Metabolism
(aineenvaihdunta)
kehomme saa tarvitsemansa energian ruuasta aineenvaihdunnan kautta, joukon kemiallisia reaktioita, jotka tapahtuvat kehon soluissa ja muuttavat ruoan energian polttoaineeksi, jota tarvitsemme kaikkeen tekemiseemme, liikkumisesta ajatteluun ja kasvamiseen.
perustekijät
kehossamme on erityisiä proteiineja, jotka säätelevät aineenvaihdunnan kemiallisia reaktioita, ja kaikki nämä kemialliset reaktiot koordinoituvat muiden ruumiintoimintojen kanssa. Itse asiassa tuhannet metaboliset reaktiot tapahtuvat meissä samanaikaisesti – ne kaikki säätelevät kehomme-jotka mahdollistavat solumme olla terveitä ja toimivat oikein.
aineenvaihdunta on jatkuva prosessi, joka alkaa hedelmöityksestä ja päättyy kuolemaan. Se on elintärkeä prosessi kaikille elämänmuodoille, ei vain ihmisille. Jos aineenvaihdunta pysähtyy elävässä olennossa, seuraa kuolema.
tässä on esimerkki siitä, miten aineenvaihduntaprosessi toimii ihmisillä-ja se alkaa kasveista. Ensinnäkin viherkasvit saavat energiaa auringonvalosta. Kasvit käyttävät tätä energiaa ja klorofylli-nimistä molekyyliä (joka antaa niille niille tunnusomaisen vihreän värin) valmistaakseen sokereita vedestä ja hiilidioksidista, fotosynteesiksi kutsuttua prosessia.
kun ihmiset ja eläimet syövät kasveja (tai, jos ne ovat lihansyöjiä, syövät kasveja syöneiden eläinten lihaa), ne sisältävät tätä energiaa (sokerin muodossa) sekä muita kemikaaleja, jotka ovat välttämättömiä solujen valmistamisessa. Seuraava vaihe on hajottaa sokeri niin, että prosessissa tuotettu energia pääsee kaikkiin elimistön soluihin, jotka käyttävät sitä polttoaineena.
kun syömme ruokaa, ruoansulatuselimistön entsyymeiksi kutsutut molekyylit pilkkovat proteiinit aminohapoiksi, rasvat rasvahapoiksi ja hiilihydraatit yksinkertaisiksi sokereiksi (kuten glukoosiksi). Sokerin lisäksi elimistö voi käyttää energianlähteinä sekä aminohappoja että rasvahappoja, kun se tarvitsee niitä. Nämä yhdisteet imeytyvät vereen, joka on vastuussa niiden kuljettamisesta kehon soluihin.
kun solut ovat sisällä, muut entsyymit osallistuvat kiihdyttämään tai säätelemään kemiallisia reaktioita, joita tarvitaan näiden yhdisteiden ”metaboloimiseksi”. Näiden prosessien aikana yhdisteistä saatava energia voidaan vapauttaa kehon käyttöön tai varastoida kehon kudoksiin, erityisesti maksaan, lihaksiin ja kehon rasvaan.
näin periaatteessa aineenvaihdunta on eräänlainen jongleeraus, jossa kahdenlaista toimintaa on samanaikaisesti mukana: toisaalta kehon kudosten valmistus ja energiavarastojen luominen ja toisaalta kehon kudosten ja energiavarastojen hajottaminen elimistön toimintoihin tarvittavan polttoaineen saamiseksi:
- anaboliaa, tai rakentava aineenvaihdunta, on tuottaa ja tallentaa: se on perusta uusien solujen kasvulle, kehon kudosten ylläpidolle ja energiavarojen luomiselle, jota voidaan käyttää tulevaisuudessa. Anabolian aikana pieniä, yksinkertaisia molekyylejä muokataan rakentamaan suurempia, monimutkaisempia molekyylejä hiilihydraateista, proteiineista ja rasvoista.
- katabolia eli tuhoava aineenvaihdunta on prosessi, jolla tuotetaan kaikkeen solun toimintaan tarvittava energia. Tässä prosessissa solut hajottavat suuria molekyylejä (lähinnä hiilihydraatteja ja rasvoja) energiaksi. Tuotettu energia sen lisäksi, että se on välttämätön polttoaine anabolisille prosesseille, mahdollistaa kehon lämmittämisen, sen liikuttamisen ja lihasten supistamisen. Kun kemialliset yhdisteet hajotetaan yksinkertaisemmiksi aineiksi, prosessissa erittyvät kuona-aineet poistuvat elimistöstä ihon, munuaisten, keuhkojen ja suoliston kautta.
useat umpieritysjärjestelmän tuottamat hormonit säätelevät aineenvaihdunnan nopeutta ja suuntaa eli onko se anabolista vai katabolista. Tyroksiini, kilpirauhasen tuottama ja erittämä hormoni, on avainasemassa määritettäessä nopeutta, jolla aineenvaihdunnan kemialliset reaktiot tapahtuvat henkilön kehossa.
toinen rauhanen, haima, erittää hormoneja, jotka auttavat määrittämään, onko kehon pääasiallinen aineenvaihdunta milloinkin anabolinen vai katabolinen. Esimerkiksi runsaan aterian jälkeen anabolia voittaa katabolian, koska syöminen lisää glukoosin-kehon tärkeimmän polttoaineen – pitoisuutta veressä. Haima poimii suurimman glukoosipitoisuuden ja erittää hormoni-insuliinia, joka kertoo solujen lisäävän anabolisia toimintoja.
aineenvaihdunta on monimutkainen kemiallinen prosessi, joten ei ole yllättävää, että monet ihmiset pyrkivät yksinkertaistamaan sitä ja kuvittelevat sen vain sellaiseksi, joka vaikuttaa siihen, kuinka helposti kehomme lihoo tai laihtuu. Siinä kalorit astuvat kuvaan. Kalori on yksikkö, joka mittaa, kuinka paljon energiaa tietty ruoka antaa keholle. Suklaapatukka sisältää enemmän kaloreita kuin omena, eli se antaa keholle enemmän energiaa-ja joskus enemmän kuin se tarvitsee. Aivan kuten auto varastoi bensiiniä tankkiin, kunnes se tarvitsee sitä Moottorin polttoaineeksi, elimistö varastoi kaloreita-pääasiassa rasvaa. Jos auton bensatankki täyttyy liikaa, se ylivuotaa ja kaasu valuu tielle. Samoin, jos henkilö syö liikaa kaloreita, ne ”ylivuoto”muodossa liikaa rasvaa.
ihmisen päivässä polttamien kaloreiden määrään vaikuttavat liikunnan määrä, kehon rasvan ja lihasten määrä sekä BMR. Perusaineenvaihdunta on nopeus, jolla henkilö ”polttaa” energiaa kaloreiden muodossa levossa. Perusaineenvaihdunnalla voi olla rooli ihmisen taipumuksessa lihoa. Esimerkiksi henkilö, jolla on hidas BMR (eli joka polttaa vähän kaloreita levätessään tai nukkuessaan), pyrkii lihomaan enemmän kuin henkilö samankokoinen keskimääräinen BMR, joka syö saman määrän ruokaa ja käyttää saman verran.
mitkä tekijät vaikuttavat ihmisen perusaineenvaihduntaan? Jossain määrin perusaineenvaihdunta periytyy. Joskus terveysongelmat voivat vaikuttaa perusaineenvaihduntaan. Mutta itse asiassa henkilö voi muokata perusaineenvaihduntaansa jossain määrin. Esimerkiksi, jos henkilö alkaa käyttää enemmän, ei vain polttaa enemmän kaloreita suoraan liikunnan, mutta asentaja myös nopeuttaa niiden BMR. BMR: ään vaikuttaa myös kehon koostumus-ihmisillä, joilla on enemmän lihaksia ja vähemmän rasvaa, on yleensä nopeampi BMR.
ongelmat, jotka voivat vaikuttaa aineenvaihduntaan
yleisesti ottaen aineenvaihduntahäiriö on mikä tahansa tila, jonka aiheuttaa epänormaali kemiallinen reaktio kehon soluissa. Useimmat aineenvaihdunnan häiriöt johtuvat joko epänormaaleista entsyymien tai hormonien pitoisuuksista veressä tai ongelmista näiden entsyymien tai hormonien toiminnassa. Kun tiettyjä kemikaaleja ei voida metaboloida tai ne metaboloituvat väärin, tämä voi johtaa myrkyllisten aineiden kertymiseen elimistöön tai elimistön normaalille toiminnalle välttämättömien aineiden puutteeseen-jotka molemmat voivat johtaa vakaviin oireisiin.
jotkut aineenvaihduntasairaudet periytyvät. Näitä sairauksia kutsutaan synnynnäisiksi aineenvaihdunnan virheiksi. Vastasyntyneet seulotaan rutiininomaisesti monien näiden aineenvaihduntasairauksien varalta mahdollisimman pian. Monet näistä synnynnäisistä aineenvaihdunnan virheistä voivat johtaa vakaviin komplikaatioihin tai jopa kuolemaan, jos niitä ei saada hallintaan ruokavaliolla tai lääkityksellä varhaisessa vaiheessa.
esimerkkejä näistä häiriöistä ovat:
G6PD-puutos. G6PD (glukoosi-6-fosfaattidehydrogenoitu) on yksi monista entsyymeistä, jotka säätelevät solujen aineenvaihduntaa. Punasoluista valmistettu G6PD auttaa elimistöä metaboloimaan hiilihydraatteja. Kun veressä ei ole riittävästi G6PD: tä, punasoluja ei voida suojata tiettyjen kemikaalien tuhoisilta vaikutuksilta, jolloin ne rappeutuvat tai tuhoutuvat, mikä tunnetaan hemolyyttisenä anemiana. Hemolyysiksi kutsutussa prosessissa punasolut tuhoutuvat ennenaikaisesti, eikä luuydin (luukudoksen pehmeä, huokoinen osa, jossa punasoluja valmistetaan) pysty tuottamaan uusia punasoluja riittävän nopeasti kompensoidakseen menetykset. Lapset, joilla on G6PD-puutos, voivat olla kalpeita ja / tai väsyneitä ja heillä on kiihtynyt sydän ja hengitysnopeus. Heillä voi myös olla paksuuntunut perna ja / tai keltaisuus-kellastumista ihon ja silmänvalkuaisten. G6PD-puutosta hoidetaan yleensä lopettamalla sen aiheuttaneet lääkkeet tai hoitamalla punasolujen tuhoutumista aiheuttavaa sairautta tai infektiota.
galaktosemia. Tätä ongelmaa sairastavilla lapsilla ei ole riittävästi maitosokeria hajottavaa entsyymiä, galaktoosia. Tämä entsyymi on valmistettu maksassa. Jos maksa ei tuota riittävästi tätä entsyymiä, galaktoosia kertyy vereen, mikä johtaa vakaviin terveysongelmiin. Oireet ilmaantuvat yleensä ensimmäisten elinpäivien aikana ja niihin kuuluvat oksentelu, maksatulehdus ja keltaisuus. Jos galaktosemiaa ei diagnosoida ja hoideta varhaisessa vaiheessa, se voi johtaa maksa -, munuais-ja aivovaurioihin.
kilpirauhasen liikatoiminta. Kilpirauhasen liikatoiminta johtuu liian reaktiivisesta kilpirauhasesta. Tämä rauhanen erittää liikaa tyroksiinia, joka kiihdyttää perusaineenvaihduntaa. Se aiheuttaa oireita, kuten laihtumista, kiihtynyttä sykettä, korkeaa verenpainetta, silmien pullistumista ja kilpirauhasen paksuuntumisesta johtuvaa kaulatulehdusta (struuma). Sairaus voidaan saada kuriin sovittelulla, leikkauksella tai sädehoidolla.
kilpirauhasen vajaatoiminta. Kilpirauhasen vajaatoiminta johtuu olemattomasta tai huonosti reaktiivisesta kilpirauhasesta ja on yleensä seurausta etenevästä ongelmasta tai sairaudesta, joka tuhoaa kilpirauhasen. Tämä rauhanen erittää riittämättömän määrän tyroksiinia, joka hidastaa perusaineenvaihduntaa. Vauvoilla ja lapsilla, joita ei hoideta kunnolla, kilpirauhasen vajaatoiminta voi aiheuttaa kasvua ja kehitysvammaisuutta. Kilpirauhasen vajaatoiminta hidastaa kehon prosesseja ja aiheuttaa väsymystä, sydämen sykkeen laskua, liiallista painonnousua ja ummetusta. Lapset ja nuoret, joilla on diagnosoitu tämä häiriö, voidaan hoitaa oraalisella kilpirauhashormonilla kilpirauhashormonitasojen normalisoimiseksi veressään.
fenyyliketonuria. Tämä häiriö johtuu viasta entsyymissä, joka on vastuussa aminohappo fenyylialaniinin hajottamisesta. Tämä aminohappo on välttämätön imeväisten ja lasten normaalille kasvulle ja proteiinien valmistukselle, mutta kun sitä kertyy liikaa, se voi vaikuttaa aivokudokseen aiheuttaen kehitysvammaisuutta. Varhainen diagnoosi ja ruokavalion rajoitukset fenyylialaniinin kertymisen estämiseksi voivat estää tai vähentää näiden komplikaatioiden vakavuutta.
tyypin 1 diabetes. Tyypin 1 diabetes ilmenee, kun haima ei tuota tai vapauta riittävästi insuliinia. Taudin oireita ovat liiallinen virtsaaminen, erittäin janoinen ja hyvin nälkäinen olo sekä painon menettäminen. Pitkällä aikavälillä tauti voi johtaa munuaisongelmiin, hermovaurion aiheuttamaan kipuun, sokeuteen ja sydän-ja verisuonitauteihin. Tyypin 1 diabetesta sairastavat lapset ja teini-ikäiset tarvitsevat säännöllisiä insuliinipistoksia ja verensokerin hallintaa vähentääkseen riskiä sairastua diabetekseen liittyviin terveysongelmiin.
tyypin 2 diabetes. Tyypin 2 diabetesta esiintyy, kun elimistö ei reagoi insuliiniin normaalisti. Tämän häiriön oireet ovat samanlaisia kuin tyypin 1 diabeteksessa. Monet tämän tyypin diabetesta sairastavat lapset ovat ylipainoisia, joten tämän tekijän uskotaan vaikuttavan heidän alhaisempaan insuliinireaktiivisuuteensa. Jotkut ihmiset reagoivat hyvin ruokavalion muutoksiin yhdistettynä liikuntaan ja suun kautta annettavaan lääkitykseen, mutta on tapauksia, joissa insuliinipistoksia tarvitaan. Verensokeritasojen säätely vähentää riskiä sairastua samoihin pitkäaikaisiin terveysongelmiin, joita tyypin 1 diabetekseen liittyy.
arvostellut: Steven Dowshen, MD
arvosteltu: kesäkuu 2015