ОБМЕН УГЛЕВОДОВ Следует еще раз подчеркнуть, что процессы, происходящие в организме, представляют собой единое целое, и только для удобства изложения и облегчения восприятия рассматриваются в учебниках и руководствах в отдельных главах. Это относится и к разделению на

Глава 2. Что такое энергетический обмен? Как клетка получает и использует энергию Чтобы жить, надо работать. Эта житейская истина вполне приложима к любым живым существам. Все организмы: от одноклеточных микробов до высших животных и человека - непрерывно совершают

25. Пищевые связи. Круговорот веществ и энергии в экосистемах Вспомните!Какие обязательные компоненты входят в состав любой экосистемы?Живые организмы находятся в постоянном взаимодействии друг с другом и с факторами внешней среды, формируя устойчивую

Обмен веществ Наши болезни все те же, что и тысячи лет назад, но врачи подыскали им более дорогие названия. Народная мудрость - Повышенный уровень холестерина может наследоваться - Ранняя смертность и гены ответственны за утилизацию холестерина - Наследуется ли

2.3. Обмен веществ и энергии Вся совокупность химических реакций, протекающих в живых организмах, называется обменом веществ, или метаболизмом. В результате этих реакций энергия, запасенная в химических связях, переходит в другие формы, т. е. обмен веществ всегда

Глава 10. Энергетический обмен. Биологическое окисление Живые организмы с точки зрения термодинамики – открытые системы. Между системой и окружающей средой возможен обмен энергии, который происходит в соответствии с законами термодинамики. Каждое органическое

Почему избыточное количество пищи приводит к ожирению? Откуда берется энергия для жизни и какова при этом роль АТФ?

Главным условием жизни как организма в целом, так и отдельной клетки является обмен веществ и энергии с окружающей средой. Для поддержания сложной динамической структуры живой клетки требуется непрерывная затрата энергии. Кроме того, энергия необходима и для осуществления большинства функций клетки (поглощение веществ, двигательные реакции, биосинтез жизненно важных соединений). Источником энергии в этих случаях служит расщепление органических веществ в клетке.

Энергетический обмен в клетке. Первичным источником энергии в живых организмах является Солнце. Энергия, приносимая световыми квантами (фотонами), поглощается пигментом хлорофиллом, содержащимся в хлоропластах зеленых листьев, и накапливается в виде химической энергии в различных питательных веществах. Все клетки и организмы можно разделить на два основных класса в зависимости от того, каким источником энергии они пользуются. У первых, называемых аутотрофными (зеленые растения), СО2 и Н2О превращаются в процессе фотосинтеза в элементарные органические молекулы глюкозы, из которых и строятся затем более сложные молекулы. Клетки второго класса, называемые гетеротрофными (животные клетки), получают энергию из различных питательных веществ (углеводов, жиров и белков), синтезируемых аутотрофными организмами. Клеточное дыхание - это окисление органических веществ, приводящее к получению химической энергии (АТФ). Аденозинтрифосфат (сокр. ATФ, англ. АТР) -- нуклеотид , играет исключительно важную роль в обмене энергии и веществ в организмах; в первую очередь соединение известно как универсальный источник энергии для всех биохимических процессов, протекающих в живых системах. Главная роль АТФ в организме связана с обеспечением энергией многочисленных биохимических реакций. Являясь носителем двух высокоэнергетических связей, АТФ служит непосредственным источником энергии для множества энергозатратных биохимических и физиологических процессов. Все это реакции синтеза сложных веществ в организме: осуществление активного переноса молекул через биологические мембраны , в том числе и для создания трансмембранного электрического потенциала; осуществления мышечного сокращения . Таким образом, АТФ -- это главный универсальный поставщик энергии в клетках всех живых организмов.

В течение всей жизни в организме человека непрерывно совершается обмен веществ и энергии. Источником необходимых организму строительных материалов и энергии являются питательные вещества, поступающие из внешней среды в основном с пищей. Полноценное рациональное питание - важное условие существования человека, сохранения его здоровья и работоспособности. Длительные отклонения от нормальных структур, уровней, калорийности пищевого рациона, состава по качеству белков, жиров и углеводов, витаминов, минеральных веществ, правильных режимов питания, температурных характеристик принимаемой пищи объективно сопровождаются теми или иными патологическими изменениями состояний организмов людей, их жизненно важных функций и становится одной из главных причин возникновения сердечно-сосудистых заболеваний, заболеваний органов пищеварения, болезней, связанных с нарушением обмена веществ, таких как ожирение и сахарный диабет. Под изменением внутренней энергии мы подразумеваем её затраты на поддержание температуры тела, перегруппировку атомов пищи в клетки организма и, наконец, запас энергии в виде жиров. Зная это, диетологи могут смело советовать желающим увеличить свой вес в состоянии покоя (когда величина совершаемой работы мала) поглощать как можно больше высококалорийной пищи - жиров и углеводов: тогда излишняя внутренняя энергия пойдет на организацию запаса жиров в организме. Напротив, желающим похудеть обычно рекомендуют побольше двигаться и поменьше есть булочек и пирожков (то есть уменьшить количество энергии, поступающей в виде пищи).

Обмен веществ (метаболизм) -- это совокупность изменений и превращений вещества и энергии в организмах, обеспечивающих их рост, развитие, жизнедеятельность, самовоспроизведение и самосохранение. Процесс метаболизма -- это непрерывно протекающие реакции потребления и усвоения поступающих веществ, превращения их в собственное тело организма {ассимиляции), а также противоположные реакции -- разрушения некоторых веществ {диссимиляции). Пищеварение включает в себя процессы расщепления. Для каждого вида организмов генетически закреплен свой тип обмена веществ, зависящий от условий существования. коферментов к кислороду.

Главной причиной ожирения является переедание, например избыточное поступление 100 ккал в день может приводить к отложению в теле 10 г жира. Казалось бы, мало? Но в месяц это составит около 300 г, а в год более 3 кг. Это нужно учитывать, так как накопить жир гораздо легче, чем потом от него избавляться. Ведь 100 ккал —это энергетическая ценность всего лишь 26 г сахара, 45 г белого хлеба, 50 г сливочного мороженого, 12 г свиного сала, 250 мл пива. Вся беда в том, что при уже возникшем ожирении в жировой ткани снижается интенсивность распада жира и избыток энергетического материала еще больше способствует накоплению жира.

Довольно часто тучные люди не могут понять причины ожирения; они утверждают, что едят мало и редко. Полная женщина обычно говорит, что ест “как птичкам”, а ее худая подруга съедает в два раза больше и не полнеет. Иногда это может оказаться правдой. Есть люди, которые едят много и не поправляются. Это те, кто занят физическим трудом, спортом. Не прибавляют в весе люди очень подвижные, особенностью организма которых является высокий уровень обмена веществ. Много двигаясь, они тратят много энергии.

Вместе с тем у людей, ведущих малоподвижный образ жизни, поступление энергии с пищей, как правило, превышает ее расход организмом.

Избыточное потребление пищи является причиной ожирения, а в частности потребление углеводов, которые легко превращаются в жир, приводит к отложению его в подкожной жировой клетчатке и в других жировых депо (околопочечная жировая ткань, сальник, брюшина, забрюшинное пространство, околосердечная сумка и другие ткани).

Такая форма ожирения называется алиментарной (от латинского слова «alimentum»—пища). Она встречается, по наблюдениям академика А. А. Покровского и профессора М. Н. Егорова, в 60% случаев тучности и даже в 90% случаев, по мнению профессора К. С. Петровского, который пишет: «Одной из основных причин нарушений обмена веществ, возникновения и развития атеросклероза является избыточное углеводно-калорийное питание».

Бывают формы ожирения, при которых первичным является нарушение регуляторных влияний со стороны центральной нервной системы (церебральное ожирение) и эндокринных желез (эндокринно-обменное ожирение). Но и при этих формах имеет место избыточное питание.

Почему же человек переедает и каковы причины ожирения? Чувство голода и чувство насыщения зависят от функционального состояния пищевого центра. Обычно определенная степень наполнения желудка пищей вызывает рефлекторное торможение его деятельности. Однако у некоторых людей, особенно у тех, которые с детства привыкли к потреблению больших количеств пищи, желудок растянут и для подавления чувства голода требуется большая степень его наполнения.

Большую роль в поддержании повышенного аппетита играет частое или сильное возбуждение вкусовых окончаний полости рта. Это может быть в результате частого опробования пищи (у поваров, кондитеров) или при приеме с пищей веществ, возбуждающих аппетит (перец, горчица, хрен).

Нередко причиной ожирения является резкое снижение мышечной активности, например, у спортсменов, прекративших тренироваться, у людей физического труда, перешедших на малоподвижную работу. Это объясняется тем, что при интенсивных мышечных усилиях происходит более выраженное возбуждение пищевого центра. А при переходе на образ жизни, не требующий больших мышечных нагрузок, у ряда людей сохраняется прежний уровень возбудимости пищевого центра и большой аппетит, что и приводит к употреблению больших количеств пищи, хотя в этом нет надобности.

Дело в том, что во время мышечной работы непосредственно в мышцах большое количество жирных кислот окисляется, а при бездеятельности, в состоянии мышечного покоя, они превращаются в жир и откладываются в жировых депо.

Именно поэтому людям, склонным к полноте, не рекомендуется отдыхать лежа после еды, есть обильный ужин перед сном, так как это способствует накоплению жира.

Определенное значение в развитии ожирения имеет качественный состав пищи. Особенно способствует тучмости избыточное потребление сахара, сладостей, хлебобулочных изделий, мучных и крупяных блюд. Они содержат много калорий, быстрее, чем мясные и жирные продукты, перевариваются и усваиваются в желудочно-кишечном тракте. Легкоусвояемые углеводы, быстро всасываясь в виде глюкозы в кровь, вызывают усиленный выброс инсулина, гораздо более значительный, чем углеводы растительной пищи, которые усваиваются медленно. Инсулин — гормон, вырабатывающийся в специальных бета-клетках инсулярного аппарата поджелудочной железы. Он способствует превращению углеводов в жиры, которые резервируются в жировой ткани. Под влиянием инсулина содержание глюкозы в крови уменьшается. Снижение содержания ее в крови гуморальным путем возбуждает пищевой центр, и человек ощущает голод.

Установлено, что с возрастом пищевой центр становится менее чувствительным к изменениям содержания глюкозы в крови, в результате чего для подавления чувства голода требуется более значительная концентрация глюкозы в крови, чем в молодом возрасте, а значит, и большее потребление пищи. Этот фактор играет определенную роль в повышении аппетита и в развитии тучности у людей после 40—45 лет.

Действительно, возраст играет немаловажную роль в развитии ожирения. Чаще всего оно развивается после 40 лет. Обычно после 25 лет начинает понижаться обмен веществ, причем в каждом последующем десятилетии приблизительно на 7—8 %. К тому же с возрастом мы меньше двигаемся, начинаем вести все более сидячий образ жизни, зачастую не имея ни времени, ни особого желания заниматься спортом, совершать пешие походы и прогулки.

Таким образом, в зрелом возрасте обмен веществ и мышечная активность снижаются, в то время как аппетит, к сожалению, подобной тенденции не обнаруживает. Как образно пишет Гарт Гилмор в своей книге «Бег ради жизни», «мы стареем, нагружаем себя все меньше, наша жизнь протекает во все более замедленном темпе. Следовательно, мы расходуем и меньше энергии, тогда как аппетит, взлелеянный в течение всей жизни, обычно не уменьшается». В результате нарушается золотое правило динамического равновесия между количеством расходуемой организмом энергии и поступлением энергетического материала с пищей. Иными словами — приход превышает расход.

Если мы продолжаем потреблять столько же пищи и, главное, такого же качества, как в молодом возрасте, то поступающий избыток калорий начинает постепенно, но неуклонно откладываться в виде жировой ткани. Это и есть относительное переедание.

У некоторых людей переедание может возникнуть в результате нарушения деятельности центральной нервной системы. Ведь между функциональным состоянием центральной нервной системы и процессами накопления и мобилизации жира существует тесная взаимосвязь.

При некоторых расстройствах деятельности головного мозга пищевой центр, регулирующий динамическое равновесие между энерготратами организма и поступлением энергии с пищей, может повышенно возбуждаться, что и приводит к усилению аппетита и перееданию.

Известно, что с возрастом могут изменяться эмоциональные реакции человека. Если отрицательные эмоции лишают аппетита молодого человека, то у человека постарше они, наоборот, нередко вызывают желание поесть. Усиление чувства голода при волнении можно рассматривать как показатель извращения нервной регуляции аппетита или изменений в эмоциональной сфере. Еда в таких случаях помогает человеку прийти в состояние эмоционального равновесия.

К развитию тучности нередко приводит непереодический прием пищи, редкие приемы. Кроме того, редкие приемы пищи приводят к снижению обмена веществ в организме. Это объясняется тем, что каждый прием пищи сопровождается повышением уровня основного обмена. Такое действие пищи называется специфически-динамическим действием. Наибольшим специфически динамическим действием обладают белки, которые могут повысить обмен веществ в организме даже на 30—40%.

Ленинградский педиатр профессор А. И. Клиорин указывает, что в норме в регуляции массы тела играет роль не только количество и качество пищи, но и отдача энергии в окружающую среду путем газообмена. Существует мнение, что в процессе поддержания массы тела специфически-динамическое действие пищи имеет не меньшее значение, чем аппетит. В случаях поступления избыточных количеств пищи, но при частом, 5—6-разовом ее приеме за счет специфически-динамического действия происходит повышенное расходование энергии и отдача излишних калорий в окружающую среду, что обеспечивает поддержание нормальной массы тела и предохраняет от развития тучности.

Специалист в области физиологии пищеварения ленинградский физиолог профессор А. М. Уголев установил, что в кишечнике выделяются так называемые кишечные гормоны общего действия (энтерины), которые и обусловливают специфически-динамическое действие пищи. Кроме того, энтерины обладают свойством тормозить аппетит в процессе еды.

В последние годы исследованиями профессора А. И. Клиорина показано, что в механизме развития тучности играет определенную роль снижение специфически-динамического действия пищи, которое развивается в результате абсолютной или относительной недостаточности продукции энтеринов. Обнаружено, что при ожирении регуляция выработки этих гормонов резко нарушена, ибо после еды вместо нормального повышения газообмена происходит его понижение. Очевидно, за счет уменьшения продукции энтеринов ограничивается отдача излишней энергии в окружающую среду, а также не происходит торможения аппетита в процессе еды, что приводит к перееданию.

Образованию жира и увеличению массы тела способствует обильный ужин непосредственно перед сном и ужин за телевизором, отдых после ужина за телевизором.

Во-первых, у тучных нарушена возбудимость пищевого центра к колебаниям уровня глюкозы в крови. Чувство сытости у них достигается при более высоком содержании глюкозы в крови, то есть при большем потреблении пищи.

Во-вторых, при ожирении наблюдается недостаточная продукция энтеринов, обладающих свойством тормозить аппетит в процессе еды.

Кроме того, обостренное чувство голода у располневших людей способствует абсолютному перееданию, что приводит к еще большему отложению жира. Когда человек переедает, в его крови появляются излишки жира в виде жирных кислот. Жировые клетки (адипоциты) активно их усваивают и увеличиваются в размерах. На первых этапах развития ожирения организм способен противостоять такому явлению. Он усиливает выработку жиромобилизующих гормонов, которые расщепляют жир в жировых клетках, жирные кислоты поступают в кровь, а затем используются в мышцах и других тканях для энергетических потребностей организма. Таким образом нарушенное равновесие восстанавливается.

Однако по мере увеличения размеров адипоцитов и уменьшения энерготрат жиромобилизующие гормоны перестают справляться со своими функциями, подвижное равновесие внутренней среды нарушается, в крови увеличивается количество жирных кислот. Они начинают блокировать те участки клеточных мембран, которые взаимодействуют с гормонами. В результате чувствительность к гормонам, в частности к инсулину — гормону, необходимому для усвоения глюкозы, снижается. Тогда в поджелудочную железу через центральную нервную систему поступают сигналы, вызывающие усиленное выделение инсулина, который препятствует выходу в кровь жирных кислот. Уровень их в крови снижается, они накапливаются в адипоцитах. Под влиянием инсулина понижается содержание глюкозы в крови, что возбуждает пищевой центр, повышает аппетит и ведет к перееданию.

Так создается порочный круг, разорвать который по мере нарастания избыточной жировой массы тела становится все труднее.

Ожирение ведет к гиподинамии (снижению двигательной активности), что, в свою очередь, также способствует большему развитию тучности. Это пример еще одного порочного круга, так характерного для ожирения.

Усиленное отложение жира в различных тканях человека или замедленное расходование той его части, которая накопилась в жировых депо, может возникать при нарушении функции эндокринных желез (гипофиза, надпочечников, поджелудочной и щитовидной желез). При эндокринных формах тучности жир преимущественно откладывается в отдельных областях тела человека, например, полнеет лицо, либо туловище при нормальных конечностях, либо бедра (ожирение по типу «галифе»).

Особенностями повышенного функционирования эндокринных желез объясняется тот факт, что у женщин ожирение встречается примерно в два раза чаще, чем у мужчин. Что же касается кормящих матерей, то у них усиливается выработка гормона гипофиза — пролактина, который не только стимулирует образование молока в грудных железах, но и усиливает процесс превращения углеводов в жиры. После прекращения кормления ребенка грудным молоком чаще всего масса тела женщины возвращается к норме. Но иногда такое «пролактиновое» ожирение сохраняется и после окончания периода лактации. Избыточное отложение жира у многих женщин наблюдается в климактерическом периоде, что связано с ослаблением функции половых желез и уменьшением секреции их гормонов.

Считаем нужным подчеркнуть, что при любой форме тучности, как при алиментарной, так и при других, более редких видах, избыточное отложение жира в большей или меньшей степени вызывается преобладанием вводимой с пищей энергии над ее расходом.