Обмен веществ человека
Организм человека – сложная система, составные части которой неразрывно связаны друг с другом. Механизмы регулирования такой структуры – точно рассчитанные и выверенные химические реакции, формирующиеся каждую секунду. От их быстроты протекания, точности и компонентов зависит не только функциональное состояние тела, но и самочувствие человека.
Все вышесказанное можно заменить одним словом – метаболизм. Он ответственен за функционирование каждой клетки, ткани или органа. Процесс теплообмена, выделение энергии, преобразование продуктов питания, усваивание пищи, гормональный фон, ферментация – ко всему причастен обмен веществ человека.
Основополагающие понятия обмена веществ
Содержание
Для лучшего понимания дальнейшего повествования, ознакомимся с предложенными терминами:
- Метаболизм – совокупность химических реакций, поддерживающих жизнь человеческого тела. Протекающие процессы делают возможным размножение, рост, развитие, адаптацию – все те признаки живого, о которых знает каждый. Обмен веществ (синонимическое выражение) делится на 2 стадии: анаболизм и катаболизм. Более подробная информация о них будет представлена ниже.
- Жиры – органические соединения, полученные из молочной продукции, рыбы, растительного масла, пищи животного происхождения. Отложения невостребованных калорий – мощнейший источник энергии, хранящийся в теле человека. Организм использует их в критических ситуациях, тогда как накопление идет каждую секунду.
- Белки – главный строительный материал для организма. Диетологи используют другое слово – «протеин». Эти соединения формируют обмен веществ человека, заменяют изношенные клетки, создают новые. Главными источниками белка являются мясо, рыба, творог, куриные яйца.
- Углеводы – главная «электростанция» человека. Углеводы незаменимы в жировом и белковом обмене, генерации ферментов, гормонов, секретов слюнной железы.
Интересно знать! Греческий язык подарил название большинству научных дисциплин и терминов. Слово «метаболизм» переводится как «изменение, превращение».
Категории обменных процессов
Выполняя озвученное выше обещание, остановимся подробнее на диссимиляции (распад продуктов питания) и ассимиляции (синтез новых соединений) веществ.
Катаболизм
На этом этапе происходит расщепление и распад потребляемой пищи и прочих соединений. В результате реакций образуется энергия, необходимая для разрушения, окисления прочих органических веществ.
3 этапа катаболизма:
- сложные молекулярные соединения преобразуются в более простые. Этот процесс происходит вне клеток, но они участвуют в усваивании органики;
- поедаемые клетками компоненты дробятся на мельчайшие соединения. Этот этап характеризуется выбросом энергии путем клеточного дыхания;
- окисляются оставшиеся элементы, они превращаются в воду. Организмом используется цикл лимонной кислоты и цепь переноса электронов.
Анаболизм
Химические реакции приводят к выделению большого количества энергии. Задействуются белковые структуры и нуклеиновые кислоты, образованные предшественниками.
3 этапа анаболизма:
- образуются моносахариды, кислоты, нуклеиновые соединения;
- вышеперечисленные вещества активируются вместе с энергией из АТФ;
- происходит преобразование простых компонентов в более сложные.
Обмен веществ и его функции
Обмен веществ человека обладает функционалом, который нельзя не осветить:
- генерация энергии для нормального функционирования организма;
- формирование строительных материалов, отвечающих за восстановление и рост – углеводов, белков, жиров;
- создание запаса «на будущее»;
- вывод остатков химических реакции естественным путем.
Важно знать! Суточный объем потребляемых веществ выведен несколькими поколениями диетологов. Так, для среднестатистического мужчины достаточно 1300-1650 кКал в день, для девушек цифры чуть меньше – 1100-1300 килокалорий.
Скорость обменных процессов
Интенсивность химических реакций зависит от многих факторов, в том числе и физической нагрузки. В состоянии покоя распад органических веществ не прекращается. Малая часть энергетического запаса тратится на поддержание мышечного тонуса, координацию работы внутренних органов.
Факторы, определяющие скорость обмена веществ:
- физические упражнения и телодвижения в разы увеличивают скорость переработки органики (в 10-100 раз!);
- возраст – величина интенсивности постепенно уменьшается, начиная с 5 лет;
- температура тела – обмен веществ человека подстраивается под климатические условия окружающей среды (естественный процесс адаптации). Если искусственно поднять температуру на 1 градус, скорость реакций увеличится на 13%. Поэтому чай с лимоном для похудения ускоряет обменные процессы в организме, что в сочетании с компонентами цитруса ведет к потере жировых отложений.
Метаболизм и расщепление
Все механизмы естественного «перерабатывающего завода» рассмотрим на примере.
Распад и синтез белка
Строительный материал подвергается постоянному обмену и обновлению. Здоровый организм потребляет столько же белка, сколько генерирует в течение суток.
10 аминокислот, не вырабатывающиеся в процессе анаболизма, называются независимыми. Сюда можно отнести: метионин, лизин, триптофан, треонин и т. д. Часть аминокислот превращается в уникальные белковые соединения, некоторые идут в «топку» для выработки энергии. Скорость распада – от пары минут до 180 суток (в среднем – 80 дней).
Обмен липидов
Жиры используются для обеспечения энергетической самодостаточности, пластичности организма. От 10 до 20% соединений хранится «на черный день» – ненавистный всем подкожный жир.
Ключевую роль в энергетической независимости играют независимые компоненты – триглицериды. Пластичность организма достигается за счет холестерина, фосфолипидов. Они входят в состав клеточных мембран, являются основой для многих гормонов, в частности – стероидных.
Все жирные кислоты и соединения генерируются организмов, независимыми же являются арахидоновая, линолевая, линоленовая кислоты. Они влияют на обмен веществ человека после процесса катаболизма.
Распад и синтез углеводов
Как основной источник энергии, высококалорийные компоненты поддерживают функционирование органов, тканей и клеток.
Окисление глюкозы создает промежуточный продукт – пентозы, участвующие в синтезе аминокислот, катаболизме липидов и моносахаридов. Последние, находясь в печени, синтезируют гликоген, объем которого у здорового человека составляет 100-200 грамм. Систематический голод приводит к уменьшению уровня глюкозы, что вынуждает организм расщепить часть гликогена для своих нужд.
Человек за сутки потребляет до 500 г углеводов, большую часть которых составляет крахмал. Избыточность «батареек» депонируется в жировые отложения.
Роль метаболизма
От химических реакций зависит питание каждой клетки организма. Потребление пищи наполняет нас макро и микроэлементами, но транспортировку, преобразование и логистику выполняет обмен веществ человека.
В идеальном теле величина распада и синтеза веществ примерно равна, однако такое наблюдается крайне редко.
Среди множества возможных провоцирующих факторов различных нарушений обмена веществ, можно выделить несколько основополагающих:
- наследственность;
- неправильное питание – несбалансированное потребление пищи приводит к нарушению баланса жиров, белков и углеводов в организме человека;
- переизбыток либо недостаток питательных веществ;
- однообразный рацион, который приводит к развитию разных болезней.
Выделим заболевания, возникающие из-за факторов, озвученных ранее:
- Сахарный диабет – отсутствие или недостаток инсулина, формирующего обмен веществ человека.
- Накопление холестерина – возникает вследствие чрезмерного употребления жирной пищи.
- Ожирение – комплексный недуг, возникающий по причине наследственности, чрезмерного употребления пищи, несовершенства обменных процессов.
Вместо заключения
Обмен веществ человека – основополагающий комплекс химических реакций, поддерживающий функционирование клеток, тканей и органов. Обилие питательных соединений и продуктов питания способствует лучшей усвояемости полезных веществ в процессе катаболизма. Помимо прочего, обеспечение энергией всей внутренней системы – важнейшая задача метаболизма. Нарушение обменных процессов приводит к деградации синтеза полезных веществ, накоплению «переработанного» материала, что чревато тяжелыми заболеваниями.