Метаболизм — это обмен веществ и энергии. Процессы превращения веществ и энергии происходят в живых организмах непрерывно, они основа жизнедеятельности и один из важнейших признаков живой материи, по которому, собственно, и отличают живое от неживого.
Зачем нужны метаболические процессы
Метаболизм исключительно важен для человека потому, что в процессе химических изменений питательные вещества, поступившие в организм, превращаются в компоненты клеток (а также в конечные продукты, которые выводятся из организма). Иными словами, метаболизм напрямую связан с процессами восстановления, благодаря чему возможно построение новых тканей, а значит, и сохранение нашего здоровья. Кроме того, во время химических превращений высвобождается и поглощается энергия, а это значит, что метаболические процессы дают нам силы и поддерживают нашу активность.
Метаболизм — это целенаправленный процесс, в котором участвует множество ферментных систем. Метаболизм осуществляется в условиях сложной регуляции на разных уровнях.
И в организме человека, и вообще в организме любого живого существа метаболизм выполняет четко определенные функции. Если метаболизм не справляется хотя бы с одной из функций, возникают специфические расстройства и болезни, о которых мы поговорим чуть ниже. Сейчас мы назовем четыре важнейшие функции метаболизма, потому что именно их выполнение обеспечивает все те процессы, о которых мы говорили в первом абзаце раздела.
В процессе метаболизма организм преобразует энергию, извлеченную из окружающей среды, в энергию клеток. Этой энергии должно быть достаточно для того, чтобы клетка (и весь организм в целом) могла нормально функционировать. Когда говорят, что метаболизм обеспечивает нас жизненными силами, имеют в виду именно эту его функцию.
В результате метаболизма из поступивших в организм веществ образуются промежуточные соединения (их также можно получить извне в готовом виде). Из данных промежуточных соединений впоследствии создаются компоненты клетки. Таким образом, метаболизм обеспечивает рост и восстановление тканей.
В процессе метаболизма (из тех же промежуточных соединений) образуются белки, нуклеиновые кислоты, углеводы, жиры и другие вещества. Выполнение данной функции также важно для построения новых тканей и для поддержания многочисленных неметаболических процессов, происходящих в нашем теле.
Метаболизм также отвечает за синтез и разрушение особых биомолекул, образование и распад которых связаны с функциями определенной клетки. Выполнение этой функции крайне важно для метаболических и неметаболических процессов, которые обеспечивают жизнедеятельность организма.
Поскольку мы существуем не в вакууме, а взаимодействуем с окружающим миром, поэтому и наш метаболизм не протекает изолированно, в отрыве от среды. На него влияют различные факторы. Мы подробнее поговорим об этом, потому что наша книга посвящена вопросам ускорения обмена веществ — а это значит, мы должны понимать, какие условия влияют на его скорость.
Скорость метаболизма оценивается по общему расходу энергии — то есть чем выше расход энергии, тем быстрее метаболизм. Эта скорость может меняться в зависимости от многих условий, и в первую очередь — от интенсивности физической нагрузки. Однако было бы большой ошибкой думать, что при отдыхе или во время сна метаболизм останавливается. Нет, метаболизм происходит непрерывно, потому что, как мы уже сказали, он обеспечивает функционирование внутренних органов — а это, как вы понимаете, необходимо в любое время суток. Независимо от того, чем вы занимаетесь: смотрите ли телевизор, спите или работаете, — вам в любом случае требуется энергия. Разница заключается лишь в том, с какой скоростью происходит метаболизм.
Чтобы оценить индивидуальные особенности обмена веществ, определяют интенсивность метаболизма в стандартных условиях: при полном физическом покое, в лежачем положении, не менее чем через 14 часов после последнего приема пищи, при комфортной температуре окружающей обстановки. Полученная величина называется основным обменом. У молодых мужчин величина основного обмена колеблется в пределах 1300–1600 ккал в сутки, или 40 ккал на квадратный метр в сутки. У молодых женщин — примерно на 6–10 % ниже. Любопытно, что показатель основного обмена очень высок у младенцев и маленьких детей и начинает снижаться уже с пятилетнего возраста. В среднем и пожилом возрасте основной обмен наиболее низкий. Для сравнения: в возрасте 6 лет у мальчика основной обмен равен 52,7 ккал в час, а к 75 годам — всего 34,2 ккал в час. Помимо возраста важным условием является температура тела. Когда она повышается всего на 1 %, величина основного обмена возрастает примерно на 13 %. При дальнейшем росте температуры скорость основного обмена увеличивается соответственно. Также повысить основной обмен может снижение окружающей температуры до того уровня, на котором человек начинает ощущать дискомфорт. Во всех случаях, где есть зависимость метаболизма и внутренней либо внешней температуры, мы имеем дело со сложным механизмом адаптации. Организм должен поддерживать неизменную температуру тела, поэтому метаболизм помогает телу приспособиться к новым условиям.
Мы еще вернемся к вопросу об основном обмене, когда будем рассчитывать, сколько калорий требуется каждому человеку для поддержания жизнедеятельности организма, при каком количестве калорий мы набираем вес, а при каком, наоборот, теряем.
