metabolizm
(Metabolism)
nasze ciała otrzymują energię, która potrzebuje pożywienia poprzez metabolizm zestaw reakcji chemicznych, które zachodzą w komórkach organizmu, co pozwala na przekształcenie energii, które zawierają żywność w paliwo, które potrzebujemy, aby wszystko, co robimy, z ruchu myśleć i rosnąć.
podstawowe aspekty
w naszym ciele istnieją pewne białka, które kontrolują reakcje chemiczne metabolizmu, a wszystkie te reakcje chemiczne są skoordynowane z innymi funkcjami organizmu. W rzeczywistości tysiące reakcji metabolicznych zachodzą jednocześnie – wszystkie są regulowane przez nasz organizm-co pozwala naszym komórkom być zdrowym i prawidłowo funkcjonować.
metabolizm jest ciągłym procesem, który rozpoczyna się w momencie poczęcia, a kończy śmiercią. Jest to niezbędny proces dla wszystkich form życia, nie tylko dla ludzi. Jeśli metabolizm w żywej istocie ustanie, następuje śmierć.
oto przykład tego, jak zachodzi proces metabolizmu u ludzi-i zaczyna się od roślin. Po pierwsze, zielone rośliny czerpią energię ze światła słonecznego. Rośliny wykorzystują tę energię i cząsteczkę zwaną chlorofilem (która nadaje im charakterystyczny zielony kolor) do produkcji cukrów z wody i dwutlenku węgla, procesu zwanego fotosyntezą.
kiedy ludzie i zwierzęta połykają rośliny (lub, jeśli są mięsożerne, połykają mięso zwierząt, które zjadły rośliny), włączają tę energię (w postaci cukru) wraz z innymi chemikaliami potrzebnymi do produkcji komórek. Następnym krokiem jest rozbicie cukru, aby energia wytwarzana w procesie mogła dotrzeć do wszystkich komórek organizmu, które wykorzystają go jako paliwo.
kiedy jemy żywność, cząsteczki obecne w układzie trawiennym zwane enzymami rozkładają białka na aminokwasy, tłuszcze na kwasy tłuszczowe i węglowodany na cukry proste (takie jak glukoza). Oprócz cukru organizm może wykorzystywać zarówno aminokwasy, jak i kwasy tłuszczowe jako źródła energii, gdy ich potrzebuje. Związki te są wchłaniane przez krew, która jest odpowiedzialna za transport ich do komórek ciała.
po wejściu do komórek inne enzymy działają w celu przyspieszenia lub regulacji reakcji chemicznych niezbędnych do „metabolizmu” tych związków. Podczas tych procesów energia wytwarzana ze związków może być uwalniana do użytku przez organizm lub przechowywana w tkankach organizmu, szczególnie w wątrobie, mięśniach i tkankach tłuszczowych.
tak więc w głębi duszy metabolizm jest rodzajem żonglerki, w której jednocześnie zaangażowane są dwa rodzaje aktywności: produkcji tkanek ciała i tworzenia rezerw energii, z jednej strony, i rozpadu tkanek ciała i rezerw energii, aby uzyskać paliwo potrzebne do funkcji organizmu, z drugiej:
- metabolizm, lub metabolizm w konstruktywny, jest wytwarzanie i przechowywanie: jest to podstawa do wzrostu nowych komórek, utrzymania tkanek ciała i tworzenia rezerw energii do ponownego wykorzystania w przyszłości. Podczas anabolizmu proste cząsteczki o zmniejszonej wielkości są modyfikowane w celu wytworzenia bardziej złożonych i większych cząsteczek węglowodanów, białek i tłuszczów.
- katabolizm lub destrukcyjny metabolizm to proces, w którym wytwarzana jest energia potrzebna do całej aktywności komórkowej. W tym procesie komórki rozkładają duże cząsteczki (głównie z węglowodanów i tłuszczów) w celu uzyskania energii. Wytwarzana energia, oprócz tego, że jest paliwem niezbędnym do procesów anabolicznych, pozwala na ogrzewanie ciała, poruszanie nim i kurczenie się mięśni. Kiedy związki chemiczne rozkładają się na prostsze substancje, odpady uwalniane w procesie są wydalane z organizmu przez skórę, nerki, płuca i jelita.
kilka hormonów wytwarzanych przez układ hormonalny jest odpowiedzialnych za kontrolowanie szybkości i poczucia metabolizmu, to znaczy, czy jest anaboliczny czy kataboliczny. Tyroksyna, hormon wytwarzany i uwalniany przez tarczycę, odgrywa kluczową rolę w określaniu szybkości, z jaką zachodzą reakcje chemiczne metabolizmu w ludzkim ciele.
inny gruczoł, trzustka, uwalnia hormony, które pomagają ustalić, czy podstawowa aktywność metaboliczna organizmu w danym momencie będzie anaboliczna czy kataboliczna. Na przykład po obfitym posiłku anabolizm przeważa nad katabolizmem, ponieważ sam fakt jedzenia zwiększa stężenie glukozy-głównego paliwa organizmu – we krwi. Trzustka wychwytuje najwyższe stężenie glukozy i uwalnia hormon insulinę, który sygnalizuje komórkom wzrost ich aktywności anabolicznej.
metabolizm jest złożonym procesem chemicznym, więc nic dziwnego, że wiele osób ma tendencję do upraszczania go, postrzegając go po prostu jako coś, co wpływa na to, jak łatwo nasze ciała przybierają lub tracą na wadze. W tym miejscu wchodzą kalorie. Kaloria to jednostka miary, która mierzy ilość energii dostarczanej przez organizm do określonego pokarmu. Baton ma więcej kalorii niż jabłko, co oznacza, że dostarcza organizmowi więcej energii-a czasem więcej, niż potrzebuje. Tak jak samochód przechowuje benzynę w zbiorniku, dopóki nie potrzebuje jej do zasilania silnika, ciało przechowuje kalorie-głównie w postaci tłuszczu. Jeśli zbiornik paliwa samochodu jest przepełniony, przepełnia się, a Benzyna wylewa się na jezdnię. Podobnie, jeśli dana osoba spożywa zbyt dużo kalorii,” przepełnia się ” w postaci nadmiaru tłuszczu.
liczba kalorii, które osoba spala w ciągu dnia, zależy od ilości ćwiczeń fizycznych, ilości tłuszczu i mięśni zawartych w jego ciele oraz jego podstawowej przemiany materii. Podstawowy metabolizm jest miarą szybkości, z jaką dana osoba „spala” energię w postaci kalorii w spoczynku. Podstawowy metabolizm może odgrywać rolę w tendencji osoby do przybierania na wadze. Na przykład osoba z powolnym podstawowym metabolizmem (to znaczy, która spala niewiele kalorii podczas odpoczynku lub snu) będzie miała tendencję do przybierania na wadze więcej niż osoba o tej samej wielkości ze średnim podstawowym metabolizmem, która spożywa taką samą ilość jedzenia i wykonuje taką samą ilość ćwiczeń.
jakie czynniki wpływają na podstawowy metabolizm człowieka? Do pewnego stopnia podstawowy metabolizm jest dziedziczony. Czasami problemy zdrowotne mogą wpływać na podstawowy metabolizm. Ale w rzeczywistości osoba może w pewnym stopniu zmienić swój podstawowy metabolizm. Na przykład, jeśli dana osoba zaczyna ćwiczyć więcej, nie tylko spala więcej kalorii bezpośrednio poprzez aktywność fizyczną, ale także staje się zdrowsza, co również przyspiesza ich podstawowy metabolizm. Podstawowy metabolizm zależy również od składu ciała-ludzie, którzy mają więcej mięśni i mniej tłuszczu, zwykle mają szybszy podstawowy metabolizm.
problemy, które mogą wpływać na metabolizm
ogólnie rzecz biorąc, zaburzenie metaboliczne to każdy stan spowodowany nieprawidłową reakcją chemiczną w komórkach organizmu. Większość zaburzeń metabolicznych jest spowodowana nieprawidłowymi stężeniami enzymów lub hormonów we krwi lub problemami w funkcjonowaniu tych enzymów lub hormonów. Gdy niektóre substancje chemiczne nie mogą być metabolizowane lub niewłaściwie metabolizowane, może to prowadzić do gromadzenia się toksycznych substancji w organizmie lub niedoboru substancji niezbędnych do prawidłowego funkcjonowania organizmu; obie sytuacje mogą prowadzić do poważnych objawów.
niektóre choroby metaboliczne są dziedziczone. Choroby te są znane jako wrodzone błędy metaboliczne. Noworodki regularnie poddawane są testom przesiewowym w celu wykrycia wielu z tych chorób metabolicznych w krótkim czasie. Wiele z tych wrodzonych błędów metabolicznych może prowadzić do poważnych komplikacji, a nawet śmierci, jeśli nie są monitorowane za pomocą diety lub leków bardzo wcześnie.
przykłady takich zaburzeń obejmują:
niedobór G6PD. G6PD (odwodorniony glukozo-6-fosforan; skrót od angielskiego) jest jednym z wielu enzymów regulujących metabolizm komórkowy. G6PD wykonany w czerwonych krwinkach pomaga organizmowi wchłonąć węglowodany. Gdy we krwi nie ma wystarczającej ilości G6PD, czerwone krwinki nie mogą być chronione przed niszczącym działaniem niektórych substancji chemicznych, co prowadzi do ich pogorszenia lub zniszczenia-zaburzenia znanego jako niedokrwistość hemolityczna. W procesie zwanym „hemolizą” czerwone krwinki są przedwcześnie niszczone, a szpik kostny (miękka, gąbczasta część tkanki kostnej, w której wytwarzane są czerwone krwinki) nie może wytwarzać nowych czerwonych krwinek w wystarczająco szybkim tempie, aby zrekompensować straty. Dzieci z niedoborem G6PD mogą być blade i / lub zmęczone oraz mieć kołatanie serca i oddychanie. Mogą również mieć pogrubioną śledzionę i / lub żółtaczkę-zażółcenie skóry i białych oczu. Niedobór G6PD jest zwykle leczony przez odstawienie leków, które go spowodowały, lub leczenie choroby lub infekcji, która powoduje zniszczenie czerwonych krwinek.
galaktozemia. Niemowlęta urodzone z tym problemem nie mają wystarczającej ilości enzymu odpowiedzialnego za rozkład cukru mlecznego zwanego galaktozą. Enzym ten jest wytwarzany w wątrobie. Jeśli wątroba nie wytwarza wystarczającej ilości tego enzymu, galaktoza gromadzi się we krwi, co może prowadzić do poważnych problemów zdrowotnych. Objawy zwykle pojawiają się w ciągu pierwszych kilku dni życia i obejmują wymioty, zapalenie wątroby i żółtaczkę. Jeśli nie zostanie zdiagnozowany i leczony na czas, galaktozemia może prowadzić do uszkodzenia wątroby, nerek i mózgu.
nadczynność tarczycy. Nadczynność tarczycy jest spowodowana nadmiernie reaktywną tarczycą. Gruczoł ten uwalnia nadmiar tyroksyny, co przyspiesza podstawowy metabolizm. Powoduje to objawy, takie jak utrata masy ciała, kołatanie serca, wysokie ciśnienie krwi, wybrzuszone oczy i zapalenie szyi, co prowadzi do pogrubienia tarczycy (wole). Chorobę tę można kontrolować za pomocą mediacji, operacji lub radioterapii.
niedoczynność tarczycy. Niedoczynność tarczycy występuje z powodu nieistniejącej lub słabo reaktywnej tarczycy i zwykle jest konsekwencją ewolucyjnego problemu lub choroby, która niszczy tarczycę. Gruczoł ten uwalnia niewystarczającą ilość tyroksyny, co spowalnia podstawowy metabolizm. U niemowląt i dzieci, które nie są odpowiednio leczone, niedoczynność tarczycy może prowadzić do upośledzenia umysłowego i zahamowania wzrostu. Niedoczynność tarczycy spowalnia procesy organizmu i prowadzi do zmęczenia, zmniejszenia częstości akcji serca, nadmiernego przyrostu masy ciała i zaparć. Dzieci i Młodzi dorośli, u których zdiagnozowano tę chorobę, mogą być leczeni doustnym hormonem tarczycy w celu normalizacji stężenia hormonów tarczycy we krwi.
fenyloketonuria. Zaburzenie to jest spowodowane defektem enzymu odpowiedzialnego za rozkład aminokwasu fenyloalaniny. Ten aminokwas jest niezbędny do prawidłowego wzrostu u niemowląt i dzieci oraz do produkcji białka, ale gdy gromadzi się w nadmiarze, może wpływać na tkankę mózgową, powodując upośledzenie umysłowe. Wczesna diagnoza i ograniczenia dietetyczne zapobiegające gromadzeniu się fenyloalaniny w organizmie pozwalają uniknąć lub złagodzić nasilenie tych powikłań.
cukrzyca typu 1. Cukrzyca typu 1 występuje, gdy trzustka nie wytwarza lub uwalnia wystarczającej ilości insuliny. Objawy tej choroby obejmują nadmierne oddawanie moczu, ekstremalne pragnienie i głód oraz utratę wagi. W dłuższej perspektywie choroba ta może prowadzić do problemów z nerkami, bólu spowodowanego uszkodzeniem układu nerwowego, ślepoty i chorób sercowo-naczyniowych. Dzieci i Młodzi dorośli z cukrzycą typu 1 powinni regularnie podawać insulinę i monitorować stężenie cukru we krwi, aby zmniejszyć ryzyko wystąpienia problemów zdrowotnych związanych z cukrzycą.
cukrzyca typu 2. Cukrzyca typu 2 występuje, gdy organizm nie reaguje normalnie na insulinę. Objawy tego zaburzenia są podobne do objawów cukrzycy typu 1. Wiele dzieci, u których rozwija się ten rodzaj cukrzycy, ma nadwagę, dlatego uważa się, że czynnik ten odgrywa ważną rolę w ich niższej reaktywności na insulinę. Niektóre osoby dobrze reagują na zmiany w diecie w połączeniu z ćwiczeniami i lekami doustnymi, ale zdarzają się przypadki, w których konieczne są zastrzyki z insuliny. Kontrolowanie stężenia cukru we krwi zmniejsza ryzyko wystąpienia tych samych długoterminowych problemów zdrowotnych związanych z cukrzycą typu 1.
Recenzja: Stephen Doschen, MD
Data recenzji: czerwiec 2015 r.