التمثيل الغذائي ماذا يعني هذا المفهوم. انتهاك عمليات التمثيل الغذائي

التمثيل الغذائي هو مجموعة السيرة الذاتية العمليات الكيميائيةالتي تحدث في الجسم لتحويل الطعام إلى طاقة. تشمل عمليات التمثيل الغذائي التنفس والتغذية وهضم الطعام ، وإيصال العناصر الغذائية إلى الخلايا عبر الدم ، واستخدام الطاقة من قبل العضلات والأعصاب والخلايا ، وأخيراً التخلص من فضلات الجسم.

تعريف التمثيل الغذائي

عندما يتحدث خبراء التغذية عن التمثيل الغذائي ، فإنهم عادة لا يتحدثون عنه قائمة طويلةالعمليات الفيزيائية والكيميائية.

غالبًا ما نستخدم كلمة التمثيل الغذائي لوصف المعدل الذي يحرق به الجسم السعرات الحرارية. هذا هو المعدل الذي يحول به الجسم الطعام إلى طاقة (سعرات حرارية) ثم يستخدم تلك الطاقة لأداء الوظائف اليومية الأساسية وغير الأساسية. يُطلق على المعدل الذي نحرق به السعرات الحرارية أو الطاقة معدل الأيض.

قد يختلف معدل الأيض الخاص بك من يوم لآخر حسب مستوى نشاطك ، ولكن معدل الأيض الخاص بك قد يختلف من يوم لآخر مستوي أساسي التمثيل الغذائي (القاعدية الأيض معدل, BMR) لا يزال مستقرًا إلى حد ما. معدل الأيض الأساسي هو عدد السعرات الحرارية اللازمة لتحفيز وظائف الجسم الأساسية ، مثل التنفس والدورة الدموية. معدل الأيض الأساسي الخاص بك هو أهم عنصر في معدل الأيض الكلي.

ما هو معدل الأيض الأساسي؟

هناك عدة طرق مختلفة لتحديد معدل الأيض الأساسي. الطريقة الأكثر دقة هي اختبارها في المختبر. توفر بعض النوادي الصحية أيضًا قياسات BMR مقابل رسوم.

إذا كنت تحب إجراء الحسابات بنفسك ، فيمكنك أيضًا استخدام صيغة هاريس بنديكتلحساب معدل الأيض الأساسي الخاص بك:

رجال:

معدل الاستقلاب الأساسي = 88.362 + (13.397 × وزن الجسم بالكيلوغرام) + (4.799 × الارتفاع بالسم) - (5.677 × العمر بالسنوات)

النساء:

معدل الاستقلاب الأساسي = 447.593 + (9.247 × وزن الجسم بالكيلوغرام) + (3.098 × الارتفاع بالسنتيمتر) - (4.330 × العمر بالسنوات)

معدل الأيض أو التمثيل الغذائي بشكل عام هو مزيج من معدل الأيض الأساسي الخاص بك وعمليات التمثيل الغذائي المتقلبة الأخرى مثل الأكل ، تمارين بدنيةوأنشطة أخرى خلال اليوم.

لماذا لدي عملية التمثيل الغذائي بطيئة؟

تختلف معدلات الأيض لدى الأشخاص المختلفين. قد يفاجئك أن الأشخاص الآخرين لديهم عملية أيض سريعة وأن لديك عملية أيض بطيئة. يمكن أن يكون هناك أسباب كثيرة لذلك. هناك العديد من العوامل المختلفة التي تؤثر على التمثيل الغذائي:

• سن.مع تقدم العمر ، يتباطأ التمثيل الغذائي.
• أرضية.يميل الرجال إلى الحصول على معدل استقلاب أعلى من النساء
• مقاس الجسم.كيف المزيد من الجسمكلما زادت السعرات الحرارية التي تحرقها.
• درجة حرارة الجسم.يزداد التمثيل الغذائي عندما يتعرض الجسم لدرجات حرارة قصوى.
• استهلاك الكافيين أو المنبهات الأخرى. قد يزداد التمثيل الغذائي لديك إذا كنت تستهلك المنبهات مثل الكافيين ( ).
• الهرمونات.إذا تعطل إنتاج الهرمون لديك الغدة الدرقية، قد يزيد أو ينقص التمثيل الغذائي لديك ، اعتمادًا على مستويات الهرمون لديك.
• حمل.عند النساء ، يزداد التمثيل الغذائي أثناء الحمل ( ).
• تناول الطعام.إذا كنت تعاني من سوء التغذية ، فإن عملية الأيض تتباطأ.
• دستور.تحرق الكتلة العضلية الخالية من الدهون سعرات حرارية أكثر من الدهون ، حتى عندما يكون جسمك في حالة راحة.
• مستوى النشاط البدني. عندما تتحرك أكثر خلال اليوم ، مثل ممارسة الرياضة أو مجرد القيام بالأنشطة العادية (المشي والوقوف) ، فإن جسمك يحرق المزيد من السعرات الحرارية.

كيف تسرع التمثيل الغذائي الخاص بك لانقاص الوزن؟

بعض الأشياء التي يمكنك القيام بها لتغيير التمثيل الغذائي الخاص بك والبعض الآخر لا يمكنك القيام به. على سبيل المثال ، لا يمكنك تغيير عمرك أو جنسك. ولكن هناك بعض الأشياء التي يمكنك تغييرها لزيادة التمثيل الغذائي وفقدان الوزن. وتشمل هذه:

1. تمارين بدنية.عند ممارسة الرياضة ، تحرق المزيد من السعرات الحرارية. حتى التمارين الخفيفة تزيد من التمثيل الغذائي. في نفس الوقت ، المزيد التدريبات الصعبةحرق المزيد من السعرات الحرارية.
2. الأنشطة المشتركة. ليس لديك وقت للتمرين؟ ثم تحرك أكثر خلال النهار. هو - هي أفضل طريقةزيادة التمثيل الغذائي الخاص بك. المهام اليومية البسيطة مثل المشي وصعود السلالم والبستنة ( ) و واجب منزلي، تطلب من جسمك أن يعمل بجدية أكبر ويحرق المزيد من السعرات الحرارية.
3. هز عضلاتك.يمكنك تحسين دستورك لحرق المزيد من السعرات الحرارية. أضف تمارين بناء العضلات إلى التدريبات الخاصة بك واحرق المزيد من السعرات الحرارية حتى عندما يكون جسمك مستريحًا.
4. تناول الكمية المناسبة من السعرات الحرارية.يمكن أن يؤدي تناول الكثير من السعرات الحرارية إلى زيادة الوزن. لكن تناول القليل من السعرات الحرارية يمكن أن يتسبب في إبطاء عملية الأيض. تأكد من أنك تتناول سعرات حرارية كافية للحفاظ على التمثيل الغذائي الصحي.

يتغير التمثيل الغذائي لديك بشكل طفيف من يوم لآخر. ولكن إذا تمكنت من تعلم كيفية إدارته والحفاظ بشكل منهجي على التمثيل الغذائي الصحي ، فسيكون من الأسهل عليك فقدان الوزن والحفاظ عليه.

الرسوم التوضيحية: جوليا بروسوسوفا

من السهل فهم ما هو التمثيل الغذائي ، لأنه التمثيل الغذائي الصحيالمواد والآباء والمعلمين والأطباء يقدمون لنا منذ الطفولة. هذا هو كل شيء تقريبًا ، باستثناء الجدة ، التي تريد إطعامك حتى الموت بالفطائر و. في هذا المثالتحفز الجدة اللطيفة الاضطرابات الأيضية ، لكن من غير المحتمل أن تصبح الجدة المصدر الرئيسي للمشاكل. نتحدث عن هذا ، وكذلك عن كيفية تسريع عملية التمثيل الغذائي لفقدان الوزن ، بالتفصيل.

تمتلئ الإنترنت والصحافة بالمناقشات حول ما إذا كانت المكملات الغذائية المعززة لعملية التمثيل الغذائي تعمل ، وإذا كانت تعمل ، وكيفية التمييز بين المكملات القيمة وغير المرغوب فيها باهظة الثمن. هذا هو المكان المناسب لنقول بصراحة أن اتباع نظام غذائي وفير ونشاط بدني كبير ليس فقط أبسط الطرق ، ولكن أيضًا الطريقة الوحيدة الموثوقة لجعل الجسم يستخدم الطاقة بشكل أسرع. التمرين البدني هو أفضل إجابة على سؤال حول كيفية تسريع عملية التمثيل الغذائي.

كيف تسرع عملية التمثيل الغذائي لفقدان الوزن؟

المكملات الغذائية والحيل ، بالمعنى الدقيق للكلمة ، ليست قادرة على تسريع عملية التمثيل الغذائي ، ولكن عددًا من المنتجات (القهوة العادية ، على سبيل المثال) يمكن أن تحفز الجهاز العصبيوتجبر الجسم على إنفاق المزيد من الطاقة. نفس مبدأ العمل في حرق الدهون.

تخيل ثلاثة أنواع من التمثيل الغذائي: الأساسي والجهاز الهضمي والنشط. الأساسية والجهاز الهضمي هما المسؤولان عن حياة الجسم: الهضم ، والتفكير ، والرؤية ، والدورة الدموية ، ونقل الحرارة ، والنمو ، والتجدد ، وما إلى ذلك - حوالي 80٪ من كل الطاقة التي تدخل الجسم تُنفق عليها! يستغرق التمثيل الغذائي النشط (أي طاقة النشاط البدني) 20٪ فقط.

كل هذا الوقت ، هناك عمليتان استقلابيتان تجريان في جسمك: الهدم والتمثيل الغذائي.

الهدم هو تدمير وتفكيك العناصر التي تدخل الجسم. على سبيل المثال ، تكسير البروتين إلى أحماض أمينية تأتي مع الطعام. هذا رد الفعلمصحوبًا بإفراز الطاقة ، نفس السعرات الحرارية والسعرات الحرارية التي يحسبها مؤيدو أسلوب الحياة الصحي بدقة.

الابتنائية هي عملية التوليف العكسية للتقويض. من الضروري عندما يكون مطلوبًا أخذ الأحماض الأمينية المنقسمة بالفعل وصنع المواد منها لبناء العضلات. النمو البشري والتئام الجروح هو كل نتيجة الابتنائية.

لذلك ، من وجهة نظر رياضية ، فإن اكتساب الجسم (العضلات والدهون وكل شيء آخر) هو الفرق بين الهدم والتمثيل الغذائي. كل الطاقة التي ليس لديك وقت تضيعها ستذهب في المقام الأول إلى الدهون وبعض الأشياء الصغيرة إلى الزوايا والشقوق الأخرى في الجسم ، سواء كانت العضلات أو الكبد.

يُعد تعزيز التمثيل الغذائي خطوة خطيرة في إنقاص الوزن ، لكن الكثيرين يفعلون ذلك بشكل خاطئ. على سبيل المثال ، يقومون بزيادة النشاط البدني بشكل حاد ، بينما في نفس الوقت يحدون بشكل حاد من النظام الغذائي. بعد كل شيء ، سيتلقى الجسم القليل من السعرات الحرارية ، وسيتباطأ التمثيل الغذائي ولن تذهب الدهون إلى أي مكان ، بل يمكن أن تترسب بنشاط في المعدة وفي منطقة الحزام.

مثل هذه الاستراتيجية من شأنها أن تنتهك التوازن الهرموني: سيبدأ الشخص في الشعور بالجوع والتوتر والنعاس وتدهور الحالة المزاجية والرغبة الجنسية. نحن لا نحتاج إلى مثل هذا التمثيل الغذائي المتسارع!

كيف يتم تفريق التمثيل الغذائي بالعقل وبدون عواقب وخيمة؟

تدريبات القوة والرياضة ، إلى جانب زيادة التغذية ، لن تجعلك قويًا فحسب ، بل ستؤدي أيضًا إلى تشتيت عملية الأيض البطيئة. من الغريب أن السعرات الحرارية التي يتلقاها الجسم الرياضي سيتم إنفاقها بشكل أكثر نشاطًا ليس فقط على الرياضة نفسها ، ولكن أيضًا على جميع وظائف الجسم الأخرى ، بما في ذلك الطعام والتمثيل الغذائي الأساسي! أي أنه كلما أصبحت الآلة أكثر نشاطًا وشرهًا ، زادت سرعة عملية التمثيل الغذائي لديك.

سيغير الجسم أيضًا طريقة هضم الكربوهيدرات البسيطة ، لذلك ستذهب الكربوهيدرات البسيطة إلى العضلات أولاً. لكن طبقات الدهون ستبدأ في الجوع وتذوب تدريجياً.

مما سبق ، من السهل الاستنتاج: التمثيل الغذائي المتسارع ليس قيمة في حد ذاته - إنه أداة جميلة فقط مع الأنشطة البدنية والرياضية المنتظمة.

إذا كان في حياتك الرياضة البدنيةيتم إنفاق القليل من الوقت ، إذا كان ماوس الكمبيوتر الدافئ ومقعد السيارة السهل يطغيان على القيم الأخرى ، فعليك أن تنسى كيفية تحسين التمثيل الغذائي. يُجبر الشخص المستقر بالطريقة القديمة - الأنظمة الغذائية والوجبات الغذائية فقط.

التمثيل الغذائي الفطري الجيد والسيئ

عند التعامل مع مسألة كيفية تحسين التمثيل الغذائي ، يواجه الناس باستمرار ظاهرة التمثيل الغذائي الفطري الجيد والفطري السيئ. في أي شركة ، هناك شخص يأكل كعكة ومفصل لحم الخنزير في جلسة واحدة ، لكنه في نفس الوقت يظل نحيفًا كعمود. الجميع يهتمون به بحسد - يقولون إنه حصل على التمثيل الغذائي الجيد من والديه. لكن زميله ، المتزلج ومحبي الوجبات الغذائية ، ينمو على الفور بطنًا من جزرة نيئة. إنه غير سعيد وضحية التمثيل الغذائي السيئ.

أظهرت الدراسات العلمية أن التمثيل الغذائي البطيء يحدث في عدد من الأمراض النادرة المصحوبة باضطراب هرموني. بادئ ذي بدء ، يتذكر الأطباء قصور الغدة الدرقية - حالة نقص هرمونات الغدة الدرقية.

أما بالنسبة للأشخاص النحيفين ، فنحن بحاجة إلى إلقاء نظرة فاحصة عليهم: على الرغم من أن العديد منهم ليسوا رياضيين ، إلا أنهم يتمتعون بالحركة الشديدة ، و "فيركلوكيد" ، بالإضافة إلى أنهم انتقائيون بشأن نظامهم الغذائي وجدولهم الغذائي ، حتى لو كان ذلك دون وعي. غالبًا ما يكون الأشخاص النحيفون نحيفين لمجرد أنهم اعتادوا على النحافة منذ الطفولة المبكرة ويبقون أنفسهم بشكل غريزي في الشكل المعتاد. ربما لا يزال لديهم أعصاب قوية وعمل هادئ و حلم سعيد، لأنهم ليس لديهم شهية زائدة على أساس عصبي.

يدعي كل من علماء النفس وعلماء وظائف الأعضاء أنه في معظم الحالات ، فإن ما نعتبره فطريًا في عملية الأيض المتسارع والنحافة هو نتيجة التنشئة وليس الجينات. حسنًا ، من الناحية النفسية ، لا ندرك دائمًا هؤلاء الأشخاص بشكل صحيح: يبدو لنا أنهم يأكلون شيئًا طوال الوقت ، على الرغم من أنهم في الواقع يمارسون الرياضة بشكل صحي التغذية الجزئية، وهذا يؤدي إلى وهم الشره في الآخرين.

من القانون الرئيسي الذي تمت صياغته في بداية المقال (المكسب الجماعي هو تقويض ناقص الابتنائية) ، حتى لا يمكنهم الاختباء.

مرض التمثيل الغذائي

الفشل الهرموني وسوء التغذية ومقطع من الأمراض يؤدي إلى اضطرابات التمثيل الغذائي. غالبًا ما يتم التعبير عن ذلك في ظهور الدهون الزائدة تحت الجلد بسبب الفشل في دورة معالجة الدهون. لكن هذا تأثير خارجي بحت ، بينما تحدث عمليات أقل متعة في الداخل ، مثل زيادة مستويات الكوليسترول ، والتشوهات القلبية الوعائية ، وما إلى ذلك. الوذمة ، لون الجلد غير الصحي ، الشعر المصاب - كل ما سبق هو نتيجة لاضطراب التمثيل الغذائي.

والخبر السار هو أنه في معظم الحالات يمكنك التخلص من كل هذا باتباع نظام غذائي. ولكن للتأكد من أنك لست بحاجة إلى عناية طبية ، ماذا يجب أن تفعل؟ هذا صحيح ، انتقل إلى هذه المساعدة الطبية!

يتحدث الكثير من الناس عن التمثيل الغذائي كعضلة أو عضو يمكنهم التحكم فيه بطريقة ما. في الواقع ، التمثيل الغذائي هو عبارة عن سلسلة من العمليات الكيميائية التي تحول السعرات الحرارية من الطعام إلى طاقة للحفاظ على الحياة ، وهذا يحدث في كل خلية في جسمك.

يتم تحديد معدل الأيض أثناء الراحة ، أو معدل الأيض الأساسي ، من خلال عدد السعرات الحرارية التي يحرقها جسمك أثناء عدم القيام بأي شيء.

يحتاج جسم الإنسان إلى الطاقة أثناء الراحة ليحافظ على حياته - للتنفس والدورة الدموية وهضم الطعام. الأنواع المختلفة من الأنسجة لها احتياجات مختلفة وتتطلب كميات مختلفة من السعرات الحرارية لتعمل. على الحيوية أعضاء مهمة- الدماغ والكبد والكلى والقلب - تمثل حوالي نصف الطاقة المنتجة. وللأنسجة الدهنية الجهاز الهضميوالعضلات - كل شيء آخر.

2. تحرق معظم السعرات الحرارية في الراحة.

يحرق جسمك السعرات الحرارية:

• في حالة الراحة (التمثيل الغذائي الأساسي) - يتم استخدام الطاقة المتلقاة لعمل الجسم ؛
• في عملية استيعاب الطعام (التأثير الحراري المعروف) ؛
• أثناء النشاط البدني.

حسب البحث ، عظمالسعرات الحرارية التي تحرقها في اليوم أثناء الراحة أثناء عمليات التمثيل الغذائي. يمثل النشاط البدني ، مقارنةً بالتمثيل الغذائي الأساسي ، جزءًا صغيرًا من إنفاق الطاقة - من 10 إلى 30٪ (ما لم تكن منخرطًا بشكل احترافي في الرياضة أو لا يتطلب عملك عملاً بدنيًا شاقًا). يتم إنفاق حوالي 10٪ من الطاقة على هضم الطعام.

في المتوسط ​​، يمثل التمثيل الغذائي الأساسي 60 إلى 80٪ من إجمالي إنفاق الطاقة. بالطبع ، هذا ليس كل شيء ، ولكن بالاقتران مع تكاليف الطاقة لمعالجة الطعام ، يتم الحصول على ما يقرب من 100 ٪. لذلك ، ليس من المستغرب أن تؤدي التمارين الرياضية إلى تغيرات ذات دلالة إحصائية ، ولكنها صغيرة ، في الوزن.

أليكسي كرافيتز ، عالم الأعصاب في المعاهد الوطنية للصحة

3. يمكن أن تختلف معدلات التمثيل الغذائي اختلافًا كبيرًا من شخص لآخر ، ولا يفهم الباحثون السبب.

هذا صحيح: معدل الأيض لشخصين من نفس الطول والبناء يمكن أن يكون مختلفًا تمامًا. طالما يمكن للمرء أن يأكل أي شيء فيه بكميات ضخمةووزنه لن يتغير بأي شكل من الأشكال ، على الآخر أن يحسب السعرات الحرارية بعناية حتى لا يكتسب المزيد من الوزن. ولكن لماذا يحدث هذا ، لا يمكن لعالم واحد أن يقول على وجه اليقين: لم تتم دراسة آلية التحكم في التمثيل الغذائي بشكل كامل.

توماس كيلي / Unsplash.com

ومع ذلك ، فقد وجد الباحثون مؤشرات تؤثر على معدل الأيض: كمية العضلات والدهون في الجسم ، والعمر والجينات (على الرغم من أنه ليس من الواضح تمامًا سبب ارتفاع معدل الأيض في بعض العائلات أو أكثر. سرعة منخفضةالتمثيل الغذائي).

الجنس مهم أيضًا: تحرق النساء من جميع الأعمار والأحجام سعرات حرارية أقل من الرجال من نفس الحجم.

ليس من الممكن قياس معدل الأيض بسهولة ودقة. هناك اختبارات خاصة متاحة ، لكن من غير المرجح أن تضمن نتيجة لا تشوبها شائبة. يتطلب القياس الدقيق معدات باهظة الثمن مثل غرف التمثيل الغذائي.

لحساب معدل التمثيل الغذائي تقريبًا ، يمكنك استخدام إحدى الآلات الحاسبة عبر الإنترنت (على سبيل المثال ، هذه الآلة). سيخبرك هذا بعدد السعرات الحرارية التي تحتاجها يوميًا للحفاظ على نفس الوزن.

4. الأيض يتباطأ مع تقدم العمر

يحدث هذا تدريجيًا ومع الجميع ، حتى لو بقيت نسبة الأنسجة العضلية والشحمية كما هي. عندما يكون عمرك 60 عامًا ، ستحرق سعرات حرارية أقل أثناء الراحة مما كنت تحرقه عندما كان عمرك 20 عامًا. لاحظ الباحثون أن التباطؤ التدريجي في عملية التمثيل الغذائي يبدأ في سن 18 عامًا. لكن لماذا تقل الحاجة إلى الطاقة مع تقدم العمر ، حتى لو بقي كل شيء على حاله؟ لا يستطيع العلماء الإجابة على هذا السؤال.

5. لا يمكنك تسريع عملية التمثيل الغذائي بشكل ملحوظ لفقدان الوزن.

يتحدث الجميع باستمرار عن كيفية تسريع عملية الأيض من أجل إنقاص الوزن: مارس الرياضة والبناء كتلة العضلات، يوجد بعض المنتجات، خذ المكملات. لكن في الواقع من الصعب جدًا القيام بذلك.

بعض الأطعمة يمكن فعلاً ، مثل القهوة والفلفل الحار والتوابل الحارة. لكن التغيير سيكون طفيفًا جدًا وقصير الأجل بحيث لن يكون له أي تأثير على محيط الخصر لديك.

بناء كتلة العضلات هو خيار أكثر فعالية. كلما زادت العضلات وقلت الدهون ، زاد معدل الأيض. وذلك لأن العضلات تتطلب طاقة أثناء الراحة أكثر من الأنسجة الدهنية.

إذا كنت تستطيع اكتساب كتلة العضلات وتقليلها دهون الجسممع التمرين ، ستسرع عملية التمثيل الغذائي وستحرق السعرات الحرارية بشكل أسرع.

لكن هذا نصف القصة فقط. سيكون عليك التغلب على الرغبة الطبيعية في تناول المزيد من الطعام المصاحب لعملية التمثيل الغذائي الأسرع. يستسلم الكثير من الناس للشعور بالجوع الذي يأتي بعد التدريب الشاق ، ونتيجة لذلك ، فإنهم لا يكتسبون فقط العضلات ، بل يكتسبون أيضًا الدهون. بالإضافة إلى ذلك ، يجد الكثيرون صعوبة في التدريب ، وهو أمر ضروري للحفاظ على كتلة العضلات المكتسبة.

سكوت ويب / Unsplash.com

من الحماقة الاعتقاد بأنه يمكنك التحكم بشكل كامل في عملية التمثيل الغذائي الخاصة بك. إذا كنت قادرًا على التأثير عليه ، فعندئذٍ على نطاق متواضع. وهذا يتطلب المثابرة.

إن تسريع عملية التمثيل الغذائي ليس بالأمر السهل ، ولكن إبطائه أسهل بكثير مع برامج إنقاص الوزن بسرعة. النظام الغذائي له التأثير الأقوى على عملية التمثيل الغذائي ، ولكن ، للأسف ، ليس بالقدر الذي نرغب فيه.

لسنوات ، كان العلماء يحققون في ظاهرة تسمى التكيف الأيضي ، أو التوليد الحراري التكيفي. عندما يفقد الناس الوزن ، يتباطأ معدل الأيض الأساسي لديهم بشكل ملحوظ. من الواضح أن عملية التمثيل الغذائي يجب أن تتباطأ قليلاً ، لأن فقدان الوزن يشمل فقدان كتلة العضلات ، ويصبح الجسم أصغر ، ولا يحتاج إلى نفس القدر من الطاقة التي اعتاد عليها. لكن الباحثين وجدوا أن معدل الأيض يتباطأ إلى حد كبير ، وهذا التأثير لا يرتبط فقط بتغيير في تكوين الجسم.

في أحدث دراسة حول هذا الموضوع ، ونشرت نتائجها في مجلة Obesity ، قام علماء من المعاهد الوطنية للصحة بفحص المشاركين في برنامج الواقع The Biggest Loser. بحلول نهاية العرض ، فقد جميع المشاركين الكثير من الكيلوجرامات ، لذلك كانوا مناسبين بشكل مثالي لاستكشاف ما يحدث للجسم مع فقدان الوزن بشكل كبير في فترة زمنية قصيرة.

نظر الباحثون في عدد من المؤشرات - وزن الجسم ، والدهون ، والتمثيل الغذائي ، والهرمونات - في نهاية المنافسة التي استمرت 30 أسبوعًا في عام 2009 ، وبعدها بست سنوات ، في عام 2015. على الرغم من أن جميع المتسابقين قد فقدوا الكثير من الوزن بحلول نهاية العرض من خلال التمارين واتباع نظام غذائي ، إلا أنه بعد ست سنوات ، تعافى وزنهم إلى حد كبير. من بين 14 مشاركًا في العرض ، استعاد 13 شخصًا أوزانهم مرة أخرى ، بينما بدأ أربعة متسابقين في الوزن أكثر من قبل المشاركة في العرض.

خلال فترة الدراسة ، تباطأ التمثيل الغذائي للمشاركين بشكل ملحوظ. حرقت أجسادهم ما معدله 500 سعر حراري أقل كل يوم مما تتوقعه بالنظر إلى وزنهم. لوحظ هذا التأثير حتى بعد ست سنوات ، على الرغم من حقيقة أن معظم المشاركين استعادوا تدريجياً الكيلوجرامات المفقودة.

تعزو ساندرا آمودت ، عالمة الأعصاب ومؤلفة كتاب "لماذا لا تعمل الأنظمة الغذائية عادة" ، هذا إلى استجابة الجسم الدفاعية المحددة للحفاظ على الوزن ضمن نطاق معتاد معين.

بعد زيادة الوزن والحفاظ عليه لفترة طويلة من الزمن ، يعتاد الجسم على حجمه الجديد. عندما ينخفض ​​الوزن ، تؤدي التغيرات الطفيفة في مستويات الهرمونات في الدماغ إلى إبطاء عملية الأيض. في الوقت نفسه ، يزداد الشعور بالجوع ويقل الشعور بالشبع من الطعام - يبدو أن الجسم يحاول بكل قوته العودة إلى وزنه المعتاد.

في دراسة أجريت على المشاركين في برنامج The Biggest Loser ، وجد العلماء أن كل منهم يعاني من انخفاض في تركيز هرمون اللبتين. اللبتين هو أحد الهرمونات الرئيسية التي تنظم الجوع في الجسم. بحلول نهاية مسابقة The Biggest Loser ، كان المشاركون قد استنفدوا متاجر leptin بالكامل تقريبًا وكانوا دائمًا يشعرون بالجوع. في غضون ست سنوات ، تعافت مخازن اللبتين الخاصة بهم ، ولكن فقط 60٪ من مستوياتها قبل العرض.

لا يدرك معظم الناس مدى دراماتيكية التغيرات الأيضية بعد فقدان الوزن. مع زيادة الوزن وفقدان الوزن ، لا يتصرف الجسم بنفس الطريقة. إنه يكافح بشدة للحفاظ على استمرار فقدان الوزن أكثر مما يفعل لإيقاف الزيادة.

ولكن لا يؤدي فقدان الوزن دائمًا إلى تباطؤ عملية التمثيل الغذائي. على سبيل المثال ، متى العمليات الجراحيةبالنسبة لتغيرات الوزن ، لا تتغير مستويات اللبتين ولا معدل الأيض.

علاوة على ذلك ، فإن الدراسة التي أُجريت مع المشاركين في برنامج The Biggest Loser هي إلى حد ما غير قياسية ، لذا فليس حقيقة أن معظم الأشخاص الآخرين سيختبرون نفس التأثير. بعد كل شيء ، شملت الدراسة 14 شخصًا فقط فقدوا الوزن فقط من خلال الوجبات السريعة والتمارين الرياضية. لا يتم ملاحظة تأثير إبطاء عملية التمثيل الغذائي مع فقدان الوزن التدريجي.

7. لا يستطيع العلماء شرح سبب تباطؤ عملية التمثيل الغذائي بشكل كامل.

هناك عدة نظريات حول هذا الموضوع. يفسر مسار التطور أحد أكثرها موثوقية. على مدى آلاف السنين ، تطور البشر في بيئة كان عليهم فيها التعامل مع فترات متكررة من سوء التغذية. لذلك ، يمكن افتراض أنه تم حفظ العديد من الجينات في الحمض النووي التي تساهم في تحويل السعرات الحرارية الزائدة إلى دهون. ساعدت هذه القدرة الشخص على البقاء على قيد الحياة خلال فترات نقص الغذاء والتكاثر.

استمرارًا للفكر ، يمكننا القول أن عدم القدرة على إنقاص الوزن اليوم يرجع إلى رد الفعل الوقائي للجسم ، على الرغم من أن نقص الغذاء في مجتمعنا أصبح أمرًا نادرًا.

لكن لا يتفق جميع العلماء مع نظرية الجينات المقتصد هذه.

إذا وفرت الجينات المقتصدية ميزة انتقائية قوية للبقاء على قيد الحياة في الجوع (كانت فترات الجوع شائعة عبر التاريخ) ، فإن الجينات المقتدرة ستنتشر وتتأسس بين السكان. هذا يعني أنه يجب أن يكون لدينا اليوم جينات اقتصادية ، ومن ثم فإن المجتمع الحديث سيتألف حصريًا من الأشخاص الذين يعانون من زيادة الوزن. ولكن حتى في المجتمعات التي تعاني من السمنة المفرطة ، مثل الولايات المتحدة ، هناك دائمًا عدد معين من الأشخاص ، في المتوسط ​​حوالي 20٪ من السكان ، يظلون نحيفين باستمرار. وإذا كان الجوع شرطًا أساسيًا لانتشار الجينات المقتدرة ، فمن المنطقي أن نسأل كيف تمكن الكثير من الناس من تجنب وراثة هذه الجينات.

جون سبيكمان ، عالم الوراثة اللاجينية

يحاول العلماء أيضًا فهم أفضل متلازمة الأيض- هذا هو اسم مجمع اضطرابات التمثيل الغذائي بما في ذلك زيادة ضغط الدمومستويات السكر في الدم ، وخصر كبير ، ومستويات غير طبيعية من الكوليسترول والدهون الثلاثية. عندما يعاني الناس من هذه المشاكل الصحية ، يكونون أكثر عرضة للخطر الأمراض المزمنة، بما في ذلك أمراض القلب والأوعية الدموية ومرض السكري. ولكن مرة أخرى ، من غير الواضح كيف تعمل متلازمة التمثيل الغذائي ولماذا يكون بعض الناس أكثر عرضة لها من غيرهم.

8. التمثيل الغذائي البطيء لا يعني أنك لا تستطيع إنقاص الوزن

فقدان الوزن ممكن مع التمثيل الغذائي البطيء. في المتوسط ​​، يفقد 15٪ من الأشخاص الذين يعانون من بطء الأيض في Mayo Clinic ما يصل إلى 10٪ من وزن أجسامهم ويحافظون على وزن جديد.

يمكن لأي شخص يريد إنقاص وزنه تحقيق هذا الهدف من خلال تغيير أسلوب حياته. من المهم أيضًا إجراء تعديلات عليه من شأنها إبقاء المرض - السمنة - تحت السيطرة.

كاريسا غان / Unsplash.com

يفحص السجل الوطني لإدارة الوزن في الولايات المتحدة عادات وسلوكيات البالغين الذين فقدوا ما لا يقل عن 15 كيلوغرامًا وتمكنوا من الحفاظ على هذا الوزن لمدة عام. تضم القائمة الآن أكثر من 10000 مشارك يكملون بانتظام استطلاعات رأي سنوية حول كيفية إدارتهم للمحافظة على وزن طبيعي.

يشترك هؤلاء الأشخاص في العديد من العادات الشائعة:

• يتم وزنهم مرة واحدة على الأقل في الأسبوع ؛
• ممارسة الرياضة بانتظام والمشي كثيرا.
• الحد من تناول السعرات الحرارية ، وتجنب الطعام مع محتوى عاليالدهون.
• يشاهدون؛
• تناول الفطور كل يوم.

لكن الجميع يأكل بشكل مثالي طعام مختلفخطة نظامهم الغذائي بشكل مختلف. لذلك ، من المستحيل أن نقول على وجه اليقين أي نظام غذائي هو الأكثر فعالية. الشيء الرئيسي هو تتبع السعرات الحرارية.

بالإضافة إلى ذلك ، قام جميع الأشخاص الذين تمكنوا من إنقاص الوزن بتغيير نمط حياتهم بشكل خطير ، وكانوا أكثر اهتمامًا بالتغذية وقاموا بتمارين بدنية. بالطبع ، يفضل الكثيرون الاعتقاد بأن مشاكل وزنهم ناتجة عن بطء التمثيل الغذائي أو بعض الاضطرابات البيولوجية الأخرى ، وليس لأنهم كسالى ويحبون تناول الطعام. يؤكد العلم أنك إذا كنت تريد حقًا إنقاص وزنك وكنت على استعداد لبذل الجهد ، فستنجح.

أهلاً بكم! إيفان أوستينوف على اتصال ويسعدني أن أراك مرة أخرى على صفحات مدونتي. اليوم نحن في انتظار مراجعة للغاية موضوع مثير للاهتمام، لذلك لا تشتت بسرعة ... الأشخاص الذين يعانون من زيادة الوزن العالم الحديث- ليس غريبا.

عديدة البدناءنفهم أن الأمر برمته في عملية التمثيل الغذائي البطيء وغالبًا ما يحسد الأشخاص النحيفين. اليوم سوف نفهم السؤال: هل التمثيل الغذائي السريع جيد أم سيء ، أليس كذلك؟

في أغلب الأحيان ، لا يعاني الأشخاص الذين لا يميلون إلى زيادة الوزن من أي مشاكل في هذا الصدد. ومع ذلك ، يحدث أحيانًا أنه بغض النظر عن مقدار ما يأكله الشخص ، فإن وزن جسمه لا يزداد فحسب ، بل على العكس ، يستمر في الانخفاض بسرعة.

لذلك سرعان ما يصبح الجسم النحيف عيبًا أكثر من كونه علامة على الانسجام ، ويطرد الجنس الآخر بعظام بارزة. في أي مرحلة يجب أن تفكر فيما إذا كان التمثيل الغذائي لديك سريعًا جدًا وما إذا كان يهدد بفقدان الشهية؟

يجدر التنقيط على الفور كل "و". الأيض السريع ، مثل الأيض البطيء ، سيء على أي حال ، لأن الأيض البطيء يهدد بالسمنة ، والأيض السريع - النحافة المؤلمة. لكن حسب الحالة ، شخص ما يفقد وزنه ، وشخص آخر بالعكس

حسنًا - هذا عندما يكون التمثيل الغذائي طبيعيًا. المستوى الطبيعييختلف التمثيل الغذائي من شخص لآخر. كيفية تحديد ملف مستوى أساسي من، سوف نتحدث أقل قليلاً ، والآن سنقوم بإدراج الأعراض التي يمكنك من خلالها تحديد ما إذا كان معدل الأيض في جسمك مرتفعًا جدًا.

العلامات الرئيسية لعملية التمثيل الغذائي السريع هي النحافة المفرطة مع الطبيعي أو حتى زيادة التغذيةالشعور بالجوع بعد فترة وجيزة كمية وفيرةالطعام وعدم القدرة على زيادة الكتلة العضلية بالرغم من ممارسة الرياضة.

عوامل فقدان الوزن السريع

لماذا من المهم جدًا الاستجابة في الوقت المناسب للنحافة المؤلمة في جسمك وعدم بدء العملية؟ فقدان الوزن الزائد الملحوظ ظاهريًا ليس سيئًا للغاية. العمليات التي تحدث في هذه الحالة في الجسم أكثر خطورة. تصبح مصدرًا للأمراض ، لأن التمثيل الغذائي غير السليم لا يسمح للجسم بامتصاص الفيتامينات والعناصر النزرة التي يتم الحصول عليها من الطعام. من هذا ، ستشعر بالتأكيد بنقص الحيوية وغالبًا ما ستنام.

بالإضافة إلى ذلك ، بالتزامن مع نقص المواد الحيوية ، يبدأ الجسم في إنتاج الأدرينالين بشكل مكثف. لذا فإن الرأي الناس البدينينالبهجة والطيبة ليست بأي حال من الأحوال أسطورة. فالإفراط في الأدرينالين يجعل الأشخاص النحيفين عصبيين بشكل مفرط ، الأمر الذي يصبح مشكلة ليس فقط بالنسبة لهم ، ولكن أيضًا لمن حولهم.

أسباب سرعة التمثيل الغذائي:

• الاستعداد الوراثي
• مرض الغدة الدرقية؛
• تعاطي التدخين
• كآبة متكررة ، قلة النوم.

عواقب كونك نحيفًا جدًا

في الآونة الأخيرة ، كان النحافة رائجًا ، وسعت العديد من النساء إلى إنقاص الوزن باستخدام أنظمة غذائية مختلفة ودون التفكير في العواقب التي يمكن أن يهددها فقدان الوزن الحاد.

تصبح عملية التمثيل الغذائي السريعة جدًا تهديدًا للحياة بشكل عام ، نظرًا لتطور العديد من الأمراض في جسم الإنسان. يعاني الشخص الذي ينقص وزنه بشكل حاد من ضعف دائم ، ولا يكون قادرًا على أداء التمارين البدنية الأولية ، وفي الحالات المتقدمة ، حتى الأكل يصبح عملاً شاقًا بالنسبة له.

الجسد الهزيل يبتعد عن آراء الآخرين. يصبح جلد الشخص الذي يفقد وزنه بسرعة غير طبيعي اللون الرمادي، لأن نقص الفيتامينات والمواد الأخرى يؤثر على حالتها. تختفي الشهية تدريجيًا تمامًا ، ونتيجة لذلك تتطور أمراض الجهاز الهضمي.

تدريجيا ، تبدأ النحافة في أن تكون مصحوبة بالوذمة ، وهي ملحوظة بشكل خاص على الوجه والأطراف السفلية. بالتزامن مع استنفاد الجسم ، وحرمانه من العناصر الدقيقة اللازمة له ، تتطور أخطر الأمراض حتى الأورام الخبيثة.

كيف تحسب معدل التمثيل الغذائي في جسمك؟

نحن نحسب وفقا للصيغة. نحتاج أولاً إلى فهم ما سنحسبه. يتم تحديد معدل الأيض بالسعرات الحرارية الضرورية للجسم لضمان وظائفه الحيوية في حالة الراحة. نعم ، في الراحة. وهذا ما يسمى أيضًا التمثيل الغذائي الأساسي.

وهذا يعني ، في الواقع ، أننا سنحسب عدد السعرات الحرارية التي سنحتاج بالتأكيد إلى استهلاكها يوميًا عملية عاديةجسدنا. إذا جاز التعبير - الحد الأدنى الضروري لدينا. وهذا الرقم سيعتمد على سرعة التمثيل الغذائي لدينا.

تسمى صيغة حساب معدل الأيض BMR (من الإنجليزية معدل الأيض الأساسي). تأخذ هذه الصيغة في الاعتبار طولك ووزنك وحتى عمرك. تتسارع عملية التمثيل الغذائي مع زيادة وزن الجسم وطولك ، ولكنها تتباطأ مع تقدم العمر. تبدو هكذا:

معدل الاستقلاب الأساسي (للنساء) = 655 + (9.6 × الوزن) + (1.8 × الارتفاع) - (4.7 × العمر)

معدل الاستقلاب الأساسي (للرجال) = 66 + (13.8 × الوزن بالكيلوجرام) + (5 × الارتفاع بالسم) - (6.8 × العمر)

قد تسأل - "لماذا توجد صيغ مختلفة للرجال والنساء؟". الاختلافات ، كقاعدة عامة ، الرجال لديهم عضلات أكثر وبسبب هذا ، فإن التمثيل الغذائي لديهم أعلى. وبشكل عام ، يعتبر التمثيل الغذائي السريع عند الرجال أكثر من كونه انحرافًا ، لأنه في جسم الذكور يكون التمثيل الغذائي أسرع بنسبة 10-15٪.

في الوقت نفسه ، لا يتباطأ التمثيل الغذائي لدى النساء مع تقدم العمر كما هو الحال عند الرجال. تؤخذ كل هذه الفروق الدقيقة في الاعتبار في الصيغ.

لكن هذا ليس كل شيء. يجب ضرب عدد السعرات الحرارية الناتج في معامل مستوى نشاطك البدني. المعاملات هي كما يلي:

1. إذا كنت تقود الصورة المستقرةالحياة ، فيمكنك مضاعفة عدد السعرات الحرارية بمقدار 1.2
2. إذا كنت تمارس الرياضة ، ولكن بشكل معتدل ولا تزيد عن 1-3 مرات في الأسبوع ، فاضرب في 1.375
3. إذا تم إجراء الرياضة 3-5 مرات في الأسبوع ، ولكن لا تتجاوز مستوى النشاط المعتاد ، اضرب في 1.55
4. إذا كانت التدريبات الخاصة بك مع زيادة النشاط البدني، اضرب في 1.725
5. إذا كنت مجبرًا على القيام بعمل بدني شاق أو كنت شغوفًا بتمارين مكثفة للغاية ، فاضرب في 1.9

والآن ماذا نفعل بهذا الرقم؟ ماذا لك من هذا؟ دعني أذكرك مرة أخرى أن هذا الرقم يوضح الحد الأدنى لعدد السعرات الحرارية التي تحتاجها يوميًا حتى يشعر الجسم بأنه طبيعي. وفقًا لذلك ، فإن كل ما يزيد عن هذا الرقم سوف يتراكم نظريًا بالفعل في شكل دهون في مناطق المشاكل (على البابا ، والبطن ، وما إلى ذلك).

لذلك ، تحتاج إلى مقارنة هذا الرقم بعدد السعرات الحرارية التي تستهلكها حاليًا. إذا وصلت إلى 1700 كيلو كالوري ، وفي الحقيقة أنت تستهلك 2000 كالوري ، ففائضك 300 كيلو كالوري.

إذا كنت ترغب في إنقاص الوزن ، اطرح 300-500 سعرة حرارية من الرقم الذي تم الحصول عليه. وتعديل نظامك الغذائي بالفعل تحت هذا الرقم. أعتقد بوضوح.

لكن لا يجب أن تتوقف عن المعادلة وأن تكون شديد الاحترام حيالها ، لأن كل هذه الحسابات لا تزال تقريبية. حتى عند حساب محتوى السعرات الحرارية للطعام وفقًا للجداول ، تذكر أن هذا أيضًا "بالعين". أحيانًا لا يُطلق على محتوى السعرات الحرارية في الطعام سوى "نكتة". هذا ببساطة مقياس لمقدار الحرارة التي يطلقها طعام معين عند حرقه بالكامل.

أي أنهم أخذوا لوح سنيكرز ، وأحرقوه في حاوية خاصة لإجراء التجارب ، وسجلوا كمية الحرارة المنبعثة منه ، وكتبوا هذا الرقم على العبوة. هذا هو كيف يتم ذلك. ولكن كيف سيتم امتصاص هذا الشريط في جسمك ، سواء كان سيتم امتصاصه كليًا أو جزئيًا على المؤخرة والبطن - هذه ليست دراسة واحدة يمكن الجزم بها.

لذلك ، فإن عدد السعرات الحرارية هو مجرد مؤشر تقريبي للغاية ، ومن المستحسن أن تتساوى معه ، ولكن ليس أكثر. هذا الرقم له الحق في أن يتم انتهاكه لأعلى ولأسفل.

ومن المثير للاهتمام ، 7000 سعرة حرارية. أعلى من معيار المؤشر الخاص بك وفقًا للصيغة - يمكنهم إضافة حوالي + 1 كجم من الوزن الزائد إلى الشخص ...

ركز دائمًا على جودة الكتابة ، وليس على حسابات السعرات الحرارية.

بالمناسبة ، حول السعرات الحرارية - لقد وجدت مؤخرًا شيئًا رائعًا يمكنك وضعه على يدك وسيحسب السعرات الحرارية التي تم حرقها وتكرارها معدل ضربات القلب. يمكنك التعرف هنا.

الإلكترونيات الرياضية الأخرى التي ستساعدك على حساب الأشياء المتشابهة (النبض والسعرات الحرارية والخطوات) يمكنك الاختيار من الرابط أدناه:

مقياس معدل ضربات القلب ، بيجوميتر ، القلب الإلكتروني (على Aliexpress.com)

الإلكترونيات الرياضية (banggood.com)

نقوم بتجربة صغيرة. والآن أقترح عليك إحضار تجربة لتحديد معدل الأيض لديك - هل هو سريع أم بطيء. لا نحتاج إلى أي صيغ هنا. سنقوم فقط "الهامستر" دقيق الشوفان على الماء العاديوليس الحليب. نعم ، إنه مقرف للغاية ، كما أعلم ، لكن من أجل نقاء التجربة ، يمكنك أن تعاني مرة واحدة. سيعقد الحليب قابلية الهضم وسيختفي معنى التجربة.

لذا. نحتاج فقط إلى اختيار بعض الصباح الذي يمكننا فيه إجراء هذه التجربة. إذا كان يوم السبت ، فيجب طهي دقيق الشوفان مساء الجمعة. لا تطبخ طازجًا ، بحيث يكون ساخنًا ، أي بالأمس ، بحيث يمكنك لاحقًا تسخينه إلى درجة حرارة الغرفة.

• هذا الصباح لا يمكنك التسرع في أي مكان ، وتجربة التوتر - يجب أن يكون هناك سلام وهدوء.
• لا تستحم ، فقط اغسل وجهك ، اغسل أسنانك ، حسنًا ، ماذا تفعل هناك أيضًا في الصباح)
• ارتدِ ملابسك حتى لا تكون ساخنًا ، يجب أن تكون رائعًا بعض الشيء.
• قم بتهوية الغرفة.

الآن تناول 300 جرام من دقيق الشوفان وتناوله بدون شرب أي شيء وبطريقة سريعة. ننتظر 2-3 دقائق ونحصل على نتيجة التجربة:

1. تشعر بالحرارة وتتعرق قليلاً في جسمك - لديك عملية أيض سريعة ، تهانينا.
2. تشعر بدفء طفيف في الجسم - لديك أيض طبيعي ، بدون تطرف.
3. "ما أكلته ، ما استمعت إلى الراديو" ، أي لا أحاسيس - لديك عملية أيض بطيئة.

قواعد لإبطاء عملية التمثيل الغذائي بأمان

هناك العديد قواعد بسيطةكيفية إبطاء عملية التمثيل الغذائي مع التمثيل الغذائي السريع.

• قلل من عدد الساعات التي تنام فيها.
• يؤجل الإفطار لمدة ساعة بعد الاستيقاظ.
• اشرب قهوة أكثر بكثير من المعتاد.

على الرغم من حقيقة أن القهوة تسرع عملية التمثيل الغذائي ، إلا أن شربها بكميات كبيرة يؤدي إلى تأثير معاكس. يمكن أن يؤدي الإفراط في هذا المشروب إلى استنفاد نظامنا العصبي إلى مستوى يُلاحظ فيه اضطرابات النوم. وهذا مرتبط بشكل مباشر بالتباطؤ في عملية التمثيل الغذائي.

بالإضافة إلى ذلك ، تذكر أن القهوة تنشط عمليات التمثيل الغذائي بشكل مؤقت فقط (لمدة 30 دقيقة تقريبًا) ، وأن أسباب الشهية صحية (نحصل على سعرات حرارية إضافية). ونتيجة لذلك ، فإن تباطؤ عملية التمثيل الغذائي من فائض القهوة يكون أكثر وضوحًا من تسارعه. الأشخاص الذين عانوا من هذا التأثير على أنفسهم يتحدثون عنه مباشرة.

إذا قررت اتخاذ هذه الخطوة من أجل إبطاء عملية التمثيل الغذائي لديك - فلا تتعاطي القهوة لفترة طويلة ، وإلا فقد يتطور الإدمان.

• لا تأكل في أجزاء صغيرة وفي كثير من الأحيان ، ولكن على العكس من ذلك ، على الأقل ثلاث مرات في اليوم ، عادة ما تكون مشبعة.
• اشرب المزيد من الحليب.
• اقتصر على المنتجات ذات محتوى رائعوكذلك التخلي عن الحمضيات والتوابل والشاي الأخضر.
• إذا كنت لا تستطيع تخيل حياتك بدون الرياضة ، فقط قلل العبء.

دعونا ننتهي من هذا. الآن أنت نفسك ستكون قادرًا على الإجابة على السؤال إذا سألك شخص ما: "هل هو جيد أم سيئ عندما يكون لديك عملية التمثيل الغذائي السريع؟" لقد تعلمت أيضًا كيفية حساب مستوى التمثيل الغذائي الخاص بك وفهم مبدأ كل هذه "الحركة".

آمل أن يكون هذا المقال مفيدًا لك. شاركها مع أصدقائك على في الشبكات الاجتماعيةولا تنس الاشتراك في تحديث مدونتي لمعرفة المزيد من الأشياء الشيقة والمفيدة! نعم ، واشرح في التعليقات كيف تشعر بعد تناول دقيق الشوفان بالماء على معدة فارغة ... وداعا ...

التعليقات مدعوم من HyperComments

ملاحظة. اشترك في تحديثات المدونة لا تفوت أي شيء! إذا كنت ترغب في شراء أي سلع رياضية ، غذاء رياضيأو المكملات الغذائية - يمكنك استخدامها هذه الصفحة الخاصة!

فكرة عامة عن استقلاب المواد العضوية.
ما هو التمثيل الغذائي؟ مفهوم التمثيل الغذائي. طرق البحث.
التمثيل الغذائي - معنى الكلمة.استقلاب الكربوهيدرات والدهون.

استقلاب البروتين

الأيض هو تبادل للمواد والتحولات الكيميائية التي تحدث من لحظة دخول العناصر الغذائية إلى كائن حي إلى اللحظة التي يتم فيها إطلاق المنتجات النهائية لهذه التحولات في بيئة خارجية. يشمل التمثيل الغذائي جميع التفاعلات ، ونتيجة لذلك يتم بناء العناصر الهيكلية للخلايا والأنسجة ، والعمليات التي يتم فيها استخراج الطاقة من المواد الموجودة في الخلايا. في بعض الأحيان ، للراحة ، يتم النظر في جانبين من جوانب التمثيل الغذائي بشكل منفصل - الابتنائية والتقويض ، أي عمليات إنشاء المواد العضوية وعمليات تدميرها. عادة ما ترتبط عمليات الابتنائية بإنفاق الطاقة وتؤدي إلى تكوين جزيئات معقدة من جزيئات أبسط ، في حين أن العمليات التقويضية مصحوبة بإطلاق الطاقة وتنتهي بتكوين مثل هذه المنتجات النهائية (منتجات النفايات) لعملية التمثيل الغذائي مثل اليوريا وثاني أكسيد الكربون والأمونيا والماء.

الأيض الخلوي.

الخلية الحية هي نظام منظم للغاية. يحتوي على تراكيب مختلفة بالإضافة إلى الإنزيمات التي يمكن أن تدمرها. يحتوي أيضًا على جزيئات كبيرة يمكن أن تتحلل إلى مكونات أصغر نتيجة للتحلل المائي (الانقسام تحت تأثير الماء). تحتوي الخلية عادةً على الكثير من البوتاسيوم وقليل جدًا من الصوديوم ، على الرغم من وجود الخلية في بيئة يوجد بها الكثير من الصوديوم وقليل نسبيًا من البوتاسيوم ، ويسهل نفاذ غشاء الخلية إلى كلا الأيونات. لذلك ، الخلية هي نظام كيميائي، وهو بعيد جدًا عن التوازن. يحدث التوازن فقط في عملية التحلل الذاتي بعد الوفاة (الهضم الذاتي تحت تأثير الإنزيمات الخاصة به).

الحاجة للطاقة.

للحفاظ على النظام في حالة بعيدة عن التوازن الكيميائي ، فإن العمل مطلوب ، وهذا يتطلب طاقة. يعتبر تلقي هذه الطاقة والقيام بهذا العمل شرطًا لا غنى عنه للخلية لتبقى في حالتها الثابتة (الطبيعية) ، بعيدًا عن التوازن. في الوقت نفسه ، يؤدي عملًا آخر متعلقًا بالتفاعل مع البيئة ، على سبيل المثال: في خلايا العضلات - الانكماش ؛ في الخلايا العصبية- توصيل النبضات العصبية. في خلايا الكلى - تكوين البول ، يختلف اختلافًا كبيرًا في تكوينه عن بلازما الدم ؛ في الخلايا المتخصصة في الجهاز الهضمي - التوليف والإفراز الانزيمات الهاضمة؛ في خلايا الغدد الصماء - إفراز الهرمونات. في خلايا اليراعات - توهج. في خلايا بعض الأسماك - توليد تصريفات كهربائية ، إلخ.

مصادر الطاقة.

في أي من الأمثلة المذكورة أعلاه ، فإن المصدر المباشر للطاقة الذي تستخدمه الخلية للقيام بالعمل هو الطاقة المخزنة في هيكل ثلاثي فوسفات الأدينوزين (ATP). نظرًا لخصائص هيكله ، فإن هذا المركب غني بالطاقة ، ويمكن أن يحدث كسر الروابط بين مجموعات الفوسفات الخاصة به بطريقة تستخدم الطاقة المنبعثة لإنتاج العمل. ومع ذلك ، لا يمكن أن تصبح الطاقة متاحة للخلية من خلال تحلل مائي بسيط للروابط الفوسفاتية لـ ATP: في هذه الحالة ، يتم إهدارها ، ويتم إطلاقها في شكل حرارة. يجب أن تتكون العملية من مرحلتين متتاليتين ، تتضمن كل منهما منتجًا وسيطًا ، يُشار إليه هنا بواسطة X-P (في المعادلات المعطاة ، X و Y يعنيان مادتين عضويتين مختلفتين ؛ P - الفوسفات ؛ ADP - ثنائي فوسفات الأدينوزين).

دخل مصطلح "التمثيل الغذائي" الحياة اليوميةمنذ أن بدأ الأطباء في ربط الفائض أو نقص الوزن, العصبية المفرطةأو ، على العكس من ذلك ، خمول المريض مع زيادة أو نقص التمثيل الغذائي. للحكم على شدة التمثيل الغذائي ، قاموا باختبار "التمثيل الغذائي الأساسي". معدل الأيض الأساسي هو مقياس لقدرة الجسم على إنتاج الطاقة. يتم إجراء الاختبار على معدة فارغة أثناء الراحة ؛ يتم قياس امتصاص الأكسجين (O2) وإطلاق ثاني أكسيد الكربون (CO2). بمقارنة هذه القيم ، حدد مدى استخدام الجسم للمغذيات ("الحروق") بالكامل. تتأثر شدة التمثيل الغذائي بهرمونات الغدة الدرقية ، لذلك عند تشخيص الأمراض المرتبطة بالاضطرابات الأيضية ، الأطباء في الآونة الأخيرةعلى نحو متزايد ، يتم قياس مستويات الدم من هذه الهرمونات.

طرق البحث في التمثيل الغذائي.

عند دراسة التمثيل الغذائي لأي عنصر من العناصر الغذائية ، يتم تتبع جميع تحولاته من الشكل الذي يدخل فيه الجسم إلى المنتجات النهائية التي يفرزها الجسم. في مثل هذه الدراسات ، يتم استخدام مجموعة متنوعة للغاية من الأساليب البيوكيميائية.استخدام الحيوانات أو الأعضاء السليمة. يتم حقن الحيوان بالمركب قيد الدراسة ، ثم يتم تحديد نواتج التحول المحتملة (المستقلبات) لهذه المادة في بوله وبرازه. يمكن الحصول على معلومات أكثر تحديدًا عن طريق فحص التمثيل الغذائي لعضو معين ، مثل الكبد أو الدماغ. في هذه الحالات يتم حقن المادة المناسبة وعاء دموي، ويتم تحديد المستقلبات في الدم المتدفق من هذا العضو.نظرًا لأن مثل هذه الإجراءات محفوفة بصعوبات كبيرة ، فغالبًا ما تستخدم أقسام رقيقة من الأعضاء للبحث. يتم تحضينها في درجة حرارة الغرفة أو في درجة حرارة الجسم في محاليل مكملة بالمادة التي يتم دراسة التمثيل الغذائي لها. لا تتضرر الخلايا الموجودة في هذه المستحضرات ، وبما أن الأقسام رقيقة جدًا ، فإن المادة تتغلغل بسهولة في الخلايا وتتركها بسهولة. تنشأ صعوبات في بعض الأحيان بسبب بطء مرور مادة ما عبر أغشية الخلايا. في هذه الحالات ، يتم سحق الأنسجة لتدمير الأغشية ، ويتم تحضين ملاط ​​الخلية مع المادة قيد الدراسة. في مثل هذه التجارب ، تبين أن جميع الخلايا الحية تؤكسد الجلوكوز إلى ثاني أكسيد الكربون والماء ، وأن أنسجة الكبد فقط هي القادرة على تصنيع اليوريا.

استخدام الخلايا.

حتى الخلايا هي أنظمة منظمة معقدة للغاية. لديهم نواة ، وفي السيتوبلازم المحيط بها توجد أجسام أصغر ، تسمى. عضيات من مختلف الأحجام والقوام. باستخدام التقنيات المناسبة ، يمكن "تجانس" الأنسجة ثم تعريضها للطرد المركزي التفاضلي (الفصل) للحصول على مستحضرات تحتوي فقط على الميتوكوندريا ، أو الميكروسومات فقط ، أو السائل واضح- السيتوبلازم. يمكن تحضين هذه المستحضرات بشكل منفصل مع المركب الذي تتم دراسة استقلابه ، وبهذه الطريقة يمكن تحديد الهياكل تحت الخلوية التي تشارك في تحولاته المتتالية. تُعرف الحالات عندما يبدأ التفاعل الأولي في السيتوبلازم ، ويخضع منتجها للتحول في الميكروسومات ، ويدخل ناتج هذا التحول في تفاعل جديد بالفعل في الميتوكوندريا. عادة لا يكشف حضانة مادة قيد الدراسة مع الخلايا الحية أو مع تجانس الأنسجة عن المراحل الفردية لعملية التمثيل الغذائي لها ، وفقط التجارب المتتالية التي تستخدم فيها بعض الهياكل الفرعية الخلوية للحضانة تجعل من الممكن فهم سلسلة الأحداث بأكملها.

استخدام النظائر المشعة.

لدراسة استقلاب مادة ما ، من الضروري: 1) طرق تحليلية مناسبة لتحديد هذه المادة ومستقلباتها ؛ و 2) طرق تمييز المادة المضافة عن نفس المادة الموجودة بالفعل في المنتج البيولوجي. كانت هذه المتطلبات بمثابة العقبة الرئيسية في دراسة التمثيل الغذائي حتى اكتشاف النظائر المشعة للعناصر ، وقبل كل شيء ، الكربون المشع 14C. مع ظهور المركبات "المسمى" بـ 14 درجة مئوية ، وكذلك أجهزة قياس النشاط الإشعاعي الضعيف ، تم التغلب على هذه الصعوبات. إذا تمت إضافة حمض دهني يحمل علامة 14C إلى مستحضر بيولوجي ، على سبيل المثال ، إلى معلق الميتوكوندريا ، فلا يلزم إجراء تحليلات خاصة لتحديد نواتج تحولاته ؛ لتقدير معدل استخدامه ، يكفي ببساطة قياس النشاط الإشعاعي لكسور الميتوكوندريا التي تم الحصول عليها بالتتابع. تسهل نفس التقنية تمييز جزيئات الأحماض الدهنية المشعة التي أدخلها المجرب عن جزيئات الأحماض الدهنية الموجودة بالفعل في الميتوكوندريا في بداية التجربة.

اللوني والرحلان الكهربي.

بالإضافة إلى المتطلبات المذكورة أعلاه ، هناك حاجة أيضًا إلى طرق لفصل المخاليط التي تتكون من كميات صغيرة من المواد العضوية. وأهمها الكروماتوغرافيا التي تقوم على ظاهرة الامتزاز. يتم فصل مكونات الخليط إما على الورق أو عن طريق الامتصاص على المادة الماصة ، والتي تملأ الأعمدة (الأنابيب الزجاجية الطويلة) ، يليها الشطف التدريجي (الغسل) لكل مكون.

يعتمد الفصل بواسطة الرحلان الكهربي على علامة وعدد شحنات الجزيئات المتأينة. يتم إجراء الرحلان الكهربائي على الورق أو على ناقل خامل (غير نشط) مثل النشا أو السليلوز أو المطاط.حساسة للغاية و طريقة فعالةالفصل - كروماتوغرافيا الغاز. يتم استخدامه في الحالات التي تكون فيها المواد المراد فصلها في حالة غازية أو يمكن نقلها إليها.

عزل الانزيمات.

المكان الأخير في السلسلة الموصوفة - حيوان ، عضو ، قسم من الأنسجة ، متجانسة وجزء من عضيات الخلية - يشغلها إنزيم قادر على تحفيز تفاعل كيميائي معين. يعد عزل الإنزيمات في صورة نقية قسمًا مهمًا في دراسة التمثيل الغذائي.

أتاح الجمع بين هذه الأساليب إمكانية تتبع المسارات الأيضية الرئيسية في معظم الكائنات الحية (بما في ذلك البشر) ، لتحديد مكان حدوث هذه العمليات المختلفة بالضبط ، وتوضيح المراحل المتعاقبة لمسارات التمثيل الغذائي الرئيسية. حتى الآن ، الآلاف من السيرة الذاتية الفردية تفاعلات كيميائية، تمت دراسة الإنزيمات المتضمنة فيها.

نظرًا لأن ATP ضروري لأي مظهر من مظاهر نشاط الخلية تقريبًا ، فليس من المستغرب أن النشاط الأيضي للخلايا الحية يهدف بشكل أساسي إلى تخليق ATP. يتم تقديم هذا الهدف من خلال تسلسلات معقدة مختلفة من التفاعلات التي تستخدم الطاقة الكيميائية الكامنة الموجودة في جزيئات الكربوهيدرات والدهون (الدهون).

التمثيل الغذائي للكربوهيدرات والدهون

توليف ATP. التمثيل الغذائي اللاهوائي (بدون مشاركة الأكسجين).

يتمثل الدور الرئيسي للكربوهيدرات والدهون في التمثيل الغذائي الخلوي في تحللها إلى المزيد وصلات بسيطةيوفر توليف ATP. مما لا شك فيه أن نفس العمليات حدثت في الخلايا الأولى الأكثر بدائية. ومع ذلك ، في جو محروم من الأكسجين ، كان من المستحيل الأكسدة الكاملة للكربوهيدرات والدهون إلى ثاني أكسيد الكربون. لا تزال هذه الخلايا البدائية تمتلك الآليات التي تضمن إعادة ترتيب بنية جزيء الجلوكوز تخليق كميات صغيرة من ATP. حولحول العمليات التي تسمى التخمر في الكائنات الحية الدقيقة. تمت دراسة تخمر الجلوكوز إلى الإيثانول وثاني أكسيد الكربون في الخميرة بشكل أفضل.

خلال 11 تفاعلًا متتاليًا ضروريًا لاستكمال هذا التحول ، يتم تكوين عدد من المنتجات الوسيطة ، وهي استرات حمض الفوسفوريك (الفوسفات). يتم نقل مجموعة الفوسفات الخاصة بهم إلى ثنائي فوسفات الأدينوزين (ADP) لتشكيل ATP. العائد الصافي لـ ATP هو 2 جزيء ATP لكل جزيء جلوكوز يتفكك أثناء التخمير. تحدث عمليات مماثلة في جميع الخلايا الحية ؛ نظرًا لأنها توفر الطاقة اللازمة للحياة ، فإنها تسمى أحيانًا (ليس بشكل صحيح تمامًا) تنفس الخلايا اللاهوائية.

في الثدييات ، بما في ذلك البشر ، تسمى هذه العملية تحلل الجلوكوز المنتج النهائيهو حمض اللاكتيك وليس الكحول وثاني أكسيد الكربون. يتطابق التسلسل الكامل لتفاعلات تحلل السكر ، باستثناء المرحلتين الأخيرتين ، تمامًا مع العملية التي تحدث في خلايا الخميرة.

التمثيل الغذائي الهوائي (باستخدام الأكسجين).

مع ظهور الأكسجين في الغلاف الجوي ، والذي كان مصدره على ما يبدو التمثيل الضوئي للنبات ، طور التطور آلية تضمن الأكسدة الكاملة للجلوكوز إلى ثاني أكسيد الكربون والماء ، وهي عملية هوائية يكون فيها الناتج الصافي لـ ATP هو 38 جزيء ATP لكل منهما جزيء الجلوكوز المؤكسد. تُعرف عملية استهلاك الخلايا للأكسجين هذه لتكوين مركبات غنية بالطاقة باسم التنفس الخلوي (الهوائية). على عكس العملية اللاهوائية التي تقوم بها الإنزيمات السيتوبلازمية ، تحدث عمليات الأكسدة في الميتوكوندريا. في الميتوكوندريا ، يتأكسد حمض البيروفيك ، وهو منتج وسيط يتكون في المرحلة اللاهوائية ، إلى ثاني أكسيد الكربون في ستة تفاعلات متتالية ، في كل منها يتم نقل زوج من الإلكترونات إلى متقبل مشترك ، وهو أنزيم نيكوتيناميد الأدينين ثنائي النوكليوتيد (NAD). يسمى تسلسل التفاعلات هذا بدورة حمض الكربوكسيل ، أو دورة حمض الستريك ، أو دورة كريبس. من كل جزيء من الجلوكوز يتكون جزيئين من حمض البيروفيك ؛ 12 زوجًا من الإلكترونات تنفصل عن جزيء الجلوكوز أثناء الأكسدة.

الدهون كمصدر للطاقة.

يمكن استخدام الأحماض الدهنية كمصدر للطاقة بنفس طريقة استخدام الكربوهيدرات. تتم أكسدة الأحماض الدهنية عن طريق الانقسام المتسلسل لجزء ثنائي الكربون من جزيء حمض دهني مع تكوين أسيتيل أنزيم أ (أسيتيل- CoA) والنقل المتزامن لزوجين من الإلكترونات إلى سلسلة نقل الإلكترون. يُعد acetyl-CoA الناتج مكونًا طبيعيًا لدورة حمض الكربوكسيليك ، وفي المستقبل لا يختلف مصيره عن مصير أسيتيل CoA الذي يوفره استقلاب الكربوهيدرات. وبالتالي ، فإن آليات تخليق ATP أثناء أكسدة كل من الأحماض الدهنية ومستقلبات الجلوكوز هي نفسها تقريبًا.

إذا كان جسم الحيوان يتلقى الطاقة بالكامل تقريبًا من أكسدة الأحماض الدهنية وحدها ، وهذا يحدث ، على سبيل المثال ، أثناء الجوع أو أثناء داء السكري، ثم يتجاوز معدل تكوين الأسيتيل CoA معدل تأكسده في دورة حمض الكربوكسيليك. في هذه الحالة ، تتفاعل جزيئات أسيتيل CoA الزائدة مع بعضها البعض ، مما يؤدي إلى تكوين أحماض أسيتو أسيتيك وبيتا هيدروكسي بوتريك. تراكمهم هو سبب الحالة المرضية ، ما يسمى. الكيتوزيه (نوع من الحماض) ، والذي يمكن أن يسبب الغيبوبة والوفاة في مرض السكري الحاد.

تخزين الطاقة.

تأكل الحيوانات بشكل غير منتظم ، ويحتاج جسمها بطريقة ما إلى تخزين الطاقة الموجودة في الطعام ، ومصدرها الكربوهيدرات والدهون التي يمتصها الحيوان. يمكن تخزين الأحماض الدهنية كدهون متعادلة إما في الكبد أو في الأنسجة الدهنية. الكربوهيدرات في بأعداد كبيرة، في الجهاز الهضميتتحلل إلى جلوكوز أو سكريات أخرى ، والتي تتحول بعد ذلك إلى نفس الجلوكوز في الكبد. هنا ، يتم تصنيع بوليمر جليكوجين عملاق من الجلوكوز عن طريق ربط مخلفات الجلوكوز ببعضها البعض مع التخلص من جزيئات الماء (يصل عدد بقايا الجلوكوز في جزيئات الجليكوجين إلى 30000). عندما ينشأ طلب على الطاقة ، يتحلل الجليكوجين مرة أخرى إلى جلوكوز في تفاعل يكون منتجه هو فوسفات الجلوكوز. يتم توجيه فوسفات الجلوكوز هذا إلى مسار تحلل الجلوكوز ، وهي عملية تعد جزءًا من مسار أكسدة الجلوكوز. في الكبد ، يمكن أيضًا تحلل فوسفات الجلوكوز ، ويدخل الجلوكوز الناتج إلى مجرى الدم ويتم توصيله عن طريق الدم إلى الخلايا في أجزاء مختلفة من الجسم.

تخليق الدهون من الكربوهيدرات.

إذا كانت كمية الكربوهيدرات الممتصة مع الطعام في وجبة واحدة أكبر مما يمكن تخزينه على شكل جليكوجين ، فإن الكربوهيدرات الزائدة تتحول إلى دهون. يتزامن التسلسل الأولي للتفاعلات مع المسار المؤكسد المعتاد ، أي في البداية ، يتم تكوين أسيتيل CoA من الجلوكوز ، ولكن بعد ذلك يتم استخدام الأسيتيل CoA في سيتوبلازم الخلية لتخليق الأحماض الدهنية طويلة السلسلة. يمكن وصف عملية التوليف بأنها انعكاس لعملية أكسدة الخلايا الدهنية الطبيعية. ثم يتم تخزين الأحماض الدهنية على شكل دهون متعادلة (الدهون الثلاثية) تترسب في أجزاء مختلفة من الجسم. عندما تكون الطاقة مطلوبة ، يتم تحلل الدهون المحايدة وتدخل الأحماض الدهنية إلى مجرى الدم. هنا يتم امتصاصها بواسطة جزيئات بروتينات البلازما (الألبومين والجلوبيولين) ثم تمتصها الخلايا من أنواع مختلفة. لا تمتلك الحيوانات آليات قادرة على تصنيع الجلوكوز من الأحماض الدهنية ، لكن النباتات لديها مثل هذه الآليات.

التمثيل الغذائي للدهون.

تدخل الدهون الجسم بشكل رئيسي في شكل دهون ثلاثية الجليسريدات من الأحماض الدهنية. في الأمعاء ، تحت تأثير إنزيمات البنكرياس ، يخضعون للتحلل المائي ، الذي تمتص منتجاته بواسطة خلايا جدار الأمعاء. هنا ، يتم تصنيع الدهون المحايدة مرة أخرى منها ، والتي من خلالها الجهاز اللمفاوييدخل مجرى الدم ويتم نقله إلى الكبد أو ترسبه في الأنسجة الدهنية. سبق ذكره أعلاه أنه يمكن أيضًا إعادة تصنيع الأحماض الدهنية من سلائف الكربوهيدرات. تجدر الإشارة إلى أنه على الرغم من أن خلايا الثدييات يمكن أن تدمج رابطة مزدوجة واحدة في جزيئات الأحماض الدهنية طويلة السلسلة (بين C-9 و C-10) ، فإن هذه الخلايا غير قادرة على دمج الرابطة المزدوجة الثانية والثالثة. منذ أن تلعب الأحماض الدهنية مع اثنين وثلاث روابط مزدوجة دورا هامافي عملية التمثيل الغذائي للثدييات ، فهي في الأساس فيتامينات. لذلك ، تسمى أحماض اللينوليك (C18: 2) وأحماض اللينولينيك (C18: 3) بالأحماض الدهنية الأساسية. في الوقت نفسه ، في خلايا الثدييات ، يمكن تضمين رابطة مزدوجة رابعة في حمض اللينولينيك ، ويمكن تشكيل حمض الأراكيدونيك (C20: 4) ، وهو أيضًا مشارك ضروري في عمليات التمثيل الغذائي ، عن طريق استطالة سلسلة الكربون.

في عملية تخليق الدهون ، يتم نقل بقايا الأحماض الدهنية المرتبطة بالإنزيم المساعد A (أسيل- CoA) إلى الجلسيروفوسفات ، وهو إستر حمض الفوسفوريك والجلسرين. نتيجة لذلك ، يتشكل حمض الفوسفاتيديك - مركب يتم فيه إسترة مجموعة هيدروكسيل واحدة من الجلسرين حمض الفسفوريك، ومجموعتين - الأحماض الدهنية. في تكوين الدهون المحايدة ، تتم إزالة حمض الفوسفوريك عن طريق التحلل المائي ، ويحل محله حمض دهني ثالث نتيجة للتفاعل مع أسيل- CoA. يتكون الإنزيم المساعد أ من حمض البانتوثنيك (أحد الفيتامينات). يحتوي جزيءه على مجموعة sulfhydryl (-SH) التي يمكن أن تتفاعل مع الأحماض لتكوين thioesters. في تكوين الفسفوليبيدات ، يتفاعل حمض الفوسفاتيديك مباشرة مع مشتق منشط لإحدى القواعد النيتروجينية ، مثل الكولين أو الإيثانولامين أو السيرين.

باستثناء فيتامين د ، يتم تصنيع جميع المنشطات الموجودة في جسم الحيوانات (مشتقات الكحوليات المعقدة) بسهولة بواسطة الجسم نفسه. وتشمل هذه الكوليسترول (الكوليسترول) ، الأحماض الصفراوية، الهرمونات الجنسية الذكرية والأنثوية وهرمونات الغدة الكظرية. في كل حالة ، يعمل acetyl-CoA كمواد أولية للتوليف: يتم بناء الهيكل الكربوني للمركب المركب من مجموعات الأسيتيل عن طريق التكثيف المتكرر.

استقلاب البروتين

تخليق الأحماض الأمينية. يمكن للنباتات ومعظم الكائنات الحية الدقيقة أن تعيش وتنمو في بيئة تعيش فيها فقط المعادنوثاني أكسيد الكربون والماء. هذا يعني أن كل ما وجد فيها المواد العضويةهذه الكائنات الحية تصنع نفسها. تتكون البروتينات الموجودة في جميع الخلايا الحية من 21 نوعًا من الأحماض الأمينية متصلة في تسلسلات مختلفة. يتم تصنيع الأحماض الأمينية بواسطة الكائنات الحية. في كل حالة ، تؤدي سلسلة من التفاعلات الكيميائية إلى تكوين حمض أ كيتو. يشترك أحد حمض أ-كيتو ، وهو حمض كيتوجلوتاريك (مكون شائع في دورة حمض الكربوكسيليك) ، في تثبيت النيتروجين.

يمكن بعد ذلك التبرع بحمض الغلوتاميك إلى أي من أحماض أ-كيتو الأخرى لتكوين الأحماض الأمينية المقابلة.

احتفظ جسم الإنسان ومعظم الحيوانات الأخرى بالقدرة على تصنيع جميع الأحماض الأمينية باستثناء تسعة ما يسمى. الأحماض الأمينية الأساسية. نظرًا لعدم تصنيع أحماض الكيتو المقابلة لهذه الأحماض التسعة ، الأحماض الأمينية الأساسيةيجب أن تؤخذ مع الطعام.

تخليق البروتينات.

الأحماض الأمينية ضرورية لتخليق البروتين. عادة ما تستمر عملية التخليق الحيوي على النحو التالي. في سيتوبلازم الخلية ، يتم "تنشيط" كل حمض أميني بالتفاعل مع ATP ، ثم يتم ربطه بالمجموعة النهائية لجزيء الحمض النووي الريبي المحدد لذلك الحمض الأميني المعين. يرتبط هذا الجزيء المعقد بجسم صغير يسمى. الريبوسوم ، في وضع محدد بجزيء حمض نووي أطول مرتبط بالريبوسوم. بعد اصطفاف كل هذه الجزيئات المعقدة بشكل صحيح ، تنكسر الروابط بين الحمض الأميني الأصلي والحمض النووي الريبي وتنشأ الروابط بين الأحماض الأمينية المجاورة - يتم تصنيع بروتين معين. تزود عملية التخليق الحيوي البروتينات ليس فقط لنمو الكائن الحي أو للإفراز في البيئة. تخضع جميع بروتينات الخلايا الحية في النهاية للاضمحلال إلى الأحماض الأمينية المكونة لها ، ومن أجل الحفاظ على الحياة ، يجب تصنيع الخلايا مرة أخرى.

تخليق المركبات الأخرى المحتوية على النيتروجين.

في الثدييات ، تستخدم الأحماض الأمينية ليس فقط في التخليق الحيوي للبروتين ، ولكن أيضًا كمواد أولية لتخليق العديد من المركبات المحتوية على النيتروجين. الحمض الأميني التيروزين هو مقدمة لهرمونات الأدرينالين والنورادرينالين. أبسط الأحماض الأمينية الجلايسين بمثابة مادة أولية للتخليق الحيوي للبورينات ، والتي هي جزء من الأحماض النووية ، والبورفيرينات ، والتي هي جزء من السيتوكرومات والهيموجلوبين. حمض الأسبارتيك هو مقدمة لبيريميدين الحمض النووي. يتم نقل مجموعة الميثيل من الميثيونين إلى عدد من المركبات الأخرى أثناء التخليق الحيوي للكرياتين والكولين والساركوزين. أثناء التخليق الحيوي للكرياتين ، يتم أيضًا نقل مجموعة غوانيدين من الأرجينين من مركب إلى آخر. يعمل التربتوفان كمقدمة لحمض النيكوتين ، ومن حمض الفالين في النباتات ، يتم تصنيع مثل هذا الفيتامين على شكل حمض البانتوثنيك. كل هذه مجرد أمثلة على استخدام الأحماض الأمينية في عمليات التخليق الحيوي.

يتم إنفاق النيتروجين الذي تمتصه الكائنات الحية الدقيقة والنباتات العليا في شكل أيون الأمونيوم بالكامل تقريبًا على تكوين الأحماض الأمينية ، والتي يتم بعد ذلك تصنيع العديد من مركبات الخلايا الحية المحتوية على النيتروجين. لا تمتص النباتات ولا الكائنات الحية الدقيقة كميات زائدة من النيتروجين. في المقابل ، تعتمد كمية النيتروجين الممتصة في الحيوانات على البروتينات الموجودة في الطعام. كل النيتروجين الذي يدخل الجسم على شكل أحماض أمينية ولا يستهلك في عمليات التخليق الحيوي يطرح بسرعة من الجسم بالبول. يحدث بالطريقة التالية. في الكبد ، تتبرع الأحماض الأمينية غير المستخدمة بالنيتروجين الخاص بها إلى حمض ألفا كيتوجلوتاريك لتكوين حمض الجلوتاميك ، والذي يتم نزع أمنيه لإفراز الأمونيا. علاوة على ذلك ، يمكن تخزين نيتروجين الأمونيا مؤقتًا من خلال تخليق الجلوتامين ، أو استخدامه على الفور لتخليق اليوريا ، والذي يحدث في الكبد.

الجلوتامين له دور آخر أيضًا. يمكن أن يتحلل في الكلى لإطلاق الأمونيا التي تدخل البول مقابل أيونات الصوديوم. هذه العملية مهمة للغاية كوسيلة للحفاظ على التوازن الحمضي القاعدي في جسم الحيوان. يتم تحويل جميع الأمونيا تقريبًا الموجودة في الأحماض الأمينية وربما مصادر أخرى إلى يوريا في الكبد ، لذلك لا يوجد عادةً أي أمونيا خالية في الدم. ومع ذلك ، في ظل ظروف معينة هو كذلك كميات كبيرةيحتوي البول على الأمونيا. تتشكل هذه الأمونيا في الكلى من الجلوتامين وتنتقل إلى البول مقابل أيونات الصوديوم ، وبالتالي يتم امتصاصها والاحتفاظ بها في الجسم. تتعزز هذه العملية من خلال تطور الحماض ، وهي حالة يحتاج فيها الجسم إلى كميات إضافية من كاتيونات الصوديوم لربط أيونات البيكربونات الزائدة في الدم.

يتم أيضًا تكسير الكميات الزائدة من البيريميدين في الكبد من خلال سلسلة من التفاعلات التي يتم فيها إطلاق الأمونيا. أما بالنسبة للبيورينات ، فإن فائضها يخضع للأكسدة بتكوين حمض البوليك ، الذي يُفرز في البول عند البشر والرئيسيات الأخرى ، ولكن ليس في الثدييات الأخرى. الطيور ليس لديها آلية لتخليق اليوريا ، وهذا هو بالضبط حمض البوليك، وليس اليوريا ، هو المنتج النهائي لتبادل جميع المركبات المحتوية على النيتروجين.

مفاهيم عامة عن التمثيل الغذائي للمواد العضوية

من الممكن صياغة بعض المفاهيم العامة، أو "القواعد" المتعلقة بعملية التمثيل الغذائي. فيما يلي بعض "القواعد" العامة لمساعدتك على فهم أفضل لكيفية عمل التمثيل الغذائي وتنظيمه.

1. مسارات التمثيل الغذائي لا رجعة فيها. لا يتبع الاضمحلال أبدًا مسارًا قد يكون انعكاسًا بسيطًا لتفاعلات الاندماج. أنه ينطوي على إنزيمات أخرى ومواد وسيطة أخرى. في كثير من الأحيان ، تحدث عمليات موجهة بشكل معاكس في أجزاء مختلفة من الخلية. لذلك ، يتم تصنيع الأحماض الدهنية في السيتوبلازم بمشاركة مجموعة واحدة من الإنزيمات ، وتتأكسد في الميتوكوندريا بمشاركة مجموعة مختلفة تمامًا.

2. هناك ما يكفي من الإنزيمات في الخلايا الحية للسماح لجميع ردود الفعل الأيضية المعروفة أن تستمر بشكل أسرع بكثير مما يتم ملاحظته عادة في الجسم. لذلك ، هناك بعض الآليات التنظيمية في الخلايا. تم اكتشاف أنواع مختلفة من هذه الآليات.

أ) قد يكون العامل الذي يحد من معدل التحولات الأيضية لمادة معينة هو دخول هذه المادة إلى الخلية ؛ هذه هي بالضبط العملية التي تهدف إليها اللائحة في هذه الحالة. يرتبط دور الأنسولين ، على سبيل المثال ، بحقيقة أنه يسهل على ما يبدو تغلغل الجلوكوز في جميع الخلايا ، بينما يخضع الجلوكوز للتحولات بمعدل دخوله. وبالمثل ، فإن تغلغل الحديد والكالسيوم من الأمعاء إلى الدم يعتمد على العمليات التي يتم تنظيم معدلها.

ب) المواد أبعد ما تكون عن القدرة دائمًا على الانتقال بحرية من حجرة خلية إلى أخرى ؛ هناك دليل على أن النقل داخل الخلايا ينظمه بعض هرمونات الستيرويد.

ج) تم تحديد نوعين من الآليات المؤازرة "ردود الفعل السلبية".

تم العثور على أمثلة في البكتيريا على أن وجود منتج لبعض تسلسل التفاعلات ، مثل الحمض الأميني ، يثبط التخليق الحيوي لأحد الإنزيمات اللازمة لتكوين هذا الحمض الأميني.

في كل حالة ، كان الإنزيم الذي تأثر تركيبه الحيوي مسؤولاً عن الخطوة "المحددة" الأولى (التفاعل 4 في المخطط) من المسار الأيضي المؤدي إلى تخليق هذا الحمض الأميني.

الآلية الثانية مفهومة جيدًا في الثدييات. هذا هو تثبيط بسيط من قبل المنتج النهائي (في حالتنا ، حمض أميني) للإنزيم المسؤول عن الخطوة "المحددة" الأولى لمسار التمثيل الغذائي.

يعمل نوع آخر من تنظيم التغذية المرتدة عندما تقترن أكسدة المنتجات الوسيطة لدورة حمض الكربوكسيل بتكوين ATP من ADP والفوسفات أثناء الفسفرة المؤكسدة. إذا تم بالفعل استنفاد كامل إمداد الفوسفات و (أو) ADP في الخلية ، فإن الأكسدة تتوقف ولا يمكن استئنافها إلا بعد أن يصبح هذا العرض كافيًا مرة أخرى. وبالتالي ، فإن الأكسدة ، التي تهدف إلى توفير طاقة قابلة للاستخدام في شكل ATP ، تحدث فقط عندما يكون تخليق ATP ممكنًا.

3. عدد قليل نسبيًا من اللبنات الأساسية متضمنة في عمليات التخليق الحيوي ، كل منها يستخدم لتجميع العديد من المركبات. من بينها أسيتيل أنزيم أ ، جليسيروفوسفات ، جلايسين ، فوسفات كارباميل ، الذي يزود مجموعة الكرباميل (H2N-CO-) ، مشتقات حمض الفوليك ، التي تعمل كمصدر لمجموعات الهيدروكسي ميثيل والفورميل ، S-adenosylmethionine ، مصدر مجموعات الميثيل ، الجلوتاميك و حمض الأسبارتيك، وتزويد المجموعات الأمينية ، وأخيراً الجلوتامين - مصدر مجموعات الأميد. من هذا العدد الصغير نسبيًا من المكونات ، يتم بناء جميع المركبات المختلفة التي نجدها في الكائنات الحية.

4. بسيط مركبات العضويةنادرا ما تشارك في ردود الفعل الأيضية مباشرة. عادة يجب أن يتم "تنشيطها" أولاً عن طريق الارتباط بواحد من عدد من المركبات المستخدمة عالمياً في عملية التمثيل الغذائي. الجلوكوز ، على سبيل المثال ، يمكن أن يتأكسد فقط بعد أن تتم أسترته بحمض الفوسفوريك ، ولكن بالنسبة لتحولاته الأخرى ، يجب أسترته باستخدام ثنائي فوسفات اليوريدين. لا يمكن أن تشارك الأحماض الدهنية في التحولات الأيضية قبل أن تشكل استرات مع الإنزيم المساعد أ. كل من هذه المنشطات إما مرتبط بواحد من النيوكليوتيدات التي تشكل الحمض النووي الريبي ، أو يتكون من بعض الفيتامينات. من السهل أن نفهم في هذا الصدد سبب الحاجة إلى الفيتامينات بمثل هذه الكميات الصغيرة. يتم إنفاقها على تكوين "الإنزيمات المساعدة" ، ويتم استخدام كل جزيء أنزيم بشكل متكرر طوال حياة الجسم ، على عكس العناصر الغذائية الرئيسية (على سبيل المثال ، الجلوكوز) ، حيث يتم استخدام كل جزيء منها مرة واحدة فقط.

في الختام ، مصطلح "التمثيل الغذائي" ، الذي لم يكن يعني في السابق أكثر من مجرد استخدام الكربوهيدرات والدهون في الجسم ، يُستخدم الآن للإشارة إلى آلاف التفاعلات الأنزيمية ، والتي يمكن تمثيل مجملها على أنها شبكة ضخمة من عمليات التمثيل الغذائي. المسارات التي تتقاطع عدة مرات (بسبب وجود وسائط مشتركة) ويتم التحكم فيها بواسطة آليات تنظيمية دقيقة للغاية.