Обмен веществ

Обмен веществ: роль для здоровья, его виды и метаболические заболевания

Об обмене веществ чаще всего вспоминают в контексте различных способов похудения. При этом представляется упрощенная и не совсем правильная схема: чем быстрее метаболизм, тем лучше для организма и тем быстрее худеет человек. Так ли это на самом деле? И почему нормальный обмен веществ важен для здоровья в целом, разбирался MedAboutMe.

Обмен веществ в организме

Суть обмена веществ – поддержание жизнедеятельности организма. Это вся совокупность химических реакций, протекающих в теле человека. Все важные этапы, от получения энергии до роста и развития, руководствуются метаболическими процессами. В ходе реакций полученные с пищей вещества преобразуются в необходимые для функционирования организма соединения. Метаболизм отвечает и за выведение излишков и токсинов. Чаще всего, говоря об обмене веществ, подразумевают углеводный баланс (нарушение которого сказывается на весе), однако под этим понятием объединено множество других реакций.

Обмен веществ у взрослых

Обмен веществ у взрослых

Поскольку процессы обмена веществ в организме отвечают, в частности, за рост тканей, метаболизм у детей ускорен по сравнению с взрослыми. К старости же реакции замедляются – каждые 10 лет жизни на 5-10%. Кроме этого, на их скорость влияют и другие факторы. Среди них:

  • Пол.

В мужском организме обменные процессы протекают быстрее. Связано это прежде всего с тем, что по строению в теле мужчины процент мышечной массы выше. А мышцы более активно расходуют энергию.

  • Болезни щитовидной железы.

Повышенное количество тироксина вызывает ускоренный обмен веществ, его нехватка, наоборот, замедляет метаболизм.

  • Наследственность.

Скорость метаболизма часто передается по наследству, отсюда и склонность к полноте у детей тучных родителей.

  • Тип телосложения.

У спортивных людей основной обмен веществ быстрее – им нужно больше калорий даже в состоянии покоя.

  • Вес.

Если масса тела увеличивается за счет мышц, процессы будут ускоряться, а если за счет жира – наоборот, замедляться.

  • Тип питания.

Потребление некоторых продуктов может ускорять или замедлять метаболизм. Например, блюда с содержанием трансжиров тормозят его, а вот свежие овощи, наоборот, улучшают обмен веществ. Кроме этого, на процессы влияет режим приема пищи – редкие перекусы или резкое сокращение калорийности рациона замедляет химические реакции.

  • Количество выпиваемой воды.

Доказано, что у людей с привычкой пить чистую воду обмен веществ протекает быстрее.

Несмотря на наследственную предрасположенность, все же скорость обмена веществ в тканях взрослого человека во многом завит от того, какой образ жизни он ведет, от пищевых привычек и физической активности.

Обмен веществ у детей

Обмен веществ у детей

Как уже было сказано, реакции обмена веществ в детском организме протекают быстрее. Это позволяет телу расти и полноценно развиваться. У ребенка по сравнению с взрослым интенсивнее восстанавливаются ткани, это хорошо видно по тому, насколько быстрее срастаются переломы костей (особенно до 7 лет) и зарастают раны. При этом ускоренный обмен веществ может вызвать более тяжелую интоксикацию организма – попавшие с пищей яды усвоятся быстрее, чем у взрослого, и на момент оказания первой помощи могут уже нанести серьезные повреждения органам.

Патологические нарушения обмена веществ носят наследственный характер и при правильной диагностике обнаруживаются именно в детском возрасте. Поэтому нужно очень внимательно следить за возможными симптомами болезней:

  • Задержка роста.
  • Слабость, сонливость.
  • Частый плач.
  • Изменение цвета кожных покровов.
  • Запоры и другие проблемы с пищеварением.
  • Увеличение или уменьшение массы тела.

Вовремя выявленные наследственные заболевания обмена веществ помогают сохранить здоровье. Ведь часто лекарства или специфическая диета позволяют полностью исключить негативные проявления болезней. В противном случае возможны тяжелые поражения ЦНС, печени, головного мозга и прочего.

В том случае если нарушение обмена веществ вызваны не патологией, а неправильным питанием, у ребенка могут наблюдаться такие заболевания:

  • Анемия (дефицит белков и железа).
  • Рахит (дефицит фосфора и кальция).
  • Судорожный синдром (переизбыток кальция).

Процесс обмена веществ в организме

Метаболизм – сложная система различных химических реакций. Любой процесс обмена веществ в организме проходит две стадии:

  • Катаболизм – распад питательных веществ на простые компоненты.
  • Анаболизм – синтез новых соединений, которые усваиваются организмом.

На первом этапе обмена веществ энергия выделяется, а на втором, наоборот, затрачивается. Баланс этих процессов позволяет поддерживать нормальное функционирование организма.

Говоря об обмене веществ в тканях, врачи выделяют такие его виды:

  • Липидный.
  • Углеводный.
  • Белковый.
  • Водно-солевой.
  • Обмен витаминов, макро- и микроэлементов.

Обмен веществ и энергия

Обмен веществ и энергия

Если речь идет о получении энергии, в понятии сути обмена веществ выделяют такие этапы:

  • Пластический обмен (синтез веществ), который обеспечивает клетки аминокислотами, жирами, липидами.
  • Энергетический обмен (распад), который дает клетке энергию. При таком распаде веществ в клетке образуется молекула АТФ – универсальный накопитель энергии.

Обмен веществ и энергия – неразрывно связанные вещи, ведь именно получение последней является залогом нормального функционирования организма.

Энергию организм получает из глюкозы – моносахарида, который образовывается при углеводном метаболизме. Вещество синтезируется из полученной пищи, и в зависимости от того какой именно она была, уровень сахара в крови будет разным. Простые углеводы (хлебобулочные изделия, макароны, сладости и прочее) очень быстро распадаются до глюкозы, и в кровь выбрасывается ее большое количество. Однако организм с помощью обмена веществ энергию быстро компенсирует, в частности, запасает в жировых отложениях. Поэтому после такой пищи человек уже через короткое время испытывает чувство голода. При употреблении сложных углеводов (в первую очередь, это свежие овощи), которые распадаются значительно медленнее, уровень глюкозы повышается постепенно, а значит, организм успевает ее израсходовать и не накапливать излишки.

Стадии обмена веществ

Обмен веществ можно условно разделить на несколько основных этапов:

  • Поступление питательных веществ в организм с пищей.
  • Их распад, всасывание из ЖКТ (важную роль в процессе играют ферменты).
  • Обмен веществ в тканях – перераспределение и усвоение компонентов.
  • Выделение продуктов распада (выдыхание углекислого газа, образование мочи и каловых масс).

Суть обмена веществ состоит в том, что сбой на любом этапе влечет за собой тяжелые последствия. Недостаточное количество необходимых веществ в пище приводит к авитаминозам и проблемам в работе органов, например, нехватка белков может сказываться на состоянии мышц, в том числе и миокарда.

Если обмен веществ нарушен на этапе всасывания веществ, организм также будет страдать от их дефицита. Часто такие патологии возникают на фоне нехватки ферментов – молекул, помогающих расщеплению сложных компонентов. В этом случае человек может страдать авитаминозами, анемией и другими заболеваниями. Кроме того, неусвоенные вещества будут накапливаться в организме и вызывать отравление.

Неспособность клеток усваивать поступившие вещества также очень опасно. Классический пример таких нарушений – сахарный диабет 2-го типа, при котором клетки нечувствительны к инсулину (гормону, доставляющему глюкозу в клетку). В результате глюкоза задерживается в крови, а ее повышенный уровень влияет на работу сердечно-сосудистой системы.

При нарушении выведения продуктов распада организм страдает от интоксикации, при этом могут повреждаться органы, нарушаться работа ЖКТ, проявляться сильная слабость и прочее. Чаще всего это связано с проблемами в работе печени и почек.

Виды обмена веществ в тканях и клетках

Обмен веществ в тканях принято разделять на несколько видов, каждый из которых играет свою важную роль:

  • Углеводный.

Углеводы снабжают организм энергией (глюкозой). Одним из характерных проявлений нарушений этого вида метаболизма является сахарный диабет. Это эндокринное заболевание, при котором глюкоза из-за нехватки гормона инсулина или из-за резистентности к нему не может быть доставлена в клетку. Нарушения углеводного обмена веществ сказываются на состоянии многих систем и органов, в частности, сердца и сосудов. Часто они проявляются сильным похудением или, наоборот, ожирением, хронической усталостью, слабостью мышц и прочим.

  • Жировой (липидный).

Триглицериды участвуют в формировании мембран клеток. Также липиды помогают растворять некоторые витамины (жирорастворимые – А,D, Е, К), влияют на синтез гормонов.

  • Белковый.

Белки – главный строительный материал в организме, поэтому особенно необходимы в период роста. Нарушение белкового обмена наблюдается при некоторых врожденных заболеваниях, а также при длительном голодании, поскольку аминокислоты поступают в организм с пищей. Лечение нарушений обмена веществ этого типа достаточно сложно. Дефицит белка сказывается на развитии, умственных способностях, приводит к понижению иммунитета и гормональным нарушениям.

  • Водно-солевой.

Нарушение обмена веществ этого типа приводит к задержке солей в организме, в результате они откладываются в суставах, образуют камни в почках и желчном пузыре. Заметно ухудшается состояние кожи и слизистых, могут появляться отеки или, наоборот, симптомы обезвоживания. Характерными болезнями, связанными с нарушениями водно-солевого обмена, являются подагра и артрит.

Основной обмен веществ

Основной обмен веществ

Скорость обмена веществ зависит от многих факторов и может меняться в течение дня в среднем на 10%. Метаболизм напрямую связан с необходимыми затратами энергии – в активном состоянии, при занятиях спортом процессы будут ускоряться. Однако и в состоянии покоя в организме происходят реакции, которые тоже требуют определенных энергетических затрат.

Основной обмен веществ – это как раз то количество калорий, которые может сжечь организм в состоянии покоя без физических нагрузок. В среднем, он составляет 75% от всех энергетических затрат за сутки. Поэтому, когда в вопросе похудения обмен веществ выходит на первый план, речь идет именно об этом метаболизме. При физических нагрузках энергозатраты будут приблизительно одинаковы, а вот скорость основного обмена веществ существенно отличается у людей разного телосложения и с разной наследственностью.

Факторы, которые влияют на метаболизм:

  • Соотношение мышечной и жировой ткани в организме.

Мышцы сжигают больше калорий, поэтому даже в состоянии покоя будут расходовать больше энергии.

  • Система питания.

На скорость обмена веществ и энергии благотворно влияет 4-5-разовое питание, а негативно сказываются голодовки и редкие обильные приемы пищи.

  • Пребывание на свежем воздухе.

Поскольку в основе метаболизма лежат процессы окисления, именно достаточное количество получаемого организмом кислорода улучшает обмен веществ.

  • Физические нагрузки.

После занятий спортом на некоторое время метаболические процессы ускоряются, поскольку организм требует больше энергии на восстановление. Также тренировки помогают увеличивать процент мышечной массы.

  • Факторы внешней среды.

Поскольку основной обмен веществ обеспечивает функционирование организма, некоторые внешние воздействия могут его ускорять. Например, для поддержания стабильной температуры на холоде метаболизм ускоряется.

  • Состояние внутренних органов.

В старости замедление метаболизма связано с уменьшением массы сердца, печени, почек. Также нарушения наблюдаются у людей с хроническими почечными и печеночными заболеваниями.

  • Гормональный баланс.

Гормоны непосредственно влияют на разные виды метаболизма. Например, повышенный инсулин способен замедлять углеводный обмен и способствовать накоплению жировой массы. А такие гормоны, как кортизол и тестостерон, наоборот, ускоряют реакции обмена веществ.

Система обмена веществ

На процесс обмена веществ в организме напрямую влияют продукты, которые человек употребляет в пищу. У людей одного возраста и со схожей наследственностью метаболизм может отличаться именно за счет привычек питания.

Прежде всего, еда сказывается на соотношении жировой и мышечной массы. В норме показатели должны быть такими:

  • Мальчики подростки: мышцы – 45-55%, жир – 12-17%.
  • Девочки подростки: мышцы – 35-41%, жир – 16-20%.
  • Мужчины: мышцы – в среднем 50%, жир – 14-20%.
  • Женщины: мышцы – 31-38%, жир – 19-25%.

Кроме этого, нарушается обмен веществ при питании с низким содержанием витаминов и микроэлементов. Могут наблюдаться авитаминозы, железодефицитная анемия и прочие опасные состояния.

Также немаловажную роль играет количество воды в организме, при ее нехватке система обмена веществ нарушается, процессы замедляются. Нормы воды такие:

  • Мужчины – 50-65%.
  • Женщины – 45-60%.

Норма обмена веществ

Норма обмена веществ

Существует несколько формул, по которым вычисляется основной обмен веществ и энергии. Самые популярные из них – уравнения Харриса-Бенедикта и Миффлина-Сан Жеора.

Уравнение Харриса-Бенедикта:

  • Женщины: 655,1 + 9,6 х масса тела (кг) + 1,85 х рост (см) - 4,68 х возраст (полных лет).
  • Мужчины: ВОО