Признаци за повишен и забавен метаболизъм, списък на храни, които ускоряват метаболизма

Човешкото тяло се нуждае от много хранителни вещества, енергия, за да осигури функционирането на всички телесни системи. Всички тези процеси са отговорът на въпроса какво е метаболизъм - това са всички метаболитни процеси в организма, които протичат денонощно. Колкото по-добре човек има метаболизъм, толкова по-добре работят всички системи. Този процес е отговорен за здравето, външния вид, количеството сили, които тялото е в състояние да генерира..

Какво е метаболизма

Метаболизмът е химическият процес на трансформация на хранителни вещества, които влизат в тялото под каквато и да е форма. След като храната попадне в стомаха, започва процесът на разделяне, той се разгражда на малки компоненти, които се превръщат в малки молекули, от които става изграждането на нашето тяло. Това е колективен термин, който включва много процеси, протичащи в тялото, които влияят на физиката, хормоналните характеристики, скоростта на усвояване и степента на обработка на храната.

Какво влияе върху метаболизма

Скоростта на метаболизма може да бъде нормална, висока или бавна. Има определен списък от фактори, които влияят на този показател. Знаейки какво може да повлияе на метаболизма, ще ви помогне да контролирате този процес, да избегнете излишните килограми или, обратно, да спечелите. Всички тези фактори са свързани с храненето и навиците, например:

  1. Мускулна маса. Мускулното присъствие е определящ фактор, който влияе върху скоростта на метаболизма. Един килограм мускули изгаря до 200 ккал на ден, мастната тъкан през това време ще ви спести не повече от 50 ккал. Поради тази причина спортистите нямат проблеми с наднорменото тегло, интензивните тренировки ускоряват процеса на изгаряне на натрупванията. Мускулната маса влияе на метаболитните процеси 24 часа на ден. И не само по време на спорт.
  2. Честота, брой хранения. Големите пропуски между храненията влияят неблагоприятно на метаболизма. Тялото започва да прави резерви, да се остави настрана в случай на глад по време на дълги почивки. Всички диетолози препоръчват да се прави дробно хранене 5-6 пъти на ден, на малки порции, за да се заглуши гладът, но не и да се преяжда. Оптималният интервал между храненията - 3 часа.
  3. Храна. Това, което ядете, също има пряк ефект върху метаболизма. Често диетите напълно изключват животни, растителни мазнини от диетата, но отсъствието им води до по-бавно производство на хормони, което забавя метаболизма.
  4. Питиетата. Режимът на пиене помага да се ускори процесът на разделяне с дължимото количество обикновена вода, чай, кафе или сок не се вземат предвид в общия воден баланс. Препоръчва се да се пие най-малко 1,5-2,5 литра вода на ден.
  5. Генетика. Метаболизмът се появява в клетката, така че генетичните данни ги програмират към конкретен режим. Ускореният метаболизъм на много хора е „подарък“ от родителите.
  6. Метаболизмът в организма може сериозно да забави психо-емоционалните силни шокове..
  7. Диети. Онези диети, които налагат силни ограничения за определени храни, често причиняват рязко намаляване на метаболизма, което се отразява неблагоприятно на цялото тяло.
  8. заболявания Различните патологии, хормоналните отклонения влияят на метаболизма и енергията.
  9. пол Мъжете и жените имат различия в метаболитните процеси.

Какви процеси са характерни за метаболизма

Тази концепция включва целия цикъл на преработка, постъпващи вещества в тялото. Но има по-специфични части от това, което се нарича метаболизъм. Метаболизмът е разделен на два основни типа:

  1. Анаболизма. Това е процесът на синтез на нуклеинови киселини, протеини, хормони, липиди за създаване на нови вещества, клетки и тъкани. Мазнините се натрупват в този момент, мускулните влакна се образуват, енергията се абсорбира (натрупва) и нейната натрупва.
  2. Катаболизъм. Обратно на описаните по-горе процеси, всички сложни компоненти се разпадат на по-прости. Има поколение и освобождаване на енергия. По това време се случва разрушаването на мускулните влакна, което спортистите непрекъснато се опитват да избягват, мазнините и въглехидратите се разграждат от храната за допълнителна енергия.

Крайни продукти

Всеки процес в организма не изчезва без следа, винаги остават остатъци, които впоследствие ще бъдат отстранени от тялото. Наричат ​​се крайни продукти и метаболизмът също ги има, следните опции се разграничават от оттеглянето:

  • през обвивката на тялото (въглероден диоксид);
  • абсорбция в задната черва (вода);
  • отделена екскреция (амоняк, пикочна киселина, урея).

Видове метаболизъм

Има два основни типа, включени в концепцията за това какво е метаболизъм - въглехидрат и протеин. Последното включва преработка на този компонент от животински и растителен произход. За да функционира пълноценно човешкото тяло, той се нуждае от двете групи от тези вещества. В тялото не се наблюдават отлагания на протеинови съединения под формата на мазнини. Целият произведен от човека протеин претърпява разпад, след което се синтезира нов протеин със съотношение 1: 1. При децата процесът на катаболизъм надделява над анаболизма поради бързия растеж на тялото. Разграничават се два вида протеин:

  • пълноценна - включва 20 аминокиселини, намира се само в продукти от животински произход;
  • по-нисък - всеки протеин, който няма поне 1 от основните аминокиселини.

Въглехидратният метаболизъм е отговорен за генерирането на по-голямата част от енергията. Сложните и прости въглехидрати се секретират. Първият вид включва зеленчуци, хляб, плодове, зърнени храни и зърнени храни. Този вид се нарича още „полезен“, тъй като разделянето се случва за дълго време и осигурява на тялото дълго зареждане. Прости или бързи въглехидрати - продукти от бяло брашно, захар, сладкиши, газирани напитки, сладкиши. Човешкото тяло може да се справи без тях изобщо, те се обработват много бързо. Тези два типа имат следните характеристики:

  • сложните въглехидрати образуват глюкоза, нивото на която винаги е приблизително същото;
  • бързо правят този показател да се колебае, което се отразява на настроението, благосъстоянието на човек.

Признаци за добър метаболизъм

Тази концепция включва скоростта на метаболизма, с която човек не изпитва проблеми със затлъстяването или неконтролирана загуба на тегло. Добър метаболизъм е, когато метаболитният процес не протича твърде бързо или твърде бавно. Всеки човек се опитва да коригира, да овладее този въпрос и да постигне оптимален метаболизъм, което не би навредило на организма.

Метаболизмът трябва да съответства на нормата, за всеки човек има свой собствен, но ако има излишно тегло или, обратно, болезнена тънкост, значи нещо в тялото не е наред. Основните признаци на добрия метаболитен процес е здравето на органите, кожата и нервната система на човека:

  • липса на обриви по кожата;
  • оптимално съотношение на мускулите и телесните мазнини;
  • добро състояние на косата;
  • нормално функциониране на стомашно-чревния тракт;
  • липса на хронична умора.

Метаболитни нарушения

Причината за отклоненията в метаболитните процеси могат да бъдат различни патологични състояния, които засягат работата на ендокринните жлези или наследствени фактори. Медицината се бори успешно с болести, но досега не е било възможно да се справи с генетично предразположение. В по-голямата част от случаите причината за лошия метаболизъм е недохранването или твърде строгите хранителни ограничения. Злоупотребата с мазни храни, нискокалоричното хранене, диетите с глад водят до неправилно функциониране на метаболитните процеси. Лошите навици изострят състоянието:

  • пия алкохол;
  • тютюнопушенето;
  • неактивен начин на живот.

Симптоми на метаболитни нарушения

Всички по-горе причини причиняват прояви на лош метаболизъм. Състояние се проявява като правило под формата на набор от излишно тегло, влошаване на кожата и косата. Възможно е да се отървете от всички негативни симптоми само чрез елиминиране на първопричината за метаболитни нарушения (заболявания, неправилна диета, неактивен начин на живот). Трябва да се грижите за здравето си и да нормализирате метаболизма в тялото, когато се появят следните отклонения:

  • силно подуване;
  • задух;
  • наднормено тегло;
  • чупливост на ноктите;
  • промяна в цвета на кожата, влошаване на нейното състояние;
  • косопад.

Как да се забавим

Може да възникне и обратна ситуация, при която метаболизмът, който е прекалено бърз, обработва входящите компоненти толкова активно, че човекът става твърде слаб, не може да натрупа мускулна маса, мазнини. Това състояние не се счита за норма и метаболитните процеси трябва да се забавят. За да направите това, можете да направите следното:

  • пийте малко повече кафе;
  • ограничете времето, в което спите;
  • пийте повече мляко;
  • закусвайте един час след събуждането;
  • ако активно се занимавате със спорт, тогава намалете натоварването;
  • яжте строго 3 пъти на ден, порциите трябва да носят усещане за пълна ситост;
  • се откажете от зелен чай, цитрусови плодове, храни с високо съдържание на протеини.

Как да ускорим метаболизма и метаболизма

Този въпрос се задава по-често, особено за хората, които искат да отслабнат. Ако след анализ се уверите, че причината за затлъстяването не е наследствена предразположеност (генетични нарушения) или заболяване на ендокринната система, можете да започнете да контролирате диетата и физическата си активност. По-долу са опциите, които, когато се използват заедно, ще ви помогнат да се справите с бавния метаболизъм..

Продукти

Първото нещо, което трябва да се промени с нисък метаболизъм, е храненето. В 90% от случаите този елемент е приоритет за отслабване. Препоръчва се да се спазват следните правила:

  1. Целулоза. В диетата на този продукт трябва да бъде много, този компонент се абсорбира в храносмилателния тракт за дълго време, насищайки организма за дълго време. Според проучвания това вещество в диетата ускорява метаболизма с 10%. Можете да си купите фибри в хранителни магазини, тя се намира и в твърди тестени изделия, зърнени храни, хляб от пълнозърнест продукт.
  2. Протеинова храна. Протеинът има значителни топлинни свойства, за обработката му тялото трябва да изразходва много калории. Той също участва в изграждането на мускулна маса, което също има положителен ефект върху повишаване на метаболитната скорост. Много протеин се намира в пилешките яйца, пилешкото месо, млечните и кисело-млечните продукти.
  3. Citrus. Те помагат за стимулиране на храносмилателния тракт, ускоряват извеждането на ненужната вода от тялото. Грейпфрутът се счита за най-добрият вариант за отслабване на цитрусови плодове, Можете също да ядете мандарини, портокали, лимони..
  4. Джинджифилът участва в транспорта на хранителни вещества и тяхното усвояване. Продуктът помага на тялото да пренася кислорода по-бързо по цялото тяло и това стимулира процеса на изгаряне на мазнини. Можете да включите продукта във всяка форма. Не губи свойствата си дори при термична обработка.
  5. Намалете количеството захар в кръвта с канела. Той не само действа като средство за предотвратяване на диабет, но също така спомага за разпръскването на метаболизма. Този компонент помага само при дългосрочна употреба..

Питиетата

При достатъчно снабдяване с вода на клетките, регенерацията протича по-бързо, което осигурява младежка кожа, бързо елиминиране на продукти от разпад, които имат токсичен ефект върху тялото. Водата нормализира и ускорява процеса на разделяне, храносмилане. Обемът на течността се изчислява, като се вземат предвид супите, но кафето или чаят не са включени в тази група. Тези напитки отнемат вода, така че след като ги изпиете, трябва да изпиете няколко чаши обикновена вода.

Основното условие за консумацията на всички напитки е липсата на захар, можете да добавите заместител, ако желаете. Следните течности се препоръчват:

  • плодова напитка;
  • компоти;
  • хибискус;
  • в малки количества прясно изцедени сокове;
  • бял, зелен чай;
  • билкови отвари.

Препарати

Лекарствата не могат драстично да повлияят на метаболизма, те имат необходимия ефект само като част от интегриран подход: спорт, хранене, отхвърляне на лоши навици. Следните опции се считат за популярни лекарства за подобряване на метаболизма:

  1. Стероиди. Те са особено изискани от културиста, но имат много осезаем ефект върху хормоналния фон в организма. При момичетата тези вещества могат да провокират спиране на менструалния цикъл, бурно нарастване на космите по тялото и промяна в тембъра на гласа. При мъжете това лекарство намалява либидото, понижава потентността. Когато спрете да приемате стероиди, настъпва много бързо наддаване на тегло, силен спад на имунитета.
  2. Амфетамин, кофеин, фенамин и други стимуланти. Продължителният неконтролиран прием води до безсъние, депресия и бързо пристрастяване..
  3. Хормон на растеж или хормон на растежа. Нежен препарат, който помага за натрупване на мускулна маса и няма много странични ефекти, стимулира метаболизма за дълго време.
  4. L-тироксин. Има стимулиращ ефект върху функцията на щитовидната жлеза, което помага за бързото отслабване, без да се връща. От минусите има: раздразнителност, нервност, изпотяване, нарушаване на някои системи на тялото.
  5. Кленбутерол. Драстично увеличава скоростта на метаболитните процеси, бързо намалява телесното тегло. От страничните ефекти показват появата на тахикардия, скокове на телесната температура.
  6. Витаминни комплекси. Те подобряват общото благосъстояние, насищат организма с необходимите вещества за пълноценната работа на всички системи на тялото. Това е важен източник за пълноценен човешки живот, витамините подпомагат работата на всички органи на тялото. По-добре е да използвате готов витаминен комплекс, който е богат на всички видове микроелементи.

Упражнения

Ако бавният метаболизъм не е диагноза поради генетичните характеристики на организма, тогава спортът е най-важната стъпка за подобряване на метаболизма. Всеки лекар ще препоръча увеличаване на физическата активност, ако искате да свалите излишното тегло. Недостатъчните дневни енергийни натоварвания водят до застояли процеси в организма, забавят кръвообращението, което се отразява неблагоприятно на храненето на клетките и органите. Ежедневните упражнения значително ускоряват метаболизма.

Няма специфични и специални упражнения за тези цели, необходимо е редовно да се натоварва тялото. Можете да приемете това като част от лечение, което значително повишава качеството на целия режим. Ефективността на диетата, лекарствата за ускоряване на метаболизма ще зависи от спорта. За тези цели се препоръчва ежедневно да се провежда каридотренинг:

  • тичане на бягаща пътека или на открито;
  • футбол;
  • баскетбол;
  • йога;
  • фитнес;
  • пилатес;
  • оформяне;
  • аеробика;
  • колоездене или велосипед за упражнения.

Какво е метаболизмът? Какви са метаболитните нарушения

Всеки от нас иска да се поглезим ежедневно със сладкиши и в същото време да не се замисляме дали да вземем предвид въглехидратите. Но ясното разбиране за това какви излишни калории водят до това ни спира да неконтролирано ядем кулинарни шедьоври. Повечето съвременни хора се грижат за фигурата си. Суровите диети и гладните стачки бяха нормални. И излишните килограми не изчезват. Ако успеете да отслабнете, е изключително трудно да поддържате постигнатия резултат. Причината за това може да бъде нарушен метаболизъм..

Какво е

Метаболизмът е разнообразие от химични процеси, които протичат в междуклетъчната течност и в самите клетки на човешкото тяло. Такива процеси са свързани:

  • с преработката на онези хранителни вещества, които идват с храната;
  • с превръщането им в най-простите малки частици;
  • с освобождаването на клетките от отпадъчните елементи;
  • с доставката на клетки със строителен материал.

Най-простите малки частици, които се образуват от хранителни вещества, са в състояние да проникнат в клетките на човешкото тяло. По този начин те отделят енергията, необходима за нормалното му функциониране.

С други думи, метаболизмът е метаболизъм, който е индивидуален за всеки човек. Оригиналността му се основава на комбинация от различни фактори. Това може да включва генетично предразположение на човек, пол и възраст, тегло и ръст, мускулна маса, начин на живот, стрес, влияния на околната среда, наличие на заболявания на щитовидната жлеза.

Бърз и бавен метаболизъм

Под бавен метаболизъм се разбира онзи метаболизъм в човешкото тяло, който протича с ниска скорост. Това означава, че за определен период от време се изгарят по-малко калории и процесът на превръщане на хранителните вещества в енергия се забавя. Поради тази причина по-бавните метаболитни процеси в ситуация с наднормено тегло водят до факта, че всички калории, които не са били изгорени, се отлагат. Лицето има забележими мастни гънки по тялото, а долната част на лицето придобива допълнителни брадички.

Ако помислим за бърз метаболизъм, тогава с този тип метаболизъм е невъзможно да натрупате оптимално тегло за себе си. Човек може да яде всякаква храна, но това не му позволява да се оправя. Витамините и полезните елементи, които идват с храната, не се усвояват. В резултат на това има недостиг на жизненоважни ензими, отсъствието на които забавя функционирането на най-важните процеси в организма. Човек, чиито метаболитни процеси протичат с висока скорост, винаги се чувства зле, имунитетът му е отслабен, което намалява устойчивостта към сезонни заболявания.

Метаболитни нарушения: причини

Метаболизмът е основният механизъм, който определя функционирането на човешкото тяло. Ако функционирането му е нарушено на клетъчно ниво, се наблюдава увреждане на биологичните мембрани. След това хората започват да атакуват всякакви сериозни заболявания. Когато във вътрешните органи се наблюдават метаболитни нарушения, това води до промяна във функциите на тяхната работа, което допринася за по-сложна връзка с околната среда. В резултат на това производството на хормони и ензими, от които тялото се нуждае, се влошава, което провокира тежки заболявания от репродуктивната и ендокринната система.

Често се наблюдава метаболитно разстройство в резултат на глад и промени в диетата. Като приоритет хората, които се хранят с недохранване, стават негови жертви. Недохранването е също толкова опасно, колкото преяждането.

Метаболизмът може да бъде нарушен поради стресови ситуации. Факт е, че именно нервната система е отговорна за регулирането на всички метаболитни процеси в организма. Пушачите и злоупотребите с алкохол са изложени на риск..

Симптоми на проблем

Метаболизмът е съществен компонент на човешкото тяло. Основните симптоми на метаболитни нарушения включват следните алармени звънци:

  • телесното тегло се увеличава или намалява рязко;
  • човек периодично се смущава от възпалено гърло;
  • постоянно чувство на глад и жажда;
  • повишена раздразнителност, депресия, апатия, безразличие;
  • склонност към истерици;
  • повишена окосмяване по лицето и ръцете;
  • треперещи ръце и брадичка;
  • акне.

Ако бъдат открити поне няколко симптома, трябва да посетите ендокринолог. Именно той въз основа на вашите анализи ще предложи компетентно и правилно лечение. Всички препоръки на лекаря трябва да се спазват стриктно. Това ще доведе до нормални метаболитни процеси. Ако пренебрегнете симптомите на възможно заболяване, тогава рискът от сериозни заболявания в бъдеще се увеличава. Самолечението в случай на метаболитни нарушения в тялото е забранено!

Защо този проблем е опасен?

Човешкото тяло е място, където има непрекъсната обмяна на въглехидрати, мазнини и протеини. Може да възникне метаболитно разстройство за един от тези компоненти или за няколко едновременно. Ако обърнем внимание само на основните метаболитни процеси, можем да различим метаболитните нарушения в синтеза и разграждането на протеини, мазнини и въглехидрати.

Нарушеният метаболизъм е вид съобщение на човек за проблеми, които възникват в организма. Когато метаболитният процес се влоши, се създават предпоставки за развитието на различни заболявания. Затова е изключително важно да забележите промените в тялото навреме и да предотвратите развитието на болестта. Освен това, с метаболитни нарушения, тялото престава да се освобождава от продуктите на разпад. Процесът на отравянето му започва с голям брой токсини и други опасни вещества..

Процесите на мастния метаболизъм

Ако метаболизмът на мазнините е нарушен, човек започва да страда от излишно тегло. Може да се наблюдава обратното явление - активна загуба на тегло..

Основните компоненти на мастния метаболизъм са:

Анаболизмът е отговорен за съхраняването на мазнини. Човешкият черен дроб е първата спирка, където хранителните мазнини започват да се усвояват и преработват. Тогава те се хвърлят в кръвта. В допълнение към холестерола, хранителните мазнини се преработват в триглицериди..

Химичната основа на всяка триглицеридна молекула е глицерол в комбинация с три мастни киселини. Триглицеридите се улавят от мастните клетки и се съхраняват, докато тялото не изисква липсващата енергия..

Катаболизмът е отговорен за унищожаването на мастните клетки и отделянето на триглицериди, които се съхраняват в тях. Ако човешкото тяло се нуждае от енергия, то именно захарта се използва като приоритет като вид гориво. Тялото получава липсващото количество от освободените триглицериди и мастни киселини, които се абсорбират от митохондриите (микроскопични „електроцентрали“), за да получат енергия.

Мастният метаболизъм като химичен процес има странични продукти от своето функциониране. Когато мазнините се изгарят, в организма се появяват кетони. Високото им ниво е много опасно за човешкия живот..

Предотвратяване

Днес вече са разработени лекарства и са на разположение препоръки, които могат да регулират метаболизма. Вещества, влизащи в нашето тяло, много. Някои от тях са в състояние да забавят образуването на шлаки и да подобрят качеството на метаболитните процеси. Превенцията на метаболизма се основава на снабдяването на тялото с точно тези вещества, които допринасят за перфектен метаболизъм.

Особено внимание в превантивните мерки се отделя на кислорода. Ако в тъканта на човешкото тяло той влезе в оптималното количество, тогава има значително активиране на метаболитните процеси.

Без витамини и минерали тялото ни не може да съществува. С възрастта всички процеси се забавят. Наблюдава се запушване на някои съдове. Тялото страда от липса на кислород, въглехидрати, минерали. Ето защо е необходимо изкуствено да го храним.

Хората с метаболитни нарушения се съветват да обърнат внимание на физическата активност. Добре тренираната тренировка за отслабване на Джилиън Майкълс Изгонва мазнините засилва метаболизма ("Изгаряне на мазнини, Увеличаване на метаболизма").

Изчисляване на метаболитна скорост

Препоръчва се постоянно да проверявате метаболизма си. Това ще направи лекарят, към когото потърсите помощ. И можете сами да изчислите всичко.

Така че веднага ще направим резерва, че те често объркват нивото на метаболизма по време на почивка (RMR за кратко) с нивото на основния метаболизъм (BMR за кратко). Трябва редовно да проверяваме точно RMR. Този показател се изчислява много просто. За целта се използва най-точната формула към днешна дата, която отчита възрастта, ръста и теглото на човек:

  • за жени RMR = 9,99 x B + 6,25 x P - 4,92 x Bz - 161;
  • за мъже RMR = 9,99 x H + 6,25 x P - 4,92 x B + 5.

Обозначения от формулата:

  • Б - тегло в килограми;
  • P - ръст в сантиметри;
  • Vz - възраст в години.

Въз основа на получените данни можете допълнително да коригирате диетата си.

Възможно е да се нормализира нивото на метаболитните процеси, като се изключат от диетата продукти, които съдържат вредни за организма вещества и холестерол.

Корекция на диетата

Метаболитната скорост (RMR) се изчислява и сега е ясно колко калории се нуждаят от тялото ни през периода на почивка. Можете също така да разберете колко калории са ви необходими дневно, за да поддържате съществуващото си тегло. За това RMR трябва да се умножи по съответния показател за нивото на физическа активност, който е посочен в лявата колона на таблицата:

Ако искате да се отървете от уморените излишни килограми и няма никакви патологии или заболявания в организма, трябва да:

  • следете ежедневно консумираните калории;
  • Не надвишавайте тази калорийна норма на ден, която е изчислена по горната формула и умножена по показател за физическа активност;
  • по различни начини и методи за активиране на метаболитните процеси в организма.

Намаляване на апетита, ускоряване на метаболизма

Ако се вземе решение за подобряване на метаболизма, диетата и стриктното й спазване задължително трябва да се превърнат в основно правило. За помощ при съставянето на диета е необходимо да се свържете с опитен лекар, тъй като тя се изчислява индивидуално за всеки на базата на тестовете.

Има общи правила за хранене при нарушен метаболизъм. Те няма да навредят на здравето, но апетитът им ще бъде значително намален. Факт е, че и метаболизмът, и апетитът се регулират от лептин - това е хормон, към който човек може да загуби чувствителност. В резултат на това има увеличение на излишните килограми.

Чувствителността към лептин се губи поради различни фактори, включително хранителни алергии и неправилна диета. Благодарение на специални диети и общи правила за хранене за нарушен метаболизъм, става възможно да се възстанови чувствителността към лептин. В същото време нивото на инсулин в кръвта намалява и теглото се стабилизира.

Ускоряване на метаболизма с вода

За един ден човек трябва да изпие поне 2 литра студена вода. Различни сокове, кафе, чай и други напитки не се броят.

Водата е активен участник във всички химични процеси, които протичат в организма. Поради тази причина дефицитът му забавя метаболизма.

Когато студена вода попадне в тялото, тя се изправя пред задачата да загрее получената течност до телесна температура. Това ще изисква енергия, която ще се генерира чрез изгаряне на голям брой калории..

Общи правила за хранене при метаболитни нарушения

Рибата трябва да се яде възможно най-често. Ако това не е възможно, тогава обогатете диетата с морски дарове трябва да бъде поне 3 пъти седмично.

Всеки ден трябва да ядете храни, съдържащи фибри.

Всеки ден менюто трябва да включва чесън и лук, брюкселско зеле и карфиол, броколи, моркови, чушки, спанак.

Препоръчва се закуска между основните хранения, ядене на здравословни храни..

Всеки ден в диетата трябва да присъства постно месо, което е източник на протеини. Например постно говеждо, пуешко, пиле без кожа, телешко.

За да утолите жаждата си, най-добре е да дадете предпочитание на зелен чай, сокове от боровинки, череши, нар, натурални зеленчуци.

Ежедневната диета трябва да включва ядки и семена. Последните трябва да бъдат несолени и непечени.

Подправки и билки трябва да присъстват в диетата. Например магданоз, куркума, канела, джинджифил, кардамон, босилек, карамфил.

Тренировка за отслабване от Джилиан Майкълс

Напоследък тренировка от Джилиан Майкълс, наречена Banish Fat Boost Metabolism ("Изгаряне на мазнини, ускоряване на метаболизма") е особено популярна сред хората, които искат да отслабнат..

Видеоурокът описва упражнения, които ви помагат да отслабнете. Авторът на тази програма дава подробни инструкции за класовете, което улеснява постигането на желания резултат.

Тренирането на Джилиан Майкълс се основава на факта, че изгарянето на мастните клетки насърчава кислорода. Ако поддържате сърдечна честота на определено ниво, тогава метаболитните процеси забележимо се ускоряват. Поради тази причина основната част от тренировките се отделя на кардио упражнения, които осигуряват на мастната тъкан с кислород. Програмата включва упражнения за разтягане и сила. Всички те укрепват мускулния корсет, а фигурата буквално след няколко упражнения придобива ясни очертания.

Ако решите да започнете да тренирате по програмата на Джилиан Майкълс „Отслабнете, ускорете метаболизма“, трябва да запомните няколко основни правила:

  • часовете трябва да се провеждат в обувки, което ще предпази глезена и стъпалото от възможни наранявания;
  • трябва да тренирате редовно (единственият начин да постигнете това, което искате);
  • В никакъв случай не трябва да забавяте ритъма, зададен от обучаващия автор.

Отдавна търсите ефективна програма, която да ви помогне да отслабнете? Обучението на Джилиан Майкълс е това, от което се нуждаете! Множество положителни отзиви свидетелстват за ефективността на програмата.

Метаболизъм [метаболизъм]

Метаболизмът е постъпването в тялото на хранителни вещества и течности от околната среда, храносмилането, асимилацията им и разпределението на продуктите.

Всички вещества, постъпващи в тялото на животното, претърпяват значителни трансформации в него. Някои от тях се разграждат на прости, в по-голямата си част, неорганични продукти, освобождавайки в същото време енергията, използвана от организма както за работа на мускулите, така и за секреторни и нервни процеси (дисимилация). Продуктите от разпада им се отделят от тялото. Други вещества претърпяват по-малко дълбоко разлагане и от тях се синтезират вещества, подобни на съставните части на тялото (асимилация - асимилация). Новосъздадените вещества или се превръщат в активни елементи на клетки и тъкани, или се отлагат в резервата, превръщайки се в потенциални източници на енергия. Неорганичните вещества се включват в общия метаболизъм на организма, претърпявайки сложни трансформации заедно с органични, участващи във всички прояви на живота.

Във всички живи клетки и тъкани на тялото, както в спокойно състояние, така и по време на активност, едновременно протичат два противоположни процеса: унищожаването на веществото и неговия синтез.

Метаболитни процеси

Метаболизмът се състои от два тясно взаимосвързани процеса: асимилация и дисимилация. Тези два процеса са не само едновременни, но и взаимозависими. Едното без другото е невъзможно, защото никаква работа в организма не може да се случи без разграждането на вещества, усвоени по-рано от организма. От друга страна, за процесите на синтез в организма е необходима енергия, отделяна по време на разлагането на веществата..

Тези два процеса изграждат метаболизма в организма. Метаболизмът протича непрекъснато и непрекъснато. Всички клетки, всички тъкани на тялото, без да се изключват такива плътни и на пръв поглед непоклатими като кости и рогови образувания, са в постоянен процес на гниене и обновяване. Това се отнася както за органичните, така и за неорганичните вещества..

Асимилация (анаболизъм)

Асимилация или анаболизъм е преходът на съставните части на хранителните вещества, които влизат в човешкото тяло от външната среда, в клетки, тоест превръщането на по-прости вещества в химически сложни. В резултат на асимилация се получава размножаване на клетките. Колкото по-младо е тялото, толкова по-активно протичат процесите на асимилация в него, осигурявайки неговия растеж и развитие.

Дисимилация (катаболизъм)

Десимилирането или катаболизмът е разграждането (разлагането) на износени клетъчни компоненти, включително разграждането на веществата в протеиновите съединения.

Междинен обмен

Междинен (междинен) обмен е разнообразна и сложна трансформация на органични и неорганични съединения в клетките на тялото.

Изследването на междинния обмен разкрива същността на жизнения процес и предоставя възможност за неговото управление. Изследването на междинния метаболизъм се извършва главно по биохимични методи. Напоследък за тези цели методът на радиоактивни, белязани атоми започна широко да се използва, което дава възможност да се проследи съдбата на елемент в тялото. Достатъчно е да въведете някаква молекула протеин, мазнини, въглехидрати или сол, съдържаща радиоактивен елемент, за да сте сигурни, че тя се разпространява в тялото за няколко минути. Доказано е например, че при мишки за 10 дни половината телесна мазнина се възстановява.

При изследването на междинен метаболизъм се преглеждат тези трансформации, които се подлагат на органи, тъкани, клетки, вещества, абсорбирани в кръвта от червата, т.е. процеси на разлагане и синтез, до образуването на крайни продукти, които да бъдат изведени от тялото.

Много труден и недостатъчно ясен е въпросът за начините и механизмите на образуване в организма на такива вещества, специфични за всеки индивид, за всеки орган и дори за всяка тъкан, като протеини. Все още остава неизвестно каква е тяхната специфика и как се създават специфични протеини от хранителните вещества. Има доказателства, че други органични вещества - въглехидрати, мазнини и дори неорганични остатъци - също са присъщи както на индивидуалната, така и на специфичната за органите.

За да се улесни изследването, междинният метаболизъм може да бъде разделен на обмен на въглехидрати, мазнини, протеини, вода и соли.

Трябва обаче да се има предвид, че подобен метод на представяне е до известна степен произволен, тъй като обменът на всички тези вещества е неразривно свързан и представлява единен процес.

Протеинов метаболизъм

Протеините, или протеините, играят важна роля за здравето, нормалния растеж и развитието на човешкото тяло. Те изпълняват две различни физиологични функции: пластична и енергийна.

Протеинови функции

Пластичната функция на протеините е, че те са част от всички клетки и тъкани. Енергийната функция на протеините е, че, окислявайки се в присъствието на кислород, те се разграждат и отделят енергия. При разделянето на 1 g протеин се отделя 4,1 kcal енергия.

Протеинова структура

Протеините са изградени от аминокиселини. Според аминокиселинния състав те се делят на пълни и по-ниски.

Пълни протеини

Висококачествените протеини се намират в продукти от животински произход (в месо, яйца, риба, хайвер, мляко и млечни продукти). За нормалния растеж и развитие на организма в ежедневната диета на деца и юноши е необходимо да има достатъчно количество пълноценни протеини.

Дефектни протеини

Дефектните протеини се намират в продукти от растителен произход (в хляб, картофи, царевица, грах, ман боб, боб, ориз и др.).

Мастният метаболизъм

Мазнините, подобно на протеините, в човешкото тяло имат пластично и енергийно значение. 1 g мазнини, окислявайки се в организма при наличие на кислород, освобождават 9,3 kcal енергия. Има два вида мазнини: животински и растителни.

Въглехидратна обмяна

За човешкото тяло въглехидратите са предимно с енергийна стойност. По-специално, когато извършват физическа работа, въглехидратите са първите, които се подлагат на разцепване и снабдяват клетки, тъкани и най-вече мускули с необходимата енергия за своята дейност. По време на окисляването на 1 g въглехидрати в присъствието на кислород се отделя 4,1 kcal енергия. Въглехидратите се намират в големи количества в растителни храни (в хляб, картофи, плодове, кратуни) и сладкиши.

Воден обмен

Количеството вода в тялото

Водата е част от всички клетки и тъкани на човешкото тяло. В зависимост от физиологичните свойства на всяка тъкан, водата в нея се съдържа в различни количества. 50-60% от тялото на възрастен е водата, в тялото на младите хора съдържанието на вода е по-голямо. Дневната потребност на тялото на възрастни във вода е 2-3 л.

Ефектът на водата върху тялото

Водата играе важна роля в метаболизма. Ако човек изобщо няма да се храни, но ще консумира вода в нормално количество, тогава може да живее 40-45 дни (докато телесното му тегло намалее с 40%). Но ако, напротив, храната е нормална, а водата не се консумира, тогава човек може да умре в рамките на една седмица (преди загуба на тегло с 20-22%).

Водата влиза в тялото като част от храната и под формата на напитки. Той се абсорбира от стомаха и червата в кръвта, участва в метаболитните процеси в клетките и тъканите, основната му част се отделя чрез дишане, изпотяване и урина.

В горещия летен период има голяма загуба на вода от тялото по време на изпотяване и дишане. Следователно, нуждата на организма от вода се увеличава. С жажда и усещане за сухота в устата, без да прибягвате до пиене на много вода, често трябва да изплакнете устата си, подкиселена вода (вода с лимон, минерална вода) утолява жаждата ви по-добре и в същото време сърцето не изпитва допълнителен стрес.

Обмен на минерални соли

Минералните соли са част от всички клетки и тъкани на човешкото тяло. Разграничете макро- и микроелементите.

Макронутриенти

Макронутриентите включват натрий, хлор, калций, фосфор, калий и желязо. Те се намират в големи количества в кръвта, клетките, особено в костите..

Трейс елементи

Микроелементите включват манган, кобалт, мед, алуминий, флуор, йод, цинк. Те се намират в кръвта, клетките и костите, но в по-малки количества. Минералните соли играят важна роля в метаболизма, особено в процесите на възбуждане на клетките..

Дишане на тъкан

Тъканното дишане е последният етап от разграждането на органичните вещества в клетките на тялото, в който участва кислород и се образува въглероден диоксид..

За да се обясни защо вещества, които обикновено са устойчиви на молекулярния кислород, се окисляват по време на тъканното дишане, е изложена идеята за активиране на кислорода. Смята се, че кислородът образува пероксид, от който се отделя активен кислород. Активира се и водородът, който преминава от едно вещество в друго, в резултат на което едно от веществата се оказва по-богато на кислород, т.е. се окислява, докато другото става по-бедно от него, т.е. се възстановява.

От голямо значение за тъканното дишане са клетъчните пигменти, които съдържат желязо и са разположени на повърхността на клетките и окисляващи вещества. Желязото е един от най-силните катализатори, както се вижда в примера на кръвния хемоглобин. В допълнение има и други катализатори, които насърчават прехвърлянето на кислород или водород. От тях са известни ензимната каталаза и трипептид-глутатион, съдържащи сяра, която свързва водорода и го отцепва от окисляващи вещества

Обмен на енергия

В резултат на химични, механични, термични промени в органичните вещества, съдържащи се в храната, тяхната потенциална енергия се преобразува в топлинна, механична и електрическа енергия. Тъканите и органите вършат работата, клетките се размножават, износените им компоненти се подновяват, младият организъм расте и се развива благодарение на тази генерирана енергия. Постоянството на телесната телесна температура се осигурява и от тази енергия..

Регулиране на температурата

Метаболитна скорост

В различни органи на организма метаболизмът протича с различна интензивност. Това може частично да се съди по количеството кръв, преминаваща през тях, тъй като хранителните вещества и кислородът им се доставят с кръв.

На 100 g тъкан

Преминава в минута в кръвта (в мл)

Метаболитна регулация

Нервна регулация

При висшите животни метаболитните процеси се регулират от нервната система, което влияе върху хода на всички химични процеси. Всички промени в хода на метаболизма се възприемат от нервната система, което по рефлексивен начин стимулира образуването и изолирането на ензимните системи, които извършват разграждането и синтеза на вещества.

Хуморална регулация

Метаболитните процеси зависят и от хуморалната регулация, която се определя от състоянието на ендокринните жлези. Органите с вътрешна секреция, особено хипофизата, надбъбречните жлези, щитовидната и половата жлези - до голяма степен определят хода на метаболизма. Някои от тях влияят върху интензивността на процеса на дисимилация, докато други влияят върху метаболизма на определени вещества от мазнини, минерали, въглехидрати и др..

Ролята на черния дроб в метаболизма

Фактори, влияещи върху метаболизма

възраст

Метаболизмът е различен и при животни на различна възраст. При младите животни преобладават процесите на синтез, необходими за растежа им (в тях синтезът надвишава разграждането на 4-12 пъти). При възрастните животни процесите на асимилация и дисимилация обикновено са балансирани.

Кърмене

Продуктите, произведени от животни, също влияят на метаболизма. И така, метаболизмът на кърмеща крава се реконструира към синтеза на специфични вещества от казеиново мляко, млечна захар. Материал от сайта http://wiki-med.com

хранене

При различните видове животни метаболизмът е различен, особено ако ядат различни храни. Естеството и степента на метаболитните процеси се влияе от естеството на храненето. От особено значение е количеството и съставът на протеините, витаминът, както и минералният състав на храната. Едностранното хранене с всяко едно вещество показа, че, като се хранят само с протеини, животните могат да живеят дори с мускулна работа. Това се дължи на факта, че протеините са едновременно строителен материал и източник на енергия в тялото.

глад

Когато гладувате, тялото използва наличните си резерви, първо чернодробният гликоген, а след това и мазнините от мастните депа. Разграждането на протеините в тялото намалява, а количеството азот в секретите намалява. Това е очевидно още от първия ден на гладуване и показва, че намаляването на разграждането на протеините е от рефлекторно естество, тъй като все още има много хранителни вещества в червата за ден-два. При по-нататъшно гладуване се установява ниско ниво на азотния метаболизъм. Едва след изчерпването на въглехидратите и мазнините в организма, започва засиленото разграждане на протеините и отделянето на азот се увеличава драстично. Сега протеините са основният източник на енергия за тялото. Винаги е предвестник на близката смърт. Дихателният коефициент в началото на гладно е 0,9 - тялото изгаря предимно въглехидрати, след това спада до 0,7 - използват се мазнини, в края на гладно е 0,8, тялото изгаря протеини на тялото си.

Абсолютното гладуване (при приемане на вода) може да продължи човек до 50 дни, при кучета - над 100 дни, при коне - до 30 дни.

Продължителността на гладуването може да се увеличи по време на предварителното обучение, тъй като се оказа, че след кратки периоди на гладно тялото съхранява резерви в по-голямо от обикновено количество и това улеснява вторичното гладуване.

Аутопсията на животни, умрели от глад, показва, че различните органи намаляват теглото си в различна степен. Подкожната тъкан губи най-много тегло, след това мускулите, кожата и храносмилателния канал, а жлезите и бъбреците губят още по-малко тегло; сърцето и мозъкът губят не повече от 2-3% от теглото си.

Упражнявайте стрес

Метаболизмът по време на физическо натоварване е придружен от интензифициране на процеса на дисимилация поради високата енергийна потребност на организма.

Дори при пълна почивка животното харчи енергия за работата на вътрешните органи, дейността на която никога не спира: сърцето, дихателните мускули, бъбреците, жлезите и др. Скелетните мускули са постоянно в състояние на известно напрежение, което също изисква значителен разход на енергия. Животните харчат много енергия за получаването, дъвченето на храната и усвояването й. Един кон изразходва до 20% от енергията на получената храна за това. Но консумацията на енергия по време на мускулна работа особено се увеличава и колкото повече, толкова по-трудна е работата. И така, кон, когато кара по равен път със скорост 5-6 км в час, изразходва 150 калории топлина на километър трасе, а със скорост 10-12 км в час - 225 кал.

Източникът на енергия по време на работа на мускулите са главно въглехидратите. По време на упорита и продължителна работа, когато доставките на въглехидрати са изчерпани, тялото използва мазнини и дори протеини, превръщайки ги преди това във въглехидрати.

Околен свят

Околната среда също влияе значително на метаболизма - температура, влажност на въздуха, налягане, светлина. При ниски температури на околната среда се засилва преносът на топлина и това предизвиква рефлекторно увеличение на производството и по този начин интензифициране на процесите на гниене в организма.

МЕТАБОЛИЗЪМ

МЕТАБОЛИЗЪМ, или метаболизъм, химични трансформации, които се случват от момента, в който хранителните вещества влизат в живото тяло до изпускането на крайните продукти от тези трансформации във външната среда. Метаболизмът включва всички реакции, в резултат на които се изграждат структурните елементи на клетките и тъканите и процеси, при които енергия се извлича от вещества, съдържащи се в клетките. Понякога, за удобство, два аспекта на метаболизма се разглеждат отделно - анаболизъм и катаболизъм, т.е. процесите на създаване на органични вещества и процесите на тяхното унищожаване. Анаболните процеси обикновено се свързват с разхода на енергия и водят до образуването на сложни молекули от по-прости, докато катаболните процеси се съпровождат с освобождаване на енергия и завършват с образуването на такива крайни продукти (отпадъци) на метаболизма като урея, въглероден диоксид, амоняк и вода.

Терминът "метаболизъм" влезе в ежедневието, тъй като лекарите започнаха да свързват наднормено тегло или поднормено тегло, прекомерна нервност или, обратно, летаргия на пациент с повишен или намален метаболизъм. За да преценят метаболизма, те поставят тест за "базален метаболизъм". Базалният метаболизъм е показател за способността на организма да генерира енергия. Тестът се извършва на празен стомах в покой; измервайте поглъщането на кислород (O2) и отделянето на въглероден диоксид (CO2) Сравнявайки тези стойности, те определят колко пълноценно тялото използва ("изгаря") хранителни вещества. Интензивността на метаболизма се влияе от хормоните на щитовидната жлеза, следователно лекарите при диагностицирането на заболявания, свързани с метаболитни нарушения, през последните години все повече измерват нивото на тези хормони в кръвта. Вижте също THYROID GLAND.

Изследователски методи.

При изучаване на метаболизма на което и да е от хранителните вещества, всички негови трансформации се проследяват от формата, в която той влиза в тялото, до крайните продукти, изхвърлени от тялото. Такива изследвания използват изключително разнообразен набор от биохимични методи..

Използване на непокътнати животни или органи.

Изпитваното съединение се прилага на животното и след това се определят възможни продукти на трансформации (метаболити) на това вещество в неговата урина и екскременти. По-конкретна информация може да бъде получена чрез изследване на метаболизма на конкретен орган, като черен дроб или мозък. В тези случаи веществото се инжектира в съответния кръвоносен съд и метаболитите се определят в кръвта, изтичаща от този орган.

Тъй като подобни процедури са изпълнени с големи трудности, често за изследване се използват тънки участъци от органи. Те се инкубират при стайна температура или при телесна температура в разтвори с добавяне на веществото, чийто метаболизъм се изучава. Клетките в такива препарати не се повреждат и тъй като секциите са много тънки, веществото лесно прониква в клетките и лесно ги оставя. Понякога възникват трудности поради твърде бавното преминаване на вещество през клетъчните мембрани. В тези случаи тъканите се раздробяват, за да унищожат мембраните и целулозата се инкубира с изпитваното вещество. Именно в такива експерименти беше показано, че всички живи клетки окисляват глюкозата до СО2 вода и че само чернодробната тъкан е способна да синтезира урея.

Използване на клетки.

Дори клетките са много сложни организирани системи. Те имат ядро, а в заобикалящата цитоплазма има по-малки тела, т.нар органели с различни размери и консистенции. Използвайки подходящата техника, тъканта може да бъде "хомогенизирана" и след това да бъде подложена на диференциално центрофугиране (разделяне), за да се получат препарати, съдържащи само митохондрии, само микрозоми или бистра течност - цитоплазма. Тези лекарства могат да бъдат инкубирани индивидуално със съединението, чийто метаболизъм се изучава и по този начин е възможно да се установи кои субклетъчни структури участват в неговите последователни трансформации. Има случаи, когато първоначалната реакция протича в цитоплазмата, нейният продукт претърпява трансформация в микрозоми и продуктът на тази трансформация навлиза в нова реакция вече в митохондриите. Инкубацията на изследваното вещество с живи клетки или с тъканен хомогенат обикновено не разкрива отделни етапи от неговия метаболизъм, а само последователни експерименти, при които определени инцеклетъчни структури се използват за инкубация, ни позволяват да разберем цялата верига от събития.

Използването на радиоактивни изотопи.

За да се изследва метаболизма на дадено вещество, е необходимо: 1) подходящи аналитични методи за определяне на това вещество и неговите метаболити; и 2) методи за разграничаване на добавено вещество от същото вещество, което вече присъства в даден биологичен препарат. Тези изисквания послужиха като основна пречка при изследването на метаболизма до откриването на радиоактивни изотопи на елементи и на първо място радиоактивен въглерод от 14 С. С появата на съединения, обозначени с 14 С, както и инструменти за измерване на слаба радиоактивност, тези трудности бяха преодолени. Ако белязана 14 С мастна киселина се добави към биологичен препарат, например, към суспензия на митохондрии, тогава не се изискват специални анализи, за да се определят продуктите от неговите трансформации; за да се оцени скоростта на използването му, е достатъчно просто да се измери радиоактивността на последователно получените фитофракции на митохондриите. Същата техника улеснява разграничаването на молекулите на радиоактивната мастна киселина, въведена от експериментатора, и молекулите на мастните киселини, които вече присъстват в митохондриите до началото на експеримента..

Хроматография и електрофореза.

В допълнение към гореспоменатите изисквания, биохимиците също се нуждаят от методи за разделяне на смеси от малки количества органични вещества. Най-важната от тях е хроматографията, която се основава на феномена на адсорбция. Разделянето на компонентите на сместа се извършва или на хартия, или чрез адсорбция върху сорбента, който запълва колоните (дълги стъклени тръби), последвано от постепенно елуиране (излугване) на всеки от компонентите.

Разделянето на електрофорезата зависи от знака и броя на зарядите на йонизирани молекули. Електрофорезата се извършва на хартия или върху някакъв инертен (неактивен) носител, като нишесте, целулоза или каучук..

Високо чувствителен и ефективен метод за разделяне е газовата хроматография. Използва се в случаите, когато веществата, които трябва да се отделят, са в газообразно състояние или могат да се прехвърлят в него..

Ензимна изолация.

Последното място в описаната серия - животно, орган, тъканна секция, хомогенат и фракция от клетъчни органели - е заето от ензим, способен да катализира специфична химическа реакция. Пречистената ензимна изолация е важен раздел в изследването на метаболизма.

Комбинацията от тези методи ни позволи да проследим основните метаболитни пътища в повечето организми (включително хората), да установим къде точно се случват тези различни процеси и да открием последователните етапи на основните метаболитни пътища. Към днешна дата са известни хиляди индивидуални биохимични реакции и се изучават ензимите, участващи в тях..

Клетъчен метаболизъм.

Живата клетка е високо организирана система. Той има различни структури, както и ензими, които могат да ги унищожат. В него се съдържат и големи макромолекули, които могат да се разпаднат на по-малки компоненти в резултат на хидролиза (разделяне под въздействието на водата). Клетката обикновено има много калий и много малко натрий, въпреки че клетката съществува в среда, в която има много натрий, а калият е сравнително малък и клетъчната мембрана е лесно пропусклива и за двата йона. Следователно клетката е химическа система, която е много далеч от равновесието. Равновесието се проявява само в процеса на следсмъртна автолиза (самосмилане под действието на собствените му ензими).

Изискване за енергия.

За да поддържате системата в състояние, далеч от химическото равновесие, е необходима работа и това изисква енергия. Получаването на тази енергия и извършването на тази работа е задължително условие клетката да остане в неподвижно (нормално) състояние, далеч от равновесие. В същото време тя извършва и друга работа, свързана с взаимодействието с околната среда, например: в мускулните клетки - свиване; в нервните клетки - провеждане на нервен импулс; в клетките на бъбреците - образуването на урина, значително различна по състав от кръвната плазма; в специализирани клетки на стомашно-чревния тракт - синтез и секреция на храносмилателни ензими; в клетките на ендокринната жлеза - хормонална секреция; в клетките на светулките - сияят; в клетките на някои риби - генерирането на електрически разряди и т.н..

Енергиен източник.

Във всеки от горните примери, директният източник на енергия, който клетката използва за производство на работа, е енергията, съдържаща се в структурата на аденозин трифосфат (АТФ). Поради естеството на структурата си, това съединение е богато на енергия и разкъсването на връзките между неговите фосфатни групи може да се случи по такъв начин, че освободената енергия се използва за производство на работа. Въпреки това, енергията не може да стане достъпна за клетката с обикновен хидролитичен разрив на АТФ фосфатни връзки: в този случай тя се губи, отделя се под формата на топлина. Процесът трябва да се състои от два последователни етапа, във всеки от които е посочен междинен продукт, обозначен тук X - Ф (в дадените уравнения X и Y означават две различни органични вещества; Ф - фосфат; ADP - аденозин дифосфат):

Тъй като АТФ е необходим за почти всяка проява на активност на клетките, не е изненадващо, че метаболитната активност на живите клетки е насочена предимно към синтеза на АТФ. За тази цел се използват различни сложни реакционни последователности, в които потенциалната химическа енергия, съдържаща се в молекулите на въглехидрати и мазнини (липиди).

МЕТАБОЛИЗЪМ НА въглехидрати и липиди

ATP синтез.

Анаеробно (без кислород). Основната роля на въглехидратите и липидите в клетъчния метаболизъм е, че разцепването им в по-прости съединения осигурява синтез на АТФ. Няма съмнение, че същите процеси са се случвали в първите, най-примитивни клетки. Въпреки това, в атмосфера без кислород, пълното окисляване на въглехидрати и мазнини до СО2 беше невъзможно. Тези примитивни клетки обаче имаха механизми, чрез които пренареждането на структурата на глюкозната молекула гарантира синтеза на малки количества АТФ. Говорим за процеси, които микроорганизмите наричат ​​ферментация. Ферментацията на глюкозата до етанол и СО е най-добре проучена.2 в мая.

По време на 11 последователни реакции, необходими за завършване на тази трансформация, се образуват серия от междинни продукти, които са естери на фосфорната киселина (фосфати). Тяхната фосфатна група се прехвърля в аденозин дифосфат (ADP) с образуването на АТФ. Нетният добив на АТФ е 2 ATP молекули за всяка глюкозна молекула, разцепена по време на ферментацията. Подобни процеси протичат във всички живи клетки; тъй като доставят енергията, необходима за живота, понякога (не съвсем правилно) се наричат ​​анаеробно клетъчно дишане.

При бозайниците, включително хората, този процес се нарича гликолиза и неговият краен продукт е млечна киселина, а не алкохол и СО.2. Цялата последователност на реакции на гликолиза, с изключение на последните два етапа, е напълно идентична с процеса в клетките на дрожди..

Аеробни (с използване на кислород). С появата на кислород в атмосферата, източникът на който очевидно е фотосинтезата на растенията, механизъм, разработен по време на еволюцията, който осигурява пълното окисляване на глюкозата до СО2 и вода, аеробен процес, при който нетният добив на АТФ е 38 ATP молекули на окислена глюкозна молекула. Този процес на консумация на кислород от клетките за образуване на богати на енергия съединения е известен като клетъчно дишане (аеробно). За разлика от анаеробния процес, осъществяван от цитоплазмените ензими, в митохондриите протичат окислителни процеси. В митохондриите пировиновата киселина, междинен продукт, образуван в анаеробната фаза, се окислява до СО2 в шест последователни реакции, във всяка от които двойка електрони се прехвърлят към общ акцептор - коензим никотинамид аденинов динуклеотид (NAD). Тази реакционна последователност се нарича цикъл на трикарбоксилна киселина, цикъл на лимонена киселина или цикъл на Кребс. От всяка глюкозна молекула се образуват 2 молекули пировинова киселина; 12 двойки електрони се разцепват от молекулата на глюкозата по време на нейното окисляване, описано от уравнението:

Пренос на електрон.

Всяка митохондрия има механизъм, чрез който редуцираният NAD (NAD H, където Н е водород), образуван в цикъла на трикарбоксилната киселина, прехвърля електронната си двойка в кислород. Миграцията обаче не се осъществява директно. Електроните, като че ли, се предават „от ръка на ръка“ и, само преминавайки веригата от носители, са прикрепени към кислорода. Тази "верига за пренос на електрон" се състои от следните компоненти:

NADNH N ® Flavinadeninindincleotide ® Коензим Q ®

® Цитохром b ® Цитохром c ® Цитохром a ® O2

Всички компоненти на тази система, разположени в митохондриите, са фиксирани в пространството и свързани помежду си. Това състояние улеснява пренасянето на електрон.

NAD съдържа никотинова киселина (витамин ниацин), а флавин аденин динуклеотид съдържа рибофлавин (витамин В2) Коензим Q е високомолекулен хинон, синтезиран в черния дроб, а цитохромите са три различни протеини, всеки от които, подобно на хемоглобина, съдържа хемогрупа.

Във веригата за прехвърляне на електрони към всяка електронна двойка, прехвърлена от NAD H N в O2, 3 ATP молекули се синтезират. Тъй като 12 двойки електрони се разделят и се прехвърлят в NAD молекули от всяка глюкозна молекула, за всяка молекула глюкоза се образуват общо 3 ґ 12 = 36 ATP молекули. Този процес на образуване на АТФ по време на окисляване се нарича окислително фосфорилиране..

Липидите като източник на енергия.

Мастните киселини могат да се използват като източник на енергия по същия начин като въглехидратите. Окисляването на мастните киселини протича чрез последователно разцепване на дву въглероден фрагмент от молекула на мастна киселина до образуване на ацетил коензим А (ацетил-КоА) и едновременно прехвърляне на две двойки електрони във веригата за пренос на електрон. Полученият ацетил-КоА е нормален компонент от цикъла на трикарбоксилната киселина и впоследствие съдбата му не се различава от съдбата на ацетил-КоА, доставен чрез метаболизма на въглехидратите. По този начин механизмите на синтеза на АТФ по време на окислението както на мастните киселини, така и на метаболитите на глюкозата са почти идентични.

Ако тялото на животното получава енергия почти изцяло поради самото окисление на мастните киселини и това се случва например по време на глад или диабет, тогава скоростта на образуване на ацетил-КоА надвишава скоростта на окисляването му в цикъла на трикарбоксилната киселина. В този случай излишните молекули на ацетил-КоА реагират помежду си, в резултат на което в крайна сметка се образуват ацетооцетна и b-хидроксимаслена киселини. Натрупването им е причината за патологичното състояние, т.нар кетоза (вид ацидоза), която при тежък диабет може да причини кома и смърт.

Енергиен запас.

Животните се хранят нередовно и тялото им трябва по някакъв начин да запаси енергията, затворена в храната, чийто източник са въглехидратите и мазнините, абсорбирани от животното. Мастните киселини могат да се съхраняват като неутрални мазнини в черния дроб или в мастната тъкан. Въглехидратите, пристигащи в големи количества, се хидролизират в стомашно-чревния тракт до глюкоза или други захари, които след това се превръщат в същата глюкоза в черния дроб. Тук от глюкозата се синтезира гигантски гликогенен полимер чрез прикрепване на глюкозни остатъци един към друг с отстраняването на водни молекули (броят на глюкозните остатъци в гликогенните молекули достига 30 000). Когато има нужда от енергия, гликогенът отново се разгражда до глюкоза при реакция, продуктът на която е глюкозофосфат. Този глюкозен фосфат е насочен към пътя на гликолизата, процес, който представлява част от пътя на окисляване на глюкозата. В черния дроб глюкозният фосфат също може да бъде подложен на хидролиза, а получената глюкоза навлиза в кръвния поток и се доставя от кръвта до клетки в различни части на тялото..

Синтезът на липиди от въглехидрати.

Ако количеството въглехидрати, абсорбирани с храната наведнъж, е повече от това, което може да се съхранява под формата на гликоген, тогава излишъкът от въглехидрати се превръща в мазнини. Първоначалната последователност на реакциите съвпада с обичайния окислителен път, т.е. първо, ацетил-КоА се образува от глюкоза, но след това този ацетил-КоА се използва в клетъчната цитоплазма за синтеза на дълговерижни мастни киселини. Процесът на синтез може да бъде описан като обръщане на обичайния процес на окисляване на мастните клетки. Тогава мастните киселини се съхраняват под формата на неутрални мазнини (триглицериди), които се отлагат в различни части на тялото. Когато е необходима енергия, неутралните мазнини се подлагат на хидролиза и мастните киселини навлизат в кръвта. Тук те се адсорбират от молекули на плазмените протеини (албумин и глобулин) и след това се абсорбират от различни видове клетки. При животните няма механизми, способни да синтезират глюкоза от мастни киселини, но такива механизми съществуват в растенията..

Липиден метаболизъм.

Липидите влизат в тялото главно под формата на триглицериди на мастни киселини. В червата, под действието на панкреатичните ензими, те се подлагат на хидролиза, чиито продукти се абсорбират от клетките на чревната стена. Тук от тях отново се синтезират неутрални мазнини, които влизат в кръвта през лимфната система и се транспортират до черния дроб или се съхраняват в мастната тъкан. Вече беше посочено, че мастните киселини могат да се синтезират отново от прекурсори на въглехидрати. Трябва да се отбележи, че въпреки че включването на една двойна връзка в молекулите на дълговерижни мастни киселини (между C - 9 и C - 10) може да се случи в клетките на бозайниците, тези клетки не могат да включат втората и третата двойна връзка. Тъй като мастните киселини с две и три двойни връзки играят важна роля в метаболизма на бозайниците, те по същество са витамини. Следователно линолова (С18: 2) и линоленова (С18: 3) киселините се наричат ​​незаменими мастни киселини. В същото време, в клетките на бозайниците, четвърта двойна връзка може да бъде включена в линоленова киселина, а арахидоновата киселина може да се образува чрез удължаване на въглеродната верига (С20: 4), също необходим участник в метаболитните процеси.

В процеса на липиден синтез остатъците от мастни киселини, свързани с коензим А (ацил-КоА), се прехвърлят в глицерофосфат - естер на фосфорна киселина и глицерол. В резултат на това се образува фосфатидна киселина - съединение, в което една хидроксилна група глицерол се естерифицира с фосфорна киселина и две групи с мастни киселини. При образуването на неутрални мазнини фосфорната киселина се отстранява чрез хидролиза и трета мастна киселина заема мястото си в резултат на реакцията с ацил-КоА. Коензим А се образува от пантотенова киселина (един от витамините). Молекулата му има сулфхидрилна (- SH) група, способна да реагира с киселини, за да образува тиоестери. При образуването на фосфолипиди фосфатидната киселина реагира директно с активирано производно на една от азотните основи, като холин, етаноламин или серин.

С изключение на витамин D, всички стероиди (производни на сложни алкохоли), открити при животните, лесно се синтезират от самия организъм. Те включват холестерол (холестерол), жлъчни киселини, мъжки и женски полови хормони и надбъбречни хормони. Във всеки случай ацетил CoA е изходният материал за синтеза: въглеродният скелет на синтезираното съединение е изграден от ацетилни групи чрез многократно повтаряне на кондензация.

ПРОТЕЙН МЕТАБОЛИЗЪМ

Синтез на аминокиселини.

Растенията и повечето микроорганизми могат да живеят и да растат в среда, в която за храненето им са достъпни само минерали, въглероден диоксид и вода. Това означава, че всички организми, намиращи се в тях, се синтезират от самите тези организми. Протеините, открити във всички живи клетки, са изградени от 21 вида аминокиселини, свързани в различни последователности. Аминокиселините се синтезират от живи организми. Във всеки случай серия от химични реакции води до образуването на а-кетокиселина. Една такава а-кетокиселина, а-кетоглутаровата киселина (обичайният компонент на цикъла на трикарбоксилната киселина), участва в свързването на азота съгласно следното уравнение:

a-кетоглутанова киселина + NH3 + NAD H N ®

® глутаминова киселина + NAD.

Азотът на глутаминова киселина може след това да бъде прехвърлен към някоя от другите а-кетокиселини, за да образува съответната аминокиселина.

Човешкото тяло и повечето други животни запазиха способността да синтезират всички аминокиселини с изключение на девет т.нар незаменими аминокиселини. Тъй като кетокиселините, съответстващи на тези девет, не се синтезират, есенциалните аминокиселини трябва да идват от храната.

Синтез на протеини.

Аминокиселините са необходими за биосинтеза на протеини. Процесът на биосинтеза обикновено протича по следния начин. В клетъчната цитоплазма всяка аминокиселина се "активира" в реакция с АТФ и след това се свързва към крайната група на молекулата на рибонуклеиновата киселина, специфична за тази аминокиселина. Тази сложна молекула се свързва с малко тяло, т.нар рибозомата, в позиция, определена от по-дълга молекула рибонуклеинова киселина, прикрепена към рибозомата. След като всички тези сложни молекули са правилно подредени, връзките между първоначалната аминокиселина и рибонуклеиновата киселина се нарушават и възникват връзки между съседни аминокиселини - синтезира се специфичен протеин. Процесът на биосинтеза доставя протеини не само за растежа на тялото или за секрецията в околната среда. Всички протеини на живи клетки претърпяват разлагане във времето до съставните им аминокиселини и клетките трябва да бъдат синтезирани отново, за да поддържат живота..

Синтез на други съединения, съдържащи азот.

При бозайниците аминокиселините се използват не само за биосинтеза на протеини, но и като изходен материал за синтеза на много съединения, съдържащи азот. Тирозиновата аминокиселина е предшественик на хормоните адреналин и норепинефрин. Най-простият аминокиселина глицин е изходният материал за биосинтеза на пурини, които са част от нуклеиновите киселини, и порфирините, които са част от цитохромите и хемоглобина. Аспарагиновата киселина е предшественик на пиримидините на нуклеиновите киселини. Метиловата група метионин се предава на редица други съединения по време на биосинтезата на креатин, холин и саркозин. При биосинтезата на креатин гуанидиновата група аргинин също се прехвърля от едно съединение в друго. Триптофанът служи като прекурсор на никотиновата киселина, а витамин като пантотенова киселина се синтезира от валин в растенията. Всичко това са само някои примери за използването на аминокиселини в процесите на биосинтеза..

Азотът, абсорбиран от микроорганизмите и висшите растения под формата на амониев йон, се изразходва почти изцяло за образуването на аминокиселини, от които след това се синтезират много съединения, съдържащи азот от живи клетки. Нито растенията, нито микроорганизмите абсорбират прекомерните количества азот. За разлика от тях, при животните количеството на абсорбиран азот зависи от протеините, съдържащи се в храната. Целият азот, който е постъпил в тялото под формата на аминокиселини и не е бил използван в процеса на биосинтеза, бързо се отделя от организма с урината. Случва се по следния начин. В черния дроб неизползваните аминокиселини прехвърлят азота си в α-кетоглутаровата киселина, като образуват глутаминова киселина, която се дезаминира, освобождавайки амоняк. Освен това, амонячният азот може или временно да се съхранява чрез синтез на глутамин, или веднага да се използва за синтезиране на урея в черния дроб.

Глутаминът има друга роля. Той може да претърпи хидролиза в бъбреците с освобождаването на амоняк, който навлиза в урината в замяна на натриеви йони. Този процес е изключително важен като средство за поддържане на киселинно-алкален баланс в тялото на животно. Почти целият амоняк, произхождащ от аминокиселини и евентуално от други източници, се превръща в урея в черния дроб, така че обикновено в кръвта почти няма свободен амоняк. Въпреки това, при определени условия, урината съдържа доста значителни количества амоняк. Този амоняк се образува в бъбреците от глутамин и преминава в урината в замяна на натриеви йони, които по този начин се резорбират и задържат в организма. Този процес се засилва от развитието на ацидоза, състояние, при което тялото се нуждае от допълнителни количества натриеви катиони, за да свърже излишните бикарбонатни йони в кръвта.

Прекомерното количество пиримидини също се разгражда в черния дроб чрез серия от реакции, при които се отделя амоняк. Що се отнася до пурините, техният излишък претърпява окисляване с образуването на пикочна киселина, отделяна с урината при хора и други примати, но не и при други бозайници. При птиците няма механизъм за синтеза на урея и именно пикочната киселина, а не уреята, това е техният краен продукт от обмяната на всички съединения, съдържащи азот.

Нуклеинова киселина.

Структурата и синтезът на тези азотсъдържащи съединения са описани подробно в статията NUCLEIC ACIDS.

ОБЩИ ПРЕДСТАВИТЕЛИ ЗА МЕТАБОЛИЗМЕОРГАНИЧНИ ВЕЩЕСТВА

Можете да формулирате някои общи понятия или "правила" относно метаболизма. Следват няколко основни „правила“, за да разберем по-добре как протича и регулира метаболизма.

1. Метаболитните пътища са необратими. Разпадът никога не следва път, който би бил просто преобръщане на синтезните реакции. Други ензими и други междинни продукти участват. Често в различни клетъчни отделения протичат противно насочени процеси. И така, мастните киселини се синтезират в цитоплазмата с участието на един набор от ензими и се окисляват в митохондриите с участието на напълно различен набор.

2. Ензимите в живите клетки са достатъчни, така че всички известни метаболитни реакции да протичат много по-бързо, отколкото обикновено се наблюдава в организма. Следователно в клетките има някои регулаторни механизми. Открити са различни видове механизми..

а) Фактор, ограничаващ скоростта на метаболитните трансформации на дадено вещество, може да бъде навлизането на това вещество в клетката; именно в този случай регулацията е насочена именно към този процес. Ролята на инсулина, например, е свързана с факта, че той, очевидно, улеснява навлизането на глюкоза във всички клетки, докато глюкозата претърпява трансформации със скоростта, с която пристига. По подобен начин проникването на желязо и калций от червата в кръвта зависи от процесите, чиято скорост се регулира.

б) Вещества, далеч не винаги могат свободно да се движат от едно клетъчно отделение в друго; има доказателства, че вътреклетъчният транспорт се регулира от определени стероидни хормони.

в) Бяха идентифицирани два вида сервомеханизми с „отрицателна обратна връзка“.

При бактерии бяха открити примери, че наличието на продукт от реакционна последователност, например, аминокиселина, инхибира биосинтезата на един от ензимите, необходими за образуването на тази аминокиселина.

Във всеки случай ензимът, чиято биосинтеза е засегната, е отговорен за първия "определящ" етап (реакция 4 в схемата) на метаболитния път, водещ до синтеза на тази аминокиселина.

Вторият механизъм се разбира добре при бозайниците. Това е просто инхибиране от крайния продукт (в нашия случай аминокиселина) на ензима, отговорен за първия "определящ" етап на метаболитния път.

Друг вид контрол на обратната връзка е приложим в случаите, когато окисляването на междинните продукти от цикъла на трикарбоксилната киселина е свързано с образуването на АТФ от ADP и фосфат по време на окислително фосфорилиране. Ако целият запас от фосфат и (или) ADP вече е изчерпан, окисляването спира и може да се възобнови едва след като този запас стане достатъчен отново. По този начин окисляването, чиято цел е да доставя полезна енергия под формата на АТФ, възниква само когато е възможен синтез на АТФ.

3. Сравнително малък брой градивни елементи участват в биосинтетичните процеси, всеки от които се използва за синтезиране на много съединения. Сред тях са ацетил коензим А, глицерофосфат, глицин, карбамилфосфат, който доставя карбамил (Н2N - CO–) група, производни на фолиева киселина, които служат като източник на хидроксиметил и формил групи, S-аденозилметионин - източник на метилови групи, глутаминова и аспарагинова киселина, които доставят амино групи, и накрая, глутамин - източник на амидни групи. От този сравнително малък брой компоненти са изградени всички онези различни съединения, които намираме в живите организми.

4. Простите органични съединения рядко участват директно в метаболитните реакции. Обикновено те първо трябва да бъдат "активирани", като се прикрепят към едно от редица съединения, използвани универсално в метаболизма. Глюкозата, например, може да претърпи окисляване само след като се естерифицира с фосфорна киселина, като за останалите й трансформации трябва да се естерифицира с уридин дифосфат. Мастните киселини не могат да участват в метаболитни трансформации, преди да образуват естери с коензим А. Всеки от тези активатори е или свързан с един от нуклеотидите, съставляващи рибонуклеиновата киселина, или се образува от някакъв вид витамин. В това отношение е лесно да се разбере защо витамините се изискват в толкова малки количества. Те се изразходват за образуването на „коензими“ и всяка коензимна молекула се използва многократно през целия живот на организма, за разлика от основните хранителни вещества (например глюкоза), всяка молекула от които се използва само веднъж.

В заключение трябва да се каже, че терминът "метаболизъм", който по-рано означаваше нещо не по-сложно от просто използването на въглехидрати и мазнини в организма, сега се използва за обозначаване на хиляди ензимни реакции, цялата комбинация от които може да бъде представена като огромна мрежа от метаболитни пътища, които се пресичат много пъти ( поради наличието на общи междинни продукти) и контролирани от много фини регулаторни механизми.

МЕТАБОЛИЗЪМ НА МИНЕРАЛНИ ВЕЩЕСТВА

Относително съдържание.

Различни елементи, открити в живите организми, са изброени по-долу в низходящ ред в зависимост от относителното им съдържание: 1) кислород, въглерод, водород и азот; 2) калций, фосфор, калий и сяра; 3) натрий, хлор, магнезий и желязо; 4) манган, мед, молибден, селен, йод и цинк; 5) алуминий, флуор, силиций и литий; 6) бром, арсен, олово и вероятно някои други.

Кислородът, въглеродът, водородът и азотът са елементите, които изграждат меките тъкани на тялото. Те са част от съединения като въглехидрати, липиди, протеини, вода, въглероден диоксид и амоняк. Изброени в параграфи елементи. 2 и 3, обикновено са в тялото под формата на едно или повече неорганични съединения и елементите от параграфи. 4, 5 и 6 присъстват само в следи от количества и затова се наричат ​​микроелементи.

Разпределение в тялото.

калций.

Калцият присъства главно в костната тъкан и в зъбите, главно под формата на фосфат и в малки количества под формата на карбонат и флуорид. Калцият, идващ от храната, се абсорбира главно в горните черва, които имат слабо кисела реакция. Витамин D допринася за това усвояване (само 20-30% от хранителния калций се усвоява от хората). Под действието на витамин D чревните клетки произвеждат специален протеин, който свързва калция и улеснява прехвърлянето му през чревната стена в кръвта. На абсорбцията се влияе и наличието на някои други вещества, по-специално фосфат и оксалат, които в малки количества насърчават абсорбцията, но в големи количества, напротив, потискат го.

Около половината от калция в кръвта се свързва с протеина, останалата част са калциевите йони. Съотношението на йонизирани и нейонизирани форми зависи от общата концентрация на калций в кръвта, както и от съдържанието на протеин и фосфат и концентрацията на водородни йони (pH на кръвта). Фракцията неионизиран калций, която се влияе от нивото на протеина, ви позволява индиректно да прецените качеството на храненето и ефективността на черния дроб, в който се осъществява синтезът на плазмени протеини.

Количеството йонизиран калций се влияе, от една страна, на витамин D и фактори, влияещи на абсорбцията, а от друга - на паращитовидния хормон и, вероятно, и на витамин D, тъй като и двете вещества регулират както скоростта на отлагане на калций в костната тъкан, така и нейната мобилизация, т.е. излугване от кости. Излишъкът от паратиреоиден хормон стимулира отделянето на калций от костната тъкан, което води до повишаване на концентрацията му в плазмата. Чрез промяна на скоростта на абсорбция и екскреция на калций и фосфат, както и скоростта на образуване и разрушаване на костната тъкан, тези механизми строго контролират концентрацията на калций и фосфат в кръвния серум. Калциевите йони играят регулаторна роля в много физиологични процеси, включително при нервни реакции, свиване на мускулите и коагулация на кръвта. Екскрецията на калций от организма протича нормално главно (с 2/3) през жлъчката и червата и в по-малка степен (1/3) през бъбреците.

фосфор.

Метаболизмът на фосфора - един от основните компоненти на костната тъкан и зъбите - до голяма степен зависи от същите фактори като калциевия метаболизъм. Фосфорът под формата на фосфат също присъства в организма в стотици различни физиологично важни органични естери. Паратиреоидният хормон стимулира отделянето на фосфор с урината и освобождаването му от костната тъкан; по този начин той регулира концентрацията на фосфор в кръвната плазма.

натрий.

Натрият - основният катион на извънклетъчната течност - заедно с протеин, хлорид и бикарбонат играе решаваща роля за регулиране на осмотичното налягане и рН (концентрация на водородни йони) на кръвта. За разлика от тях, клетките съдържат много малко натрий, тъй като имат механизъм за отстраняване на натриеви йони и задържане на калиеви йони. Целият натрий над нуждите на организма се отделя много бързо чрез бъбреците..

Тъй като натрият се губи във всички процеси на екскреция, той трябва постоянно да се поглъща с храната. При ацидоза, когато е необходимо големи количества аниони (например хлорид или ацетоацетат) да се отделят от тялото, бъбреците предотвратяват прекомерната загуба на натрий поради образуването на амоняк от глутамин. Екскрецията на натрий през бъбреците се регулира от хормона на надбъбречната кора - алдостерон. Под действието на този хормон достатъчно количество натрий се връща в кръвта, за да се поддържа нормално осмотично налягане и нормален обем на извънклетъчната течност..

Дневната потребност от натриев хлорид е 5–10 г. Тази стойност се увеличава с усвояването на големи количества течност, когато потенето се засилва и се отделя повече урина.

калий.

За разлика от натрия, калият се намира в големи количества в клетките, но не е достатъчно в извънклетъчната течност. Основната функция на калия е регулирането на вътреклетъчното осмотично налягане и поддържането на киселинно-алкален баланс. Той също така играе важна роля в провеждането на нервните импулси в много ензимни системи, включително тези, които участват в свиването на мускулите. Калият е широко разпространен в природата и има много от него във всяка храна, така че недостигът на калий не може да възникне спонтанно. В плазмата концентрацията на калий се регулира от алдостерон, който стимулира отделянето му с урината..

С храната сярата навлиза в тялото главно като част от две аминокиселини - цистин и метионин. В последните етапи на метаболизма на тези аминокиселини серата се освобождава и в резултат на окисляване се превръща в неорганична форма. Като част от цистин и метионин, сярата присъства в структурни протеини. Важна роля играе и сулфхидрилната (-SH) група цистеин, от която зависи активността на много ензими.

Повечето сяра се отделя с урината като сулфат. Малко количество екскретиран сулфат обикновено се свързва с органични съединения като феноли.

магнезий.

Магнезиевият метаболизъм е подобен на калциевия метаболизъм, а под формата на комплекс с фосфат този елемент също е част от костната тъкан. Магнезият присъства във всички живи клетки, където той функционира като основен компонент на много ензимни системи; тази роля беше убедително демонстрирана от примера на въглехидратния метаболизъм в мускулите. Магнезият, подобно на калия, е широко разпространен и вероятността за неговия дефицит е много малка.

Желязо.

Желязото е част от хемоглобина и други хемопротеини, а именно миоглобин (мускулен хемоглобин), цитохроми (дихателни ензими) и каталаза, както и в някои ензими, които не съдържат хемогрупи. Желязото се абсорбира в горните черва и това е единственият елемент, който се абсорбира само когато снабдяването му в организма е напълно изчерпано. В плазмата желязото се транспортира заедно с протеин (трансферин). Желязото не се екскретира през бъбреците; излишъкът му се натрупва в черния дроб в комбинация със специален протеин (феритин).

Трейс елементи.

Всеки микроелемент, присъстващ в организма, има своя специална функция, свързана с факта, че стимулира действието на определен ензим или го въздейства по някакъв друг начин. Цинкът е необходим за кристализация на инсулин; в допълнение, той е компонент на въглеродна анхидраза (ензим, участващ в транспортирането на въглероден диоксид) и някои други ензими. Молибденът и медта също са необходими компоненти на различни ензими. Йодът е необходим за синтеза на трийодотиронин, хормон на щитовидната жлеза. Флуорът (част от зъбния емайл) помага да се предотврати кариес.

УПОТРЕБА НА МЕТАБОЛИТИ

Въглехидрати.

всмукване.

Монозахариди, или прости захари, освободени от храносмилането на хранителни въглехидрати, преминават от червата в кръвообращението в резултат на процес, наречен абсорбция. Механизмът на абсорбция е комбинация от обикновена дифузия и химическа реакция (активна абсорбция). Една хипотеза относно естеството на химическата фаза на процеса предполага, че в тази фаза монозахаридите се комбинират с фосфорна киселина в реакция, катализирана от ензим от киназната група, след това те проникват в кръвоносните съдове и се освобождават в резултат на ензимно дефосфорилиране (разкъсване на фосфатна връзка), катализирано една от фосфатазите. Именно активната абсорбция обяснява защо различните монозахариди се абсорбират с различна скорост и че въглехидратите се усвояват дори когато нивото на кръвната захар е по-високо, отколкото в червата, т.е. в условия, когато би било естествено да се очаква движението им в обратна посока - от кръв към червата.

Механизми на хомеостазата.

Монозахаридите, влизащи в кръвта, повишават кръвната захар. По време на гладно концентрацията на глюкоза в кръвта обикновено варира от 70 до 100 mg на 100 ml кръв. Това ниво се поддържа чрез механизми, наречени механизми на хомеостаза (самостабилизиране). Веднага след като нивото на захарта в кръвта в резултат на абсорбцията от червата се повиши, влизат в сила процеси, които премахват захарта от кръвта, така че нивото му да не се колебае твърде много.

Подобно на глюкозата, всички останали монозахариди идват от кръвния поток в черния дроб, където те се превръщат в глюкоза. Сега те са неразличими както от абсорбираната глюкоза, така и от тази, която вече е в организма, и претърпяват същите метаболитни трансформации. Един от механизмите на въглехидратната хомеостаза, която функционира в черния дроб, е гликогенезата, чрез която глюкозата преминава от кръв в клетки, където се превръща в гликоген. Гликогенът се съхранява в черния дроб, докато не настъпи понижаване на кръвната захар: в тази ситуация хомеостатичният механизъм ще доведе до разграждането на натрупания гликоген до глюкоза, която отново ще влезе в кръвта.

Трансформации и употреба.

Тъй като кръвта доставя глюкоза на всички тъкани на тялото и всички тъкани я използват за генериране на енергия, нивото на глюкоза в кръвта намалява главно поради употребата му.

В мускулите глюкозата в кръвта се превръща в гликоген. Въпреки това, мускулният гликоген не може да се използва за производство на глюкоза, която преминава в кръвта. Той съдържа запас от енергия, а скоростта на използването му зависи от мускулната активност. Мускулната тъкан съдържа две съединения с голям запас от лесно достъпна енергия под формата на богати на енергия фосфатни връзки - креатинфосфат и аденозин трифосфат (АТФ). Когато тези фосфатни групи се отделят от тези съединения, се отделя енергия за мускулна контракция. За да се свие отново мускулът, тези съединения трябва да бъдат възстановени до първоначалната си форма. Това изисква енергия, която се осигурява от окисляването на продуктите на разпадане на гликоген. При свиване на мускулите гликогенът се превръща в глюкозофосфат и след това чрез поредица от реакции до фруктоза дифосфат. Фруктозата дифосфат се разгражда на две три въглеродни съединения, от които след поредица от стъпки първо се образува пирувинова киселина и в крайна сметка млечна киселина, както е описано в описанието на метаболизма на въглехидратите. Това превръщане на гликоген в млечна киселина, придружено с освобождаване на енергия, може да се случи при липса на кислород.

При липса на кислород млечната киселина се натрупва в мускулите, дифундира в кръвообращението и навлиза в черния дроб, където от него отново се образува гликоген. Ако има достатъчно кислород, тогава млечната киселина не се натрупва в мускулите. Вместо това, както е описано по-горе, се окислява напълно чрез цикъл от трикарбоксилни киселини до въглероден диоксид и вода, за да се образува АТФ, който може да се използва за намаляване.

Метаболизмът на въглехидратите в нервната тъкан и червените кръвни клетки се различава от мускулния метаболизъм по това, че гликогенът не участва. Въпреки това, дори и тук, междинните продукти са пирувиновата и млечната киселини, образувани при разграждането на глюкозофосфата.

Глюкозата се използва не само при клетъчно дишане, но и в много други процеси: синтеза на лактоза (млечна захар), образуването на мазнини, както и специални захари, които са част от полизахаридите на съединителната тъкан и редица други тъкани.

Чернодробният гликоген, синтезиран чрез абсорбцията на въглехидрати в червата, е най-достъпният източник на глюкоза, когато абсорбцията отсъства. Ако този източник се изчерпи, процесът на глюконеогенеза започва в черния дроб. Глюкозата се образува от определени аминокиселини (58 g глюкоза се образува от 100 g протеин) и няколко други въглехидратни съединения, включително глицеролови остатъци от неутрални мазнини.

Някои, въпреки че не са толкова важни, бъбреците играят роля в метаболизма на въглехидратите. Те премахват излишната глюкоза от тялото, когато концентрацията му в кръвта е твърде висока; при по-ниски концентрации глюкозата практически не се отделя.

Няколко хормони участват в регулирането на въглехидратния метаболизъм, включително хормони от панкреаса, предната хипофизна жлеза и надбъбречната кора..

Панкреатичният хормон инсулин намалява концентрацията на глюкоза в кръвта и увеличава концентрацията му в клетките. Очевидно стимулира и съхранението на гликоген в черния дроб. Кортикостеронът, хормонът на надбъбречната кора и адреналинът, произведен от надбъбречната медула, влияят на въглехидратния метаболизъм, стимулирайки разграждането на гликоген (главно в мускулите и черния дроб) и синтеза на глюкоза (в черния дроб).

Липидите.

всмукване.

След храносмилането на мазнини, главно свободните мастни киселини остават в червата с малко примеси от холестерол и лецитин и следи от мастноразтворими витамини. Всички тези вещества са много фино диспергирани поради емулгиращото и солюбилизиращо действие на жлъчните соли. Солюбилизиращият ефект обикновено се свързва с образуването на нестабилни химични съединения между мастни киселини и жлъчни соли. Тези комплекси проникват в епителните клетки на тънките черва и тук се разлагат на мастни киселини и соли на жлъчните киселини. Последните се прехвърлят в черния дроб и отново се секретират с жлъчката, а мастните киселини влизат в контакт с глицерол или холестерол. Получените реконструирани мазнини влизат в лимфните съдове на мезентерията под формата на млечен сок, т.нар. "Chylus". От съдовете на мезентерията хилусът през лимфната система през гръдния канал навлиза в кръвоносната система.

След усвояване на храната съдържанието на липиди в кръвта се увеличава от приблизително 500 mg (ниво на гладно) до 1000 mg на 100 ml плазма. Липидите, присъстващи в кръвта, са смес от мастни киселини, неутрални мазнини, фосфолипиди (лецитин и цефалин), естери на холестерол и холестерол.

разпределение.

Кръвта доставя липиди до различни тъкани на тялото и особено до черния дроб. Черният дроб има способността да променя мастните киселини, влизащи в него. Това е особено изразено при видове, които съхраняват мазнини с високо съдържание на наситени или, обратно, ненаситени мастни киселини: в черния дроб на тези животни съотношението на наситени и ненаситени киселини се променя по такъв начин, че отложената мазнина в състава си да съответства на мазнините, характерни за този организъм.

Мазнините в черния дроб се използват или за производство на енергия, или преминават в кръвта и се доставят от нея в различни тъкани. Тук те могат да бъдат включени в структурните елементи на тъканите, но повечето от тях се депонират в мастните депа, където се съхраняват, докато не се наложи енергия; след това те отново се прехвърлят в черния дроб и тук се окисляват.

Метаболизмът на липидите, подобно на въглехидратите, се регулира хомеостатично. Механизмите на хомеостазата, които засягат метаболизма на липидите и въглехидратите, са очевидно тясно свързани, тъй като липидният метаболизъм се засилва, когато въглехидратният метаболизъм се забави, и обратно.

Трансформации и употреба.

Четири-въглеродните киселини - ацетооцетна (продукт на кондензацията на две ацетатни единици) и b-хидроксибутирова - и три-въглеродното съединение ацетон, образувани чрез отстраняване на един въглероден атом от ацетооцетна киселина, са известни като кетонови (ацетонови) тела. Обикновено кетоновите тела присъстват в кръвта в малки количества. Прекомерното им образуване при тежък диабет води до увеличаване на съдържанието им в кръвта (кетонемия) и в урината (кетонурия) - това състояние се обозначава с термина "кетоза".

катерици.

всмукване.

Когато протеините се усвояват от храносмилателните ензими, се образува смес от аминокиселини и малки пептиди, съдържащи от две до десет аминокиселинни остатъци. Тези продукти се абсорбират от чревната лигавица и тук хидролизата е завършена - пептидите също се разграждат до аминокиселини. Аминокиселините, които влизат в кръвта, се смесват със същите аминокиселини, открити тук. Кръвта съдържа смес от аминокиселини от червата, образувана по време на разграждането на тъканните протеини и синтезирана отново от организма.

синтез.

В тъканите протеинът се разгражда и тяхната неоплазма продължава непрекъснато. Съдържащите се в кръвта аминокиселини се абсорбират избирателно от тъканите като изходен материал за изграждане на протеини, а други аминокиселини навлизат в кръвта от тъканите. Не само структурните протеини, но и плазмените протеини, както и протеиновите хормони и ензими претърпяват синтез и разпад..

В организма на възрастни аминокиселините или протеините практически не се съхраняват, следователно, отстраняването на аминокиселини от кръвта става със същата скорост, както и навлизането им от тъканите в кръвта. В растящия организъм се образуват нови тъкани и в този процес се консумират повече аминокиселини, отколкото той влиза в кръвта поради разграждането на тъканните протеини..

Черният дроб участва в метаболизма на протеините по най-активен начин. Той синтезира плазмените протеини - албумин и глобулин - както и собствените си чернодробни ензими. Така със загубата на плазмени протеини съдържанието на албумини в плазмата се възстановява - поради интензивния синтез - доста бързо. Аминокиселините в черния дроб се използват не само за образуването на протеини, но и се подлагат на разцепване, при което енергията, която се съдържа в тях, се извлича.

Трансформации и употреба.

Ако аминокиселините се използват като енергиен източник, амино групата се отделя от тях (–NH2) се насочва към образуването на урея, а азотният остатък на молекулата се окислява по същия начин като глюкозата или мастните киселини.

Така нареченият „цикъл на орнитин“ описва как амонякът се превръща в урея. В този цикъл аминогрупата, която се разцепва от аминокиселината под формата на амоняк, се присъединява заедно с въглеродния диоксид към молекулата на орнитина с образуването на цитрулин. Цитрулинът свързва втори азотен атом, този път от аспарагинова киселина, и се превръща в аргинин. Освен това аргининът се хидролизира до образуването на урея и орнитин. Орнитинът вече може да влезе отново в цикъла, а уреята се отделя през бъбреците като един от крайните продукти на метаболизма. Вижте също ХОРМОНИТЕ; ензими; Мазнини и масла; НУКЛЕИНОВА КИСЕЛИНА; протеини; ВИТАМИНИ.

Ленингър А. Основи на биохимията, кн. 1-3. М., 1985
Striyer L. Биохимия, кн. 1-3. М., 1985
Murray R., Grenner D., Meyes P., Rodwell V. Human biochemistry, vols. 1-2. М., 1993
Alberts B., Bray D., Lews D. et al. Molecular cell biology, vols. 1-3. М., 1994