Что такое метаболизм в организме человека простым языком

Абсолютно каждый человек в своей жизни неоднократно сталкивается с таким явлением, как метаболизм или простыми словами, обмен веществ.

Эта тема коснулась каждого, потому что мы часто слышим от врачей, что любой недуг связан с этим процессом. Это абсолютно верно. Но, если вы зададите себе вопрос — а что это такое, вы вряд ли сможете объяснить его суть простыми словами, а в большинстве случаев махнете рукой и примите очередную таблетку. А это — всего-навсего, программа по биологии старших классов образовательной школы.

Если вы дочитаете эту статью до конца, вы узнаете много интересного и важного. Зная механизмы метаболизма, вероятность того, что вы будете здоровы, в разы возрастет. Я постараюсь на простом доступном языке, без всяких сложных медицинских терминов донести до вас информацию об этом очень важном процессе. Поговорим:

• О метаболизме и его функциональности.
• Как не навредить организму в попытках его изменить.
• О проблемах, которые могут негативно повлиять на обмен веществ.

Итак, что такое метаболизм простыми словами?

Метаболизм и дыхание. Для чего мы дышим?

Итак, что такое обмен веществ или метаболизм? Во-первых, — это самое главное свойство всего живого на земле. Суть его в том, что живые организмы обмениваются веществом и энергией с окружающей средой, и в них протекают различные химические реакции. Это процессы синтеза созидания органических веществ и процессы распада и разрушения органических веществ. И в зависимости от того, создается органика или разрушается, выделяют пластический обмен веществ и энергетический обмен веществ.

Другими словами, пластический обмен веществ — это ассимиляция или анаболизм, энергетический обмен — это диссимиляция или катаболизм. Суть пластического обмена заключается в том, что пластический обмен — это исключительно синтез, то есть образование сложных органических веществ из более простых с затратами энергии.  Или для того, чтобы что-то новое в организме образовалась, на это нужно потратить энергию.

Отличить виды пластического обмена от энергетического очень легко. Везде, где вы видите в слове корень синтез — это и есть пластический обмен, то есть фотосинтез и хемосинтез, синтез гормонов, липидов. Все это пластический обмен веществ.

Но в этой статье мы будем говорить только об энергетическом обмене и его суть в том, чтобы разрушать вещества, которые образуются в пластическом обмене до более простых веществ. При разрушении вещества разрываются химические связи, при этом будет выделяться энергия, которая и будет запасаться в виде энергетических универсальных молекул.

Большинство высокоорганизованных организмов получают энергию через дыхание, в том числе и люди. При дыхании происходят окислительные процессы, окисляются органические вещества. Процесс окисления представляет собой взаимодействие органических веществ с кислородом, в ходе которого как раз и выделяется энергия. Эта энергия и будет запасаться в молекулах АТФ. Вы должны запомнить, что энергия и энергетический обмен дыхания — это, практически, синонимы. Если вы наблюдаете окисление — это обязательно процесс, сопровождающийся выделением энергии, именно это и заложено в основу энергетического обмена веществ.

Что такое молекула АТФ и в чем ее функция?

Молекула АТФ (аденозинтрифосфорная кислота) является важнейшим веществом, которое находится в каждой клетке живого организма. Она играет ведущую роль во всех процессах метаболизма. Это незаменимый источник энергии.

Простыми словами, молекула АТФ представляет собой своеобразную молекулярную батарейку, в которой сохраняется энергия и в нужный момент для организма она выделяется.

Мы не будем вдаваться в подробности высвобождения энергии из молекулы, рвутся молекулярные связи, как и под действием чего… это биохимия. Наша задача увидеть процесс метаболизма в целом и понять, как жить правильно, чтобы не нарушить эту, по истине, магию.

Хотелось бы сказать о том, насколько вообще важна нам энергия. Вот, например, есть такой яд как цианистый калий. Человек, употребив такой яд, умирает через несколько минут. Что лежит в основе его действия? Цианистый калий блокируют цепь митохондрий, то есть они перестают синтезировать АТФ и человек живет ровно столько, сколько в его организме существует запасов АТФ.

Так сколько же этих запасов в организме человека? Вы, возможно, будете поражены, но за сутки в организме образуется и расходуется на многочисленные наши процессы порядка 40 килограммов АТФ. То есть, человек потребляет немыслимое количество энергии за сутки. Вот на данный момент времени у меня или у вас около 250 граммов АТФ, а человек может жить на 250 граммов около пяти минут.  Становится понятным, насколько важен процесс образования энергии в нашем организме.  И мало кто может нормально, правильно ответить на вопрос — зачем мы дышим? Можно услышать различные варианты ответов, но какой же правильный?  Все очень очевидно, мы дышим для того, чтобы получать энергию.

3 этапа образования энергии в организме

Первый этап — это подготовительный этап, суть его заключается в переваривании веществ, то есть мы едим, чтобы снабдить наш организм органическими веществами, из которых впоследствии и будет получена энергия.  Итак, подготовительный этап — это переваривание веществ, поэтому его место прохождения эта пищеварительная система. Это на уровне всего организма в целом, а если мы говорим о процессе на клеточном уровне, то это лизосомы, в которых все переваривается в ходе данного этапа.

Исходные продукты метаболизма — это органические вещества, поступающие в организм с пищей, то есть белки, жиры и углеводы. Эти сложные вещества перевариваются и распадаются на простые: белки — на аминокислоты, жиры — на глицерин и жирные кислоты, а углеводы — на глюкозу.

А теперь вопрос, что происходит с энергией в каждом из трех этапов? В первом этапе важно понимать, что никаких АТФ вообще не запасается, однако связи все-таки рвутся и какая-то энергия образуются.  Куда она девается?  Вся эта энергия тратится на согревание организма, и рассеивается по всему телу в виде тепла.

Второй этап энергетического обмена. Он протекает в цитоплазме клеток. При этом процесс может пойти двумя путями: без участия кислорода и с участием. Можно сказать, что второй вариант, проходящий с участием кислорода, плавно перетекает в третий этап. В первом варианте без участия кислорода происходит расщепление глюкозы, или гликолиз.

Гликолиз — это процесс расщепления молекулы глюкозы на две молекулы пировиноградной кислоты (ПВК) с выделением энергии.

То есть, из одной молекулы глюкозы образуются 2 молекулы ПВК, и две молекулы АТФ.

Это нужно запомнить — при гликолизе откладываются, скажем, так, про запас, две АТФ. В дальнейшем ПВК расщепляется на спирт, воду и углекислый газ.

Вопрос! Почему человек использует дрожжи в хлебопечении? Дело в том, что при питании дрожжей сахаром, выделяется углекислый газ, который поднимает тесто. Здесь  два ключевых слова — это брожение и углекислый газ. У некоторых бактерий и животных происходит молочнокислое брожение, при этом образуется молочная кислота. Так и в организме человека.

Вопрос! Почему у нетренированного человека после физических нагрузок возникает чувство боли в мышцах?  Дело в том, что когда мышцы начинают активно работать, им нужно больше энергии, ранее описано, что дыхание равно энергии.  Поэтому человек начинает чаще дышать, но все равно дыхательная система нетренированного человека не способна адекватно снабдить кислородом мышцы. Они начинают голодать, и вынуждены переходить на гликолиз, чтобы компенсировать недостаток энергии. При гликолизе, как мы выяснили, начинает накапливаться молочная кислота, которая растекается по мышцам, раздражает многочисленные нервные окончания и вызывает чувство боли.  Это в принципе потом быстро проходит, когда молочная кислота постепенно окисляется.

Можно ускорить этот процесс, приняв горячую ванну. Мышцы быстро расслабятся. Или сделать массаж. Он быстрее уберет это неприятное чувство.

Второй вариант (при наличии кислорода) перетекает в следующий третий этап энергетического обмена — это процесс образования АТФ в митохондриях. Митохондрию можно назвать энергетическим центром клетки.

Что такое митохондрии и их функции?

Митохондрии — это органоид клетки, в котором происходит окисление органических веществ и синтез молекул АТФ.

Простыми словами, митохондрии являются энергетической базой клеток или станциями, которые вырабатывают энергию, необходимую всему организму.

Количество митохондрий в клетках — разное, от нескольких штук до тысяч. Соответственно, их больше там, где интенсивнее идут процессы синтеза АТФ. А идут они интенсивнее только с участием кислорода. Вот почему говорят: дыши глубже, когда человеку физически плохо.

Митохондрии находятся в цитоплазме.

Цитоплазма — это внутренняя среда клетки, кроме ядра и вакуоли, в которой протекают все процессы клеточного метаболизма.

В ее состав входят множество видов органических и неорганических веществ, но основное вещество — вода. Также цитоплазма содержит и запасные питательные вещества, и нерастворимые отходы обменных процессов.

Итак, что же происходит в митохондриях. Там происходит много сложных процессов, но, в общем, что нам нужно знать простыми словами, глюкоза полностью расщепляется до своих составляющих: углекислый газ и воду. При этом синтезируется молекула АТФ, и их количество превышает в 18 раз, чем при гликолизе. Из 1 молекулы ПВК образуется 36 молекул АТФ.

Поэтому кислородное дыхание является энергетически эффективным процессом получения энергии, чем гликолиз, так как в этом случае у организма больше возможности накопить запасы энергии.

Можно ли ускорить метаболизм или нет?

Я думаю, что слово «ускорить» метаболизм не совсем верно, так как скорость метаболизма понятие размытое. Скорее мы сами определяем свой метаболизм образом жизни, разнообразием употребляемых продуктов, умонастроением и даже эмоциональным настроем.

Метаболизм — это часто употребляемое модное слово, которое не всегда произносится к месту. Приходилось ли вам слышать фразы, что «худые люди наделены ускоренным метаболизмом» или «путь к снижению веса — это ускорение метаболизма»…ведь так?

Но легче сказать, чем сделать! Прежде всего, выясните, каков именно ваш метаболизм? По сути, ваш метаболизм — это вся энергия (то есть калории), которую вы сжигаете в течение суток на поддержание жизнедеятельности организма, остаетесь в нормальной форме и с хорошим здоровьем. Эта программа заложена в каждом человеке изначально!

Это легко отследить. Все процессы, связанные с вашим телом, осознанные они или нет, отражаются на вашем обмене веществ: от дыхания до переваривания пищи, от случайного движения рукой до нажатия клавиш на вашем компьютере. Абсолютно все!

Есть такое понятие, как базальная скорость метаболизма (BMR). Вообще, что такое скорость? Скорость, по моему мнению — это степень интенсивности некого процесса за определенный промежуток времени. Так вот, базальная скорость выражается в количестве калорий, необходимых для жизнедеятельности организма в течение суток.

Простыми словами, количество энергии в калориях, что бы банально оставаться живым, то есть поддерживать нормальную работу всех органов организма, его функциональность, и преобразовывать пищу в полезную энергию. Эта энергия составляет около 70 % от общего вашего метаболизма. Эта цифра зависит от того, какую пищу вы употребили, сколько энергии потратиться на ее переваривание, потому что некоторые продукты требуют больше энергетических затрат, нежели другие.

Около 20 % метаболизма тратятся на всякого рода неосознанные и осознанные движения, продиктованные вашим настроением и желанием в течение суток. Эта цифра также может часто меняться.

И лишь 10 % метаболизма человек осознанно тратит на физические упражнения или тренировки. А сколько таких людей? Немало.

Как определить уровень метаболизма?

Можно, конечно, обратиться в специальные лаборатории или клиники, где проведут соответствующие тесты и определят базальную скорость вашего метаболизма. Но это дорого и стоит ли? Существует формула, может быть она не столь точная, но вполне достаточная, чтобы определить, куда вам двигаться дальше: оставаться в той же форме или изменить свой вес.

Итак, базальная скорость метаболизма (BMR) рассчитывается следующим образом:

Я проведу расчеты на моем примере: мой вес—75 кг, рост—163 см, мне 56 лет.

BMR= 655 + (9,6  х 75) + (1,8  х 163) – (4,7 х 56) = 1405,2 (ккал)

Мой коэффициент активности я выбираю 1,375, так как у меня сидячая работа, но 3-4 раза в неделю я прохожу по 6-7 километров в интенсивном движении или 2 раза в неделю посещаю бассейн и проплываю 800-1000 метров в течение 45 минут.

1405,2 х 1,375 = 1932,15 (ккал)

Итак, 1932 ккал — это среднее значение количества энергии в килокалориях, которое потребляет мой организм в течение суток со всеми моими физическими нагрузками и с вкусовыми привычками. Если меня все устраивает, значит просто нужно придерживаться этой цифры и соответственно рассчитывать свой рацион питания, а лишние калории непременно отложатся в жировых накоплениях. Решать вам!

Итак, вопрос, что может сделать ваш метаболизм более эффективным?

 Что благотворно влияет на метаболизм человека?

• Включите в дневной рацион достаточного количества белковых продуктов и клетчатки. Есть мнение. Что бы переварить белок потребуется энергии, количество которой составит около 30% калорийности самого белка, тогда как для углеводов потребуется около 10%, а для жиров — итого меньше. Разумеется, это не значит, что ваш рацион должен состоять из одних белков. Что бы поддерживать свое тело в нормальном состоянии, следует сохранять баланс, поэтому жиры и углеводы должны присутствовать в вашем меню. Просто замените простые углеводы сложными, а животные жиры — растительными.
• Физические нагрузки должны обязательно присутствовать в вашей жизни. Гиподинамия — прямая дорога к лишнему весу и нарушению обмена веществ. Это могут быть кардионагрузки, силовые тренировки. Выбирать вам! Как и количество времени, которое вы собираетесь на это потратить. Существует мнение, что интенсивная интервальная тренировка — эта самая эффективная форма физической нагрузки, так как при этом сжигается жир и увеличивается мышечная масса. А мышечная ткань сжигает больше калорий в состоянии покоя, чем жировая. Только не переусердствуйте!
• Достаточное количество полноценного сна также благотворно повлияет на ваш обмен веществ. Хороший сон позволит вашим мышцам восстановиться, успокоиться вашим нервам, а вашим гормонам работать слажено.

Что может замедлить метаболизм?

• Монодиеты, несбалансированное питание, голодание. Дефицит любого из основных микроэлементов или витаминов может спровоцировать следующий эффект. Когда вы начинаете голодать, ваше тело переходит в режим «голодания». Это состояние организма называется метаболической адаптацией. Оно заключается в следующем, тело начинает экономить каждую калорию, тратит их как можно меньше, и чем дольше длится этот период, тем быстрее срабатывает режим экономии, и метаболизм замедляется. Люди, которые часто прибегают к монодиетам, впоследствии имеют большие трудности в поддержании нормального веса, особенно в зрелом возрасте.
• Алкоголь также может немного замедлить ваш метаболизм. В процессе употребления алкоголя, вся съеденная пища может спокойно превратиться в жир, так как организм будет занят избавлением от алкоголя, который для тела позиционируется как яд.

Заключение

По большому счету вмешаться в процесс метаболизма могут только эндокринные заболевания и тут без хорошего эндокринолога и расширенной диагностики никак не обойтись. Даже у здоровых людей разный метаболизм. Для того чтобы быть всегда в форме, и забыть про свой метаболизм, есть только один путь — здоровый образ жизни и правильное питание!