Обмен веществ: основа жизнедеятельности всего живого

Наш организм получает энергию из потребляемой пищи посредством обмена веществ, или метаболизма — цепи химических реакций в клетках организма, которые преобразуют топливо (пищу) в энергию, необходимую для осуществления всех без исключения процессов — от роста и движения до мышления. Особые белки контролируют химические реакции обмена веществ, а каждая реакция координируется с определенными функциями организма. Единовременно происходят тысячи метаболических реакций, необходимых для того, чтобы каждая клетка оставалась здоровой и нормально функционировала.

Обмен вещества — это постоянный процесс, который начинается в момент зачатия, и заканчивается со смертью. Он важен для всех форм жизни — не только для человека. Если метаболизм останавливается, живое существо умирает.

Вот пример того, как работает обмен веществУлучшаем обмен веществ и худеем без диет у человека, начинаясь с растений. Сначала растение поглощает энергию солнечного света. Его клетки перерабатывают эту энергию и молекулы хлорофилла (вещество, благодаря которому растения имеют зеленый цвет), чтобы производить сахара из воды и углекислого газа; этот процесс, как многие помнят еще с уроков школьной биологии, называется фотосинтезом. Когда человек (или другое животное) употребляет растение в пищу, он получает эту энергию (в форме сахара) вместе с другими полезными веществами.

После этого сахар в организме расщепляется, и высвобождается энергия, которая затем распределяется по клеткам.

Ферменты

После того, как мы употребляем что-либо в пищу, молекулы пищеварительной системы, которые также называются ферментами, преобразуют содержащиеся в еде белки в аминокислоты, жиры — в жирные кислоты, и углеводы — в простые сахара (например, в глюкозу). Вдобавок к сахару, и аминокислоты, и жирные кислоты при необходимости могут быть использованы в качестве источника энергии. Все полученные под воздействием ферментов вещества абсорбируются в кровь, которая транспортирует их в клетки.

Когда вещества поступают в клетки, за дело берутся другие ферменты — они ускоряют или регулируют химические реакции, являющиеся часть процесса переработки питательных веществ. В ходе этих процессов часть энергии, полученной из пищи, высвобождается — ее организм использует сразу, а часть — сохраняется в тканях (как правило, в печени, мышцах и жировой ткани).

Таким образом, в ходе обмена веществ одновременно происходит и накапливание энергии в некоторых тканях, и ее высвобождение для осуществления следующих важных функций:

• Анаболизм, или конструктивный метаболизм. Задача этого процесса — формирование тканей и хранение энергии. Он обеспечивает рост новых клеток, питание тканей организма, и создание запасов энергии на будущее. В процессе анаболизма маленькие молекулы становятся более крупными и сложными молекулами углеводов, белков и жиров.
• Катаболизм, или деструктивный метаболизм — процесс, в ходе которого создается энергия, необходимая для жизнедеятельности клеток. Клетки расщепляют крупные молекулы (преимущественно углеводы и жиры) для высвобождения энергии. Эта энергия обеспечивает топливо для анаболизма, поддерживает температуру тела, и способствует сокращению мышц при движении. Также в ходе катаболизма сложные химические соединения расщепляются на более простые вещества, отходы жизнедеятельности выводятся из организма через кожу, почки, легкие и кишечник.

Эндокринная система

Некоторые гормоны эндокринной системы используются для контроля над скоростью и направлением метаболических процессов. Тироксин — гормон, вырабатываемый и секретируемый щитовидной железойЩитовидная железа — отвечает за ваши гормоны, играет ключевую роль в определении того, как быстро или медленно происходят метаболические процессы в организме человека.

Поджелудочная железа вырабатывает гормоны, которые определяют, будет ли основная метаболическая активность в конкретный промежуток времени анаболической или катаболической. Например, после приема пищи обычно преобладает анаболическая активность, так как в это время повышается уровень глюкозыГлюкоза: источник энергии — главного источника энергии для организма — в крови. Поджелудочная железа чувствует повышение уровня глюкозы, и высвобождает гормон инсулинПринципы действия инсулина — наука спасает жизни, которая дает клеткам сигнал к повышению анаболической активности.

Метаболизм — это комплекс многочисленных и сложных химических процессов, поэтому неудивительно, что многие люди упоминают о нем лишь в самом простом и общем смысле: как о том, от чего зависит скорость, с которой человек может терять вес. То есть, в ходе процесса обмена веществ организма вырабатывает и расходует калории.

Калория — это единица, используемая для изменения того, сколько энергии тот или иной продукт питания обеспечивает организму. В плитке шоколада больше калорий, чем в яблоке, поэтому она является источников большего количества энергии — намного большего, чем хотелось бы любительницам шоколада, заботящимся о своей фигуре. Почти как бензин хранится в бензобаке машины, пока он не понадобится для обеспечения двигателя энергией, в организме хранятся калории — преимущественно в виде жировой ткани. Если налить в бензобак слишком много бензина, он начнет переливаться через края. Аналогичным образом, если человек потребляет слишком много калорий, они тоже «льются через край», откладываясь тут и там в виде подкожного жира, избыток которого мало кого украшает.

Число калорий, расходуемое за день, зависит от того, как много человек двигается, от количества жировой и мышечной ткани, и от базального уровня метаболизма, или основного обмена — это показатель того, с какой скоростью организм сжигает калории, находясь в состоянии покоя.

От основного обмена во многом зависит склонность человека к увеличению веса. Например, человек с низким базальным уровнем метаболизма при одинаковом питании и физической активности за равный промежуток времени наберет больше веса, чем человек, у кого базальный уровень метаболизма выше.