Многие, как только садятся на диету или интенсивно начинают заниматься фитнесом или аэробикой ждут мгновенных результатов – сброс лишнего веса. И в 5% в ситуациях, когда никак не получается снизить вес, несмотря на все старания, нарушен обмен веществ (ОВ). И что бы понять проблему нужно хотя бы представлять причину.
Обмен веществ - немного теорииЗачем нужно знать свою величину основного обмена (ВОО)Ускорение обмена веществ – 5 простых способовКак рассчитывается обмен веществКалькулятор расчета ОВ
Основной обмен веществ – это набор химических реакций, которые возникают в живом организме для поддержания жизни. Эти процессы позволяют организмам расти и размножаться, сохранять свои структуры и отвечать на воздействия окружающей среды. Минимальным считается поддержание организма в состоянии покоя. Другими словами говоря, это то необходимое количество энергии, которое тело затратит, если Вы будете спать целый день.
В обменных процессах нашего организма участвуют все химические и природные элементы – белки, жиры и углеводы. Выполняя каждый свою роль - белки, создавая строительный материал, а жиры с углеводами, регулируя баланс энергетических затрат – четко и слаженно взаимодействуют друг с другом. К ним в помощь приходят минеральные вещества и витамины, которые улучшают клеточную среду.
Обмен веществ состоит из двух сторон:1. ассимиляция – синтез, создание и усвоение организмом новых веществ2. диссимиляция – разложение, распад питательных веществ.Эти процессы идут параллельно и всю жизнь. Процессы обмена веществ идут в организме быстро и интенсивно, хотя в организме нет высокого давления и температуры. Эта быстрота обеспечивается участием ферментов и других веществ.
Основной обмен веществ является одним из важнейших факторов, определяющих интенсивность обмена веществ в целом. Этот показатель подсказывает нам, сколько калорий нужно организму, чтобы сохранить вес, сбросить его или набрать.
Сама же ВОО определяется комбинацией внутренних и внешних факторов, таких как:
• Пол. У мужчин больше мышечной массы и меньше жира в организме. Это значит, что у них больше величина основного обмена. • Возраст. С возрастом основной обмен веществ замедляется. После 20-летнего возраста, каждые десять лет этот показатель снижается в среднем на 2%.• Вес. Чем больше вес человека, тем больше ВОО. • Температура тела. При увеличении внутренней температуры тела на 0.5 градуса, ВОО увеличивается примерно на 7%. Чем выше температура тела, тем быстрее происходят химические реакции в организме. Поэтому ВОО пациента с температурой 42°C увеличится • Внешняя температура. Температура окружающей среды также влияет на основной обмен. Воздействие холодных температур приводит к увеличению ВОО, ведь организму нужно выделять больше тепла для поддержания необходимой внутренней температуры тела. Непродолжительное пребывание в условиях высокой температуры имеет небольшое влияние на метаболизм, т.к. температура компенсируется за счёт возросшей теплоотдачи. Но длительное пребывание на жаре может также повысить ВОО. • Упражнения. Физические упражнения не только влияют на вес, сжигая калории, но и помогают повысить интенсивность основного обмена за счет увеличения объемов мышечной массы.
Как говорилось выше, зная ВОО можно сохранить вес, сбросить его или набрать. Приведенные ниже пять методов не требуют особых усилий, но их применение реально ускорит обмен веществ, что в свою очередь способствует решению проблемы избыточного веса.• Пятикратный прием пищи в день небольшими порциями Еда ускоряет обмен веществ. Фактически на переработку потребляемых вами питательных веществ уходит десять процентов калорий, которые вы сжигаете за день. И обязательно надо завтракать, утренняя еда ускоряет обмен веществ вашего организма.• Вода Вода является важнейшим участником процесса обмена веществ в организме человека. Вода подавляет аппетит и помогает вовлекать в обмен веществ отложенные жиры. Вода - матрица жизни, основа обмена веществ. Пейте воду! Недостаток воды может заметно замедлить метаболизм - потому что главной задачей печени в таком случае будет восстановить запасы жидкости в организме, а не сжигать жиры.• Спорт, физическая активность Восстанавливать мышечную ткань и ускорять темп обмена веществ можно регулярными упражнениями с отягощением. Бегайте, поднимайте тяжести - это ускорит обмен веществ. Любая физическая активность, например ходьба или езда на велосипеде, подстегивают сжигание жира - причем еще почти в течение часа после ее прекращения. Для того чтобы расходовать калории, вам даже не нужны специальные упражнения. Подойдут любые движения, от подъема по лестнице до выноса мусора.Вечерние занятия изменяют естественную склонность организма к снижению темпа жизни в конце дня. Ускорение обмена веществ длится несколько часов, и вы будете сжигать жир даже во время сна. Заканчивайте упражнения по крайней мере за 3 часа до сна, для того чтобы крепко спать.• Сауна и баня Пар, окутывая и разогревая тело, открывает поры, увеличивает циркуляцию в клетках и стимулирует обмен веществ. Горячий пар ускоряет обмен веществ, открывает кожные поры и тем самым выгоняет скопившуюся грязь. Баня - подстегивает, восстанавливает и ускоряет обмен веществ. Баня парит и здоровье дарит потому, что в несколько раз ускоряет обмен веществ, учащая сердцебиение, и одновременно выгоняет с потом шлаки.• Секс Тоже ускоряет обмен веществ. Оргазм - все это имеет физиологический смысл: кровь усиленно насыщается кислородом, улучшается питание тканей и ускоряется обмен веществ.
Так же читаем:
Одной из наиболее точных формул подсчета ежедневных калорий считается формула Маффина-Джеора. Шаг 1. Необходимо рассчитать основной обмен (ОО) – это столько калорий сколько нужно организму на поддержание жизнедеятельности в случае полного покоя (дыхание, перекачка крови, рост волос и т.д).
Для женщин : ОО = 9,99 * вес(кг) + 6.25 * рост (см) - 4,92 * возраст - 161
Для мужчин : ОО = 9,99 * вес (кг) + 6.25 * рост (см) - 4,92 * возраст + 5
Шаг 2. Для получения общего расхода калорий за сутки необходимо умножить основной обмен на следующие коэффициенты:• Сидячий образ жизни: ОО x 1.2• Небольшая активность (спорт 1-3 дня в неделю): ОО x 1.375• Средняя активность (спорт 3-5 дня в неделю): ОО x 1.55• Высокая активность (спорт 6-7 дней в неделю): ОО x 1.725• Очень высокая активность (очень активные занятия спортом каждый день, высокая физическая активность на работе, тренировки дважды в день): ОО x 1.9
Пример расчета: рост-170 см, вес - 58 кг, возраст – 30 лет, бухгалтерОО = 9,99 * 58кг+6,2*170-4,92*30-161 =1409 ккалРасход калорий: ОО*1,375=1390*1,375=1780 ккал.Получается, для того, чтобы не полнеть мне необходимо ежедневно потреблять не более 1780 ккал.
Таблицы ОО для мужчин и женщин по разным возрастам приведены ниже
Расчет энергозатрат для мужчин (основной обмен, Ккал)
| Вес \ Возраст 50 кг55 кг60 кг65 кг70 кг75 кг80 кг85 кг90 кг | 18-29 лет 145015201590167017501830192020102110 | 30-39 лет 137014301500157016501720181019001990 | 40-59 лет 128013501410148015501620170017801870 | 60-74 лет 118012401300136014301500157016401720 |
Расчет энергозатрат для женщин (основной обмен, Ккал)
| Вес \ Возраст 40 кг45 кг50 кг55 кг60 кг65 кг70 кг75 кг | 18-29 лет 10801150123013001380145015301600 | 30-39 лет 10501120119012601340141014901550 | 40-59 лет 10201080116012201300137014401510 | 60-74 лет 10301100116012301290136014301500 |
P.S Немного мотивационная картинка. Куда надо стремиться
P.S.S С этой статьей читают: Тип телосложения. Как узнать свой и Индекс массы тела. Один из показатель степени избыточности веса.
Поблагодари за статью - поставь лайк. Простой клик, а автору очень приятно.
fitmania.by
Количество просмотров публикации Тема 3.1 Основные процессы обмена веществ в организме человека. Усвояемость пищи, влияющие на нее факторы - 77
Раздел 3. Энергетическая ценность пищи для организма человека
Обмен веществ непрерывно протекает во всех клетках, тканях и системах организма и обеспечивает поддержание жизнедеятельности и сохранения постоянства внутренней среды (гомеостаз). В результате обменных процессов образуются вещества, необходимые организму для построения клеток и тканей.
Посредством обмена веществ обеспечивается поступление в организм энергии, крайне важно й для жизнедеятельности (энергетический обмен), восстанавливается потеря воды (водный обмен), удовлетворяется потребность в витаминах (витаминный обмен), минеральных веществах (минеральный обмен), возмещается потеря органических веществ, участвующих в синтетических процессах (пластический обмен).
Обмен веществ состоит из двух противоположных, протекающих одновременно процессов - ассимиляции и диссимиляции.
Ассимиляция (анаболизм) - это процесс синтеза, необходимых организму веществ, и использование их для роста и развития
.Диссимиляция (катаболизм) - процесс распада веществ, их окисления кислородом и выведение из организма. Источником этих веществ является пища.
Процессы ассимиляции и диссимиляции согласованы между собой и образуют целостную систему, обеспечивающую обмен веществ, и, следовательно, сущность жизни.
У взрослого человека в нормальных условиях процессы синтеза и распада уравновешены. При этом в различные возрастные периоды программа обмена веществ подвергается изменениям. Так, в возрасте примерно до 20 лет, когда процессы роста и развития еще не завершены, обмен веществ характеризуется преобладанием процессов ассимиляции над процессами диссимиляции (белковая программа). В возрасте от 20 до 40 лет отмечается неĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ равновесие этих процессов, от 40 до 60 лет преобладает накопление нейтральных жиров в организме (жировая программа), после 60 лет интенсивность диссимиляции выше процессов ассимиляции (программа старения).
Распад пищевых веществ, происходящий в организме при диссимиляции, сопровождается выделением энергии (тепла). Энергия необходима для осуществления функций всех органов и систем организма (сердца, легких, печени, почек и т.д.), переваривания и усвоения пищи, поддержания постоянной температуры тела, выполнения физической и умственной работы.
В качестве единицы измерения энергии используются килокалория (ккал) и килоджоуль (кДж). Килокалория - это количество тепла, крайне важно е для нагревания 1 кг воды на 1 °С (при нагревании с 19,5° до 20,5 °С). В соответствии с международной системой единиц СИ измерение энергии предусматривается в килоджоулях (1 ккал = 4,184 кДж).
В организме освобождается и используется химическая энергия, заключенная в белках, жирах и углеводах, органических кислотах и алкоголе.
Энергетическая ценность пищи – количество энергии, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ высвобождается при окислении пищевых веществ.
Энергетический коэффициент – количество энергии, высвобождаемое при окислении 1 грамма пищевого вещества в организме.
Энергетические коэффициенты в ккал/г: белки – 4,0; жиры – 9,0; углеводы – 4,0; яблочной кислоты – 2,4; лимонной кислоты – 2,%; уксусной кислоты – 3,5; молочной кислоты – 3,6; этилового спирта – 7 ккал/ᴦ.
Вопросы для самоподготовки:
1. Понятие ʼʼобмен веществʼʼ в организме человека
2. Процесс ассимиляции и его характеристика
3. Процесс диссимиляции и его характеристика
4. Что характеризует величина 1 ккал?
5. Значение энергетических коэффициентов базовых питательных веществ
referatwork.ru
Обмен веществ в организме человека начинается не только с началом приема пищи — это непрерывный процесс, который имеет огромное значение и продолжает свою работу в течение всей жизни. Организм человека функционирует только благодаря работе обменных процессов в клетках. Но для жизнедеятельности клеток в организм должно поступать питание. А питание осуществляется за счет поступления пищи в организм, которая в результате химических реакций преобразуется в гормоны и ферменты.
Что такое ферменты? Ферменты необходимы при химических превращениях, которые расщепляют жиры, белки и углеводы. Клетки живут за счет таких процессов. Современной науке известно около 3,5 тыс. ферментов. Но ферменты без гормонов не в состоянии самостоятельно выполнять свою работу, потому что находятся под контролем гормонов.
Что такое гормоны? Железы эндокринной системы вырабатывают гормоны. Они приводят в действие одни ферменты и тормозят работу других. Еще, принимая гормоны искусственным введением, трудно контролировать их баланс. Действие гормонов таково, что оно может улучшить работу одних органов и ухудшить деятельность других. К примеру, принимая гормоны для лечения суставов, ухудшается при этом зрение. Часто бывает, что женщина набирает вес, употребляя гормоны в целях улучшения половой функции.
Обмен веществ в организме человека имеет отношение ко всем химическим процессам и делится на следующие виды: анаболизм и катаболизм.
Анаболизм — это химический процесс, который направлен на обновление и образование клеток тканей и структурных частей. При этом накапливается энергия, расходуемая постепенно на защиту организма от болезней и инфекций, а также для его роста.
Катаболизм включает в себя расщепление жиров, углеводов и белков для выработки энергии. Эта энергия, с помощью мышечной деятельности, высвобождается в процессе катаболизма и превращается в полезную работу. Некоторое ее количество расходуется, образуя при этом тепло.
Наш организм нуждается в необходимых для него шести веществах, таких как вода, протеины, углеводы, жиры, минералы и витамины. Они являются строительным материалом организма, потому что рождают новые ткани и клетки, которые способствуют росту.
Протеины – один из главных «кирпичиков» для построения нашего организма. В состав протеина входят вода, углерод, азот и кислород. Аминокислоты, полученные в результате расщепления пищевых протеинов, служат строительной базой для образования химических веществ, таких как ферменты и гормоны. Около двух десятков аминокислот и более нуждается организм. Одни он синтезирует сам, другие получает из белков животного происхождения, которые поступают с пищей, а третьи – из растительных протеинов. Белковый обмен веществ в итоге приводит к образованию мочевой кислоты. Она и является конечным продуктом, которая образуется в печени и тканях, поступает в кровеносную систему, а затем выводится через почки из организма.
Жиры – это кладовые организма. С поступлением в пищу одна часть жиров запасается впрок, а другая часть выделяется с энергией и образуется в виде конечных продуктов – воды и углекислоты. Без жиров не усвоятся в организме магний, кальций, витамины, растворяющие жир – A, D и другие. Скажем каротин из моркови, который выделяет витамин A, кишечником всасывается в небольшом количестве. Но стоит заправить ту — же морковь растительным маслом или сметаной – всасывание произойдет на 60 – 90% больше. Следует знать, что жиры очень калорийны, но ожирению способствуют ни сколько они, сколько углеводы при бесконтрольном употреблении в пищу сладкого и мучного.
Жировой обмен веществ может нарушиться в связи с избыточным употреблением жирной пищи или переедания. В этом случае снижается или даже утрачивается способность крови освобождаться от этих веществ к следующему приему пищи. Их постоянное скопление вызывает сгущение крови в сосудах и может остановить капиллярный ток крови. Из-за повышения уровня жира в крови эритроциты как будто склеиваются, от чего хуже поступает кислород в кровеносные сосуды.
Жиры также делятся на несколько групп. Это жироподобные вещества, из которых самые популярные и распространенные лецитин и холестерин. Лецитин в норме имеет благоприятное влияние на работу центральной нервной системы, стимулирует процессы кроветворения и печени, обладает противовоспалительным эффектом и не дает развиваться атеросклерозу. С его помощью организм в процессе обмена избавляется от инфекций и токсических веществ. Холестерин участвует в образовании гормонов, выделяемых надпочечниками и половых гормонов. Холестерин поступает с пищей, затем синтезируется организмом, с жирными кислотами соединяется в кишечнике и переходит в кровь. Если холестерин вырабатывается в избытке, то он распадается в печени и в виде желчных кислот происходит выработка желчи, которая выбрасывается в кишечник.
Углеводы – это мощный и важный источник энергии, без которой организм не сможет работать во всю силу. Углеводы делятся на три группы. Первая включает в себя моносахариды (простые углеводы), которые содержат одну молекулу углеводов: фруктоза, глюкоза и галактоза. Ко второй группе относятся дисахариды (сложные углеводы). Поэтому они содержат две молекулы углеводов: лактоза (молочный сахар), сахароза (тростниковый и свекловичный сахар) и мальтоза (солодковый сахар). В третью группу входят полисахариды. Они состоят из нескольких моносахаридов: клетчатка, крахмал, гликоген.
В физиологии обмена в организме большое значение имеют гликоген и глюкоза. Эти углеводы являются главными поставщиками энергии, которую потом по необходимости расходует организм. Если произошел экстренный энергетический расход – интенсивная работа мышцами или эмоциональный всплеск (страх, стресс, ярость, гнев, неожиданная радость и многие другие чувства), то углеводы быстро извлекаются из кладовых организма. При этом с выделением энергии, они быстро окисляются.
Роль глюкозы особенно велика в питании центральной нервной системы и скелетных мышц. Также, глюкоза необходима для нормального функционирования организма в целом. Снижение сахара в крови (гипогликемия) приводит к тому, что появляется ощущение быстрого утомления, ярко выраженная слабость мышц, усиление потоотделения, ускоряется сердцебиение, покраснение или побледнение кожного покрова. В случаях похуже происходит падение температуры тела, деятельность центральной нервной системы нарушается – могут начаться бред, судороги, потеря сознания. Как только вводится раствор глюкозы, все эти симптомы сразу пропадают.
Глюкоза, галактоза, фруктоза, арабиноза и ксилоза – это простые углеводы, всасывающиеся в тонкие кишки очень хорошо и быстро. Лактоза, сахароза (дисахариды), крахмал, гликогены (полисахариды) – более сложные углеводы – усваиваются организмом только после расщепления их на моносахариды.
Моносахариды попадают в кровеносную систему через капилляры кишечных ворсинок, а затем с током крови устремляется, главным образом, в печень. Проходят через печень моносахариды без изменений, и с током крови разносится по всему телу. Если потребляемая пища богата углеводами, то и содержание гликогена в печени выше.
Каждый из органов в организме количество глюкозы использует по-разному. Самый главный потребитель глюкозы – это головной мозг и сердечная мышца. Для сохранения концентрации сахара в крови (на 100 миллиграмм крови требуется от 80 до 120 миллиграмм глюкозы) необходимы два процесса, которые ее поддерживают. Первое, это потребление глюкозы тканями, второе, это поступление глюкозы из печени в кровь. Гликоген, в свою очередь, расщепляется в печени без промежуточных продуктов на глюкозу. Процесс это имеет свое название: «мобилизация гликогена».
При заболеваниях печени и поджелудочной железы (сахарный диабет) нарушается и углеводный обмен веществ. Это происходит от того, что печень не способна больше превращать, поступающий из кишечника, гликоген в глюкозу.
Витамины служат для процессов усвоения пищевых полезных веществ, играют важную роль для протекания биохимических реакций в организме. Основная часть витаминов поступает в организм с едой. В микробной флоре кишечника некоторые из них синтезируются и всасываются в кровь. Поэтому, даже если с пищей не поступает достаточного количества витаминов, организм в этом не очень нуждается. Но если в организме не достает витамина, который не синтезируется в кишечнике, то от возникшей потребности наступает болезненное состояние, которое называется гиповитаминоз. Может нарушиться способность кишечника всасывать витамины при каком-либо заболевании. В этом случае, даже если достаточно витаминов в пище, гиповитаминоз будет присутствовать.
Обмен минеральных солей. Межклеточные жидкости организма и кровь имеют определенное осмотическое давление. Величина этого давления зависит от концентрации солей кальция, натрия, калия и магния. Для нормального протекания всех обменных процессов, главным условием является постоянство осмотического давления. Оно обеспечивает устойчивость организма к воздействиям внешней среды. В жидкостях организма концентрация неорганических веществ поддерживается с особой точностью. Поэтому она не подвержена большим колебаниям. Соотношение ионов в крови всех позвоночных, в том числе и человека, очень приближено к составу ионов океанических вод (кроме магния). И человек, и животные, имеют неорганический состав крови, сходный с морской водой.
Деятельность почек имеет решающее значение для поддержания постоянного соотношения в крови ионов. Главным образом, ионы калия и натрия участвуют во многих процессах жизнеобеспечения организма. Недостаточное поступление натрия способствует резкому увеличению обратного всасывания его в почечных канальцах. Избыточное количество натрия в плазме крови, наоборот, тормозит его обратное всасывание в канальцах почек. Задержка в крови калия, при этом, увеличивается и происходит нормализация ионов. В то же время и другие ионы регулируются в крови, такие, как фосфор, хлор, кальций и другие.
Когда обмен веществ нарушается, происходит накопление ядовитых веществ. Распространенная причина – это нарушение образования гормонов. Заболевание диабетом, например, начинается из-за снижения образования в поджелудочной железе гормона инсулина. При отсутствии инсулина, клетки не в силах всасывать и расщеплять глюкозу, поэтому кровеносные сосуды засахариваются.
vekneboley.ru
Обменные процессы в организме
Очень часто аргументом в пользу того или иного продукта, лекарственного растения или напитка, который действительно полезен для нашего с вами организма (к примеру, не так давно мы писали о пользе салата), является аргумент следующего характера «он способствует нормализации обменных процессов в организме». Достаточно весомое заявление, которое автоматически переводит названный продукт в категорию «полезных» хотя бы потому, что все мы с вами понимаем, что если наш с вами организм – это сложный механизм, то обменные процессы в нём – это те процессы, которые руководят его жизненной деятельностью. И, если такие обменные процессы протекают в рамках нормы – значит, мы с вами живём и получаем удовольствие от жизни, чувствуем себя здоровыми и привлекательными. Но, если в обменных процессах происходит сбой – это негативно отражается на состоянии всего нашего организма: мы плохо себя чувствуем, выглядим не здорово…
Об обмене веществ в организме и о том, как улучшить обменные процессы в организме, как на них повлиять и как научиться контролировать свой метаболизм — обо всём этом на страницах нашей публикации…
Метаболизм или процесс обмена веществ в организме – это ряд сложных химических превращений, которые происходят непосредственно в нашем организме с того момента, как в него поступают питательные вещества и до того момента, когда конечные продукты всех этих превращений не будут выведены во внешнюю среду. Другими словами,
метаболизм – это набор сложных химических реакций, которые возникают в живом организме и необходимы для того, чтобы в этом организме поддерживались процессы жизнедеятельности.
Именно благодаря объединённым понятиям метаболизма мы с вами растём, развиваемся, заводим детей…вернуться к содержанию ↑
Схема
И, хотя обменные процессы в организме – достаточно сложная тема, мы всё-таки постараемся её максимально упростить для понимания, и разделим на 2 взаимосвязанные стадии, которые и составляют 2 основных этапа обменных процессов.вернуться к содержанию ↑
В этот процесс входят совокупности химических процессов, которые направлены на то, чтобы образовывать составные части тканей и клеток нашего организма. Это и синтез аминокислот, жирных кислот, белков, моносахаридов, нуклеотидов…вернуться к содержанию ↑
Заключительный этап метаболизма, который включает в себя расщепление как пищевых, так и собственных молекул на простые вещества с параллельным освобождением при этом заключенной энергии из этих веществ.вернуться к содержанию ↑
Именно сбалансированное соотношение между процессами анаболизма и катаболизма позволяет нашему организму гармонично развиваться, при этом все эти процессы регулируются в состоянии баланса с помощью гормонов и ферментов. Последние играют большую роль в обменных процессах, так как именно они выступают в роли природных катализаторов для создания химических веществ одного характера из других химических веществ.вернуться к содержанию ↑
Говоря обобщенно о процессах метаболизма, мы можем сказать, что они включают в себя все реакции, результатом которых становится строительство клеток и тканей, извлечение энергии. И, именно гармоничный процесс метаболизма становится залогом нашего с вами здоровья. Да-да, так как именно скорость обменных процессов влияет на работу всех органов и систем человеческого организма, и на количество необходимой для нормальной работы нашего организма пищи. Небольшой дисбаланс в этих процессах может стать причиной тяжёлых последствий, которые могут привести к различным видам заболеваний и даже стать причиной летального исхода.
От слаженности процессов метаболизма зависит и социальная жизнь человека, его психологическое состояние. Нарушения в этой области могут стать причиной депрессий, нервных срывов и даже привести к серьёзному нервному истощению.
вернуться к содержанию ↑
Конечно же, на обменные процессы в организме влияет то, что мы с вами едим, какой образ жизни ведём, сколько часов отдыхаем и то, как хорошо мы умеем себя держать в руках. Однако, стоит понимать и то, что у каждого человека существуют особенности своего личного метаболизма, которые мы с вами если не можем полностью контролировать, то хотя бы можем в границах возможного управлять ими. Об этом мы и расскажем вам подробнее, а пока, давайте узнаем о последствиях нарушения процессов метаболизма.вернуться к содержанию ↑
Нарушение процессов метаболизма, как мы уже писали выше, имеют страшные последствия. И, в их числе нарушения работы эндокринной системы, которые приводят к дисфункциям эндокринных желез и в человеческом организме происходит серьёзный гормональный сбой – вы можете резко набрать лишний вес, или наоборот пугать своих близких анорексической худобой. В результате скопления в организме большого количества гликогена развивается болезнь Гирке (как правило, это чаще бывает при врожденном нарушении обмена веществ), также происходит задержка психического развития и нервные расстройства, может проявить себя альбинизм, гиперхолестеринемия (избыток в организме человека вредного холестерина), возникнуть подагра…
Это далеко не полный список всех последствий, но и этого достаточно для того, чтобы вы всерьез занялись своим здоровьем и в первую очередь заинтересовались вопросом собственного метаболизма и того, как можно на него повлиять.вернуться к содержанию ↑
Сейчас мы вам расскажем о том, как же можно улучшить процессы метаболизма и как можно на них повлиять, чтобы сохранить своё здоровье…вернуться к содержанию ↑
Хроническое недосыпание, по мнению учёных, способно привести к тому, что вы начнёте набирать лишний вес, и в вашей медицинской карточке появятся записи о заболеваниях, которые рука об руку идут с ожирением. Дело в том, что в результате хронического недосыпания человеческий организм начинает требовать от самого себя больше углеводов (калорийной пищи), но вся беда в том, что он плохо её усваивает, поэтому и появляются у нас на теле жировые отложения. Если вы не хотите быть толстым и не выспавшимся – спите в сутки не менее 8-ми часов. Читайте здесь, как избавиться от жировых отложений в области бёдер.вернуться к содержанию ↑
Стрессы влияют на метаболизм
Продолжительные стрессы способствуют отложению жира в проблемных зонах нашего тела – в области живота, на бёдрах и ягодицах. В результате этого мы начинаем страдать от ожирения, целлюлита, кучи комплексов и всё это в один прекрасный день выливается в сахарный диабет, проблемы с сердцем и невроз.
Почему так происходит? В момент стресса в человеческом организме в большом количестве выделяется такой гормон, как кортизол, который обладает способностью нарушать привычные скорости метаболизма и замедлять их.вернуться к содержанию ↑
Жизнь – это движение, и метаболизм – это тоже ряд процессов, который подразумевает под собой активное действие. Поэтому, не забывайте о приемлемых для вас физических нагрузках. В случае их отсутствия вы просто подталкиваете свой организм к метаболическому сбою. По поводу же физических тренировок, то учёные доказали, что
интервальные нагрузки служат сигналом для нашего организма, что ему нужна мышечная масса. А, чем больше мышечной массы – тем лучше показатель обмена веществ. Поэтому, выполняйте побольше упражнений, которые способствуют большому расходу энергии и лучше выполняйте их в течение 25 минут со сменой активности, чем в течение 45-ти минут, но в умеренном темпе и с однообразной программой.
Кстати, перед вашей тренировкой полезно будет выпить… кофе. Да-да, кофеин, который есть в составе кофе, обладает свойством освобождать жировые клетки, которые наш с вами организм привык использовать как источник белка. А чем больше будет свободной энергии в нашем организме – тем лучше мы будем тренироваться. А, вот после тренировки полезно будет принять протеин, но не позднее 30-ти минут с момента окончания ваших физических нагрузок.вернуться к содержанию ↑
О пользе прогулок на свежем воздухе мы уже писали на нашем сайте тут – не будем повторяться, скажем лишь то, что в свете нашей темы прогулка это отличный способ сжечь калории, чем к примеру сидеть перед компьютером и размышлять над тем, какую же диету выбрать. Аналогичное можно сказать и про отказ от лифта и пешего маршрута до места вашей работы.вернуться к содержанию ↑
К числу таких продуктовых помощников и регуляторов метаболизма относится рыба, овощи и фрукты, в частности черника, помидоры, темно-зеленые листовые овощи. Хорошо влияет на регуляцию метаболизма и употребление чистой воды. Если вы будете пить в течение дня воду, то тем самым снизите скорость всасывания жиров и не будете чувствовать себя голодным. О том, как правильно пить воду.
Если же вы хотите, чтобы у вас росли мышцы – подпитывайте свой организм белком, а вот для того, чтобы вы могли избавиться от лишнего жира – уменьшите употребление углеводов.
Подробный список жиросжигающих продуктов вы можете найти тут.вернуться к содержанию ↑
Индивидуальная скорость метаболизма
Прежде всего, это то, что не бывает 2-х одинаковых людей в плане активности процессов метаболизма в их организме. Поэтому, вы должны понимать, что то, что может подходить вам – может и не подойти вашей второй половинке. Так что, важно всегда помнить об индивидуальном подходе, и если и выбирать тренировочные программы, способы питания, то только исходя из особенностей своего организма.
Не стоит также ориентироваться на всякие формулы расчёта и модные калькуляторы – их погрешность в среднем составляют 10%-20% от действительной картины. Соответственно, неточности достаточно большие. Так что, лучше в ручную высчитывать калории и не доверять модным инновационным программам.
На скорость метаболизма влияет… наш с вами возраст. Так, каждые 10-ть лет показатель этой скорости снижается, и чем мы с вами старше – тем медленнее эти процессы протекают, соответственно, тем больше усилий необходимо нам с вами прикладывать, чтобы быть в форме.
Кстати, вы знаете, что на самом деле, мышцы потребляют больше калорий, чем жировые ткани. Соответственно, стройным и подтянутым людям необходимо больше калорий. Поэтому, рассчитывая скорость процессов метаболизма, не забывайте учесть и особенности своей комплекции. Так, даже если взять мужчину и женщину с одинаковыми показателями веса, то для мужчины показатель сжигания калорий в день будет выше, чем для женщины. Почему? Потому, что в теле мужчины больше мышечной массы…вернуться к содержанию ↑
Для того, чтобы научиться контролировать свой организм и процессы, которые в нём протекают, недостаточно только опираться на собственные ощущения. Куда точнее будет, если вы будете следить за тем, что вы едите, что вы делаете, и как от этого меняются показатели вашего веса. Такие наблюдения помогут вам откорректировать свою личную программу и внести в неё те изменения, которые помогут вам улучшить процессы обмена веществ в организме.
Однако, если вы правильно питаетесь, активно тренируетесь и соблюдаете все наши рекомендации, но результата нет – сдайте анализы, обратитесь к врачу, возможно, гормональные проблемы или наследственность препятствуют нормализации процессов обмена веществ. В любом случае, причину такого нарушения необходимо установить.
Видео о метаболизме и обменных процессах в организме человека
Сегодня мы с вами рассмотрели тему метаболизма в человеческом организме, узнали, какие процессы входят в метаболизм и как важно, чтобы соблюдался баланс между анаболизмом и катаболизмом. Нам с вами также удалось узнать, что влияет на скорость метаболизма, и как нормализовать обменные процессы в нашем организме можем мы с вами. Надеемся, что эта информация будет для вас полезной, и поможет вам отыскать путь к своему здоровью.
А, что интересного о метаболизме знаете вы? Что, по вашему мнению, влияет на обменные процессы в организме человека? Поделитесь с нами своим мнением по этому поводу.
Шевцова Ольга, Мир без Вреда
Читайте также о белковых разгрузочных днях.
Сказать "Cпасибо":
bezvreda.com
Для возмещения энергозатрат организма, сохранения массы тела и удовлетворения потребностей роста необходимо поступление из внешней среды белков, жиров и углеводов, витаминов, минеральных солей, воды. Их количество, свойства и соотношение должны соответствовать состоянию организма и условиям его существования.
Обмен веществ начинается с поступления питательных веществ в желудочно-кишечный тракт и воздуха в легкие.
Первым этапом обмена веществ являются ферментативные процессы расщепления белков, жиров и углеводов до растворимых в воде аминокислот, моно- и дисахаридов, глицерина, жирных кислот и других соединений. Данный этап также связан с всасыванием этих веществ в кровь и лимфу.
Вторым этапом обмена является химические реакции синтеза ферментов, гормонов, составных частей цитоплазмы и выделение энергии.
Третьим этапом является удаление конечных продуктов распада и выведение их почками, легкими, потовыми железами и кишечником.
Превращение белков, жиров, углеводов, минеральных веществ и воды происходит в тесном взаимодействии друг с другом. При этом в метаболизме каждого из них имеются свои особенности, а физиологическое значение их различно.
Различают общий обмен веществ и основной обмен веществ. Основным обменом называется энергетические затраты организма в условиях покоя, связанные с поддержанием минимального уровня обменных процессов, необходимого для жизнедеятельности клеток. Основной обмен определяют в состоянии мышечного покоя – лежа, через 12 – 16 часов после еды при температуре 18 – 20°С. В этих условиях энергия тратится на работу сердца, дыхание, поддержание температуры тела и т. д. Но эта затрата энергии невелика. Главные затраты при определении основного обмена связаны с биохимическими процессами, всегда имеющими место в живых клетках. Величина основного обмена составляет от 4200 до 8400 кДж в сутки для мужчин и от 4 200 до 7 140 кДж – для женщин. В среднем у человека среднего возраста основной обмен составляет 4187 Дж на 1 кг массы в час или 7140 – 7560 тыс. Дж в сутки. У детей 8 – 9 лет основной обмен в 2 – 2,5 раза больше, чем у взрослого.
Чем меньше ребенок, тем больше расходуется энергии на его рост. Так, в возрасте 3 месяцев расход энергии составляет 36%, в 6 месяцев – 26%, 10 месяцев – 21% общей энергетической ценности пищи.
В дошкольном и младшем школьном возрасте отмечается соответствие интенсивности снижения основного обмена и динамики ростовых процессов: чем больше скорость относительного роста, тем значительнее изменения обмена покоя.
Величина основного обмена у девочек несколько ниже, чем у мальчиков. Это различие начинает проявляться во второй половине первого года жизни.
Второй после основного обмена составляющей энерготрат организма являются так называемые регулируемые затраты энергии. Они соответствуют потребности энергии, используемой на работу сверх основного обмена. Любой вид мышечной деятельности, даже изменение положения тела (из положения лежа в положение сидя), увеличивает энергозатраты организма. Изменение величины потребления энергии определяется продолжительностью, интенсивностью и характером мышечной работы. Увеличение обмена тем значительней, чем интенсивнее была мышечная нагрузка. В связи с этим работники различных профессий тратят неодинаковое количество энергии в сутки (от 12 600 до 21 000 кДж). Умственная работа вызывает незначительное повышение обмена веществ: всего на 2 – 3%. Всякие эмоциональные возбуждения неизбежно приводят к повышению обмена веществ. Обмен веществ изменяется и под влиянием приема пищи. После приема пищи обмен возрастает на 10 – 40%. Влияние пищи на обмен веществ не зависит от деятельности желудочно-кишечного тракта, оно обусловлено специфическим действием пищи на обмен. В связи с этим и принято говорить о специфическо-динамическом действии пищи на обмен, понимая под этим его увеличение после принятия пищи.
students-library.com
Обмен веществ является одним из основных свойств живой материи, необходимым условием жизни. В процессе обмена веществ происходит поступление питательных и других веществ из внешней среды, накопление свободной энергии в сложных органических соединениях или в форме электрических зарядов на поверхности клеточных мембран, расходование энергии на поддержание жизни. Конечным этапом обмена является выведение продуктов распада из организма.
Живой организм является открытой термодинамической системой: он обменивается с внешней средой веществами и энергией. В отличие от обмена веществ в неживых системах живой организм накапливает свободную энергию, поглощая пищевые вещества из внешней среды. За счет этой энергии осуществляются процессы роста и развития организма.
Физические и химические процессы в живом организме не теряют своего внутреннего качественного содержания, но существенно изменяются в направлении, определяемом законами развития живой материи. Накопление свободной энергии стало возможным только в живом организме. Эта качественно новая форма обмена веществ и энергии стала основой прогрессивного развития, усложнения форм живой материи.
Новая форма обмена обеспечила способность живого противостоять разрушительному влиянию внешней среды. Сохранение, поддержание жизни возможно только на основе постоянного самообновления и самовосстановления благодаря обмену между живым телом и внешней средой.
Накопление свободной энергии в живом организме происходит в результате ассимиляции. Ассимиляция (анаболизм) — усвоение веществ неживой природы, построение живых структур организма. В процессе ассимиляции простые вещества соединяются в более сложные, происходит формирование тканей и органов, рост и развитие организма. Диссимиляция (катаболизм) — разрушение, снашивание живых структур, распад сложных химических веществ с образованием свободной энергии и продуктов метаболизма.
Необходимые для обменных процессов вещества поступают в организм с пищей. В пище содержатся белки, жиры, углеводы, витамины, минеральные вещества, необходимые для пластических и энергетических процессов. Пищевые вещества используются для синтеза новых макромолекул (пластическое значение пищи) и для получения свободной энергии в результате окисления (энергетическое значение пищи).
Свободная энергия используется для построения новых структур и восстановления снашиваемых клеток, для синтеза гормонов, ферментов и других биологически активных веществ. Она расходуется и в процессах жизнедеятельности: при сокращении мышц, передаче нервных импульсов, секреторной функции, переносе веществ через клеточные мембраны. Часть энергии освобождается в виде тепла. Освобождение энергии пищевых веществ происходит в процессе внутриклеточного обмена.
Анаболические и катаболические процессы связаны между собой. Так, повышенный катаболизм при мышечной работе ведет к усилению анаболических процессов в восстановительном периоде. Эти особенности обмена необходимо учитывать при занятиях физическими упражнениями. Большие физические нагрузки, вызывая интенсивный катаболизм, являются необходимой предпосылкой для усиления восстановительных процессов и повышения спортивной работоспособности.
Обмен веществ в организме происходит в несколько этапов. На первом этапе высокомолекулярные белки, липиды и полисахариды расщепляются до низкомолекулярных соединений, которые свободно переходят в кровь и лимфу через стенки желудочно-кишечного тракта. Всасывание белков происходит после предварительного их расщепления до пептидов, аминокислот, нуклеотидов и нуклеозидов. Жиры предварительно расщепляются до жирных кислот и глицерина, высокомолекулярные сахара — до глюкозы, фруктозы и галактозы.
Превращения энергетических веществ в организме с момента их поступления в клетку характеризуют второй этап — этап межуточного обмена. В ходе межуточного обмена из большей части продуктов первого этапа обмена образуются ацетил-коэнзим-А, а-кетоглютаровая и щавелево-уксусная кислоты. Эти вещества подвергаются окислению в цикле лимонной кислоты. В результате окислительных процессов освобождается энергия, запасаемая в макроэргических связях аденозинтрифосфорной кислоты.
Конечный этап обмена веществ — выделение продуктов неполного распада с мочой, потом, экскретами сальных желез. В процессе обмена веществ происходит образование клеточных структур и освобождение энергии. Эти две стороны обмена выступают в единстве. Однако роль различных пищевых веществ в пластической и энергетической сторонах обмена неодинакова.
Фомин А. Ф. Физиология человека, 1995 г.
extremed.ru
Обмен веществ в живых организмах является основным в существовании белковых тел, и этот способ существования состоит в самообновлении химических составных частей живых организмов.
На потемневших от времени кусках пергамента, на глиняных табличках и листах папируса находят записанные древними мудрецами мысли о том, что такое жизнь и как она возникла.
Листы папируса и пергаментаИзображению и объяснению жизни немало строк посвятили писатели и поэты. В тайны ее на протяжении многих столетий упорно и последовательно проникают ученые.
Из одних лишь определений, что такое жизнь, можно было бы составить толстую книгу. Во многих высказываниях древних содержались верные наблюдения, отражающие многообразие проявлений жизни, но не было главного — общего признака, характерного для любой ее формы.
Этим признаком, присущим всем живым организмам — от простейших микробов до самых высокоорганизованных существ и является обмен веществ в живых организмах, постоянное самообновление составных частей тела организма.
Современные достижения биохимии, физиологии и других наук полностью подтвердили правильность этого утверждения. Все другие свойства жизни, например, раздражимость, то-есть способность отвечать на воздействия среды, рост, развитие, размножение и другие, — лишь различные проявления жизни, вытекающие из основного ее свойства — самообновления.
Самообновление живых организмов представляет собой два одновременно происходящих в организме процесса — разрушение имеющегося и созидание нового органического вещества.
Вещества тела любого организма беспрерывно распадаются и в то же время в нем идет возникновение новых веществ, подобных разрушившимся. Обе эти стороны жизнедеятельности организма — разрушительная и созидательная — неразрывно связаны между собой и составляют единый процесс жизни.
Разрушение и созидание наблюдаются всюду и в неживой природе. Это связано с деятельностью воды, ветра, ледников. Например, в результате выветривания гранитная скала постепенно превращается в щебень и даже в песок. Из этого материала впоследствии могут образоваться новые твердые породы, но они уже не будут прежним гранитом.
Совсем иное представляет собой разрушение в живом организме. Здесь разрушение вещества является источником возникновения нового органического вещества, то-есть представляет основное условие сохранения жизни этого организма. Если прекратится распад, одновременно прекратится и образование нового живого вещества, наступит смерть.
Разрушение и распад, происходящие в теле живого организма, носят название диссимиляции, а противоположный процесс — образование нового вещества — называется ассимиляцией.
В диссимиляции и ассимиляции, или, как говорят, в обмене веществ и энергии, и заключается сущность жизни. Ведь организм что-то всегда получает из окружающей среды и что-то постоянно ей отдает. Этим живое качественно отличается от неживого, ибо подобного обмена веществ нет ни у одного неживого тела.
Рассмотрим более подробно взаимосвязь между этими двумя сторонами самого существенного процесса жизни —самообновления.
Диссимиляция — это в конечном итоге соединение органических веществ, входящих в состав живого тела, с кислородом, то-есть окисление, в результате которого освобождается скрытая в них потенциальная энергия.
Поэтому диссимиляцию иногда сравнивают с горением. Но это не одно и то же. Горение также есть окисление, но происходит оно сравнительно быстро, причем почти вся химическая энергия горящего тела из скрытого состояния непосредственно переходит в теплоту.
Освобождающаяся при диссимиляции энергия может проявляться в виде энергии движения, в различных химических реакциях, в результате которых она переходит из одной формы в другую, может накапливаться «про запас», превращаться даже в электрическую энергию. При этом одни процессы протекают быстрее, другие медленнее. И лишь в конечном итоге все виды энергии переходят в тепловую (здесь, как и всюду, действителен закон сохранения вещества, открытый Ломоносовым).
Ассимиляция, то-есть преобразование вещества пищи в тело организма, происходит за счет энергии, освобождающейся при диссимиляции. Такова суть самообновления организма.
Где же происходит этот процесс?
Самообновление осуществляется во всех тех частях организма, где имеется протоплазма, состоящая главным образом из белковых веществ. Протоплазма присуща всему живому. Она входит в состав любой живой клетки, и все процессы обмена веществ и энергии осуществляются в ней и через нее.
Однако процессы обмена веществ у разных организмов происходят по-разному. Имеются, например, существенные различия в обмене веществ у растений, животных и микробов.
Некоторые различия в процессах обмена есть у близких видов и, больше того, даже у двух организмов одного и того же вида. Но чем организмы по своему происхождению ближе, тем более сходно протекают у них обменные процессы. При этом обмен веществ, везде, имеет общий признак — самообновление.
В разных условиях существования организм может изменять характер своего обмена веществ и тогда изменяется сам. Таким образом, любое изменение организма осуществляется через изменение его обмена веществ.
Есть, однако, организмы, у которых процессы обмена веществ и энергии имеют существенные особенности. Таковы, например, зеленые, то-есть хлорофилловые, растения, у которых ассимиляция идет не только за счет распада органических веществ и освобождающейся при этом энергии, но главным образом за счет энергии света, поступающей извне.
Вот по полю прошли сеялки, рядками зарывая в землю зерна пшеницы. Зерна пропитались влагой, согрелись в теплой земле, и скрытая в их зародышах жизнь пришла в активное движение. Питательные вещества зерна пошли на питание зародыша. Крахмал, например, превратился в сахар и стал пищей для «проснувшихся» клеток. Быстро начали делиться клетки зародыша.
Раздвигая комочки земли, потянулся вверх, ближе к свету, упругий росток; упорно пробивается вниз корешок.
Пока росток не пробился к свету, молодое растеньице, подобно человеку и животным, подобно бесхлорофилловым не зеленым растениям, питается органическими веществами, заготовленными материнским растением.
Ростки пшеницыНо вот росток пшеничного зернышка поднялся к поверхности, навстречу солнечному свету, пробил острой вершинкой последний комочек земли, и вместе с другими такими же росточками выбрался на поверхность. И тотчас же он принял сначала чуть буроватую окраску, а затем в его клеточках мельчайшими изумрудами зазеленели хлорофилловые зерна.
Зазеленело и пшеничное поле. Отныне пища зеленого растения — не готовый крахмал, белок и жиры, отложенные в пшеничном зерне, а углекислый газ, добываемый из воздуха листьями и другими содержащими хлорофилл зелеными частями растений, и вода с минеральными солями, извлекаемая из почвы корнями.
Растение «встало на свои собственные ноги». Оно теперь не только изготовляет вещества, необходимые для жизнедеятельности клеток своего тела, но и накапливает большие запасы белков, углеводов, жиров и других органических веществ за счет использования энергии солнца.
Коротко познакомимся с химическим составом живых тел. Большинство химических элементов таблицы Менделеева обнаружено в телах живых организмов. Все они, вероятно, участвуют в процессах жизни, однако роль их далеко не одинакова. Одни из этих элементов имеют преимущественное значение в построении тела организма, другие играют определенную роль в его дыхании, питании, выделении и других жизненных процессах.
Некоторые элементы придают особые свойства тканям. Фосфор, например, входит в состав мозга и костного скелета, в костях имеется также кальций, в хлорофилле зеленых растений содержится магний, но хлорофилл не может образоваться без участия железа.
Иногда для исследователя обнаружение в тканях организма того или иного химического элемента является полной неожиданностью.
Например, некоторые водоросли моря накапливают в своем теле заметное количество йода хотя в морской воде обнаруживаются лишь следы этого элемента? Морские водоросли — промышленное сырье для получения йода.
Морские водоросли — промышленное сырье для получения йодаПочему в тканях обыкновенного подсолнечника, или в зерне кукурузы концентрация золота значительно большая, чем в почве, на которой они растут?
Ученые академики В. И. Вернадский и А. П. Виноградов — установили, что более 60 процентов химических элементов тесно связано с жизнью организмов. Иногда ничтожное прибавление к пище соединений, содержащих тысячные и даже миллионные доли процента таких элементов, как бор, марганец, медь, цинк, бром, мышьяк, кобальт, стронций и другие, повышает жизнедеятельность организма, усиливает обмен веществ.
На этом основан применяемый для повышения урожайности полей, садов и огородов метод так называемого микроудобрения почвы. В почву вносят ничтожно малое количество веществ, содержащих те или иные элементы, и этим улучшают условия питания растений.
Можно с уверенностью сказать, что все существующие на земле химические элементы участвуют в процессах жизни. Однако основу живого организма составляют не все химические элементы. Из них можно выделить десять — двенадцать, играющих более заметную роль в процессах жизни; первое же место по значению принадлежит всего-навсего четырем: углероду, водороду, кислороду и азоту.
Эти элементы получили даже особое название — элементов-органогенов. Все многообразие органических веществ, имеющихся в составе живых тел, образуют прежде всего эти четыре элемента, входящие в три главные группы органических соединений — белков, жиров и углеводов.
Говоря о химическом составе основных органических веществ, следует сказать несколько слов и об особенностях элементов, составляющих эти вещества.
Белки, углеводы, жиры и другие органические, а также минеральные вещества участвуют в процессе жизнедеятельности организмов, но основой жизни являются белки.
Протоплазма клеток — это прежде всего разнообразные белки, не представляющие, однако, какого-то случайного скопления, а являющиеся сложными системами белков и других веществ.
Эти системы возникли в результате очень длительного процесса развития живого вещества. И из этих трех групп органических веществ важнейшую роль в жизни играют белки.
С ними и их свойствами связаны все проявления жизни. Деятельная часть зеленых растений представляет собой живые клетки; состоящие из протоплазмы, которая также является сочетанием различных белков. Конечно, углеводы, жиры и другие вещества тоже участвуют в жизненных процессах, но ведущая роль принадлежит белкам.
Белки исключительно разнообразны. Из различных белков состоят протоплазма клеток, мышцы, сухожилия, связки, стенки сосудов, внутренние органы, рога, копыта, когти, кожа и волосы животных.
Из различных белков состоят все живые организмыМного белка в молоке, в семенах и плодах некоторых растений и т. д.
Однако, несмотря на то что по своему внешнему виду и свойствам все эти белки мало похожи друг на друга, они имеют единый элементарный химический состав (состоят из углерода, водорода, кислорода и азота) и определенное, свойственное только белкам, строение молекул. Кроме перечисленных четырех элементов, в белки нередко входят и некоторые другие, например фосфор, железо, магний и т. д.
Понять многообразие и сложность жизни можно, лишь проследив законы развития белкового вещества. Наука биохимия, изучает химизм веществ живых организмов.
Белки — самые сложные из встречающихся в природе веществ. Сложность вещества определяется количеством и разнообразием атомов, входящих в состав частицы этого вещества — молекулы. Чем больше атомов в молекуле, тем больше ее молекулярный вес.
О сложности строения белковых молекул можно судить по их молекулярному весу. Так, например, молекулярный вес воды равен 18, обыкновенной поваренной соли — 58,5, сахара из свеклы — 342, а белка куриного яйца — 43 000. Есть белки, молекулярный вес которых достигает сотен тысяч и даже миллионов! Поэтому белковую молекулу по сравнению с молекулами других веществ называют молекулой-гигантом.
Это обстоятельство наряду с особенностями углеродной цепочки, составляющей основу белковой молекулы, в значительной степени определяет подвижность белка, способность изменяться в зависимости от условий среды. В белковой молекуле всегда имеются такие группы атомов, которые легко присоединяют к себе из окружающей среды новые группы атомов, и такие; которые молекула отдает в окружающую среду. Подвижность белков и является одной из основных причин их безграничного разнообразия в природе.
Белковая молекула в процессе ассимиляции непрерывно воспроизводит — точнее говоря, восстанавливает себя: атомы этой молекулы постоянно располагаются в ней определенным образом. Белок, распадаясь, вновь создает белок, подобный себе. Распад вещества живого организма неуклонно ведет к возникновению подобного же вещества. В этом проявляется основное свойство самообновления белковых тел.
Академик А. И. Опарин пишет:
Организация живой протоплазмы определяется последовательностью химических процессов и превращений, которые совершаются в обмене веществ. В настоящее время выяснилось, что белковые вещества определяют скорость, направление и взаимосвязь химических превращений, которые совершаются в живой клетке.
Поэтому основным в биохимии является не вопрос диссимиляции, распада в процессе обмена веществ, который прослежен довольно глубоко, а процесс ассимиляции, то-есть свойства самовоспроизведения белковых веществ, образования любым белком белка, подобного ему.
Найти законы самовоспроизведения белков — таков путь познания процессов жизни.
Успехи в области изучения белка, которых добились ученые, дают основание полагать, что решение вопроса об управлении процессами, происходящими в живом белке, — дело, быть может, не очень отдаленного будущего.
К углеводам относятся крахмал, сахар и другие органические вещества. В состав всех углеводов входят водород, углерод и кислород.
Тот же элементарный химический состав имеют и разнообразные жиры растительного и животного происхождения, но типы построения молекул углеводов и жиров различны.
Углерод как элемент широко известен. Он почти в чистом виде находится в каменном и древесном угле. Чистый углерод — это графит, из которого делают грифель обыкновенного карандаша и огнеупорные тигли для плавления металлов, наконец из углерода состоит алмаз — самое твердое из известных в природе веществ. Но нас углерод интересует не как промышленное сырье или драгоценный камень. Нам необходимо выяснить его роль как неизменного участника соединений, входящих в состав организмов.
В своей книге «Занимательная геохимия» академик А. Е. Ферсман писал,
Представим себе на секунду, как бы выглядела Земля без углерода. Ведь это значит, что не было бы ни одного зеленого листика, ни дерева, ни травки. Не было бы также и животных. Лишь голые утесы разнообразных горных пород торчали бы среди безжизненных голых песков и безмолвных пустынь Земли.
Действительно, всякая жизнь неизбежно связана с углеродом. Используем ли мы древесину для построек или других надобностей, изготовляем ли одежду, обувь, пищу, вдыхаем ли аромат цветов, — везде мы имеем дело с соединениями углерода. Зеленые леса, луга, поля — это прежде всего углерод.
Зеленые растения содержат соединения углеродаВ сухом веществе растения по весу около половины составляет углерод (в среднем 45 процентов).
Известно, что при нагревании древесины без доступа воздуха в конечном счете остается только углерод с небольшой примесью золы, то-есть минеральных веществ. Но если сжечь древесный уголь на воздухе, останется лишь зола. Углерод же древесного угля, соединившись при сгорании с кислородом воздуха, образовал бесцветный углекислый газ, который улетучился.
В воздухе всегда находится ничтожная примесь углекислого газа — всего около 0,03 процента по объему. Однако эта небольшая примесь и является для растений источником углерода, идущего на построение белков, жиров, углеводов и других органических веществ.
Бесконечное множество самых разнообразных углеродных соединений, которые встречаются в природе, объясняется прежде всего свойствами углерода.
Дело в том, что атомы углерода легко вступают в соединения друг с другом, образуя при этом «углеродные цепочки». Установлено, что уже на ранней ступени остывания звезд возникает так называемый бикарбон — вещество, молекула которого состоит из двух атомов углерода.
По мере дальнейшего остывания звезд образуются все более сложные углеродные соединения. Углерод, составляющий как бы основу, «скелет», органических молекул, присоединяет к себе атомы и группы атомов, содержащих водород, кислород и азот.
Если «углеродные цепочки» присоединяют к себе атомы водорода и кислорода, то возникают молекулы углеводов, жиров и других безазотистых углеродных соединений. Но самые замечательные соединения образуются, когда «углеродная цепочка», кроме групп атомов, содержащих водород и кислород, присоединяет атомные группы, содержащие азот.
Создаются азотистые вещества типа белков, которые в результате дальнейшего развития и усложнения могут превратиться в белковые тела, обладающие таким свойством жизни, как обмен веществ.
Азот по своим химическим свойствам резко отличается от углерода. Это малодеятельный химический элемент. В соединение с другими химическими элементами он вступает при очень высокой температуре или при большом давлении.
Азота в природе очень много. В атмосфере воздуха, например, азот по весу составляет 75 процентов. Это значит, что над каждым квадратным метром площади земли находится столб воздуха, в котором содержится около 8 тонн газообразного азота. Какие богатые запасы по сравнению с ничтожной примесью углекислого газа!
Однако организмы, использующие азот и углерод для построения своего тела, обычно не страдают от недостатка углерода; азота же растениям часто не хватает. Дело в том, что организм усваивает не газообразный азот воздуха, а соединения азота, ему нужен, как говорят, «связанный азот».
Растения не испытывают недостатка также в водороде и кислороде.
Вода и кислород входят в состав всех растенийНо роль этих элементов не ограничивается тем, что они входят вместе с углеродом и азотом в состав белков, углеводов и других органических веществ.
Водород и кислород образуют воду, а вода в процессе жизнедеятельности организмов имеет очень важное значение. Она входит в состав протоплазмы клеток, при ее посредстве совершается взаимодействие различных белков и других веществ в организме. Вода также обеспечивает обмен веществ в живых организмах и их взаимодействие с окружающей средой.
libtime.ru
