Ainevahetus on raku energia ainevahetus ja muundumine, keeruline ainete muundumiste ahel kehas, alates hetkest, mil need väliskeskkonnast sisenevad, ja lõpetades laguproduktide eemaldamisega. Ainevahetuse käigus saab keha rakkude ehitamiseks aineid ja eluprotsesside jaoks energiat. Seetõttu on vahetamiseks kahte tüüpi: plast ja energia.

Plastiline metabolism (anabolism või assimilatsioon) on reaktsioonide kogum, mis aitab kaasa raku ehitamisele ja selle koostise uuenemisele.

Energia metabolism (katabolism, dissimilatsioon) - reaktsioonide kogum, mis annab rakule energiat.

Ainevahetus, selle protsessid, katabolism ja anabolismi tabel

Katabolism on elusorganismi ensümaatiliste reaktsioonide kogum, mille eesmärk on lagundada keerukaid orgaanilisi aineid (valgud, lipiidid, süsivesikud, nukleiinhapped), mida tarnitakse toiduga või mida hoitakse organismis endas. Ainevahetusprotsessid, mis lagundavad lihtsad ained keerukateks molekulideks. CO lagunemise lõpptooted2 ja H2O.

Anabolism on elusorganismi keemiliste protsesside kogum, mille eesmärk on rakkude ja kudede struktuuriosade moodustamine ja uuendamine. Samal ajal sünteesitakse energia kogunemisel lihtsamatest komplekssed molekulid (valgud, rasvad, süsivesikud).

- vabastab energia ATP

- potentsiaalne energia muundatud kineetiliseks energiaks

- Nõuab energiat ATP lagunemisest, anorgaaniliste ainete oksüdeerumisest, päikesevalgusest

- kineetiline energia muundatakse potentsiaalseks energiaks

Ainevahetus ja energia metabolism

Ainevahetus ja energia on kõigi eluilmingute alus ning see on protsesside kogum ainete ja energia muundamiseks elusorganismis ning ainete ja energia vahetamiseks organismi ja keskkonna vahel.

Ainevahetuse ja energia protsessis elutähtsa aktiivsuse säilitamiseks tagatakse keha plasti- ja energiavajadus. Plastvajadus rahuldatakse ainetega, mida kasutatakse bioloogiliste struktuuride ehitamiseks, ja energia - muundades kehasse sisenevate toitainete keemiline energia kõrge energiaga (ATP ja muud molekulid) ja redutseeritud (NADPH - nikotiinamiid-adeniin-dinukleotiidfosfaat) ühenditeks. Nende energiat kasutab keha valkude, nukleiinhapete, lipiidide, samuti rakumembraanide ja rakuorganellide komponentide sünteesimiseks keemilise, elektri- ja mehaanilise energia kasutamisega seotud rakkude tegevuse teostamiseks..

Ainevahetus ja energia (ainevahetus) inimkehas on omavahel seotud, kuid mitmesuunaliste protsesside kogum: anabolism (assimilatsioon) ja katabolism (dissimilatsioon).

Anabolism on orgaaniliste ainete, rakukomponentide ning muude elundite ja kudede struktuuride biosünteesi protsesside kogum. Anabolism pakub kasvu, arengut, bioloogiliste struktuuride uuenemist, samuti kõrge energiaga ühendite pidevat resünteesi ja nende akumuleerumist.

Katabolism on komplekssete molekulide, rakkude, elundite ja kudede komponentide lõhustamisprotsess lihtsate ainete (kasutades mõnda neist biosünteesi eelkäijatena) ja ainevahetuse lõppproduktide (kõrge energiaga ja redutseeritud ühendite moodustumisel) lõhustamisel..

Katabolismi ja anabolismi protsesside suhe põhineb biokeemiliste transformatsioonide ühtsusel, mis annavad energiat kõigile elutähtsatele protsessidele, ja kehakudede pidevaks uuenemiseks. Anaboolsete ja kataboolsete protsesside konjugatsiooni organismis saavad läbi viia erinevad ained, kuid selles konjugatsioonis mängib põhirolli ATP, NADP • H. Erinevalt teistest metaboolsete transformatsioonide vahendajatest fosforüülitakse ATP tsükliliselt ja taastatakse NADP • H, mis tagab katabolismi ja anabolismi protsesside järjepidevuse.

Elutähtsate protsesside energiavarustus toimub toiduga kehasse sisenevate valkude, rasvade ja süsivesikute anaeroobse (anoksilise) ja aeroobse (hapnikku kasutava) katabolismi tõttu. Glükoosi (glükolüüs) või selle varusubstraadi glükogeeni (glükogenolüüs) anaeroobse lagundamise käigus viib 1 mooli glükoosi muundamine 2 mooliks laktaadiks 2 mooli ATP moodustumise. Laktaat on ainevahetuse vaheprodukt. Selle molekuli keemilistesse sidemetesse koguneb märkimisväärne kogus energiat. Anaeroobse ainevahetuse käigus tekkivast energiast ei piisa loomorganismide elutähtsate protsesside läbiviimiseks. Anaeroobse glükolüüsi tõttu saab raku rahuldada ainult suhteliselt lühiajalise energiavajaduse.

Loomade ja inimeste kehas oksüdeeruvad aeroobse ainevahetuse käigus orgaanilised ained, sealhulgas anaeroobse ainevahetuse saadused, lõppsaadusteks - CO2 ja H2O. 1 mol glükoosi oksüdeerimisel CO2 ja H2Oks moodustunud ATP molekulide koguarv on 25,5 mol. Rasvamolekuli oksüdeerumisel moodustub ATP-st rohkem mooli kui süsivesikute molekuli oksüdeerimisel. Niisiis, kui 1 mool palmitiinhapet oksüdeeritakse, moodustub 91,8 mooli ATP-d. Aminohapete ja süsivesikute täielikul oksüdeerumisel tekkinud ATP moolide arv on ligikaudu sama. ATP mängib keha sisemise "energiavaluuta" ja rakkude keemilise energia akumulaatori rolli.

Rasvhapete, kolesterooli, aminohapete, steroidhormoonide, nukleotiidide ja nukleiinhapete sünteesi eelkäijate biosünteesi reaktsiooni peamine energiaallikas on NADPH. Selle aine moodustumine toimub raku tsütoplasmas glükoosi katabolismi fosfoglükonaadi raja jooksul. Selle lõhustamisega moodustub 1 mol glükoosist 12 mooli NADPH-d.

Anabolismi ja katabolismi protsessid on kehas dünaamilise tasakaalu seisundis või ühe neist ajutises levimuses. Anaboolsete protsesside ülekaal kataboolsete protsesside ees viib koemassi kasvu ja kuhjumiseni ning kataboolsed protsessid viivad koestruktuuride osalise hävitamiseni, energia vabanemiseni. Anabolismi ja katabolismi tasakaalu või mittetasakaaluline suhe sõltub vanusest. Lapsepõlves domineerivad anabolismi protsessid ja seniilses eas - katabolism. Täiskasvanutel on need protsessid tasakaalus. Nende suhe sõltub ka tervislikust seisundist, inimese sooritatud füüsilisest või psühho-emotsionaalsest tegevusest..

Ainevahetus ja energia metabolism

4. Süsivesikute ainevahetus.

5. Vee ja mineraalide vahetus.

7. Energiavahetus.

Ainevahetuse ja energia üldine mõiste.

Ainevahetus on elusorganismide üks peamisi omadusi. Selle olemus seisneb pidevas ainete ja energia vahetuses keha ja väliskeskkonna vahel. Toiduga tarnitavad ained lagunevad suhteliselt lihtsateks keemilisteks ühenditeks, mis imenduvad kehas ja toimivad selle ehitamiseks plastmaterjalina. Toidu erinevate komponentide lagunemise ja muundumise käigus vabaneb energia, mis kulub mitmete funktsioonide jaoks..

Viimased lagunemissaadused erituvad kehast. Kõigi elusorganismi keemiliste muundumiste (assimileerumis- ja dissimilatsiooniprotsesside) terviklikkust, tagades selle elutähtsa aktiivsuse, nimetatakse ainevahetuseks ehk ainevahetuseks. Organismi kasvuperioodil valitseb assimilatsioon. Täiskasvanud organismis luuakse suhteline tasakaal assimilatsiooni ja dissimilatsiooni vahel. Vanemas eas jääb assimilatsioon dissimilatsioonist maha.

Valkude ainevahetus.

Valgud on komplekssed, suure molekulmassiga ühendid, mis koosnevad aminohapetest. Valkude roll kehas on äärmiselt suur, kuna nende funktsioonid on erinevad. Valgud on osa kõigi elundite ja kudede tuumast, protoplasmast, rakumembraanidest, s.t. täita plastist funktsiooni. Valgud on osa nukleoproteiinidest, osaledes seega elusate ainete paljunemisprotsessides. Luu- ja kõhrevalgud täidavad tugifunktsiooni. Aktiin ja müosiin pakuvad lihaste kontraktsiooni. Valgud omavad katalüütilist aktiivsust (ensüümid). Keha kaitsereaktsioonid on seotud valkudega, eriti võõrkehade sisestamisel moodustuvad antikehad on valgud. Valgud täidavad ka antitoksilist funktsiooni, osalevad vere hüübimises ja on energiaallikad.

Toiduvalkude bioloogiline väärtus tuleneb asendamatute aminohapete olemasolust neis, nende suhtest mitteolulistesse. Organismis saab sünteesida asendatavaid aminohappeid (glütsiin, alaniin, tsüsteiin jne). Olulisi aminohappeid (arginiin, leutsiin, lüsiin, trüptofaan jne) kehas ei sünteesita ja need tuleb varustada toiduga. Aminohapete koostise poolest on kõige täiuslikumad tooted muna, piim ja lihavalgud. Taimse päritoluga valgud on bioloogiliselt vähem täielikud, kuna neil on kas vähe asendamatuid aminohappeid või pole neid üldse.

Valgud lagundatakse seedetraktis aminohapeteks ja madala molekulmassiga polüpeptiidideks, mis imenduvad vereringesse. Verevooluga satuvad nad maksa, kus nad läbivad deamiinimise ja transaminatsiooni. Osa maksa aminohapetest sünteesib spetsiifilisi valke - albumiini, globuliine, fibrinogeeni. Enamik aminohapetest läheb keha kudedesse ja neid kasutatakse koevalkude sünteesiks. Kudedes valkude lagunemise lõppproduktid on ammoniaak, karbamiid, kusihape, kreatiniin ja muud ained..

Valkude kasutamist kehas hinnatakse lämmastiku tasakaalu järgi. Seda saab arvutada toiduga alla neelatud ja uriini, higi ja. väljaheited.

Igapäevane proteiinivajadus sõltub vanusest, tüübist ja aktiivsuse tingimustest, keha seisundist. Tervetel täiskasvanutel, kes teevad mõõdukat tööd, on päevane valguvajadus 100-110 g.

Valkude ainevahetuse reguleerimine toimub närvisüsteemi kaudu endokriinsete näärmete kaudu. Valkude ainevahetust mõjutavad hüpofüüsi esiosa somatotroopne hormoon, kilpnäärmehormoon türoksiin ja neerupealise koor..

Rasva (lipiidide) metabolism.

Lipiidide all mõistetakse keerukaid orgaanilisi aineid, mille hulka kuuluvad neutraalsed rasvad, mis koosnevad glütseroolist ja rasvhapetest, ning neile füüsikaliste ja keemiliste omadustega lähedased lipoidid: letsitiin, kolesterool. Selles sisaldab lipoidide koostis lisaks rasvhapetele mitmehüdroksüülseid alkohole, fosfaate ja lämmastikühendeid.

Rasvadel on mitu funktsiooni:

1) oksüdeerub, vabastades energiat;

2) toimima plastainena koestruktuuride moodustamiseks;

3) muundatakse maksas glükogeeniks, mida seejärel kasutatakse glükoosiallikana;

4) ladestuvad rasvhapete kujul (rasvavarud) ja keha kasutab neid vastavalt vajadusele;

5) on vitamiinide (A, D, E, K) lahustid ja soodustavad nende imendumist.

Toidurasvad lagundatakse pankrease ja soolemahlade toimel glütserooliks ja rasvhapeteks (sapi osalusel). Inimese kehale iseloomulik rasv sünteesitakse peensoole villide epiteelirakkudes glütseroolist ja rasvhapetest. Need rasvad sisenevad lümfi ja seejärel kantakse verega kõikidesse elunditesse ja kudedesse..

Rasvade lagunemise lõppsaadused on vesi ja süsinikdioksiid. Keskmine rasva vajadus päevas on 100 g.

Kesknärvisüsteemil, samuti endokriinsetel näärmetel (sugu- ja kilpnääre, hüpofüüs, neerupealised) on rasvade ainevahetuse reguleerimisel oluline roll..

Süsivesikute ainevahetus.

Süsivesikud jagunevad lihtsateks ja keerukateks. Toiduga varustatakse peamiselt keerukaid süsivesikuid: polüsahhariide - tärklist, glükogeeni ja disahhariide - piima, peeti, suhkruroo ja muid suhkruid. Seedetraktis lagunemisel moodustuvad lihtsad monosahhariidid: glükoos, fruktoos ja galaktoos, mis imenduvad soolestikust verre.

Veres sisalduvad süsivesikud glükoosi kujul (3,3-5,5 mmol / l); maksas ja lihastes - väikeste glükogeeni varude kujul. Veres glükoosi kontsentratsiooni langusega alla füsioloogilise normi toimub maksas glükogeeni lagunemine. Seega vähendatakse süsivesikute ainevahetuse olemust glükoosi optimaalse kontsentratsiooni säilitamiseks veres. Täiskasvanu päevane vajadus süsivesikute järele on 400–500 g.

Närvisüsteem ja endokriinsed näärmed on seotud süsivesikute ainevahetuse reguleerimisega. Adrenaliin, glükagoon ja adrenokortikotroopne hormoon suurendavad glükogeeni lagunemist, samal ajal kui insuliin pärsib glükogeeni lagunemist ja soodustab selle sünteesi maksas glükoosist.

Vee ja mineraalide vahetus.

Vesi moodustab umbes 70% kehakaalust. See on iga raku asendamatu komponent, seda leidub rakkudevahelises vedelikus, see moodustab vere ja lümfi vedeliku. Päevane veevajadus täiskasvanul on 2,5-3 liitrit. Vett, mida inimene saab joogina (1500 ml) ja toidus (1000–1200 ml), nimetatakse eksogeenseks. Vett, mis tekib valkude, rasvade ja süsivesikute oksüdatiivsel lagundamisel kehas, nimetatakse endogeenseks (500 ml).

Normaalsetes tingimustes on täiskasvanu keha vee tarbimise ja selle eritumise suhtes tasakaalus, mida teostavad neerud - 1200-1500 ml, nahk - 800 ml, kopsud veeauru kujul - 500 ml, väljaheitega soolte kaudu - 100-150 ml. Vee tarbimist kontrollib selle vajadus, mis avaldub janu tundes. See tunne tekib siis, kui hüpotalamuse joogikeskus on põnevil..

Keha vajab lisaks veele ka mineraale. Mineraalained osalevad raku organellide ehitamises, on osa ensüümidest, hormoonidest, osalevad lihaste kokkutõmbumises, närvi juhtimises jne..

Inimene vajab päevas vähemalt 8 g naatriumi, 4 g kloori, 3 g kaaliumi, 0,8 g kaltsiumi, 2 g fosforit, 15–20 mg rauda jne. Naatrium, kaalium ja kloor on vajalikud happe-aluse tasakaalu, kaaliumi säilitamiseks osaleb närvi- ja lihaskoe erutuvusprotsesside tagamisel, fosfor on nukleiinhapete, ATP ja mõnede ensüümide osa. Koos kaltsiumi ja magneesiumiga moodustab fosfor luustiku. Raud on vajalik nii hemoglobiini, müoglobiini kui ka redoksreaktsioonides osalevate ensüümide koostises. Mikroelementidel on suur tähtsus: jood on osa kilpnäärmehormoonidest; tsink - pankreas; fluor annab hambaemailile tugevuse; koobalt on B-vitamiini komponent,2; vask on vajalik hematopoeesi protsessiks, hemoglobiini süntees, mõjutab kasvu.

Vitamiinid.

Vitamiinid on keerulised bioorgaanilised ühendid, mis on vajalikud ainevahetusprotsesside normaalseks kulgemiseks. Esimest korda avastas selliste ainete olemasolu toidus Vene arst N.I. Lunin 1880. aastal.

Vitamiinide roll on mitmekordne:

1) need kiirendavad biokeemilisi reaktsioone kehas;

2) suheldes hormoonide ja ensüümidega, suurendavad need nende efektiivsust;

3) osaleda seedeensüümide moodustamisel.

Vitamiini või selle eelkäija puudumisel tekib valulik seisund - vitamiinipuudus, vitamiinide ebapiisav tarbimine toidust - hüpovitaminoos.

Vitamiinid jagunevad kahte rühma: rasvlahustuvad (A, D, E, K) ja vees lahustuvad (B, B2, IN6, IN12, PP, P, C jne). (

A-vitamiin (retinool). Retinooli bioloogiline roll on mitmekesine: see on vajalik luude kasvuks, epiteelirakkude moodustamiseks ja osaleb fotoretseptsiooniprotsessides. Vitamiinipuuduse korral on hämariku nägemise protsesside rikkumine (öine pimedus), silmade sarvkesta kahjustus, epiteeli kuivus. A-vitamiini leidub laialdaselt loomsetes saadustes (liha, maks, kalaõli, piim, munad). Taimed sisaldavad provitamiini A - karoteeni, mis loomade kehas muutub A-vitamiiniks. Karoteeni allikad - porgand, aprikoos, nõges. Päevane A-vitamiini vajadus on 1,0-1,5 mg.

D-vitamiin (kaltsiferool). Reguleerib kaltsiumi ja fosfori vahetust. Selle vitamiini puudumisel lapsepõlves areneb rahhiit (luu moodustumise protsess on häiritud). Suurte D-vitamiini annuste võtmine viib tõsise haiguseni, mida iseloomustab kaltsiumi sadestumine elunditesse ja kudedesse. D-vitamiini leidub munakollases, kalaõlis, maksas, taimeõlides ja see moodustub nahas ultraviolettkiirte mõjul. Igapäevane vajadus - 2,5 mcg.

E-vitamiin (tokoferool). Sellel on rakusisestele lipiididele antioksüdantne toime. Mängib olulist rolli reproduktiivse funktsiooni tagamisel. E-vitamiini puudumisel tekib skeletilihaste düstroofia, seksuaalfunktsioon nõrgeneb. Suures koguses E-vitamiini leidub salati, peterselli, taimeõli, maisi, kaerajahus. Igapäevane vajadus - 14-15 mg.

K-vitamiin (fülokinoon). Osaleb protrombiini sünteesis, soodustab normaalset vere hüübimist. K-avitaminoosi korral väheneb vere hüübimine, täheldatakse verejookse. K-vitamiini allikaks on spinati, salati, kapsa rohelised lehed. Seda on palju tomatites, pihlakamarjades. Selle vitamiini päevane vajadus on 0,2-0,3 mg.

B-vitamiin (tiamiin). Osaleb rasvade, valkude ja süsivesikute ainevahetuses, närviimpulsside läbiviimises. Puudulikkusega on motoorse aktiivsuse häired, halvatus, seedetrakti häired. Bi-vitamiin on kõige rikkalikum teravilja- ja kaunviljades, maksas, kanakollases. Igapäevane vitamiinivajadus on 1,5–2 mg.

B-vitamiin (riboflaviin). Osaleb rakulises hingamises. Puudulikkuse korral tekivad läätse hägustumine, suu limaskesta kahjustused ja lihasnõrkus. B-vitamiin2 leitud õllepärmist, maksast, munadest, tomatitest, teraviljadest ja kaunviljadest. Igapäevane vajadus - 2-3 mg.

B-vitamiin6 (püridoksiin). Osaleb valkude ainevahetuses, aminohapete vahetust tagavate ensüümide sünteesis. Mõjutab vereloomet. Selle puudumisega kaasneb söögiisu kaotus, iiveldus, nõrkus, naha ja närvide põletikulised kahjustused. B-vitamiin6 seda leidub piimas, munades, köögiviljades, lihas ja kalas, lisaks sünteesib seda osaliselt soole mikrofloora. Päevane vajadus selle järele on 1,5-3 mg.

B-vitamiin12 (tsüanokobalamiin). Mõjutab vereloome funktsiooni. Soolestikust imendumiseks on vajalik gastromukoproteiin (Castle'i sisemine tegur), mida leidub maolimas. Hüpovitaminoos B viib aneemia tekkeni. Sisaldub maksas, neerudes, lihas. Seda saab sünteesida ka soole mikrofloora, tingimusel et koobalt on toiduga varustatud. Igapäevane vajadus - 2 mcg.

Vitamiin PP (nikotiinhape, nikotiinamiid). Osaleb rakulises hingamises. PP-vitamiini puudumine ja puudumine toidus viib haiguse, nimega pellagra, tekkimiseni, mis avaldub naha, seede- ja närvisüsteemi kahjustustes. PP-vitamiini leidub lihas, kalas, piimas, maksas, tees, nisus, riisis, odras. Päevane vajadus selle järele on 15 mg.

P-vitamiin (rutiin). Vähendab kapillaaride läbilaskvust ja haprust. R-avitaminoosi korral tekib üldine nõrkus, valu jalgades ja verejooksud. Rikkamad on P-vitamiini sidrunid, tatar, must sõstar, kibuvits. Igapäevane vajadus - umbes 50 mg.

C-vitamiin (askorbiinhape). Osaleb redoksprotsessides. Suurendab vastupanuvõimet nakkustele. Askorbiinhappe puudumisel tekib skorbuut (veresoonte seinte kahjustus, naha väikeste verejooksude tekkimine, igemete verejooks). C-vitamiini allikaks on kibuvits, sidrunid, paprika, roheline sibul, mustad sõstrad, kartul, kapsas jne. Päevane C-vitamiini vajadus on 50-100 mg.

Energiavahetus.

Energia on vajalik organismi elutähtsaks tegevuseks. See vabaneb keerukate orgaaniliste ühendite: valkude, rasvade ja süsivesikute dissimilatsiooni käigus, mille potentsiaalne energia muundatakse kineetilisteks energiavormideks, peamiselt termilisteks, mehaanilisteks ja osaliselt elektrilisteks. Lõhustamine toimub hapniku lisamise teel - oksüdeerumine. Kui kehas oksüdeeritakse 1 g rasva, eraldub 9,3 kcal energiat, 1 g süsivesikuid - 4,1 kcal, 1 g valke - 4,1 kcal. Kehas 1 g aine oksüdeerimisel eralduvat soojushulka nimetatakse põlemissoojuseks. Osa vabanenud energiast kulub kulunud rakkude ja kudede taastamise sünteetilisteks protsessideks, osa kulub elundite ja kudede talitlusprotsessis: lihaste kokkutõmbumine, närviimpulsid, ensüümide ja hormoonide süntees jne. Enamik keemilisest energiast muundatakse soojuseks, mis püsiva kehatemperatuuri hoidmine.

Inimenergia vahetamine ehk nn üldine vahetus koosneb põhivahetusest ja tööjõu suurenemisest. Kui inimene on täielikus lihase puhkeseisundis: lamab lõdvestunud lihastega, tühja kõhuga (14 tundi pärast viimast söögikorda), mugavustemperatuuril (18–22 ° C), siis on energiakulu umbes 1700 kcal päevas ja seda nimetatakse põhiainevahetuseks. Põhimetabolismi tingimustes kulutatakse energiat keha elutegevuse, siseorganite (süda, hingamisaparaadid jne) töö säilitamiseks, samuti kehatemperatuuri hoidmiseks. Endokriinsete näärmete haiguste korral on põhiainevahetus häiritud. Kilpnäärme hüperfunktsiooniga võib see tõusta kuni 150%. Hüpofüüsi ebapiisavuse korral väheneb põhiainevahetus - tekib hüpofüüsi rasvumine.

Energia ainevahetuse kasvu, mis ületab põhiainevahetuse, nimetatakse töö suurenemiseks. Energiakulu suurendavad tegurid on toidu tarbimine, madal või kõrge (üle 30 ° C) välistemperatuur ja lihastöö..

Termoregulatsioon.

Elus organismis tekib pideva ainevahetuse tõttu pidevalt soojus. Samal ajal toimub keha pinnalt pidev soojuse ülekandmine keskkonda. Järelikult peaks kehatemperatuur sõltuma kahe protsessi - soojusenergia ja soojusülekande - suhtest.

Kehas tekib soojus peamiselt lihastes ja maksas. Soojus tekib süsivesikute ja rasvade oksüdeerumisel.

Soojusülekanne toimub mitmel viisil:

1) juhtivus (otsene soojuse ülekandmine kehast);

2) konvektsioon (soojuse otsene ülekanne õhu, vee liikuvatele osakestele);

3) kiirgus (infrapunakiirte kiirgusenergia kujul);

Ainevahetus elusolendite organismides.

Ainevahetus ehk metabolism on terve hulk keemilisi reaktsioone ja protsesse, mis toimuvad elus rakus, tagades selle elutähtsa aktiivsuse, kasvu, jagunemise ja suhtlemise väliskeskkonnaga.

See on õige ainevahetus, mis tagab rakkude moodustavate või rakkude ja rakkudevahelise aine toimimiseks, hävitamiseks, uuenemiseks vajalike ainete molekulide lagunemise ja omastamise. Õige ainevahetuse tõttu uueneb keha koekate 80 päevaga, lihaskiudvalgud uuenevad 180 päevaga, maksarakud ja vereseerum uuenevad 10 ning mõned maksaensüümid vaid 2–4 tunniga.

Ainevahetus on lahutamatult seotud energia muundamisega. Keemiliste reaktsioonide tulemusena muundatakse keerukate orgaaniliste molekulide potentsiaalne energia teist tüüpi energiaks, mida kasutatakse rakkude kõigi elutähtsate protsesside jaoks. Kõik need protsessid toimuvad katalüsaatorite - ensüümide osalusel. Iga elusorganismide metabolism on ainulaadne, omane ainult sellele liigile. Iga liigi ainevahetus tuleneb ennekõike tema elupaiga tingimustest ja olemasolust üldiselt..

Ainevahetus koosneb kaks peamist protsessi, mis on omavahel lahutamatult seotud ja toimivad üheaegselt:

  • Anabolism (assimilatsioon);
  • Katabolism (dissimilatsioon).

Anabolism (plastiline metabolism) on keerukate orgaaniliste molekulide süntees (ehitus) lihtsamatest, mis on saadud katabolismi tagajärjel.

Kataboolsed protsessid on keemiliste reaktsioonide kompleks suurte molekulide jagamiseks väiksemateks, mis võivad rakku edasi minna. Samal ajal vabaneb energia, mida organismid tavaliselt ATP (adenosiini trifosforhappe) molekulides salvestavad. Katabolism toimub tavaliselt oksüdatiivsete või hüdrolüütiliste reaktsioonide ajal. Samal ajal toimuvad sellised protsessid nii hapniku osalusel (hingamine, aeroobne rada) kui ka ilma selle osalemiseta (fermentatsioon, glükolüüs - anaeroobne rada).

Olenevalt ainevahetuse tüübist on kahte tüüpi elusorganisme:

1) Heterotroofid on organismid, mis sünteesivad orgaanilisi ühendeid toodetest, mis tekivad katabolismi ja protsessis eralduva energia tagajärjel. Esialgsed toorained selliste organismide kudede moodustamiseks on lihtsad orgaanilised ained. Nendest ühenditest sünteesib iga rakk vajalikud ühendid eraldi. Seega võib valgusüntees toimuda kohapeal (glükogeen sünteesitakse otse lihastes, mitte maksa kaudu verega).

2) Autotroofid on organismid, mis suudavad oksüdeerimisreaktsioonide (kemosüntees) ja päikesevalguse (fotosüntees) abil sünteesida orgaanilisi ühendeid süsinikdioksiidist. Need organismid on teatud tüüpi bakterid ja rohelised taimed..

Elusorganismide arenguga evolutsiooni käigus on reguleerimissüsteemid muutunud keerukamaks ja korrastatumaks. Tänapäeval on kõrgelt arenenud organismidel täiendavad regulatiivsed hormonaalsed mehhanismid ja närvimehhanismid, mis mõjutavad otseselt ensüümide või ensüümide sünteesi ja võivad mõjutada ka rakkude tundlikkust ühe või teise ensüümi suhtes..

Ainevahetusfaktid, mis aitavad teil oma keha hallata

Ainevahetuse osas taandub tavaliselt selle kiirendamiseks tablettide või rohelise teega manipuleerimine. Kuid ainevahetus on palju keerulisem protsess. Oleme kogunud teaduslikke fakte, et aidata teil paremini mõista ainevahetust ja kasutada neid teadmisi kehakaalu langetamiseks või suurendamiseks..

1. Ainevahetus toimub teie keha igas rakus

Paljud inimesed räägivad ainevahetusest kui lihast või elundist, mida nad saavad kuidagi kontrollida. Tegelikult on ainevahetus rida keemilisi protsesse, mis muundavad toidust saadud kalorid energia säilitamiseks ja seda juhtub teie keha igas rakus..

Ainevahetuse kiirus puhkeolekus ehk põhiainevahetus määratakse selle järgi, kui palju kaloreid teie keha põletab, kui te midagi ei tee..

Inimkeha vajab puhkeolekus energiat, et säilitada oma elu - hingamiseks, vereringeks ja toidu seedimiseks. Erinevat tüüpi koel on erinevad vajadused ja nende toimimiseks on vaja erinevaid kaloreid. Elutähtsad elundid - aju, maks, neerud ja süda - moodustavad umbes poole toodetud energiast. Ja rasvkoel, seedesüsteemil ja lihastel - kõigel muul.

2. Sa kulutad kõige rohkem kaloreid puhkeseisundis

Teie keha põletab kaloreid:

  • puhkeolekus (põhiainevahetus) - saadud energiat kasutatakse keha toimimiseks;
  • toidu omastamise protsessis (teadaolev termiline efekt);
  • kehalise aktiivsusega.

Uuringute kohaselt põletate suurema osa päevas olevatest kaloritest ainevahetusprotsesside ajal puhkeseisundis. Füüsiline aktiivsus moodustab võrreldes basaalse ainevahetusega väikese osa energiakulust - 10–30% (kui te ei mängi sporti professionaalselt või kui teie töö ei nõua rasket füüsilist tööd). Umbes 10% energiast kulub toidu seedimisele.

Keskmiselt moodustab põhiainevahetus 60–80% kogu energiakulust. See pole muidugi kõik, kuid koos toiduainete töötlemiseks vajaliku energiatarbega saadakse peaaegu 100%. Seetõttu pole üllatav, et treenimine viib statistiliselt oluliste, kuid väikeste kaalumuutusteni..

Alexey Kravitz, riikliku tervishoiuinstituudi neurobioloog

3. Ainevahetuse kiirus võib inimestel olla väga erinev ja teadlased ei saa aru, miks

Tõsi, kahe sama pikkuse ja keha suurusega inimese ainevahetuse kiirus võib olla väga erinev. Kuigi üks võib süüa kõike tohututes kogustes ja tema kaal ei muutu kuidagi, peab teine ​​kaloreid hoolikalt arvutama, et lisakilosid juurde ei tuleks. Kuid miks see juhtub, ei saa ükski teadlane kindlalt öelda: ainevahetuse kontrolli mehhanism pole täielikult mõistetav..

Teadlased on siiski leidnud näitajaid, mis mõjutavad ainevahetuse kiirust: lihase ja rasvkoe kogus kehas, vanus ja geneetika (kuigi pole ka täiesti selge, miks mõnes perekonnas on kõrgem või madalam ainevahetuse kiirus).

Samuti on oluline sugu: igas vanuses ja suuruses naised kulutavad vähem kaloreid kui samade parameetritega mehed..

Ainevahetuse kiirust on võimatu lihtsalt ja täpselt mõõta. Saadaval on spetsiaalsed testid, kuid tõenäoliselt ei taga need ideaalset tulemust. Täpne mõõtmine nõuab kalleid seadmeid, näiteks ainevahetusruume.

Ainevahetuse kiiruse ligikaudseks arvutamiseks võite kasutada mõnda veebikalkulaatorit (nagu see). See annab teile teada, kui palju kaloreid peate päevas tarbima, et teie kehakaal püsiks püsiv..

4. Ainevahetus aeglustub vanusega

See juhtub järk-järgult ja kõigiga, isegi kui lihase ja rasvkoe suhe jääb samaks. Kui olete 60-aastane, kulutate puhkeolekus vähem kaloreid kui 20-aastaselt. Teadlased märgivad, et ainevahetuse järkjärguline aeglustumine algab 18-aastaselt. Kuid miks vananemisega energiavajadus väheneb, isegi kui kõik muud näitajad jäävad samaks? Teadlased ei saa sellele küsimusele vastata.

5. Kaalulangetamiseks ei saa te ainevahetust märkimisväärselt kiirendada

Kõik räägivad pidevalt sellest, kuidas saaksite oma ainevahetust kaalu langetamiseks kiirendada: mängida sporti ja kasvatada lihasmassi, süüa teatud toite, võtta toidulisandeid. Kuid tegelikult on seda väga raske teha.

Teatud toidud võivad teie ainevahetust kiirendada, näiteks kohv, tšillipipar ja kuumad vürtsid. Kuid muutus on nii väike ja lühiajaline, et see ei mõjuta teie vöökohta..

Lihaste kasvatamine on tugevam variant. Mida rohkem lihaseid ja vähem rasva, seda suurem on ainevahetuse kiirus. Seda seetõttu, et lihased vajavad puhkeolekus rohkem energiat kui rasvkude..

Kui treeningu abil saate lihaseid kasvatada ja keharasva vähendada, kiireneb ainevahetus ja põletate kaloreid kiiremini..

Kuid see on ainult pool võitu. Peate ületama loomuliku soovi süüa rohkem, mis kaasneb kiirenenud ainevahetusega. Paljud inimesed annavad järele raskest treeningust tekkivale näljatundele ja selle tulemusena ei arenda nad mitte ainult lihaseid, vaid ka rasva. Lisaks on paljudel raske lihaste kasvu säilitamiseks vajalikku treeningut saada..

Rumal on uskuda, et suudate oma ainevahetust täielikult kontrollida. Kui suudate seda mõjutada, on see tagasihoidlikul skaalal. Ja selleks on vaja tahtejõudu ja visadust..

6. Dieedid aeglustavad ainevahetust

Ainevahetuse kiirendamine pole lihtne, kuid selle aeglustamine on kiireks kaalulangetamiseks mõeldud programmidega palju lihtsam. Dieetidel on ainevahetusele kõige tugevam mõju, kuid kahjuks mitte nii palju, kui me tahaksime..

Aastaid on teadlased uurinud nähtust, mida nimetatakse metaboolseks kohanemiseks või adaptiivseks termogeneesiks. Kui inimesed kaalust alla võtavad, aeglustub nende ainevahetuse kiirus üsna märkimisväärselt. On selge, et ainevahetus peaks veidi aeglustuma, kuna kehakaalu langetamine hõlmab lihasmassi vähenemist, keha muutub väiksemaks, see ei nõua nii palju energiat kui varem. Kuid teadlased leidsid, et ainevahetuse kiirus aeglustub palju suuremal määral ja see mõju ei ole seotud ainult muutustega keha koostises..

Viimases ülekaalulisuses avaldatud selleteemalises uuringus küsitlesid riikliku tervishoiuinstituudi teadlased tõsielusaates The Biggest Loser osalejaid. Etenduse lõpuks kaotasid kõik osalejad palju kilo, nii et nad olid ideaalsed, et uurida, mis juhtub kehaga märkimisväärse kaalulangusega lühikese aja jooksul..

Teadlased uurisid 2009. aasta 30-nädalase võistluse lõpus ja kuus aastat hiljem, 2015. aastal mitmeid näitajaid - kehakaalu, rasva, ainevahetust, hormoone. Ehkki kõik osalejad olid saate finaali tõttu trenni ja dieediga palju kaalust alla võtnud, on kuue aasta pärast nende maht suures osas taastunud. 14 näitusel osalejast tagastas oma kehakaalu tagasi 13 inimest, samal ajal kui neli võistlejat hakkasid kaaluma isegi rohkem kui enne saates osalemist.

Uuringuperioodil aeglustus osalejate ainevahetus oluliselt. Nende keha põletas iga päev keskmiselt 500 kalorit vähem, kui nende kaalu arvestades võiks arvata. Seda efekti täheldati isegi kuue aasta pärast, hoolimata asjaolust, et enamik osalejaid võttis kaotatud kilod järk-järgult juurde..

Sandra Aamodt, neuroteadlane ja raamatu Miks dieedid tavaliselt ei toimi, autor seostab seda keha erilise kaitsereaktsiooniga kaalu säilitamiseks teatud harjumuspärases vahemikus..

Kui olete kaalus juurde võtnud ja pikemat aega hoidnud, kohandub teie keha oma uue suurusega. Kui kaal langeb, aeglustavad väikesed hormoonitaseme muutused ajus ainevahetust. Samal ajal suureneb näljatunne ja toidust tulenev küllastustunne väheneb - jääb mulje, et keha üritab kõigest jõust taastada oma tavapärast kehakaalu.

Saates "Suurim kaotaja" osalejate uuringus leidsid teadlased, et igaüks neist vähendas hormooni leptiini kontsentratsiooni. Leptiin on üks peamisi hormoone, mis reguleerib kehas nälga. Suurima kaotaja lõpuks olid võistlejad oma leptiinipoed peaaegu täielikult ammendanud ja tundsid pidevalt nälga. Kuue aasta jooksul on nende leptiinivarud taastunud, kuid ainult 60% ni algsest tasemest, mis oli enne näitust..

Enamikul inimestel pole aimugi, kui dramaatilised võivad olla metaboolsed muutused pärast kaalulangust. Kaalutõusu ja kaalulanguse korral ei käitu keha samamoodi. Kaalulanguse hoidmiseks võitleb ta palju raskemini kui kasvu peatamiseks.

Kuid kaalulangus ei too alati kaasa ainevahetuse aeglustumist. Näiteks kaalu muutmise operatsioonid ei muuda leptiini taset ega ainevahetuse kiirust..

Pealegi on The Biggest Loser osalejatega tehtud uuringud üsna ebatavalised, seega pole tõsiasi, et enamik teisi inimesi kogeb sarnast efekti. Lõppude lõpuks osales uuringus ainult 14 inimest, kes kaotasid kehakaalu ainult kiirete dieetide ja kehaliste harjutuste abil. Ainevahetuse aeglustumist ei täheldata järkjärgulise kehakaalu languse korral..

7. Teadlased ei suuda täielikult selgitada, miks ainevahetus aeglustub

Selle skoori kohta on mitu teooriat. Üks usaldusväärsemaid on seletatav evolutsiooni kulgemisega. Aastatuhandete jooksul on inimesed arenenud keskkondades, kus nad pidid toime tulema sagedaste alatoitumisperioodidega. Seetõttu võib eeldada, et DNA-s on säilinud palju geene, mis aitavad kaasa liigsete kalorite muutumisele rasvaks. See võime aitas inimestel toidupuuduse perioodidel ellu jääda ja paljuneda..

Mõtet jätkates võime öelda, et võimetus kaalu langetada on tingitud keha kaitsereaktsioonist, ehkki toidupuudus meie ühiskonnas on muutunud harulduseks..

Kuid mitte kõik teadlased pole selle kokkuhoidva geeniteooriaga nõus..

Kui kokkuhoidvad geenid pakuksid nälja üleelamiseks tugevat selektiivset eelist (näljaperioodid on olnud läbi ajaloo tavalised), leviksid kokkuhoidvad geenid kogu elanikkonnas. See tähendab, et täna peavad meil kõigil olema säästlikud geenid ja siis koosneks kaasaegne ühiskond ainult ülekaalulistest inimestest. Kuid isegi rasvumisele kõige rohkem altid ühiskondades, nagu Ameerika Ühendriigid, on alati teatud arv inimesi, keskmiselt umbes 20% elanikkonnast, kes jäävad alati õhukeseks. Ja kui kokkuhoidvate geenide paljunemise eelduseks on nälg, on loogiline küsida, kuidas juhtus, et nii paljudel inimestel õnnestus nende pärimist vältida..

John Speakman, epigeneetik

Teadlased püüavad paremini mõista ka metaboolset sündroomi, mis on ainevahetushäirete kompleks, mis hõlmab kõrge vererõhku ja veresuhkrut, suurt vöökohta ning ebanormaalset kolesterooli ja triglütseriidide taset. Kui inimestel on selliseid terviseprobleeme, on neil suurem oht ​​krooniliste haiguste, sealhulgas südame-veresoonkonna haiguste ja diabeedi tekkeks. Kuid jällegi on ebaselge, kuidas metaboolne sündroom töötab ja miks mõned inimesed on selle suhtes vastuvõtlikumad kui teised..

8. Aeglane ainevahetus ei tähenda, et te ei saaks kaalust alla võtta.

Kaalukaotus on võimalik aeglase ainevahetuse korral. Keskmiselt kaotab Mayo kliinikus 15% aeglase ainevahetusega inimestest kuni 10% oma kehakaalust ja säilitab uue.

Igaüks, kes soovib kaalust alla võtta, võib selle eesmärgi saavutada oma elustiili muutmisega. Samuti on oluline teha selles muudatusi, mis hoiavad haiguse - rasvumise - kontrolli all..

USA riiklik kaalukontrolli register uurib täiskasvanute harjumusi ja käitumist, kes on kaotanud vähemalt 15 kilogrammi ja suutsid seda kaalu säilitada aasta. Nimekirjas on praegu üle 10 000 liikme, keda küsitletakse regulaarselt igal aastal, kuidas neil õnnestub tervislikku kaalu säilitada..

Nendel inimestel on mitu tavalist harjumust:

  • neid kaalutakse vähemalt kord nädalas;
  • treenige regulaarselt ja kõndige palju;
  • kalorite tarbimise piiramine, kõrge rasvasisaldusega toidu vältimine;
  • jälgida portsjonite suurust;
  • sööge iga päev hommikusööki.

Kuid kõik söövad täiesti erinevaid toite, planeerivad oma toitumist erineval viisil. Seetõttu on võimatu kindlalt öelda, milline dieet on kõige tõhusam. Peamine on jälgida kaloreid.

Lisaks muutsid kõik inimesed, kellel õnnestus kaalust alla võtta, oma elustiilis suuri muudatusi, olid toitumise suhtes tähelepanelikumad ja tegid füüsilisi harjutusi. Muidugi arvavad paljud pigem, et nende kaaluprobleemid on tingitud aeglasest ainevahetusest või mõnest muust bioloogilisest häirest, mitte sellest, et nad on laisad ja söövad. Teadus kinnitab: kui soovite tõesti kaalust alla võtta ja olete valmis pingutama, saate seda teha.

Lisateave Hüpoglükeemia