Метаболизм веществ: его виды, основные этапы, общая схема протекания, нарушения

Процесс обмена веществ в организме (метаболизм) представляет собой одну из самых важных последовательных его реакций, существующих для правильного функционирования и жизнедеятельности каждого человека. Нарушение этого явления может привести к появлению различных заболеваний.

Все обменные процессы любого организма обуславливаются своевременно наступающими химическими реакциями. Зачастую нарушение этих реакций может быть вызвано неправильной работой гипофиза, щитовидной железы, почек и надпочечников, половых органов. В последнее время специалисты утверждают, что обмен веществ в организме все чаще страдает от неправильного питания: переедания или строгих диет.

Нарушение здорового питания приводит к сбою в регулятивной нервной системе, которая отвечает и за работу обменных процессов. Вследствие этого изменяется состояние мозговых центров и гипоталамуса в особенности. Именно этот отдел мозга отвечает за регуляцию энергетических, оздоровляющих и накапливающих реакций во всем организме.

Обмен веществ

Метаболизм в переводе с греческого означает «превращение» или «изменение», то есть, по сути, обменный процесс веществ отвечает за химические реакции, которые поддерживают жизнь и здоровое развитие организма.

Функции обмена веществ

Все химические реакции метаболизма обуславливают поддержание жизненно важных функций:

• защиту;
• размножение;
• реагирование на воздействие окружающей среды;
• рост;
• сохранение;

Реакции обмена веществ

В свою очередь для правильного и своевременного выполнения своих основных функций метаболизм проходит две стадии химических реакций:

1. Катаболизм или диссимиляция. Деление сложных составляющих, их окисление, расщепление и дифференциация для обмена веществ в клетках на следующем уровне.
2. Анаболизм или ассимиляция. Белки, липиды или жиры, сахара и нуклеиновые кислоты синтезируются на стадии энергетического обмена веществ.

Данные процессы проходят в определенном порядке, которые условно следует поделить на несколько, проходящих поочередно, этапов.

Этапы обмена веществ

На протяжении всей жизнедеятельности организма любого человека процесс обмена проходит таким образом:

1. Поступление полезных и питательных веществ непосредственно с пищей внутрь организма.
2. Распределение на ферменты, которые обеспечивают расщепление и всасывание питательных и полезных элементов из системы пищеварения в кровеносные (лимфатические) системы.
3. Транспортировка, распределение, энерго выделение и усваивание питательных и полезных веществ.
4. Выведение элементов распада, которые не были усвоены клетками организма, через эпидермис (кожу), дыхательную и выделительные системы.

Обмен веществ и энергии

В процессе энергетического обмена участвуют специфические ферменты, которые отвечают за превращение любого вещества в необходимые элементы для нормальной жизнедеятельности организма.

Именно на этом этапе ферменты контролируют активность химических реакций и регулируют ответные сигналы, принимаемые от клеток организма.

Ферменты решают когда, как и необходимо ли использовать молекулы для превращения их в энергию.

Молекулы обмена веществ и их виды

Синтез происходит с целью выделения органических веществ, которые имеют жизненно-важное значение, и используются при строительстве клеток или превращении их в энергию. Основной обмен веществ направлен на выделение таких биологических молекул:

1. Белки. Главный созидательный материал организма, входящий в состав крови и отвечающий за нормативные уровни гормонов, гемоглобина, цитоплазмы, клеток, водно-солевой баланс и выделение ферментов.
2. Жиры. Создают энерго запасы, которые отдаются только при сочетании с углеводными молекулами, обеспечивают выработку гормонов, помогают усваивать витамины, строить защитную оболочку клеток и обеспечивать нормальное сохранение питательных элементов.
3. Углеводы. Являются важными источниками для энергии, принимают участие в синтезе аминокислот и жиров.

За регуляцию обмена веществ отвечают ферменты, которые ускоряют или замедляют химические процессы. Однако при нарушении процессов и ферментации молекул, организм начинает работать неправильно, а переработка поступающих веществ будет приводить к различным нарушениям. Причин дисбаланса химических реакций достаточно много и зачастую их совокупность может привести к хроническим болезням.

Причины нарушения обменных реакций

Существует несколько основных факторов, которые могут способствовать нарушению обменных реакций:

1. Гены. Наследственная информация и генетические особенности обмена веществ могут развивать дефекты метаболических процессов.
2. Нарушение здорового режима и образа жизни. Режим сна и активный образ жизни имеют большое влияние на энерго затратные процессы.
3. Патологии. Заболевания щитовидной железы, надпочечников и гипофиза напрямую связаны с обменными процессами.
4. Питание. Обмен веществ принимает все элементы из пищи и соответственно при их ограничениях или избытке начинает давать сбой.
5. Стресс и депрессии. Приводят к разбалансировке нервной системы, питания и метаболических процессов.

Признаки обменных нарушений в организме могут давать о себе знать визуальными симптомами или сопровождаться характерными заболеваниями обмена веществ.

Основные симптомы нарушения обменных реакций

Симптомы нарушения всех химических процессов, отвечающих за метаболические реакции, могут быть различными в зависимости от их нарушенного уровня обмена веществ:

1. Клеточная стадия.
2. Молекулярная стадия.
3. Стадия тканей и органов.
4. Целостная (общая) стадия:

• синтез белков, липидов, углеводов;
• диссимиляция (распад) белков, липидов, углеводов.

Симптомы иногда могут и не проявляться, но зачастую их можно распознать по следующим признакам:

• аппетит повышен или понижен;
• изменения веса (больше или меньше) при повседневном рационе питания;
• отеки лица и конечностей;
• повышенная пигментация кожи;
• проблемы и заболевания стоматологического характера;
• ухудшение структуры волос (выпадение, сухость ломкость, седина);
• ухудшение структуры кожных покровов (прыщи, аллергические высыпания, сухость, бледность, трещины);
• ухудшение состояния ногтей (ломкость, грибок);
• частые диареи или запоры.

Болезни обмена веществ

Все заболевания, приводящие к нарушению обменных свойств, могут быть наследственными или приобретаться с возрастом в течение жизни.

Наследственные нарушения

Следующие патологии могут привести к нарушению метаболических процессов:

1. Атеросклероз или гиперхолестеринемия. Возникает вследствие нарушенного распада липопротеинов и характеризуется симптомами:

• гипертония;
• онемение или замерзание конечностей;
• патологии сердца и сосудов;
• сахарный диабет;
• ухудшение концентрации внимания и памяти;
• цианоз или посинение кожи.

1. Болезнь Гирке. Дисбаланс ферментной функции печени проявляется через симптомы:

• медленный рост;
• одышка;
• отсталость развития;
• повышение температуры тела;
• увеличение размеров печени или гепатомегалия.

1. Подагра. Изменение в составе мочевой кислоты, соли в хрящах, характеризующиеся такими симптомами:

• боли в суставах;
• воспаление суставов;
• образование подкожных узлов в конечностях и ушах;
• отеки;
• повышение температуры;
• покраснение конечностей.

1. Фенилкетонурия. Помимо нарушения обменных реакций проявляются симптомы патологий психологического развития и нервной системы:

• альбинизм;
• апатия и вялость;
• дерматит;
• отсталость физического и психологического развития;
• посинение конечностей;
• резкая раздражительность.

1. Алкаптонурия. Нарушение выработки ферментов и расщепление полезных аминокислот сопровождается:

• артриты;
• вялость;
• кожная пигментация;
• остеопороз;
• сиплость голоса;
• темный цвет мочи.

Приобретенные болезни

Патологии, которые бывают напрямую сопряжены с обменными реакциями, происходят от недостатка или избытка некоторых элементов и витаминов:

1. Калий. Отвечает за работу мышечной и нервной систем и ферментов, нормализует кислотно-щелочной баланс. Нарушения показателей нормы сопровождаются:

• ЖКТ – тошнота, отсутствие аппетита, диарея, метеоризм, рвота, спазмы живота, ухудшенная перестальтика;
• кислотно-щелочной баланс – патологическое увеличение содержания кислоты в ЖКТ;
• мочевыводящие пути – частые или наоборот слишком редкие мочеиспускания;
• мышечная система – судороги конечностей, усталость, слабость, паралич;
• нервная система – повышенная раздражительность, понижение внимания и памяти, отсутствие рефлексов;
• сердце и сосуды – частые головокружения, потемнение в глазах, аритмия или тахикардия.

1. Кальций. Отвечает за формирование клеток и костей, свёртываемость крови. Нарушения проявляются:

• ЖКТ – диарея, тошнота, рвота, жажда, обезвоживание, запоры;
• нервная система – лицевые тики и конечностей, болевые спазмы, повышенная раздражительность, беспокойство, сонливость, апатия, частые головные боли;
• сердце и сосуды – аритмия или тахикардия, гипотония или гипертония;
• скелет и мышцы – онемение, судороги, тики, хрупкость костей и тканей.

1. Магний. Отвечает за функционирование нервной и мышечной системы. Дисбаланс сопровождается:

• мышцы – судороги, ухудшение рефлексов, вялость, паралич, болевые спазмы, миалгия;
• нервная система – сонливость, апатия, удрученность, вялость, галлюцинации;
• сердце и сосуды – аритмия или тахикардия, пониженное давление, остановка сердца.

1. Натрий. Регулирует работу почек, давление, кислотно-щелочной баланс, нервную, мышечную, выделительную системы, принимает участие в транспортировке глюкозы и аминокислот. Дисбаланс уровня натрия сопровождается:

• внешние признаки – отеки, лишний вес;
• дыхание – посинение кожи, одышка;
• ЖКТ – диарея, тошнота, рвота, спазмы, колики, жажда, сухость;
• кожа – потливость, покраснение, сухость;
• мочевыделительная система – редкое мочеиспускание, но частые позывы;
• нервная система – частые головные боли, мышечные судороги, тики, тревожность, возбудимость;
• сердце и сосуды – гипотония, слабый пульс.

1. Витамин А. Дефицит характеризуется:

• маленький рост;
• сухость во рту;
• сухость глаз;
• сухость кожи.

1. Витамин В. Недостача предполагает:

• ниацин – диарея, рвота, быстрая переутомляемость, слабоумие, кожные дерматиты;
• пиридоксин или В6 – онемение конечностей, судороги мышц, кожные дерматиты, выпадение волос, ломкость и грибок ногтей;
• рибофлавин или В2 – трещины в углах рта, зуд, трещины губ и слизистых, воспаление глаз, анемия;
• тиамин или В1 – повышенная раздражительность, бледность кожи, отечность лица и конечностей, боли живота, диареи, запоры, тяжелое дыхание, мышечные судороги, нервное переутомление;
• цианокоболамин или В12 – анемия, потеря общего веса, диарея, запоры, опухание языка, психические расстройства.

1. Витамин С. Недостача выражается:

• атрофия мышц;
• бессилие;
• депрессия;
• иммунодефицит;
• инфекционные заболевания;
• незаживляемость ран;
• нервозность;
• отеки;
• отложение солей;
• повышение кровоточивости;
• потеря аппетита;
• раздражительность;
• разрушение костей;
• синяки и хрупкость капилляров;
• слабость;
• снижение веса;
• цинга.

Лечение обмена веществ

При лечении нарушений обменных реакций предполагается правильное соблюдение здорового образа жизни. Сюда должно быть включено правильное питание, поддержание необходимого уровня витаминов и микроэлементов при их недостатке, спорт и физическая активность, режим дня и сна, своевременное лечение заболеваний, борьба со стрессами.

Ускоренный обмен веществ

При ускорении процессов метаболизма рекомендуется соблюдать здоровый рацион питания в комплексе с медикаментозным лечением под контролем специалистов:

• аминокислоты обеспечивают нехватку веществ и регулируют проводимость энергии при быстром обмене веществ;
• антитромбические медикаменты стабилизируют уровень железа и регулируют гемостаз;
• биостимуляторы обеспечивают нормальное состояние нервной системы и повышают защитные функции всего организма
• витаминные препараты принимают активное положительное участие во всей жизнедеятельности организма, могут приниматься регулярно при назначении врачом;
• гормональные препараты регулируют нормализацию обменных и других систем организма;
• ферменты восстанавливают обмен веществ и способствуют нейтрализации, деактивации или замедлению некоторых, работающих в ускоренном темпе, химических обменных реакций организма.

Замедленный обмен веществ

Для метаболизма замедленного темпа рекомендуется придерживаться определенного рациона блюд и диеты, которая основана не для похудения, а для ускорения обмена веществ, однако может способствовать потере лишних килограммов:

• в день потреблять не меньше двух литров очищенной воды;
• куриное мясо или рыба не меньше 200 г в день;
• масло употребляется подсолнечное, оливковое, кукурузное, от сливочного лучше отказаться;
• пастеризованные молочные продукты употребляются с низким содержанием жира;
• мучное в пищу не употребляется, кроме отрубного хлеба не более 200 г за день;
• обязателен прием легкого куриного бульона по 300 г в день;
• обязательное присутствие свежих овощей и фруктов не менее 300 г в сутки;
• отказ от вяленых продуктов;
• отказ от картофеля, соусов, кофе, алкоголя, риса, манки;
• отказ от макаронных блюд и из вареного теста (пельмени, вареники);
• отказ от слишком соленой, острой и консервированной пищи;
• прием яиц до двух в день (вареные, омлет паровой);
• рекомендуются жидкие каши и вареные крупы;
• сдоба и сладкое исключаются;
• чай только зеленый без сахара.

Народные средства для улучшения метаболизма

Народная медицина поможет улучшить обмен веществ и бороться с его нарушенными реакциями в домашних условиях:

• настой плодов красной калины употребляется два раза в день;
• отвар из корней стальника полевого употребляется за полчаса до основных приемов пищи;
• отвар из пустырника, сушеницы, хвоща и коры крушины принимается по полстакана после основных приемов пиши;
• отвар из травы бессмертника, березовых почек, зверобоя и ромашки принимать за полчаса до завтрака и перед сном с медом;
• отвар из череды, фиалки, корня лопуха, крапивы, тысячелистника, листьев смородины и земляники принимается через час после еды;
• отвар листьев грецкого ореха принимают до основных приемов пищи.

Елена созерцатель

• Активность: 122k
• Пол: Женщина

Елена созерцатель

Источник: https://ya-krasotka.com/928027224841127942/narushenie-obmena-veschestv/

Катаболизм веществ его этапы и процессы (Общая схема)

Катаболизм (диссимиляция ) — это энергетический обмен, часть метаболизма, распада сложных веществ на более простые (или окисления вещества), который протекает с освобождением энергии в виде тепла и в виде молекулы АТФ, универсального источника энергии всех биохимических процессов.

Схема катаболизма пищевых веществ, его этапы, пути и процессы

На схеме наглядно представлен катаболизм пищевых веществ, который состоит из 3-х основных этапов (стадий), первый и второй этапы относятся к специфическим путям катаболизма, а третий этап относится к общему пути катаболизма.

• ATP (АТФ) — это аденозинтрифосфорная кислота (нуклеотид), универсальный источник и переносчик энергии, который участвует во всех биохимических процессах.
• NAD (НАД) — никотинамидадениндинуклеотидфосфата, является коферментом, переносит электроны из одной реакции в другую в метаболизме.
• NADH (НАД*Н) — востановленная форма NAD.
• Пируват — это соли пировиноградной кислоты, конечный продукт в процессе гликолиза.

Этапы катаболизма	Протекание процессов катаболизма	Энергетическая ценность
1-й этап катаболизма (подготовительный) расщепление больших макромолекул на простые субьединицы	На первом этапе происходит расщепление пищевых веществ (белки, полисохариды, жиры) до мономеров. У многоклеточных организмов это осуществляется в пищеварительном тракте (у простейших в лизосомах при самообновленнии клеток) под воздействием соответствующих ферментов, после чего полученные мономеры всасываются в кровь (моносахариды аминокислоты) и в лимфу (жирные кислоты).	Небольшое количество энергии рассеивается ввиде тепла
2-й этап катаболизма (бескислородный) расщепление простых субьединиц на ацетил-СоА, сопровождающийся образованием ограниченного количества АТP и NADH	На втором этапе все пищевые продукты которые поступают в клетку из крови образуют ацетилкоэнзим А (ацетил-СоА). Это соединение, а также другие ферменты, включающие в себя КоА, являются ключевыми звеньями множества разнообразных биохимических реакций. — При гликолизе моносахариды образуют пировиноградную кислоту. — При катаболизме аминокислот образуются ацетил-CoA, пируват, другие кетокислоты — При β-окислении жирных кислот образуется ацетил-CoA Второй этап происходит в цитозоли и митохондрии.	При расщеплении глюкозы 60% выделившейся энергии дает тепло, 40% идет на синтез 2х молекул ATP, эта часть энергии запасается.
3-й этап катаболизма (кислородный) при полном окислении ацетил-СоА до H2O и CO2 образуется большое количество NADH, что обеспечивает синтез большого количества ATP при переносе электронов	Третий этап и его реакции проходят в митохондриях. Ацетил-CoA участвует в реакциях цикла лимонной кислоты (цикл трикарбоновых кислот Кребса), там углероды окисляются до углекислого газ CO2. Происходит полное окисление ацетильной группы ацетил-СоА до Н2O и СO2, при этом большое количество электронов и протонов запасается на молекулах NADH (процесс «окислительное фосфолирование»). В дальнейшем энергия электронов используется для образования протонного градиента, что обеспечивает последующий синтез АТР. 2C3H6O3 + 6O2 + 36H3PO4 + 36ADP —>  6CO2 + 38H2O + 36ATP	При окислении 2х молекул кислоты образуется 36 молекул ATP

_______________

Источник информации:  Биология для поступающих в вузы / Г.Л. Билич, В.А. Крыжановский. — 2008

Источник: https://infotables.ru/biologiya/81-biokhimiya/1046-katabolizm-veshchestv

Нарушение обмена веществ в организме

О проблемах с обменом веществ говорят медики, твердят производители различных добавок, не забывают упомянуть инструкторы кроссфит клубов. Нарушение метаболизма – это повод для спекуляций или реальная проблема? Разберёмся, что это такое, каковы причины и симптомы, в чём заключается лечение.

Метаболизм, или обмен веществ – это цикл химических реакций, обеспечивающих деятельность и развитие организма. Благодаря сложнейшим процессам поступающие извне вещества обеспечивают наши жизненные потребности на базовом уровне.

Нарушение обмена веществ – это сбой в какой-либо системе, ответственной за протекание энергетических и биохимических процессов. Возникнуть дисфункция может в надпочечниках, щитовидной или половых железах, гипофизе и т.д.

Проблема может быть в неправильном рационе. Питание может быть недостаточным, избыточным или и вовсе неполноценным. Это отражается на работе нервной системы, тонко регулирующей обмен веществ.

В отдельных мозговых центрах меняется тонус.

В контексте метаболизма проблема чаще всего касается гипоталамуса, отвечающего за накопительные и строительные процессы, за характер и скорость преобразования энергии из пищи.

Среди причин метаболических нарушений:

• Возраст. Чаще возрастные сбои происходят у женщин. Со временем выработка женских половых гормонов прекращается, и это провоцирует проблемы в обменных процессах.
• Нервное перенапряжение. Стрессы – частая причина нарушений обмена веществ.
• Злоупотребление алкоголем и курением.
• Генетическая предрасположенность.
• Паразитарные факторы (глисты и микроорганизмы).
• Беспорядочный режим дня.
• Перенесённые определённые заболевания и др.
• Ферментопатии.
• Метаболический синдром.
• Нейро-эндокринная патология.

Виды нарушения метаболизма

Выделяют несколько видов сбоев обменных процессов. Встречаются нарушения:

• Белкового обмена. Белок – важная составляющая гормонов и ферментов. Но запасов этих компонентов в организме нет, они должны регулярно поступать с пищей. При недостатке белка организм черпает его из мышц, внутренних органов и костей. Это не может не обернуться метаболическими проблемами. Избыток белка тоже опасен, так как приводит к жировому перерождению печени, перегрузке почек, нарушению кислотно-щелочного баланса, хронической потере кальция. Длительная перегрузка белками чревата развитием подагры, мочекаменной болезни, ожирения (источник — Учебник «Физиология человека», Покровский).
• Жирового обмена. Причины этой патологии – истощение и ожирение. Голодание приводит к гормональному дисбалансу, снижению иммунитета, выпадению волос, гиповитаминозу и прочим неприятностям. При ожирении возрастает риск развития сахарного диабета, сердечно-сосудистых заболеваний, гипертонической болезни, ишемической болезни сердца, атеросклероза.
• Обмена углеводов. Среди патологий, связанных с углеводными процессами, самые распространённые – гипергликемия и гипогликемия. В первом случае мы имеем дело с повышением в крови уровня глюкозы. Проблема может развиваться и усугубляться при переедании, сахарном диабете, при некоторых заболеваниях щитовидной железы и надпочечников (источник — «Википедия»).

Гипогликемия – противоположное состояние, при котором уровень глюкозы в крови снижается. Проблема появляется при болезнях почек, печени, а также вследствие низкоуглеводного рациона и расстройств пищеварительной системы.

• Водного обмена. Последствия – задержка жидкости или, наоборот, обезвоживание. И то, и другое очень опасно. Например, излишняя потеря жидкости ведёт к сгущению крови, риску образования тромбов, дисфункции выделительной системы, повышенному давлению и т. д.
• Обмена витаминов. Патологии, связанные с этим – авитаминоз, гипервитаминоз и гипоавитаминоз. В каждом случае возникают серьёзные неприятности.
• Обмена минералов. Минеральный дисбаланс приводит к ослаблению иммунитета, поражению тканей и органов и другим патологиям. Изменение минерального состава костей ведет к частым, длительно заживающим, переломам.
• Кислотно-щелочного баланса. В здоровом организме содержание щелочи и кислот стабильно. Дисбаланс компонентов может проявиться по-разному – от раздражительности до летального исхода.

Первые признаки нарушения обмена веществ

Признаков нарушения процессов метаболизма очень много. Их характер зависит от особенностей организма и конкретной проблемы. Но есть ряд «примет», которые однозначно указывают на наличие сбоя в обменных процессах.

Внешне человек может ничем не выказывать существование проблемы. Но анализы способны выдать реальное положение дел. Низкий гемоглобин, повышенный сахар, избыток холестерина и солей – признак того, что на клеточном уровне не всё гладко.

Ещё до того, как сбой в протекании метаболических реакций расцветёт буйным цветом, его ростки могут проявиться в апатии, слабости, хронической усталости, расстройствах сна, выпадении волос, головных болях. При снижении энергичности и жажды жизни нужно в первую очередь копать в сторону метаболических дисфункций.

Симптомы нарушения метаболизма

Среди симптомов:

• снижение или набор веса;
• подавленный аппетит;
• проблемы с волосами;
• сыпь и покраснение кожи;
• усталость и неспособность восстановить силы даже после хорошего сна;
• расстройства кишечника;
• (у детей) задержка развития – физического и/или умственного.

Как правило, без надлежащего контроля состояние перерастает в полноценный метаболический синдром — тотальное нарушение всех видов обмена с повышением артериального давления. Закономерный итог метаболического синдрома (источник — Учебник «Ожирение и метаболический синдром», Гинзбург) :

• накопление висцерального жира;
• развитие резистентности к инсулину, что ведет к развитию сахарного диабета;
• ишемическая болезнь сердца;
• острые сосудистые катастрофы, нередко заканчивающиеся летальным исходом.

Как и причины, симптомы очень вариативны. Поэтому и лечение может затрудниться поиском корня проблемы.

Способы лечения

Борьба с причинами и последствиями нарушения обмена веществ – дело ответственное и сложное. Врождённые метаболические болезни требуют постоянного меднаблюдения и регулярной терапии.

Заболевания приобретённые обычно можно застопорить на ранних этапах их развития при своевременном обращении за помощью. Многие болезни без лечения перетекают в очень проблемные формы.

Тем не менее, и без врачей жертвам метаболических нарушений есть, чем заняться. Основное внимание необходимо уделять режиму питания и рациону.

Следует снизить и постоянно мониторить количество потребляемых углеводов и животных жиров. Дробное питание – возможность уменьшить объём пищи, которая поступает за раз.

Этот маневр откликается уменьшением желудка и постепенным снижением аппетита.

Не менее важно привести в порядок режим сна.

Огромное значение имеет состояние нервной системы. Следует избегать стрессовых ситуаций и учиться адекватно реагировать на те, которые всё-таки происходят.

Но базовые и очевидные моменты ни в коем случае не должны стопорить вас на пути к специалисту – врач подскажет, как лечить нарушение обмена веществ в организме. Вопрос в том, к кому бежать?

К кому обращаться при нарушении обмена веществ?

При первых признаках нарушения обменных процессов нужно идти к терапевту. Тот осмотрит, назначит анализы и установит первичный диагноз. А также отправит к профильному врачу. Таковым может стать едва ли не любой медспециалист.

При патологиях щитовидной, надпочечников или поджелудочной железы на приём придётся идти к эндокринологу. При расстройствах пищеварительной системы за больного, скорее всего, возьмётся гастроэнтеролог. А, возможно, даже психотерапевт – его помощь бывает незаменима для тех, кто злоупотребляет диетами. Чтобы грамотно составить рацион, нужны знания – они есть у диетолога.

Атеросклеротические признаки – причина оказаться в кабинете невролога, кардиолога или сосудистого хирурга. Если последствием проблем с обменом веществ станет остеопороз, прямой путь к травматологу или ревматологу.

В некоторых ситуациях придётся оказаться и на осмотре у иммунолога – иммунную систему нужно привести в порядок большинству из нас.

Проблемами с почками займётся нефролог. При нарушениях менструального цикла и/или бесплодии следует идти к гинекологу – эти проблемы тоже могут быть отражением метаболического дисбаланса. Заметив высыпания на коже, необходимо обращаться к дерматологу.

Вернёмся к физическим нагрузкам. Они полезны и необходимы в любом случае, но самодеятельности всегда лучше предпочесть участие в проблеме специалиста. Врач ЛФК поможет составить физкультурный план с учётом проблематики и индивидуальных особенностей организма.

Мы перечислили большое количество специалистов – к сожалению, проблемный диапазон очень широк. Как бы то ни было, в лечении более всего важен комплексный подход. Беда не приходит одна, и метаболический дисбаланс крайне редко носит локальный характер. Поэтому наилучшие результаты возможны при комбинированной терапии. А ещё лучше болезнь предотвратить.

Профилактика нарушения обмена веществ

Лучшая защита – нападение. Упредить болезнь всегда проще, чем побороть её. Займитесь питанием, избегайте нервного перенапряжения, впустите в свою жизнь спорт.

Если на проблему смотреть с точки зрения силовых спортивных дисциплин, важно учитывать количество потребляемых калорий и белков. Чрезмерно резкое сокращение калорийности, и теряются мышцы. Перекос в другую сторону, и жировая прослойка остаётся на месте.

Борясь с проблемой, вам придётся ходить по грани и точно рассчитывать компоненты диеты.

Таблица рекомендованных и нежелательных продуктов питания при метаболических нарушениях.

Рекомендованные продукты	Нежелательные продукты
Белое мясо	Жирное мясо
Нежирная рыба	Жирная рыба
Свежие овощи	Мясное ассорти
Свежие фрукты	Субпродукты
Цельные зерна	Соусы и приправы
Бобовые	Алкоголь
Чай без сахара	Макароны и промышленный хлеб
Обезжиренное или растительное молоко	Жареные яйца
Обезжиренный йогурт	Сладости
Оливковое масло	Сладкие напитки
Нежирный сыр	Сухофрукты

Источник: https://cross.expert/zdorovye-atleta/metabolizm/narushenie-metabolizma.html

Глава 8. Введение в метаболизм

Глава 8. Введение в метаболизм

Обмен веществ или метаболизм – это совокупность химических реакций в организме, которые обеспечивают его веществами и энергией, необходимыми для жизнедеятельности.

Процесс метаболизма, сопровождающийся образованием более простых соединений из сложных, обозначают термином — катаболизм.

Процесс, идущий в обратном направлении и приводящий, в конечном счете, к образованию сложного продукта из относительно более простых – анаболизм. Анаболические процессы сопровождаются потреблением энергии, катаболические – высвобождением.

Более того, путь по которому идет катаболизм той или иной молекулы, может быть непригодным для ее синтеза по энергетическим соображениям.

Например, протекающие в печени расщепление глюкозы до пирувата представляет собой процесс, состоящий из 11 последовательных стадий, катализируемых специфическими ферментами. Казалось бы, синтез глюкозы из пирувата должен быть простым обращением всех этих ферментативных стадий её распада.

Такой путь представляется на первый взгляд и самым естественным, и наиболее экономичным. Однако в действительности биосинтез глюкозы (глюконеогенез) в печени протекает иначе.

Он включает лишь 8 из 11 ферментативных стадий, участвующих в ее распаде, а 3 недостающие стадии заменены в нем совсем другим набором ферментативных реакций, свойственным только этому биосинтетическому пути. Кроме того, реакции катаболизма и анаболизма часто разделены мембранами и протекают в разных компартментах клеток.

Таблица 8.1. Компартментализация некоторых метаболических путей в гепатоците

Компартмент
Метаболические пути

Цитозоль	Гликолиз, многие реакции глюконеогенеза, активация аминокислот, синтез жирных кислот
Плазматическая мембрана	Энергозависимые транспортные системы
Ядро	Репликация ДНК, синтез различных видов РНК
Рибосомы	Синтез белка
Лизосомы	Изоляция гидролитических ферментов
Комплекс Гольджи	Образование плазматической мембраны и секреторных пузырьков
Микросомы	Локализация каталазы и оксидаз аминокислот
Эндоплазматическая сеть	Синтез липидов
Митохондрии	Цикл трикарбоновых кислот, цепь тканевого дыхания, окисление жирных кислот, окислительное фосфорилирование

• Метаболизм выполняет 4 функции:
• 1. снабжение организма химической энергией, полученной при расщеплении богатых энергией пищевых веществ;
• 2. превращение пищевых веществ в строительные блоки, которые используются в клетке для биосинтеза макромолекул;
• 3. сборка макромолекулярных (биополимеры) и надмолекулярных структур живого организма, пластическое и энергетическое поддержание его структуры;

4. синтез и разрушение тех биомолекул, которые необходимы для выполнения специфических функций клетки и организма.

Метаболический путь – это последовательность химических превращений конкретного вещества в организме. Промежуточные продукты, образующиеся в процессе превращения, называют метаболитами, а последнее соединение метаболического пути – конечным продукт. Примером метаболического пути является гликолиз, синтез холестерина.

Метаболический цикл – это такой метаболический путь, один из конечных продуктов которого идентичен одному из соединений вовлеченных в этот процесс. Наиболее важными в организме человека метаболическими циклами являются цикл трикарбоновых кислот (цикл Кребса) и орнитиновый цикл мочевинообразования.

Таким образом, метаболизм можно представить в виде чрезвычайно сложной сети ферментативных реакций.

Если поток питательных веществ в какой-нибудь одной части этой сети уменьшится или нарушится, то в ответ могут произойти изменения в другой части сети, для того чтобы это первое изменение было как-то уравновешено или скомпенсировано.

Более того, и катаболические и анаболические реакции отрегулированы таким образом, чтобы они протекали наиболее экономично, то есть с наименьшей затратой энергии и веществ. Например, окисление питательных веществ в клетке совершается со скоростью, как раз достаточной для того, чтобы удовлетворить ее энергетические потребности в данный момент.

Специфические и общие пути катаболизма

В катаболизме различают три стадии:

1. Полимеры превращаются в мономеры (белки – в аминокислоты, углеводы в моносахариды, липиды – в глицерол и жирные кислоты). Химическая энергия при этом рассеивается в виде тепла.

2. Мономеры превращаются в общие продукты, в подавляющем большинстве в ацетил-КоА. Химическая энергия частично рассеивается в виде тепла, частично накапливается в виде восстановленных коферментных форм (НАДН, ФАДН2), частично запасается в макроэргических связях АТФ (субстратное фосфорилирование).

1-ая и 2-ая стадии катаболизма относятся к специфическим путям, которые уникальны для метаболизма белков, липидов и углеводов.

3. Заключительный этап катаболизма, сводится к окислению ацетил-КоА до СО2 и Н2О в реакциях цикла трикарбоновых кислот (цикла Кребса) – общий путь катаболизма. Окислительные реакции общего пути катаболизма сопряжены с цепью тканевого дыхания. При этом энергия (40–45%) запасается в виде АТФ (окислительное фосфорилирование).

Следующая глава

Источник: https://bio.wikireading.ru/7775

Основные закономерности метаболических процессов в организме человека. Часть 1

Метаболизм – обмен веществ и энергии — представляет собой по классическим определениям, с одной стороны, обмен веществами и энергией между организмом и окружающей средой, а, с другой стороны, совокупность процессов превращения веществ и трансформации энергии, происходящих непосредственно в самих живых организмах.

Как известно, обмен веществ и энергии является основой жизнедеятельности организмов и принадлежит к числу важнейших специфических признаков живой материи. В обмене веществ, контролируемом многоуровневыми регуляторными системами, участвует множество ферментных каскадов, обеспечивающих совокупность химических реакций, упорядоченных во времени и пространстве.

Данные биохимические реакции, детерминированные генетически, протекают последовательно в строго определенных участках клеток, что, в свою очередь обеспечивается принципом компартментации клетки. В конечном итоге в процессе обмена поступившие в организм вещества превращаются в собственные специфические вещества тканей и в конечные продукты, выводящиеся из организма.

В процессе любых биохимических трансформаций освобождается и поглощается энергия.

Клеточный метаболизм выполняет четыре основные специфические функции, а именно: извлечение энергии из окружающей среды и преобразование ее в энергию макроэргических (высокоэнергетических) химических соединений в количестве, достаточном для обеспечения всех энергетических потребностей клетки; образование из экзогенных веществ промежуточных соединений, являющихся предшественниками высокомолекулярных компонентов клетки; синтез из этих предшественников белков, нуклеиновых кислот, углеводов, липидов и других клеточных компонентов; синтез и разрушение специальных биомолекул, образование и распад которых связаны с выполнением специфических функций данной клетки.

Поскольку первоначальные представления об обмене веществ возникли в связи с изучением процессов обмена между организмом и внешней средой и лишь впоследствии эти представления расширились до понимания путей трансформации веществ и энергии внутри организма, до настоящего времени принято выделять соответственно внешний, или общий, обмен веществ и внутренний или промежуточный, обмен веществ. В свою очередь как во внутреннем, так и во внешнем обмене веществ различают структурный (пластический) и энергетический обмен. Под структурным обменом понимают взаимные превращения различных высоко- и низкомолекулярных соединений в организме, а также их перенос (транспорт) внутри организма и между организмом и внешней средой. Под энергетическим обменом понимают высвобождение энергии химических связей молекул, образующейся в ходе реакций и ее превращение в тепло (большая часть), а также использование энергии на синтез новых молекул, активный транспорт, мышечную работу (меньшая часть). В процессе обмена веществ часть конечных продуктов химических реакций выводится во внешнюю среду, другая часть используется организмом. В этом случае конечные продукты органического обмена накапливаются или расходуются в зависимости от условий существования организма, называясь запасными или резервными веществами.

Как указывалось выше совокупность химических превращений веществ, которые происходят непосредственно в организме, начиная с момента их поступления в кровь и до момента выделения конечных продуктов обмена из организма, называют промежуточным обменом (промежуточным метаболизмом).

Промежуточный обмен может быть разделен на два процесса: катаболизм (диссимиляция) и анаболизм (ассимиляция). Катаболизмом называют ферментативное расщепление крупных органических молекул, осуществляемое у всех высших организмов, как правило, окислительным путем.

Анаболизм, напротив, представляет собой ферментативный синтез крупномолекулярных клеточных компонентов, таких, как полисахариды, нуклеиновые кислоты, белки, липиды, а также некоторых их биосинтетических предшественников из более простых соединений. Анаболические процессы происходят с потреблением энергии.

Процессы катаболизма и анаболизма происходят в клетках одновременно, неразрывно связаны друг с другом и являются обязательными компонентами одного общего процесса — метаболизма, в котором превращения веществ теснейшим образом переплетены с превращениями энергии.

Катаболические и анаболические реакции различаются, как правило, локализацией в клетке. Например, окисление жирных кислот до углекислого газа и воды осуществляется с помощью набора митохондриальных ферментов, тогда как синтез жирных кислот катализирует другая система ферментов, находящихся в цитозоле.

Именно благодаря разной локализации катаболические и анаболические процессы в клетке могут протекать одновременно. При этом все превращения органических веществ, процессы синтеза и распада взаимосвязаны, координированы и регулируются нейрогормональными механизмами, придающими химическим процессам нужное направление.

В организме человека не существует самостоятельного обмена белков, жиров, углеводов и нуклеиновых кислот. Все превращения объединены в целостный процесс метаболизма, допускающий также взаимопревращения между отдельными классами органических веществ. Подобные взаимопревращения диктуются физиологическими потребностями организма, а также целесообразностью замены одних классов органических веществ другими в условиях блокирования какого-либо процесса при патологии.

Согласно современным представлениям расщепление основных пищевых веществ в клетке представляет собой ряд последовательных ферментативных реакций, составляющих три главные стадии катаболизма. На первой стадии полимерные органические молекулы распадаются на составляющие их специфические структурные блоки — мономеры.

Так, полисахариды расщепляются до гексоз или пентоз, белки — до аминокислот, нуклеиновые кислоты — до нуклеотидов и нуклеозидов, липиды — до жирных кислот и глицерина.

На второй стадии катаболизма продуктами химических реакций становятся еще более простые молекулы, унифицированные для углеводного, белкового и липидного обмена. по своему типу (гликолиз, катаболизм аминокислот, β-окисление жирных кислот соответственно).

Принципиальным является то, что на второй стадии катаболизма образуются продукты, которые являются общими для обмена исходно разных групп веществ. Эти продукты представляют собой ключевые химические соединения, соединяющие разные пути метаболизма.

К таким соединениям относятся, например, пируват (пировиноградная кислота), образующийся при распаде углеводов, липидов и многих аминокислот, ацетил-КоА, объединяющий катаболизм жирных кислот, углеводов и аминокислот, a-кетоглутаровая кислота, оксалоацетат (щавелевоуксусная кислота), фумарат (фумаровая кислота) и сукцинат (янтарная кислота), образующиеся при трансформации аминокислот. Продукты, полученные на второй стадии катаболизма, вступают в третью стадию, которая известна как цикл трикарбоновых кислот (терминальное окисление, цикл лимонной кислоты, цикл Кребса). На третьем этапе ацетил-КоА и некоторые другие метаболиты, например α-кетоглутарат, оксалоацетат, подвергаются окислению в цикле ди- и трикарбоновых кислот Кребса. Окисление сопровождается образованием восстановленных форм НАДН + Н+ и ФАДН2. Именно в ходе второй и третьей стадий катаболизма освобождается и аккумулируется в виде АТФ практически вся энергия химических связей подвергнутых диссимиляции веществ. При этом осуществляется перенос электронов от восстановленных нуклеотидов на кислород через дыхательную цепь, сопровождающийся образованием конечного продукта – молекулы воды. Транспорт электронов в дыхательной цепи сопряжен с синтезом АТФ в процессе окислительного фосфорилирования.

Главным катаболическим процессом в обмене веществ принято считать биологическое окисление — совокупность реакций окисления, протекающих во всех живых клетках, — а именно дыхание и окислительное фосфорилирование.

Интегральной характеристикой биологического окисления служит так называемый дыхательный коэффициент (RQ), который представляет собой отношение объема выделенного организмом углекислого газа к объему одновременно поглощенного кислорода.

При окислении углеводов объем расходуемого кислорода соответствует объему образующегося углекислого газа и поэтому дыхательный коэффициент в этих случаях равен единице.

При окислении жиров и белков такое соответствие отсутствует, поскольку кроме окисления углерода до углекислого газа часть кислорода расходуется на окисление водорода с образованием воды.

В процессе обмена веществ постоянно происходит превращение энергии: потенциальная энергия сложных органических соединений, поступивших с пищей, превращается в тепловую, механическую и электрическую.

Энергия расходуется не только на поддержание температуры тела и выполнение работы, но и на воссоздание структурных элементов клеток, обеспечение их жизнедеятельности, роста и развития организма. Тем не менее, только часть получаемой при окислении белков, жиров и углеводов энергии используется для синтеза АТФ, другая, значительно большая, превращается в теплоту.

Так, при окислении углеводов 22, 7% энергии химических связей глюкозы в процессе окисления используется на синтез АТФ, а 77, 3% в виде тепла рассеивается в тканях. Аккумулированная в АТФ энергия используемая в дальнейшем для механической работы, химических, транспортных, электрических процессов в конечном счете тоже превращается в теплоту.

Следовательно, количество тепла, образовавшегося в организме, становится мерой суммарной энергии химических связей, подвергшихся биологическому окислению. Поэтому вся энергия, образовавшаяся в организме, может быть выражена в единицах тепла — калориях или джоулях.

Общий баланс энергии организма определяют на основании калорийности вводимых пищевых веществ и количества выделенного тепла, которое может быть измерено или рассчитано.

При этом надо учитывать, что величина калорийности, получаемая при лабораторной калориметрии, может отличаться от величины физиологической калорической ценности, поскольку некоторые вещества в организме не сгорают полностью, а образуют конечные продукты обмена, способные к дальнейшему окислению.

В первую очередь это относится к белкам, азот которых выделяется из организма главным образом в виде мочевины, сохраняющей некоторый потенциальный запас калорий. Очевидно, что калорическая ценность, дыхательный коэффициент и величина теплообразования для разных веществ различны.

Процесс анаболизма по аналогии с катаболическими процессами также проходит три стадии. При этом исходными веществами для анаболических процессов служат продукты второй стадии и промежуточные соединения третьей стадии катаболизма.

Таким образом вторая и третья стадии катаболизма являются в то же время первой, исходной стадией анаболизма и химические реакции, протекающие в данном месте и в данное время, выполняют по сути двойную функцию.

С одной стороны, они являются основой завершающего этапа катаболизма, а с другой — служат инициацией для анаболических процессов, поставляя вещества-предшественники для последующих стадий ассимиляции. Подобным образом, например, начинается синтез белка.

Исходными реакциями этого процесса можно считать образование некоторых a-кетокислот. На следующей, второй стадии в ходе реакций аминирования или трансаминирования эти кетокислоты превращаются в аминокислоты, которые на третьей стадии анаболизма объединяются в полипептидные цепи.

В результате ряда последовательных реакций происходит также синтез нуклеиновых кислот, липидов и полисахаридов. Тем не менее следует подчеркнуть, что пути анаболизма не являются простым обращением процессов катаболизма. Это связано прежде всего с энергетическими особенностями химических реакций.

Некоторые реакции катаболизма практически необратимы, поскольку их протеканию в обратном направлении препятствуют непреодолимые энергетические барьеры. Поэтому в ходе эволюции были выработаны другие, специфические для анаболизма реакции, где синтез олиго- и полимерных соединений сопряжен с затратой энергии макроэргических соединений, прежде всего – АТФ.

Статья добавлена 31 мая 2016 г.

Источник: https://volynka.ru/Articles/Text/1334