение солнечной энергии в принципе аналогично окислительному фосфорилированию, так как при этом энергия запасается в форме градиента концентрации протонов и движущая сила протонов приводит к синтезу АТФ.^[15] Электроны, необходимые для этой цепи переноса, поступают от светособирающих белков, называемых центрами фотосинтетических реакций (примером являются родопсины). В зависимости от вида фотосинтетических пигментов классифицируют два типа центров реакций; в настоящее время большинство фотосинтезирующих бактерий имеют только один тип, в то время как растения и цианобактерии два.^[54]

У растений, водорослей и цианобактерий фотосистема II использует энергию света для удаления электронов из воды, при этом молекулярный кислород выделяется как побочный продукт реакции. Электроны затем поступают в комплекс цитохрома b6f, который использует энергию для перекачки протонов через тилакоидную мембрану в хлоропластах.^[7] Под действием электрохимического градиента протоны движутся обратно через мембрану и запускают АТР-синтазу. Электроны затем проходят через фотосистему I и могут быть использованы для восстановления кофермента NADP⁺, для использования в цикле Кальвина или рециркуляции для образования дополнительных молекул АТР.^[55]

Анаболизм — совокупность метаболических процессов биосинтеза сложных молекул с затратой энергии. Сложные молекулы, входящие в состав клеточных структур, синтезируются последовательно из более простых предшественников. Анаболизм включает три основных этапа, каждый из которых катализируется специализированным ферментом. На первом этапе синтезируются молекулы-предшественники, например аминокислоты, моносахариды, терпеноиды и нуклеотиды. На втором этапе предшественники с затратой энергии АТФ преобразуются в активированные формы. На третьем этапе активированные мономеры объединяются в более сложные молекулы, например белки, полисахариды, липиды и нуклеиновые кислоты.

Не все живые организмы могут синтезировать все биологически активные молекулы. Автотрофы (например растения) могут синтезировать сложные органические молекулы из таких простых неорганических низкомолекулярных веществ, как углекислый газ и вода. Гетеротрофам необходим источник более сложных веществ, таких как моносахариды и аминокислоты, для создания более сложных молекул. Организмы классифицируют по их основным источникам энергии: фотоавтотрофы и фотогетеротрофы получают энергию из солнечного света, в то время как хемоавтотрофы и хемогетеротрофы получают энергию из неорганических реакций окисления.

Связывание углерода[править | править код]

Растительные клетки содержат хлоропласты (зелёного цвета), в тилакоидах которых происходят процессы фотосинтеза. Plagiomnium affine из семейства Mniaceae отдела Настоящие мхи (Bryophyta)

Фотосинтезом называют процесс биосинтеза сахаров из углекислого газа, при котором необходимая энергия поглощается из солнечного света. У растений, цианобактерий и водорослей при кислородном фотосинтезе происходит фотолиз воды, при этом как побочный продукт выделяется кислород. Для преобразования CO₂ в 3-фосфоглицерат используется энергия АТФ и НАДФ, запасённая в фотосистемах. Реакция связывания углерода осуществляется с помощью фермента рибулозобисфосфаткарбоксилазы и является частью цикла Кальвина.^[56] У растений классифицируют три типа фотосинтеза — по пути трёхуглеродых молекул, по пути четырёхуглеродых молекул (С4), и CAM фотосинтез. Три типа фотосинтеза отличаются по пути связывания углекислого газа и его вхождения в цикл Кальвина; у C3 растений связывание CO₂ происходит непосредственно в цикле Кальвина, а при С4 и CAM CO₂ предварительно включается в состав других соединений. Разные формы фотосинтеза являются приспособлениями к интенсивному потоку солнечных лучей и к сухим условиям.^[57]

У фотосинтезирующих прокариот механизмы связывания углерода более разнообразны. Углекислый газ может быть фиксирован в цикле Кальвина, в обратном цикле Кребса^[58]

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 такое метаболизм? Как ускорить обмен веществ и стоит ли это делать?

Фото: shutterstock

Что такое метаболизм?

Что такое метаболизм, понять несложно, так как к здоровому обмену веществ нас приобщают с детства родители, воспитатели, доктора. То есть практически все, кроме бабушки, которая желает закормить тебя насмерть пирогами и грибами. В данном примере добрая бабушка стимулирует нарушение обмена веществ, но вряд ли бабушка станет главным источником проблем. Об этом, а также о том, как ускорить метаболизм для похудения, рассказываем в подробностях.

Интернет и пресса полны дискуссий на тему, работают ли добавки для ускорения обмена веществ, а если работают, то как отличить ценную добавку от бесполезного дорогостоящего мусора. Здесь самое место честно заявить, что обильный рацион и большие физические нагрузки являются не только простейшим, но и единственно надежным методом заставить организм быстрее тратить энергию. Физические упражнения — лучший ответ на вопрос, как ускорить обмен веществ.

Как ускорить метаболизм для похудения?

Пищевые добавки и уловки, строго говоря, метаболизм ускорить не в состоянии, но ряд продуктов (обычный кофе, к примеру) могут стимулировать нервную систему и вынуждать организм растрачивать больше энергии. Такой же принцип действия у жиросжигателей.

Представь себе три вида метаболизма: основной, пищеварительный и активный. Базовый и пищеварительный отвечают за жизнедеятельность организма: усвоение пищи, мышление, зрение, кровообращение, теплообмен, рост, регенерацию и так далее — на них тратится около 80% всей поступающей в организм энергии! Активный метаболизм (то есть энергия физических нагрузок) отнимает лишь 20%.

Все это время в твоем теле протекают два процесса обмена веществ: катаболизм и анаболизм.

Катаболизм — это разрушение и разборка элементов, попадающих в организм. Например, расщепление белка на аминокислоты, поступающие вместе с едой. Данная реакция сопровождается выделением энергии, теми самыми калориями и килокалориями, которые дотошно подсчитывают сторонники здорового образа жизни.

Анаболизм — обратный катаболизму процесс синтеза. Он необходим, когда требуется взять уже расщепленные аминокислоты и сделать из них материал для постройки мышц. Рост человека, заживление ран — это все результат анаболизма.

Поэтому с математической точки зрения прирост тела (мышц, жира и всего остального) — это разница между катаболизмом и анаболизмом. Вся энергия, которые ты не успеешь растратить, уйдет в первую очередь в жир и кое-что по мелочи в другие закоулки тела, будь то мышцы или печень.

что это такое простым языком

Метаболизм, или обмен веществ - это совокупность химических реакций, позволяющих организму оставаться живым. Наша внутрення лаборатория все время напряженно работает, и даже самое простое действие обеспечивается слаженной работой внутренних систем. Для начала организм разбирает съеденные нами макронутриенты - белки, жиры и углеводы - на более простые вещества. При этом высвобождается некая энергия, измеряемая в килокалориях, и с ее помощью организм строит новые молекулы.

Молекулы строятся в зависимости от цели: умственной деятельности, физической деятельности, роста волос, синтеза гормонов. После плотного обеда, когда ты не смогла потратить всю появившуюся энергию, вещества отправляются в районы запасников - обычно в бедра, ягодицы, живот. Но вся эта теория нисколько не подвигает нас на пути понимания - почему одни едят и не толстеют, а другие раздуваются буквально от воздуха?

Метаболизм каждого человека уникален

Качество метаболизма зависит от множества факторов - веса, возраста, соотношения жировой и мышечной ткани, состояния микрофлоры желудочно-кишечного тракта. Но самый главный фактор - это гены. Люди на генном уровне идентичны друг другу на 99,9%, но оставшаяся десятая как раз-таки все и меняет. Людей с одинаковым метаболизмом на свете нет.

Сейчас существуют методы, которыми можно проанализировать именно те гены, ответственные за поведение ферментов и расходование энергии, и на основе этих данных построить питание. При плохом варианте гена FABP2 придется ограничить жирность продуктов. А у другого человека организм неважно переваривает углеводы - придется ему ограничиться в их приеме.

Тот же генетический анализ помогает понять, какая человеку подходит физическая активность. В организме есть рецепторы, ответственные за эффективность расходования запасов в ответ на стресс, вызванный физической активностью. Люди по-разному расходуют свои жировые запасы. Одним для наилучшего расходования жира нужны тренировки с высокой интенсивностью - быстрый долгий бег. А другие похудеют и от ходьбы.

Метаболизм мог бы быть и лучше

Современный мир тоже влияет на организм человека. Организм человека за последние 50-100 лет вынужден привыкать к совершенно новым продуктам: быстрым углеводам, консервам, фаст-фуду, ГМО и т.д. Люди стали больше есть и меньше двигаться. А геном, к сожалению, не умеет меняться так быстро.

Организм направлен на запасание жиров, что просто несовместимо с современным питанием, которое состоит из жиров почти на 70%. Поэтому и наблюдается настоящая эпидемия ожирения, диабета, сердечно-сосудистых заболеваний. Но нормализовать обмен веществ можно. Все, что нужно - качественнее питаться и больше двигаться. Основы все те же: питаться нужно дробно, полноценно, уделяя внимание каждому из тройки макронутриентов.

10 правил отличного метаболизма

1. Ешьте рационально. Утром лучше усваиваются жиры, днем - белки, вечером - сложные углеводы, поддерживающие чувство сытости. 70% калорийности рациона съедайте в первой половине дня. Употребляйте достаточное количество белка - как минимум 1,2-1,5 г на каждый килограмм своего идеального веса. Белок обладает термогенным эффектом: при его переваривании затрачивается больше энергии, чем на переработку углеводов и жиров. Белки следует есть с овощами.
2. Больше физической активности. Чем больше мышечная масса, тем больше энергии затрачивается на процессы обмена.
3. Проверьте щитовидную железу у эндокринолога. Именно хорошая работа щитовидки скажется на улучшении метаболизма.
4. Принимайте витамины. Хром регулирует обмен жиров и углеводов, а также равномерность поступления сахара в кровь. Фолиевая кислота, железо, кальций, витамины группы B улучшают обмен веществ.
5. Больше специй - они ускоряют обменные процессы.
6. Больше сна: при недостатке сна организм делает больше запасов.
7. Жиры горят в пламени углеводов. Употребляйте жиры вместе с медленными углеводами.
8. Откажитесь от сахара, употребляйте больше клетчатки.
9. Пейте больше воды - это универальный растворитель, без которого никаких химические реакции просто невозможны.
10. Питайтесь дробно, 5-6 раз в день. Завтракайте сразу после пробуждения, чтобы быстрее разбудить свой организм.

Плохой метаболизм: миф или реальность?

Плохого обмена веществ не бывает, он может быть нарушен только у людей с серьезными заболеваниями щитовидки. Медленной может быть скорость метаболизма, и замедливается она только вследствие каких-то причин. Обменные процессы замедляются при серьезном недостатке какого-то витамина или несбалансированном приеме белков-жиров-углеводов. Скорость возвращается на прежний уровень при восстановлении условий. Не надо оправдывать свою малоподвижность и любовь к еде плохим обменом веществ.

С возрастом метаболизм замедляется. Это факт. После 35 лет необходимо увеличить физические нагрузки и уменьшить размеры порций. Много едят и не толстеют хорошо тренированные люди. Поддержание мышечной ткани требует больше энергии, чем жировой. Человек с развитыми мышцами тратит больше калорий, чем человек с жирком.

Без правильного питания и спорта чудес не будет. Не поможет ни стакан теплой воды с утра, ни специи в еде. Да, перец может повысить обмен веществ на 50% за счет ускорения частоты сердечных сокращений и дополнительного расхода энергии. Но сами по себе эти методы не сделают тебя стройнее. Нужно тренироваться и правильно питаться.

Еще интересное по теме:

- Метаболический тренинг: Как избавиться от кардио

- О генетике и метаболизме

- BMR-калькулятор: Расчет базового уровня метаболизма

- Сушка тела для девушек

- Продукты, ускоряющие обмен веществ, а также что еще влияет на скорость метаболизма

Метаболизм что это такое простым языком и как его улучшить

Достаточно часто можно услышать фразу «У него просто быстрый метаболизм!» про достаточно худых людей. На этой почве возникает множество вопросов. Метаболизм: что это такое простым языком? Как его улучшить, если он слишком медленный?

Метаболизм

Это совокупность реакций в организме, направленных на поддержание жизнедеятельности. Иначе говоря, метаболизм (или обмен веществ) — это получение энергии и ее распределение. Это сложный процесс, который подразделяется на две группы.

• Катаболизм. Это превращение сложных веществ в простые с выделением энергии;
• Анаболизм. Это превращение простых веществ в сложные с поглощением энергии.

Приведем пример. Спортсмен съел свой сбалансированный завтрак, после чего пища пошла по пищеводу и начала перевариваться. Во время этого продукты распадаются все на более простые составные, полезные вещества поглощаются, выделяется энергия. Это катаболизм.

Через некоторое время человек пошел заниматься с гантелями, как и каждое утро до этого. Простые вещества (аминокислоты) и энергия направляются в мышцы, там они синтезируют более сложные вещества (белок), образуется мускулатура. Это анаболизм. Некоторые спортсмены специально прибегают к анаболикам для более быстрого наращивания мышечной массы.

Источником энергии становятся химические реакции, распад сложных веществ. Чаще всего энергия хранится и переносится в клетке с помощью эфира аденозинтрифосфат (АТФ). Обмен веществ — это сложный процесс состоящий из нескольких этапов.

1. Сначала в организм попадают полезные вещества вместе с пищей;
2. Продукты питания перерабатываются в ЖКТ: питательные вещества распадаются и всасываются в кровь через стенки кишечника;
3. Далее продукты распада переносятся по кровеносной системе к клеткам;
4. Вредные вещества, полученные в процессе переработки, выводятся из организма.

Что влияет на метаболизм

• Статические факторы. На них невозможно повлиять или изменить их. К этой группе относятся генетическая информация, пол, возраст, телосложение;
• Динамические факторы. Это то, на что можно повлиять, критерии, которые можно изменить и улучшить обмен веществ. Сюда относится образ жизни, масса, моральное состояние (человек, подавленный стрессом, может страдать от переедания или недоедания), выработка гормонов, питание и другое.

Негативно повлиять на обмен веществ могут следующие вещи: стресс, неправильное питание, малоподвижный образ жизни, работа с вредными химикатами, сбой работы гормональной системы, инфекции.

Слишком активный метаболизм может грозить обладателю или обладательнице снижением иммунной защиты, анемией, нестабильным кровяным давлением, тахикардией. У девушек также могут наблюдаться проблемы с менструальным циклом.

Слишком медленный обмен веществ приводит к накоплению жировых отложений и последующим неприятным последствиям. Это могут быть не только проблемы с сердечно-сосудистой системой и гипертония, пониженный обмен веществ приводит также к возникновению сахарного диабета.

Улучшение метаболизма

Придерживайтесь следующих правил и сможете разогнать свой метаболизм.

• Лучше питаться меньше, но чаще. То есть пять раз за день съесть порцию размером 200-300 граммов лучше, чем поесть 3 раза порцию 500 граммов;
• Последний прием пищи — за три часа до сна, но не позже;
• Ежедневный прием черного шоколада по 40 граммов может нормализировать чувствительность клеток к гормону инсулину;
• Чаще употребляйте рыбу, так как она содержит Омега-3-жирные кислоты;
• Это может показаться странным, но важно хорошо спать. Во время сна в гипофизе вырабатывается один из гормонов роста — соматотропин, который способствует уменьшению жира в организме;
• Чаще оказывайтесь на свежем воздухе, большое количество кислорода также ускоряет обмен веществ;
• В рационе обязательно должны быть продукты, содержащие клетчатку;
• Чаще вдыхайте эфирные масла с лимоном, лавандой, шалфеем, мятой, цитрусовыми. Это улучшает работу сердечно-сосудистой системы и хорошо воздействует на обоняние;
• Хорошая физическая нагрузка также станет хорошим способом ускорить обмен веществ. К этому же относится наращивание мышечной массы;
• Нужно избегать стресса и дискомфорта;
• Пора отказаться от простых углеводов (сюда также относится любимая многими газировка), которые лишь способствуют накоплению жира;
• Рекомендуется использовать специи, например имбирь и черный перец.

Помните, что делать нужно все в совокупности. Если вы будете потреблять больше специй, но вести пассивный образ жизни, то жир лишь продолжит накапливаться. Если у вас слишком медленный обмен веществ, то единственным правильным решением в данном случае станет обращение к врачу.

Заключение

Метаболизм — это процесс превращение пищи в энергию, которой снабжается организм. Для хорошего метаболизма нужно правильно питаться, заниматься умеренной активностью и пить достаточно воды.

Метаболический процесс: понятие, значение. Метаболизм

Многих людей, которые следят за своим здоровьем и фигурой, интересует метаболический процесс и его особенности. Это не случайно, ведь его нормальное функционирование способствует хорошему и крепкому здоровью. Нередко также излишний вес и бессонница связаны именно с проблемами в метаболическом процессе. Благодаря нашей статье, вы можете выяснить, что такое метаболизм и как его восстановить.

Метаболический процесс: что это такое? Факторы, связанные с ним

На сегодняшний день, говоря о снижении веса, врачи нередко упоминают термин "метаболизм". Что это такое простым языком? Как именно этот процесс связан с похудением?

Говоря простым языком, метаболизм - это обмен веществ, который проходит в теле абсолютно каждого живого существа. Под метаболическим процессом также подразумевают скорость, с которой организм преобразует пищу в энергию. Каждую секунду в нашем теле происходит больше тысячи химических процессов. Их совокупность - это метаболический процесс. Стоит отметить, что у мужчин обмен веществ происходит гораздо быстрее, чем у женщин. Скорость данного процесса напрямую связана не только с гендерной принадлежностью, но и с телосложением того или иного человека. Именно по этой причине у людей, которые имеют лишний вес, обмен веществ замедлен. Еще одни важные факторы, которые влияют на метаболический процесс, - это наследственность и общий гормональный фон организма. В случае если вы заметили, что обмен веществ в вашем теле стал происходить значительно медленнее, причиной этого может быть диета, стресс, физические нагрузки или принятие лекарственных препаратов.

Три разновидности обмена веществ

Вещество и энергия тесно связаны между собой. Именно они являются важными составляющими метаболического процесса. Существует три разновидности обмена веществ:

• базовый;
• активный;
• пищеварительный.

Базовый метаболизм - это та энергия, которую организм расходует на поддержание и нормальное функционирование жизненно важных органов. Именно он обеспечивает работу сердца, легких, почек, пищеварительного тракта, печени и коры головного мозга.

Активный обмен веществ - это энергия, которая необходима для физической активности. Стоит отметить, что чем больше двигается человек, тем быстрее в его организме происходит метаболический процесс.

Пищеварительный метаболизм - это энергия, которая необходима организму для переваривания полученной пищи. Жирные и жареные блюда расщепляются гораздо дольше, чем полезные продукты. Именно по этой причине тем, кто желает снизить вес, но любит побаловать себя выпечкой, газированными напитками и многой другой вредной пищей, необходимо в срочном порядке пересмотреть свой рацион.

Конечные продукты метаболизма

С течением времени конечные продукты обмена веществ и органы, которые отвечают за метаболизм, существенно изменились. Выделительные процессы напрямую связаны с метаболическими. У млекопитающих в теле находится почка третьего типа - метанефрос. Именно она и участвует в образовании конечных продуктов.

Благодаря метаболизму образуются конечные продукты - вода, мочевина и углекислый газ. Все они в дальнейшем выходят из тела естественным путем. Органы обмена веществ, которые участвуют в процессе выведения из организма конечных продуктов:

• почки;
• печень;
• кожа;
• легкие.

Обмен белков в организме

Белок - это один из самых важных компонентов в нашем организме. Он участвует в формировании клеток, тканей, мышц, ферментов, гормонов и многих других важных составляющих нашего тела. Попавшие в организм белки расщепляются в кишечнике. Именно там они превращаются в аминокислоты и транспортируются в печень. За этот важный для человека процесс отвечает метаболизм. Стоит обратить внимание на то, что при употреблении большого количества белков возможно протеиновое отравление. Всемирная организация здравоохранения рекомендует употреблять не более чем 75 грамм на 1 килограмм массы тела в сутки.

Углеводы

Биологические процессы в организме играют важную роль в самочувствии человека. Метаболизм участвует в распаде не только белков, но и углеводов. Благодаря этому в организме образуются фруктоза, глюкоза и лактоза. Как правило, углеводы попадают в тело человека в виде крахмала и гликогена. При длительном углеводном голодании глюкоза попадает в кровь.

Углеводы - это основной источник энергии. При их недостатке у человека существенно снижается работоспособность и ухудшается самочувствие. Именно углеводы являются важным компонентом для нормального функционирования нервной системы. В случае если человек заметил у себя такие признаки, как слабость, головная боль, падение температуры и судороги, то ему необходимо в первую очередь обратить внимание на свой суточный рацион. Именно недостаток углеводов - частая причина плохого самочувствия.

Метаболический синдром

Метаболический синдром - это комплекс нарушений, которые наблюдаются у людей с избыточным весом. Как следствие плохого обмена веществ и ожирения, у человека может развиваться невосприимчивость инсулина. Такое заболевание может быть наследственным или приобретенным. Стоит отметить, что наряду с метаболическим синдромом происходят также и другие изменения в тканях и системах организма. При метаболическом синдроме у пациента может также наблюдаться внутреннее ожирение. Это может стать причиной развития сердечно-сосудистых заболеваний, диабета и атеросклероза. Главной причиной синдрома является нарушение обмена веществ. Наиболее подвержены ему те люди, которые употребляют фастфуд или едят на ходу. Нередко метаболический синдром встречается и у тех, кто ведет малоподвижный образ жизни. Ученые подтвердили, что избыточный вес напрямую связан с высокой смертностью от всех разновидностей рака.

Для того чтобы диагностировать метаболический синдром, нужно обращать внимание на уровень глюкозы в крови. Самым первым признаком является наличие жировой прослойки в области живота. Достаточно часто метаболический синдром связан с артериальным давлением. У людей, которые имеют проблемы с обменом веществ, оно беспричинно повышается.

Для того чтобы избавиться от метаболического синдрома, необходимо в первую очередь похудеть. Для этого потребуется как можно больше двигаться и пересмотреть свой рацион питания. Специалисты рекомендуют пациентам, которые жалуются на метаболический синдром, регулярно посещать массажный кабинет и бассейн. Данные процедуры позволяют существенно улучшить обмен веществ. Необходимо также помнить, что употребление алкоголя и курение снижают метаболический процесс. В борьбе с заболеванием от вредных привычек потребуется отказаться.

Главной причиной метаболического синдрома является неправильный рацион. В первую очередь необходимо отказаться от простых углеводов и заменить их сложными. Для этого отдавайте предпочтение кашам, а не мучному и сладкому. При борьбе с метаболическим синдромом пищу необходимо недосаливать. Важно включить в свой рацион овощи и фрукты. Они богаты витаминами и микроэлементами.

Гастрит: общая информация

Нередко нарушение метаболических процессов является причиной возникновения гастрита. При таком заболевании у пациента наблюдается воспаление слизистого слоя желудка. На сегодняшний день гастрит встречается как у взрослых, так и у детей. Первым симптомом является замедление обмена веществ. Как следствие, у пациента наблюдается упадок сил и недостаток энергии. При гастрите у человека может быть тяжесть в желудке, изжога, рвота, вздутие и метеоризм.

При гастрите пациенту противопоказана:

• жирная пища;
• алкоголь;
• острое;
• газированные напитки.

При первых симптомах гастрита необходимо в срочном порядке обращаться к лечащему врачу. Он не только посоветует диету, которая улучшит метаболические процессы в организме, но и назначит курс лекарственных препаратов.

Хронический панкреатит

Хронический панкреатит - это заболевание, причиной которого является нарушение обмена веществ. При таком заболевании наблюдается воспаление поджелудочной железы. Наиболее часто панкреатит встречается у женщин среднего и пожилого возраста. У больного панкреатитом наблюдаются следующие симптомы:

• тошнота;
• снижение аппетита;
• боли в области желудка;
• тошнота.

При панкреатите необходимо изменить свой рацион и включить в него полезные продукты. Нежелательно употреблять жирную и жареную пищу. Необходимо отдавать предпочтение продуктам, приготовленным на пару или в духовом шкафу. При диагностировании гастрита пациент должен полностью отказаться от вредных привычек.

Синдром раздраженного кишечника. Общая информация о заболевании

Синдром раздраженного кишечника - это совокупность расстройств метаболического процесса, которые продолжаются на протяжении 3 месяцев и более. Симптомами такого заболевания являются боли в желудке, метеоризм и нарушение стула. Как правило, синдром раздраженного кишечника наиболее часто встречается у молодых людей в возрасте 25-40 лет. К причинам возникновения заболевания относят нарушение питания, неактивный образ жизни и изменение общего гормонального фона.

При лечении синдрома раздраженного кишечника врач-гастроэнтеролог назначит больному целый ряд исследований и диету. Придерживаясь всех рекомендаций, пациент сможет быстро и безболезненно избавиться от заболевания.

Как ускорить метаболизм?

При борьбе с лишним весом в первую очередь мы стимулируем метаболические процессы. Однако далеко не каждый знает, как это делать правильно. Все необходимые рекомендации вы можете найти в нашей статье. Известно, что обмен веществ происходит наиболее быстро у тех людей, чей возраст колеблется от 11 до 25 лет. Многие специалисты утверждают, что скорость метаболизма напрямую зависит от темперамента человека. Изменение обмена веществ может быть связано с наличием инфекций в организме.

Для нормализации или ускорения метаболических процессов в первую очередь необходимо как можно больше двигаться. Для улучшения метаболизма рекомендовано комбинировать силовые и кардиотренировки. Рекомендованы также пешие вечерние прогулки. Это не случайно, ведь именно после этого обменные процессы продолжаются даже во сне.

Для восстановления обменных процессов многие специалисты рекомендуют раз в неделю посещать сауну и баню. Благодаря этому, вы помимо ускорения метаболизма, улучшите кровообращение. Если у вас нет возможности посещать баню и сауну, то вы можете проводить лечебные процедуры в ванной. Для этого необходимо использовать воду, температура которой составляет более 38 градусов.

Для ускорения метаболизма важно пересмотреть свой рацион. Необходимо ежедневно употреблять не менее двух литров воды. В рационе должны присутствовать только полезные и сбалансированные продукты.

Подведем итоги

Многих интересует метаболизм. Что это такое простым языком, и как его ускорить, вы можете узнать из нашей статьи. Нередко именно замедленный обмен веществ становится причиной не только лишнего веса, но и целого ряда заболеваний. При первых признаках отклонения от нормы обязательно обратитесь к врачу. Будьте здоровы!

Обмен веществ(метаболизм)-что это и как его ускорить.

Обмен веществ (или метаболизм) является важнейшим условием качества нашей жизни.  Он  поддерживает иммунную систему, гормональный баланс и сообщает нам о сбоях, когда происходят нарушения. Благодаря ему происходит рост и обновление клеток, поддерживается жизнь и молодость нашего организма.  От качества обмена веществ будет зависеть здоровье и функциональность всех органов нашего тела.   Обмен веществ является прямым проводом между окружающей средой и телом, и все живые существа (люди, животные и растения ) зависят от него. Так что без него не было бы жизни.

Что такое обмен веществ(или метаболизм)?

Метаболизм — это обмен различными веществами в цикле каждого живого существа. Это превращение инородных веществ в энергию и питательные вещества для организма. Обмен веществ-сложный, универсальный и очень подверженный помехам процесс. Включает в себя все биологические и химические процессы, происходящие в организме.

Он, так сказать, участвует во всех операциях. Будь то для обеспечения энергии, для поддержания функций органов или для наращивания клеток организма. Даже наше здоровье зубов тесно связано с метаболизмом. Простейшая форма обмена веществ происходит у растений, там этот процесс называется фотосинтезом.

Функции И Задачи. Как работает обмен веществ?

В задачи метаболизма входит: усвоение, превращение и транспортировка питательных веществ, а также выведение из конечных продуктов. При этом делается различие между Kaтаболизмом и Aнаболизмом.

Катаболизм обозначает распад и расщепление питательных веществ на мельчайшие молекулы. Этот процесс высвобождает энергию и поэтому называется энергетическим обменом.

Aнаболизм относится к преобразованию, накоплению и хранению этих молекул в клетках организма.

Функции и задачи обмена веществ.

 Даже во сне или состоянии покоя организм потребляет энергию. Обмен веществ должен обеспечить жизненно важные функции. Такие как: дыхание, биение сердца или сохранение деятельности мозга. Этот минимальный уровень энергии называется базовым оборотом.

Средний основной обмен взрослого человека составляет около 2000 ккал в день. Если происходит недостаточное снабжение питательными веществами, возникает так называемый голодный метаболизм. При этом замедляются все обменные процессы, в результате чего снижается основной оборот.

Процесс начинается с усвоения питательных веществ. Простирается от их транспортировки до переработки и заканчивается их выведением из организма. Преобразование вещества в энергию, не относящуюся к телу, происходит с помощью различных белков. Эти белки также называются ферментами. Они направляют и ускоряют химические реакции в организме, но сами по себе не изменяются. Благодаря этому процессу обеспечивается не только рост и сохранение организма, но и функционирование внутренних органов. А также получение энергии для физической деятельности.

Метаболизм в основном контролируется нервной системой и гормонами. Но факторы окружающей среды, такие как температура, кислород, потребление пищи и количество физической активности, также влияют на него. Он-прямая связь между окружающей средой и человеческим телом. Именно поэтому он играет важнейшую роль в поддержании нашего здоровья, поскольку оказывает непосредственное влияние на все функции организма.

Процесс поглощения и выведения

Поглощение питательных веществ происходит через пищеварительный тракт. Пища, измельченная в желудке, направляется в кишечник. Там начинается расщепление и превращение их в мельчайшие составляющие. Таким образом, питательные вещества переносятся из кишечника в кровоток и транспортируются с его помощью во все клетки организма.

Преобразование в кишечнике происходит с помощью бактерий и белков. Эти белки называются ферментами. Пища в основном состоит из углеводов, белка, жира, минералов и микроэлементов. При преобразовании углевод разрушается до простого сахара, белок-до аминокислоты, а жир-до жирной кислоты и Глицерида. Теперь кишечник способен выпустить мельчайшие питательные вещества в кровоток и отправить их в путь. Этот процесс называется рассасыванием.

Транспортировка. После поглощения питательных веществ кровоток переносит их во все клетки организма, где они обмениваются, то есть метаболизируются. Основным органом для обмена веществ является печень. Она является самой большой железой в организме человека и, таким образом, выполняет большинство функций. Печень хранит жир и глюкозу, участвует в распаде и детоксикации загрязняющих веществ и отвечает за образование желчи.

Выделение. Под экскрецией понимается доставка конечных продуктов обмена через печень и почки. Эти вещества накапливаются в кишечнике ( стул) и мочевом пузыре (моча ) и в конечном итоге выводятся из организма в жидкой или твердой форме.

Нарушение обмена веществ

Заболевания и нарушения обмена веществ, а также возникающие симптомы и дискомфорт

Когда происходит изменение обмена веществ, возникает расстройство, также называемое аномалией. Причины нарушения обмена веществ могут быть очень разнообразными. Различают два вида:-1. врожденное расстройство, обусловленное генетической предрасположенностью и 2.-приобретенное.  Во втором случае возникает например, из-за неправильного питания, потребление никотина и алкоголя или приема лекарств. 

В результате чрезмерного или недостаточного производства различных веществ метаболизм выходит из своего естественного равновесия. Обменные процессы сдвигаются, и происходит дисфункция организма. При длительном нарушении обмена веществ иммунная система ослабляется, жизненные силы снижаются. Они очень разнообразны по ходу и по своей симптоматике. Определение причин зависит от очень подробного медицинского диагноза.

Жалобы

Частыми жалобами, например, диарея или запоры. Наиболее известными признаками острого нарушения обмена веществ являются весьма явные симптомы. Распространенными характеристиками для этого являются: Боли в животе, диарея, запоры, тошнота/рвота, общее истощение, головокружение и проблемы с кровообращением.

Наибольшая опасность возникает при поносе и рвоте. Тело высыхает быстрее обычного, что может стать опасным как для младенцев, так и для малышей. При длительном нарушении организм теряет ценные минералы и микроэлементы, так как они ему больше не доступны. Эта деградация может привести к значительным последствиям в мозге, костном каркасе, зубах и органах. Поэтому нарушение обмена веществ следует обязательно лечить. При врожденном нарушении обмена веществ симптомы сохраняются очень индивидуально. Они часто возникают сразу после рождения и заметны для пострадавших на протяжении всей жизни.

Болезни И Расстройства при нарушении обмена веществ

 Среди наиболее известных заболеваний при нарушенном метаболизме это-расстройство щитовидной железы и диабет.

Щитовидная железа

Очень распространенным метаболическим заболеванием является заболевание щитовидной железы. Орган, расположенный в горле, отвечает за гормональный баланс в нашем организме. Таким образом, в зависимости от расстройства может возникнуть либо перепроизводство, либо недопроизводство гормонов. Слишком много гормонов вырабатывается при сверхактивной щитовидной железе. Иммунная система пытается отбить избыток гормонов, что заметно из-за сильного потоотделения и потери веса. Другие типичные признаки сверхактивной щитовидной железы включают утолщение шеи, нервозность и тремор . С другой стороны, гипотиреоз с большей вероятностью производит дефицит гормонов, что может привести к усталости или депрессивному расстройству.

Диабет

Другим нередко встречающимся метаболическим заболеванием является диабет. При этом заболевании наблюдается хроническое нарушение сахарного обмена. Она может быть врожденным-это 1 тип или возникает из-за плохих привычек питания возникающее с возрастом- тип II. В последние годы диабет все чаще стал распространенным заболеванием, так как все больше людей заболевают им в основном из-за неправильного питания. Частный случай-гестационный диабет. Он впервые появляется у матери во время беременности и часто исчезает после родов.

Другие Заболевания

Другие распространенные метаболические заболевания включают:

Ацидоз; Синдром кушинга; Болезнь хранения железа; Ожирение; Подагра; Метаболический Синдром; Тиреоидит; Избыточный вес; Дефицит гормона роста; Сахарная болезнь.

Как ускорить обмен веществ?

Как повысить метаболизм? Многие люди интересуются этим вопросом только тогда, когда хотят снизить свой вес или из-за плохого здоровья. При этом форма диеты играет довольно второстепенную роль. Диеты часто включают риск недостаточного питания организма важными питательными веществами во время голодания. Это приводит к недоеданию и авитаминозу. После диеты, когда недостающие питательные вещества снова доступны, они метаболизируются в двойном-тройном количестве. Происходит эффект жожо. Гораздо важнее и эффективнее наладить здоровые отношения со своим организмом, в которых можно постоянно повышать обмен веществ. Для этого есть три основных правила:

1.Диетические изменения.

2.Физическая активность.

3.Изменение образа жизни.

Диетические изменения

Есть продукты, которые стимулируют обмен веществ, и те, которые замедляют его. Если вы хотите узнать об этом подробно, вы будете засыпаны противоречивой информацией и мнениями. Важно знать, что не количество потребления калорий решает наш вес, а соотношение питательных веществ друг к другу. Жиры, белки и углеводы должны приниматься в сбалансированном соотношении, чтобы обмен веществ был оптимальным. При этом важную роль играет и тип питательных веществ. Следует придерживаться принципом-чем естественнее питательные вещества, тем они здоровее и ценнее для организма. Кроме того, следует позаботиться о достаточном питье, начиная с 2-3 литров/день.

Физическая активность

Во время движения активные мышцы способствуют циркуляции лимфы. Питательные вещества, вода и кислород быстрее переносятся в клетки, а токсины так же быстро выводятся. Жир сжигается, превращается в энергию и, таким образом, не имеет возможности накапливаться в клетках. При этом не нужно мутировать в высокопроизводительного спортсмена. Здоровый и регулярный уровень упражнений в повседневной жизни также помогает очень хорошо. Езда на велосипеде, восхождение по лестнице, упражнения на растяжку и бег-хорошие способы активации мышц и поддержки метаболизма с ними. Как правило, упражнения никогда не может быть слишком много.

Изменение образа жизни

Двумя самыми неблагоприятными факторами для нашего метаболизма являются постоянный стресс и недостаток сна . И то, и другое постоянно приводит к гормональному дисбалансу в организме, тем самым нарушая обмен веществ. Происходит повышенное выделение кортизола. Кортизол-это антистрессовый гормон, который ставит наше тело в состояние тревоги во время стресса. В чрезвычайной ситуации он быстро срабатывает. Но если эта энергия не потребляется, инсулин накапливает ее в наших тканях в виде жира. Поскольку кортизол тесно связан со всеми обменными процессами в организме, стресс оказывает значительное влияние на наше благополучие. Если вы хотите положительно повлиять на обмен веществ вы должны  избегать стресса. Обратить внимание на регулярный и достаточный сон и иметь позитивное отношение к жизни.

Типы метаболизма

У каждого человека метаболизм отличается. Каждый человек, каждое живое существо генетически отличаются друг от друга. Мы помним-на обмен веществ влияют ферменты, которые генетически предопределены. Так что есть люди, у которых от природы быстрый обмен веществ, у других-вялый. Речь идет о высокой или низкой скорости обмена веществ. Точно так же люди могут иметь здоровый или больной метаболизм от рождения.

Здоровый метаболизм находится в равновесии, вы чувствуете себя в форме, любите двигаться и не имеете проблем с пищеварением или весом.

Больной метаболизм сжигает энергию медленнее, вы быстрее устаете, а также быстрее склонны к наращиванию жировых отложений. Оба варианта могут быть одинаково врожденными. Но-даже тот, у кого вялый обмен веществ, не обязательно должен стать толстым или больным. Здоровый образ жизни, правильное питание и активные физические упражнения также могут стимулировать медленный обмен веществ.

В медицине грубо различают три типа обмена веществ. Каждый тип отличается наращиванием мышц, наращиванием скелета, мышечной массой и склонностью накапливать жир.

Мезоморфный тип обладает атлетической фигурой. Быстро наращивает мышцы и имеет очень низкий процент жировых отложений, поэтому он часто имеет более чем среднюю силу тела.

Эктоморфный тип обладает стройной фигурой, чаще всего высокого роста и имеет длинные конечности. Он с трудом наращивает мышцы, но почти не прибавляет жира. Волосы выглядят довольно тонкими. У этого типа скорость обмена веществ высока.

Эндоморфный тип имеет более широкую, широкоплечую фигуру, часто тонкие волосы и короткие конечности. Он обычно мал ростом и склонен к избыточному весу. Его метаболизм медленный, поэтому он сжигает поглощенную пищу значительно медленнее и быстро накапливает жир. Благодаря его мягким мышцам весь его внешний вид выглядит довольно мягким и круглым.

Метаболизм-лечение

Что такое метаболический курс ?

Диета HCG-это вариант метаболического лечения.  Курс обмена веществ-это диетическая форма, которая должна позволить похудеть на 12 кг в течение 21 дня. По сравнению с другими диетами здесь нет недостатка питательных веществ. Поэтому предотвращается эффект жожо. Прежде чем принять решение об этом лечении, следует подробно узнать о плюсах и минусах этой диеты.

Курс лечения разделен на четыре этапа:

1. Этап зарядки длится два дня и является контрастной программой для фазы диеты. Здесь можно еще раз все съесть и выпить, после чего у кого-нибудь появится аппетит.

2. Этап диеты должна соблюдаться полностью с первого до последнего дня, ограничивая потребление калорий до 700 ккал в день.

3. Этап стабилизации длится еще 21 день и призвана вернуть метаболизм к нормальной диете, постепенно увеличивая потребление калорий.

4. Этап сохранения не ограничен по времени, поскольку он представляет собой новое и более здоровое питание.

У нас имеются группы в соц.сетях присоединяйтесь к нам!

Facebook

Instagram

Vk.com

Метаболиты - Medside.ru

Закрыть

• Болезни
  • Инфекционные и паразитарные болезни
  • Новообразования
  • Болезни крови и кроветворных органов
  • Болезни эндокринной системы
  • Психические расстройства
  • Болезни нервной системы
  • Болезни глаза
  • Болезни уха
  • Болезни системы кровообращения
  • Болезни органов дыхания
  • Болезни органов пищеварения
  • Болезни кожи
  • Болезни костно-мышечной системы
  • Болезни мочеполовой системы
  • Беременность и роды
  • Болезни плода и новорожденного
  • Врожденные аномалии (пороки развития)
  • Травмы и отравления
• Симптомы
  • Системы кровообращения и дыхания
  • Система пищеварения и брюшная полость
  • Кожа и подкожная клетчатка
  • Нервная и костно-мышечная системы
  • Мочевая система
  • Восприятие и поведение
  • Речь и голос
  • Общие симптомы и признаки
  • Отклонения от нормы
• Диеты
  • Снижение веса
  • Лечебные
  • Быстрые
  • Для красоты и здоровья
  • Разгрузочные дни
  • От профессионалов
  • Монодиеты
  • Звездные
  • На кашах
  • Овощные
  • Детокс-диеты
  • Фруктовые
  • Модные
  • Для мужчин
  • Набор веса
  • Вегетарианство
  • Национальные
• Лекарства
  • Антибиотики
  • Антисептики
  • Биологически активные добавки
  • Витамины
  • Гинекологические
  • Гормональные
  • Дерматологические
  • Диабетические
  • Для глаз
  • Для крови
  • Для нервной системы
  • Для печени
  • Для повышения потенции
  • Для полости рта
  • Для похудения
  • Для суставов
  • Для ушей
  • Желудочно-кишечные
  • Кардиологические
  • Контрацептивы
  • Мочегонные
  • Обезболивающие
  • От аллергии
  • От кашля
  • От насморка
  • Повышение иммунитета
  • Противовирусные
  • Противогрибковые
  • Противомикробные
  • Противоопухолевые
  • Противопаразитарные
  • Противопростудные
  • Сердечно-сосудистые
  • Урологические
  • Другие лекарства
  ДЕЙСТВУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА
• Врачи
• Клиники
• Справочник
  • Аллергология
  • Анализы и диагностика
  • Беременность
  • Витамины
  • Вредные привычки
  • Геронтология (Старение)
  • Дерматология
  • Дети
  • Женское здоровье
  • Инфекция
  • Контрацепция
  • Косметология
  • Народная медицина
  • Обзоры заболеваний
  • Обзоры лекарств
  • Ортопедия и травматология
  • Питание
  • Пластическая хирургия
  • Процедуры и операции
  • Психология
  • Роды и послеродовый период
  • Сексология
  • Стоматология
  • Травы и продукты
  • Трихология
  • Другие статьи
• Словарь терминов
  • [А] Абазия .. Ацидоз
  • [Б] Базофилы .. Богатая тромбоцитами плазма
  • [В] Вазектомия .. Выкидыш
  • [Г] Галлюциногены .. Грязи лечебные
  • [Д] Дарсонвализация .. Дофамин
  • [Ж] Железы .. Жиры
  • [З] Заместительная гормональная терапия
  • [И] Игольный тест .. Искусственная кома
  • [К] Каверна .. Кумарин
  • [Л] Лапароскоп .. Лучевая терапия

Метаболомика — Википедия

Метаболомика — это «систематическое изучение уникальных химических „отпечатков пальцев“ специфичных для процессов, протекающих в живых клетках» — конкретнее, изучение их низкомолекулярных метаболических профилей.^[1]Метаболом представляет собой совокупность всех метаболитов, являющихся конечным продуктом обмена веществ в клетке, ткани, органе или организме^[2]. В то время как данные об экспрессии мРНК генов и данные протеомного анализа не раскрывают полностью всего того, что может происходить в клетке, метаболические профили могут дать мгновенный снимок физиологических процессов в клетке. Одна из задач системной биологии и функциональной геномики — интегрирование данных протеомики, транскриптомики и метаболической информации для получения более целостного представления о живых организмах.

Идея о том, что биологические жидкости отражают состояние здоровья индивидуума, существует уже долгое время. Врачи Древнего Китая использовали муравьев, чтобы оценить количество глюкозы в моче пациента и выявить диабет.^[3] В средние века использовались «мочевые диаграммы», которые связывали цвет, вкус и запах мочи с различными медицинскими характеристиками, имеющие метаболическое происхождение по своей сути.^[4]

Концепция индивидуального «метаболического профиля», который мог бы отражать состав биологических жидкостей, была предложена Роджером Вильямсом в конце 40-х годов прошлого века^[5] используя хроматографическую бумагу, он предположил что характеристические метаболические профили в моче и слюне связаны с такими патологиями как шизофрения. Однако, только технологический рост 60-х и 70-х сделал возможным количественное измерение метаболических профилей.^[6] Термин «метаболический профиль» был введен в 1971 году Хорнингом после того, как удалось показать, что газовая хромато-масс-спектрометрия может быть использована для определения соединений, представленных в моче и тканевых экстрактах человека.^[3][7] Группа Хорнинга, совместно с такими учеными как Лайнус Полинг и Артур Робинсон играла ведущую роль в разработке газ-хромато-масс-спектрометрических методов мониторинга метаболитов, представленных в моче, на протяжении 70-х.^[8]

Одновременно спектроскопия ЯМР, которая была открыта в 40-е, стала быстро развиваться и к 80-м достигла достаточной чувствительности для идентификации метаболитов в биологических образцах.^[3][4] Метаболомные исследования с помощью спектроскопии ЯМР проводились в основном в лаборатории Джереми Николсона в Биркбек-колледже лондонского университета и позже в лондонском королевском колледже. В 1984 Николсон показал, что протонная спектроскопия ЯМР потенциально может быть использована для диагностики диабета и позже впервые стал использовать распознавание образов при анализе данных спектроскопии ЯМР.^[9][10]

23 января 2007 года программа «Метаболом человека» Университета Альберта (Канада), возглавляемая Дэвидом Уишартом, завершила первую версию базы данных о метаболоме человека, содержащую информацию о примерно 2500 метаболитах, 1200 лекарствах и 3500 веществ пищи.^[11][12]

На сегодняшний день метаболомика все ещё остается «новой» областью исследований.^[13] Дальнейший прогресс в этой области зависит от многих факторов, в том числе от развития технической базы аналитических методов, прежде всего масс-спектрометрических методов и спектроскопии ЯМР.^[13]

Метаболом представляет собой полный набор низкомолекулярных метаболитов (таких как промежуточные продукты обмена веществ, гормоны и другие сигнальные молекулы и вторичные метаболиты), которые могут быть найдены как в биологическом образце, так и в единичном организме.^[14][15] Термин построен по аналогии с транскриптомикой и протеомикой. Так же как транскриптом и протеом, метаболом постоянно меняется. Хотя метаболом может быть определен сравнительно легко, в настоящее время не представляется возможным определение широкого спектра метаболитов с помощью одного аналитического метода. В январе 2007 года учёные университета Альберта и университета Калгари закончили первую версию метаболома человека. Они каталогизировали около 2500 метаболитов, 1200 лекарств и 3500 компонентов пищи, которые могут быть найдены в человеческом теле.^[11] Эта информация, доступная в базе метаболома человека (www.hmdb.ca) и основанная на анализе существующей научной литературы, далека от полноты.^[16] О метаболомах других организмов известно гораздо больше. Например, было охарактеризовано более 50,000 метаболитов растений, многие тысячи были идентифицированы и охарактеризованы в единичных растениях.^[17][18]

Метаболиты — это промежуточные и конечные продукты обмена веществ. В метаболомике метаболиты обычно определяют как любые молекулы размера не более 1 КДа.^[19] Однако существуют и исключения из этого определения, это зависит от конкретного образца и аналитического метода. Например, такие макромолекулы, как липопротеины и альбумин, надежно определяются при анализе плазмы крови методом спектроскопии ЯМР.^[20] В метаболомике растений принято выделять «первичные» и «вторичные» метаболиты. Первичные метаболиты принимают непосредственное участие в нормальном росте, развитии и репродукции. Вторичные метаболиты не принимают участия в этих процессах, но обычно имеют важные экологические функции. Например, антибиотики и пигменты.^[21] В метаболомике человека же принято делить метаболиты на эндогенные (произведенные изучаемым организмом) и экзогенные.^[22] Метаболиты чужеродных субстанций, таких как лекарства, называют ксенометаболитами или ксенобиотиками.^[23]

Метаболом формируется большой сетью метаболических реакций. где продукты одной ферментативной реакции являются исходными веществами для других. Такие системы описываются как гиперциклы.

Метабономика определяется как «количественное измерение динамического многопараметрического метаболического ответа живых систем на патофизиологические воздействия или генные модификации». Термин происходит от греческого мета, означающего «изменение», и номос, означающего «набор правил или закономерностей».^[24] Этот подход был впервые предложен и использован Джереми Николсоном в Королевском лондонском колледже и используется в токсикологии, диагностике заболеваний и ряде других областей. Исторически метабономический подход был одной из первых попыток применить приемы системной биологии для изучения метаболизма.^[25][26][27]

Существуют разногласия при определении различий между метаболомикой и метабономикой. Различия между двумя подходами не сводятся к выбору аналитических методов, хотя метабономика преимущественно ассоциируется со спектроскопией ЯМР, а метаболомика — с масс-спетрометрическими техниками. Несмотря на отсутствие общепризнанной точки зрения, считается, что метаболомика уделяет большее внимание метаболическим профилям на клеточном и органном уровне и преимущественно связана с нормальным эндогенным метаболизмом. Метабономика же использует метаболические профили для получения информации об изменениях метаболизма, связанных с внешними факторами окружающей среды, патологическими процессами и не генетическими изменениями. Это не тривиальное различие. Метаболомные исследования должны, по определению, исключать метаболические изменения под воздействием не генетических факторов, потому что они являются внешними по отношению к изучаемой системе. На практике же, особенно при исследовании заболеваний человека, существует путаница в определениях и часто их считают синонимами.^[28]

Методы разделения[править | править код]

• Газовая хроматография, в особенности с масс-спектрометрическим детектированием (газовая хромато-масс-спектрометрия) — один из наиболее мощных и широкоиспользуемых методов. Она даёт очень высокое хроматографическое разрешение, но для определения многих биомолекул требуется химическая дериватизация, без неё могут анализироваться только летучие соединения. Некоторые макромолекулы и полярные метаболиты не могут исследоваться с помощью газовой хроматографии.^[29]
• Высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ). По сравнению с газ-хроматографией, ВЭЖХ имеет более низкое хроматографическое разрешение, но это компенсируется более широким рядом соединений, которые потенциально могут быть измерены.^[30]
• Капиллярный электрофорез. Капиллярный электрофорез имеет более высокую теоретическую эффективность разделения нежели ВЭЖХ, и может использоваться для исследования более широкого диапазона соединений, чем газ-хроматография. Как и все электрофоретические методы, он наиболее удобен для разделения ионов.^[31]

Методы обнаружения[править | править код]

• Масс-спектрометрия Масс-спектрометрию используют для идентификации и количественного анализа метаболитов после разделения с помощью газ-хроматографии, ВЭЖХ, или капиллярного электрофореза. Газ-хромато-масс-спектрометрия наиболее «естественная» из этих комбинаций и была разработана первой. Кроме того, существующие и разрабатываемые библиотеки масс-спектрометрических данных позволяют идентифицировать метаболиты по их фрагментации при ионизации.
• Ядерный магнитный резонанс (Спектроскопия ЯМР). ЯМР является единственным методом, который не нуждается в разделении смеси исследуемых метаболитов и позволяет использовать исследованные образцы для дальнейшего анализа. Все виды низкомолекулярных метаболитов могут быть определены одновременно. Основными преимуществами ЯМР являются высокая воспроизводимость измерений и простота подготовки образцов. Хотя, конечно, ЯМР имеет существенно более низкую чувствительность, чем масс-спектрометрические методы.^[32][33]
• Наряду со спектроскопией ЯМР и масс-спектроскопическими методами, используются и другие, такие как ВЭЖХ с электрохимическим детектированием и тонкослойная хроматография смесей с изотопными метками.

Метаболомные данные обычно представляют собой результаты различных измерений объектов в разных условиях. Это могут быть спектры в цифровом формате или списки метаболитов и их концентраций. В самом простом случае эти данные представляются в виде матрицы, в которой строки соответствуют образцам, а колонки — концентрациям метаболитов. Для анализа таких данных используются различные статистические методы, обычно это проекционные методы, такие как регрессия на главные компоненты и регрессия на проекциях на скрытые переменные.^[34]

• Токсикология. Метаболические профили (в частности, мочи и плазмы крови) могут быть использованы для определения физиологических изменений, вызванных попаданием токсичных химических соединений. Во многих случаях наблюдаемые изменения могут быть соотнесены со специфичными синдромами, например со специфическими поражениями печени и жировой ткани.^[28]
• Функциональная геномика. Метаболомика может быть прекрасным инструментом для определения фенотипа, возникающего при генетических изменениях, таких как удаление и вставка генов. Это может быть определение фенотипических изменений генно-модифицированных животных и растений, прогнозирование функционирования неизученных генов путём сравнения метаболических изменений с теми, которые происходят при вставке и удалении известных.

1. ↑ Daviss; Bennett. Growing pains for metabolomics (неопр.) // The Scientist. — 2005. — April (т. 19, № 8). — С. 25—28.
2. ↑ Jordan K. W., Nordenstam J., Lauwers G. Y., Rothenberger D. A., Alavi K., Garwood M., Cheng L. L. Metabolomic characterization of human rectal adenocarcinoma with intact tissue magnetic resonance spectroscopy (англ.) // Diseases of the Colon & Rectum (англ.)русск. : journal. — 2009. — March (vol. 52, no. 3). — P. 520—525. — doi:10.1007/DCR.0b013e31819c9a2c. — PMID 19333056.
3. ↑ ^{1 2 3} Van der greef and Smilde, J Chemomet, (2005) 19:376-386
4. ↑ ^{1 2} Nicholson J. K., Lindon J. C. Systems biology: Metabonomics (англ.) // Nature. — 2008. — October (vol. 455, no. 7216). — P. 1054—1056. — doi:10.1038/4551054a. — PMID 18948945.
5. ↑ Gates and Sweeley, Clin Chem (1978) 24(10):1663-73
6. ↑ Preti, George. «Metabolomics comes of age?» The Scientist, 19[11]:8, June 6, 2005.
7. ↑ Novotny et al J Chromatog B (2008) 866:26-47
8. ↑ Griffiths, W.J. and Wang, Y. (2009) Chem Soc Rev 38:1882-96
9. ↑ Holmes E and Antti H (2002) Analyst 127:1549-57
10. ↑ Lenz EM and Wilson ID (2007) J Proteome Res 6(2):443-58
11. ↑ ^{1 2} Wishart D. S., Tzur D., Knox C., et al. HMDB: the Human Metabolome Database (англ.) // Nucleic Acids Research (англ.)русск. : journal. — 2007. — January (vol. 35, no. Database issue). — P. D521—6. — doi:10.1093/nar/gkl923. — PMID 17202168.
12. ↑ Wishart D. S., Knox C., Guo A. C., Eisner R., Young N., Gautam B., Hau D. D., Psychogios N., Dong E., Bouatra S., Mandal R., Sinelnikov I., Xia J., Jia L., Cruz J. A., Lim E., Sobsey C. A., Shrivastava S., Huang P., Liu P., Fang L., Peng J., Fradette R., Cheng D., Tzur D., Clements M., Lewis A., De Souza A., Zuniga A., Dawe M., Xiong Y., Clive D., Greiner R., Nazyrova A., Shaykhutdinov R., Li L., Vogel H. J., Forsythe I. HMDB: a knowledgebase for the human metabolome (англ.) // Nucleic Acids Research (англ.)русск. : journal. — 2009. — Vol. 37, no. Database issue. — P. D603. — doi:10.1093/nar/gkn810. — PMID 18953024.
13. ↑ ^{1 2} Morrow Jr., Ph.D., K. John. Mass Spec Central to Metabolomics (1 апреля 2010), С. 1. Архивировано 28 июня 2010 года. Дата обращения 28 June 2010{{подст:Служебные разделы}}.
14. ↑ Oliver S. G., Winson M. K., Kell D. B., Baganz F. Systematic functional analysis of the yeast genome (англ.) // Trends in Biotechnology (англ.)русск. : journal. — Cell Press (англ.)русск., 1998. — September (vol. 16, no. 9). — P. 373—378. — doi:10.1016/S0167-7799(98)01214-1. — PMID 9744112.
15. ↑ Griffin J. L., Vidal-Puig A. Current challenges in metabolomics for diabetes research: a vital functional genomic tool or just a ploy for gaining funding? (англ.) // Physiol. Genomics : journal. — 2008. — June (vol. 34, no. 1). — P. 1—5. — doi:10.1152/physiolgenomics.00009.2008. — PMID 18413782.
16. ↑ Pearson H. Meet the human metabolome (англ.) // Nature. — 2007. — March (vol. 446, no. 7131). — P. 8. — doi:10.1038/446008a. — PMID 17330009.
17. ↑ De Luca V., St Pierre B. The cell and developmental biology of alkaloid biosynthesis (англ.) // Trends Plant Sci. (англ.)русск. : journal. — 2000. — April (vol. 5, no. 4). — P. 168—173. — doi:10.1016/S1360-1385(00)01575-2. — PMID 10740298.
18. ↑ Griffin J. L., Shockcor J. P. Metabolic profiles of cancer cells (англ.) // Nat. Rev. Cancer : journal. — 2004. — July (vol. 4, no. 7). — P. 551—561. — doi:10.1038/nrc1390. — PMID 15229480.
19. ↑ Samuelsson L. M., Larsson D. G. Contributions from metabolomics to fish research (англ.) // Mol Biosyst (англ.)русск. : journal. — 2008. — October (vol. 4, no. 10). — P. 974—979. — doi:10.1039/b804196b. — PMID 19082135.
20. ↑ Nicholson J. K., Foxall P. J., Spraul M., Farrant R. D., Lindon J. C. 750 MHz 1H and 1H-13C NMR spectroscopy of human blood plasma (англ.) // Anal. Chem. (англ.)русск. : journal. — 1995. — March (vol. 67, no. 5). — P. 793—811. — doi:10.1021/ac00101a004. — PMID 7762816.
21. ↑ Bentley R. Secondary metabolite biosynthesis: the first century (англ.) // Crit. Rev. Biotechnol. (англ.)русск. : journal. — 1999. — Vol. 19, no. 1. — P. 1—40. — doi:10.1080/0738-859991229189. — PMID 10230052.
22. ↑ Nordström A., O'Maille G., Qin C., Siuzdak G. Nonlinear data alignment for UPLC-MS and HPLC-MS based metabolomics: quantitative analysis of endogenous and exogenous metabolites in human serum (англ.) // Anal. Chem. (англ.)русск. : journal. — 2006. — May (vol. 78, no. 10). — P. 3289—3295. — doi:10.1021/ac060245f. — PMID 16689529.
23. ↑ Crockford D. J., Maher A. D., Ahmadi K. R., et al. 1H NMR and UPLC-MS(E) statistical heterospectroscopy: characterization of drug metabolites (xenometabolome) in epidemiological studies (англ.) // Anal. Chem. (англ.)русск. : journal. — 2008. — September (vol. 80, no. 18). — P. 6835—6844. — doi:10.1021/ac801075m. — PMID 18700783.
24. ↑ Nicholson J. K. Global systems biology, personalized medicine and molecular epidemiology (англ.) // Mol. Syst. Biol. (англ.)русск. : journal. — 2006. — Vol. 2. — P. 52. — doi:10.1038/msb4100095. — PMID 17016518.
25. ↑ Nicholson J. K., Lindon J. C., Holmes E. 'Metabonomics': understanding the metabolic responses of living systems to pathophysiological stimuli via multivariate statistical analysis of biological NMR spectroscopic data (англ.) // Xenobiotica (англ.)русск. : journal. — 1999. — November (vol. 29, no. 11). — P. 1181—1189. — doi:10.1080/004982599238047. — PMID 10598751.
26. ↑ Nicholson J. K., Connelly J., Lindon J. C., Holmes E. Metabonomics: a platform for studying drug toxicity and gene function (англ.) // Nat Rev Drug Discov : journal. — 2002. — February (vol. 1, no. 2). — P. 153—161. — doi:10.1038/nrd728. — PMID 12120097.
27. ↑ Holmes E., Wilson I. D., Nicholson J. K. Metabolic phenotyping in health and disease (англ.) // Cell. — Cell Press (англ.)русск., 2008. — September (vol. 134, no. 5). — P. 714—717. — doi:10.1016/j.cell.2008.08.026. — PMID 18775301.
28. ↑ ^{1 2} Robertson D. G. Metabonomics in toxicology: a review (англ.) // Toxicol. Sci. (англ.)русск. : journal. — 2005. — June (vol. 85, no. 2). — P. 809—822. — doi:10.1093/toxsci/kfi102. — PMID 15689416.
29. ↑ Schauer N., Steinhauser D., Strelkov S., et al. GC-MS libraries for the rapid identification of metabolites in complex biological samples (англ.) // FEBS Lett. (англ.)русск. : journal. — 2005. — February (vol. 579, no. 6). — P. 1332—1337. — doi:10.1016/j.febslet.2005.01.029. — PMID 15733837.
30. ↑ Gika H. G., Theodoridis G. A., Wingate J. E., Wilson I. D. Within-day reproducibility of an HPLC-MS-based method for metabonomic analysis: application to human urine (англ.) // J. Proteome Res. (англ.)русск. : journal. — 2007. — August (vol. 6, no. 8). — P. 3291—3303. — doi:10.1021/pr070183p. — PMID 17625818.
31. ↑ Lapainis T., Rubakhin S. S., Sweedler J. V. Capillary electrophoresis with electrospray ionization mass spectrometric detection for single-cell metabolomics (англ.) // Anal. Chem. (англ.)русск. : journal. — 2009. — July (vol. 81, no. 14). — P. 5858—5864. — doi:10.1021/ac900936g. — PMID 19518091.
32. ↑ Griffin J. L. Metabonomics: NMR spectroscopy and pattern recognition analysis of body fluids and tissues for characterisation of xenobiotic toxicity and disease diagnosis (англ.) // Curr Opin Chem Biol : journal. — 2003. — October (vol. 7, no. 5). — P. 648—654. — doi:10.1016/j.cbpa.2003.08.008. — PMID 14580571.
33. ↑ Beckonert O., Keun H. C., Ebbels T. M., et al. Metabolic profiling, metabolomic and metabonomic procedures for NMR spectroscopy of urine, plasma, serum and tissue extracts (англ.) // Nat Protoc (англ.)русск. : journal. — 2007. — Vol. 2, no. 11. — P. 2692—2703. — doi:10.1038/nprot.2007.376. — PMID 18007604.
34. ↑ Trygg J., Holmes E., Lundstedt T. Chemometrics in metabonomics (англ.) // J. Proteome Res. (англ.)русск. : journal. — 2007. — February (vol. 6, no. 2). — P. 469—479. — doi:10.1021/pr060594q. — PMID 17269704.

• Tomita M., Nishioka T. (2005), Metabolomics: The Frontier of Systems Biology, Springer, ISBN 4-431-25121-9
• Wolfram Weckwerth W. (2006), Metabolomics: Methods And Protocols (Methods in Molecular Biology), Humana Press, ISBN 1-58829-561-3
• Dunn, W.B. and Ellis, D.I. (2005), Metabolomics: current analytical platforms and methodologies. Trends in Analytical Chemistry 24(4), 285—294.
• Ellis, D.I. and Goodacre, R. (2006) Metabolic fingerprinting in disease diagnosis: biomedical applications of infrared and Raman spectroscopy. Analyst 131, 875—885. DOI:10.1039/b602376m

http://dbkgroup.org/dave_files/AnalystMetabolicFingerprinting2006.pdf

• Claudino, W.M., Quatronne, A., Pestrim, M., Biganzoli, L., Bertini and Di Leo, A.(2007) Metabolomics: Available Results, Current Research Projects in Breast Cancer, and Future *Applications. J Clin Oncol May 14; [Epub ahead of print]. https://web.archive.org/web/20080120072634/http://lab.bcb.iastate.edu/projects/plantmetabolomics/
• Ellis, D.I., Dunn, W.B., Griffin, J.L., Allwood, J.W. and Goodacre, R. (2007) Metabolic Fingerprinting as a Diagnostic Tool. Pharmacogenomics, 8(9), 1243—1266. http://dbkgroup.org/dave_files/Pharmacogenomics.pdf
• Gomase V. S., Changbhale S. S., Patil S. A., Kale K. V. Metabolomics (англ.) // Current Drug Metabolism (англ.)русск. : journal. — 2008. — January (vol. 9, no. 1). — P. 89—98. — doi:10.2174/138920008783331149. — PMID 18220576. (недоступная ссылка)

Катаболизм — Википедия

Катаболи́зм (от греч. καταβολή, «сбрасывание, разрушение»), также энергетический обмен, или диссимиляция — процесс метаболического распада (деградации) сложных веществ на более простые или окисления какого-либо вещества, обычно протекающий с освобождением энергии в виде тепла и в виде молекулы АТФ, универсального источника энергии всех биохимических процессов.^[1] Катаболические реакции лежат в основе диссимиляции: утраты сложными веществами своей специфичности для данного организма в результате распада до простых.

Примерами катаболизма являются:

Интенсивность катаболических процессов и преобладание тех или иных катаболических процессов в качестве источников энергии в клетках регулируется гормонами. Например:

C6h22O6+6O2⟶6CO2+6h3O+Q{\displaystyle {\ce {{C6h22O6}+ 6 {O2}-> 6 {CO2}+ 6 {h3O}+ {Q}}}}

(точнее, увеличивая её анаболизм, индуцируя накопление глюкозы в виде гликогена в печени и мышечной ткани, уменьшая тем самым концентрацию глюкозы в крови и лимфе, опосредуя гипогликемию),

• инсулин, напротив, ускоряет катаболизм глюкозы и тормозит катаболизм белков.

Катаболизм является противоположностью анаболизма — процессу синтеза или ресинтеза новых, более сложных, соединений из более простых, протекающему с расходованием, затратой энергии АТФ. Соотношение катаболических и анаболических процессов в клетке регулируется гормонами. Например, адреналин или глюкокортикоиды сдвигают баланс обмена веществ в клетке в сторону преобладания катаболизма, а инсулин, соматотропин, тестостерон — в сторону преобладания анаболизма.

Пластический и энергетический обмены[править | править код]

Питательные вещества — это любое вещество, пригодное для еды и питья живым организмам для пополнения запасов энергии и необходимых ингредиентов для нормального течения химических реакций обмена веществ: белков, жиров, углеводов, витаминов, минералов и микроэлементов.

Метаболизм — это совокупность всех химических реакций, происходящих в организме. Значение метаболизма состоит в создании необходимых организму веществ и обеспечении его энергией. Выделяют две составные части метаболизма — катаболизм и анаболизм.

Катаболизм (энергетический обмен) — процесс метаболического распада, разложения на более простые вещества (дифференциация) или окисления какого-либо вещества, обычно протекающий с высвобождением энергии в виде тепла и в виде АТФ.

Анаболизм (пластический обмен) — совокупность химических процессов, составляющих одну из сторон обмена веществ в организме, направленных на образование клеток и тканей. За счет анаболизма происходит рост, развитие и деление каждой клетки.

Обмен веществ между организмом и окружающей средой — необходимое условие существования живых существ, это один из основных признаков живого. Из внешней среды организм получает кислород, органические вещества, минеральные соли, воду. Во внешнюю среду отдаёт конечные продукты распада: углекислый газ, излишки воды, минеральных солей, мочевину, соли мочевой кислоты и некоторые другие вещества.

У человека в течение жизни почти все клетки организма сменяются несколько раз. Кровь за год полностью обновляется 3 раза, за сутки меняется 450 млрд эритроцитов, до 30 млрд лейкоцитов, 1/75 всех костных клеток скелета, до 50 % эпителиальных клеток желудка и кишечника.

Энергия, высвобождающаяся при распаде органических веществ, не сразу используется клеткой, а запасается ею в виде высокоэнергетических соединений, как правило, в виде АТФ. АТФ — нуклеотид, состоящий из аденина, рибозы и трёх остатков фосфорной кислоты, соединяющихся между собой макроэргическими связями.

В этих связях запасена энергия, которая высвобождается при их разрыве:

• АТФ+Н₂О -> АДФ+Н₃РО₄+Q1,
• АДФ+Н₂О->АМФ+Н₃РО₄+Q2,
• АМФ+Н₂О->аденин+рибоза+Н₃РО₄+Q3,

где АТФ-аденозинтрифосфорная кислота; АДФ-аденозиндифосфорная кислота; АМФ-аденонмонофосфорная кислота; Q1 = Q2 = 30,6 кДж.

Запас АТФ в клетке ограничен и пополняется благодаря процессу фосфорилирования. Фосфорилирование — присоединение остатка фосфорной кислоты к АДФ (АДФ+Ф->АТФ). В результате превращений эти вещества попадают в клетки. Здесь они расщепляются (глюкоза - до воды и углекислого газа). Высвобожденная энергия используется клетками для поддержания своей жизнедеятельности. Этот процесс называется энергетическим обменом. Пластический и энергетический обмены происходят одновременно и неразрывно связаны друг с другом, но не всегда являются уравновешенными. Чаще всего это связано с возрастом человека.

I этап, подготовительный[править | править код]

Сложные органические соединения распадаются на простые под действием пищеварительных ферментов, при этом выделяется только тепловая энергия.

• Белки → аминокислоты
• Жиры → глицерин и жирные кислоты
• Крахмал → глюкоза

II этап, гликолиз (бескислородный)[править | править код]

Осуществляется в цитоплазме, с мембранами не связан. В нём участвуют ферменты; расщеплению подвергается глюкоза и происходит образование двух молекул пировиноградной кислоты CH₃COCOOH. 60 % энергии рассеивается в виде тепла, а 40 % — используется для синтеза 2 молекул АТФ. Кислород не участвует.

C6h22O6⟶2Ch4COCOOH+2АТФ{\displaystyle {\ce {{C6h22O6}-> 2{Ch4COCOOH}+ 2 {АТФ}}}}

III этап, клеточное дыхание (кислородный)[править | править код]

Осуществляется в митохондриях, связан с матриксом митохондрий и внутренней мембраной. В нём участвуют ферменты, кислород. Расщеплению подвергается молочная кислота. СО₂ выделяется из митохондрий в окружающую среду. Атом водорода включается в цепь реакций, конечный результат которых — синтез АТФ.

• Биологический энциклопедический словарь / глав. ред. М. С. Гиляров. — М.: Советская энциклопедия, 1986. — С. 250.

---

Смотрите также

• 
  Дистальный отдел что это такое
• 
  Майкрософт уан драйв что это такое
• 
  Волонтер это что такое
• 
  Рагу свиное что это такое
• 
  Барбитурат что это такое
• 
  Атанде что это такое
• 
  Фонотека что это такое
• 
  Нейросенсорные нарушения что это такое
• 
  Микрокалькулез почек что это такое
• 
  Межевание земельного участка что это такое как выглядит документ
• 
  Памуккале что это такое