Metabolism
(Metabolism)
våra kroppar får den energi de behöver från mat genom metabolism, en uppsättning kemiska reaktioner som äger rum i kroppens celler som omvandlar energin i mat till det bränsle vi behöver för allt vi gör, från att flytta till att tänka och växa.
Fundamentals
i våra kroppar finns det specifika proteiner som kontrollerar de kemiska reaktionerna i ämnesomsättningen, och alla dessa kemiska reaktioner samordnas med andra kroppsfunktioner. Faktum är att tusentals metaboliska reaktioner äger rum inom oss samtidigt-alla regleras av vår kropp – som gör det möjligt för våra celler att vara friska och fungera ordentligt.
Metabolism är en konstant process som börjar vid befruktningen och slutar med döden. Det är en viktig process för alla former av liv, inte bara för människor. Om metabolism stoppas i ett levande varelse, följer döden.
här är ett exempel på hur metabolismsprocessen fungerar hos människor-och det börjar med växter. För det första får gröna växter energi från solljus. Växter använder den energin och en molekyl som kallas klorofyll (vilket ger dem sin karakteristiska gröna färg) för att göra sockerarter från vatten och koldioxid, en process som kallas fotosyntes.
när människor och djur äter växter (eller, om de är köttätare, äter kött från djur som har ätit växter), innehåller de den energin (i form av socker), tillsammans med andra kemikalier som är nödvändiga för att göra celler. Nästa steg är att bryta ner sockret så att den energi som produceras i processen kan nå alla kroppens celler, som kommer att använda den som bränsle.
när vi äter en mat bryter molekyler i matsmältningssystemet som kallas enzymer ner proteiner till aminosyror, fetter till fettsyror och kolhydrater till enkla sockerarter (som glukos). Förutom socker kan kroppen använda både aminosyror och fettsyror som energikällor när den behöver dem. Dessa föreningar absorberas av blodet, vilket är ansvarigt för att transportera dem till kroppsceller.
en gång inuti cellerna ingriper andra enzymer för att påskynda eller reglera de kemiska reaktioner som behövs för att ”metabolisera” dessa föreningar. Under dessa processer kan energin från föreningarna frisättas för användning av kroppen eller lagras i kroppsvävnader, särskilt levern, musklerna och kroppsfettet.
på detta sätt är metabolism i grunden ett slags Jonglering där två typer av aktiviteter är inblandade samtidigt: tillverkningen av kroppsvävnader och skapandet av energireserver å ena sidan och nedbrytningen av kroppsvävnader och energilager för att erhålla det nödvändiga bränslet för kroppens funktioner å andra sidan:
- anabolism, eller konstruktiv metabolism, är att producera och lagra: det är grunden för tillväxten av nya celler, underhållet av kroppsvävnaderna och skapandet av reserver av energi för att kunna använda i framtiden. Under anabolism modifieras små, enkla molekyler för att bygga större, mer komplexa molekyler av kolhydrater, proteiner och fetter.
- katabolism, eller destruktiv metabolism, är den process genom vilken den energi som behövs för alla cellulära aktiviteter produceras. I denna process bryter celler ner stora molekyler (mestadels kolhydrater och fetter) för energi. Den producerade energin, förutom att vara det nödvändiga bränslet för anabola processer, gör det möjligt att värma kroppen, flytta den och dra ihop musklerna. När kemiska föreningar bryts ner i enklare ämnen, utvisas de avfallsprodukter som utsöndras i processen ut ur kroppen genom huden, njurarna, lungorna och tarmarna.
flera hormoner som tillverkas av det endokrina systemet styr metabolismens hastighet och riktning, dvs om det är anaboliskt eller kataboliskt. Tyroxin, ett hormon som produceras och utsöndras av sköldkörteln, spelar en nyckelroll för att bestämma den hastighet med vilken kemiska reaktioner av metabolism uppträder i en persons kropp.
en annan körtel, bukspottkörteln, utsöndrar hormoner som hjälper till att avgöra om kroppens huvudsakliga metaboliska aktivitet vid varje given tidpunkt kommer att vara anabolisk eller katabolisk. Till exempel, efter en riklig måltid, dominerar anabolism över katabolism eftersom ätning ökar koncentrationen av glukos-kroppens huvudbränsle – i blodet. Bukspottkörteln tar upp den högsta koncentrationen av glukos och utsöndrar hormoninsulinet, vilket berättar för celler att öka sina anabola aktiviteter.
Metabolism är en komplex kemisk process, så det är ingen överraskning att många människor tenderar att förenkla det och uppfattar det helt enkelt som något som påverkar hur lätt våra kroppar får eller går ner i vikt. Det är där kalorier kommer in. En kalori är en enhet som mäter hur mycket energi en viss mat ger kroppen. En chokladkaka innehåller mer kalorier än ett äpple, vilket innebär att det ger kroppen mer energi-och ibland mer än den behöver. Precis som en bil lagrar bensin i tanken tills den behöver den för att bränna motorn, lagrar kroppen kalorier-främst i form av fett. Om bensintanken i en bil är överfylld kommer den att rinna över och gasen kommer att spillas på vägen. På samma sätt, om en person äter för många kalorier, kommer de att ”överflödas” i form av överskott av kroppsfett.
antalet kalorier en person bränner på en dag påverkas av mängden fysisk träning de gör, mängden fett och muskler i kroppen och deras BMR. Basal metabolism är ett mått på den hastighet med vilken en person ”bränner” energi, i form av kalorier, i vila. Basal metabolism kan spela en roll i en persons tendens att gå upp i vikt. Till exempel tenderar en person med en långsam BMR (det vill säga som bränner få kalorier medan han vilar eller sover) att få mer vikt än en person av samma storlek med en genomsnittlig BMR som äter samma mängd mat och övar samma mängd.
vilka faktorer påverkar en persons basala metabolism? I viss utsträckning är basal metabolism ärvt. Ibland kan hälsoproblem påverka basal metabolism. Men i själva verket kan en person ändra sin basala metabolism till viss del. Till exempel, om en person börjar träna mer, kommer de inte bara att bränna mer kalorier direkt genom fysisk aktivitet, men att vara montör kommer också att påskynda deras BMR. BMR påverkas också av kroppssammansättning-människor som har mer muskler och mindre fett tenderar att ha en snabbare BMR.
problem som kan påverka ämnesomsättningen
i stort sett är en metabolisk störning något tillstånd som orsakas av en onormal kemisk reaktion i celler i kroppen. De flesta metaboliska störningar beror antingen på onormala nivåer av enzymer eller hormoner i blodet eller på problem i funktionen av dessa enzymer eller hormoner. När vissa kemikalier inte kan metaboliseras eller metaboliseras felaktigt kan detta leda till en uppbyggnad av giftiga ämnen i kroppen eller en brist på ämnen som är nödvändiga för kroppens normala funktion-som båda kan leda till allvarliga symtom.
vissa metaboliska sjukdomar ärvs. Dessa sjukdomar är kända som medfödda fel i ämnesomsättningen. Nyfödda screenas rutinmässigt för många av dessa metaboliska sjukdomar så snart som möjligt. Många av dessa medfödda fel i ämnesomsättningen kan leda till allvarliga komplikationer eller till och med dödsfall om de inte kontrolleras genom kost eller medicinering tidigt.
exempel på dessa störningar inkluderar:
G6PD-brist. G6PD (glukos-6-fosfatdehydrogenerad) är ett av många enzymer som reglerar cellulär metabolism. G6PD, tillverkad i röda blodkroppar, hjälper kroppen att metabolisera kolhydrater. När det inte finns tillräckligt med G6PD i blodet kan röda blodkroppar inte skyddas mot de destruktiva effekterna av vissa kemikalier, vilket får dem att försämras eller förstöra, ett tillstånd som kallas hemolytisk anemi. I en process som kallas hemolys förstörs röda blodkroppar för tidigt och benmärgen (den mjuka, svampiga delen av benvävnad där röda blodkroppar tillverkas) kan inte skapa nya röda blodkroppar i en takt som är tillräckligt snabb för att kompensera för förlusterna. Barn med G6PD-brist kan vara bleka och / eller trötta och har accelererat hjärt-och andningsfrekvens. De kan också ha en förtjockad mjälte och / eller gulsot-gulning av huden och ögonvitorna. G6PD-brist behandlas vanligtvis genom att stoppa de läkemedel som orsakade det i första hand eller genom att behandla sjukdomen eller infektionen som orsakar förstörelse av röda blodkroppar.
galaktosemi. Spädbarn födda med detta problem har inte tillräckligt med enzymet som bryter ner mjölksocker, kallat galaktos. Detta enzym tillverkas i levern. Om levern inte gör tillräckligt med detta enzym byggs galaktos upp i blodet, vilket leder till allvarliga hälsoproblem. Symtom uppträder vanligtvis under de första dagarna av livet och inkluderar kräkningar, leverinflammation och gulsot. Om det inte diagnostiseras och behandlas tidigt kan galaktosemi leda till lever -, njure-och hjärnskador.
hypertyreoidism. Hypertyreoidism beror på en alltför reaktiv sköldkörtel. Denna körtel utsöndrar en överdriven mängd tyroxin, vilket accelererar basal metabolism. Det orsakar symtom som viktminskning, accelererad hjärtfrekvens, högt blodtryck, utbuktande ögon och inflammation i nacken till följd av förtjockning av sköldkörteln (struma). Denna sjukdom kan kontrolleras genom medling, kirurgi eller strålbehandling.
hypotyreos. Hypothyroidism beror på en obefintlig eller dåligt reaktiv sköldkörtel och är vanligtvis resultatet av ett progressivt problem eller sjukdom som förstör sköldkörteln. Denna körtel utsöndrar en otillräcklig mängd tyroxin, vilket saktar ner basal metabolism. Hos spädbarn och barn som inte behandlas ordentligt kan hypotyreos orsaka tillväxt och mental retardation. Hypothyroidism saktar ner kroppsprocesser och orsakar trötthet, minskad hjärtfrekvens, överdriven viktökning och förstoppning. Barn och ungdomar som diagnostiseras med denna sjukdom kan behandlas med oralt sköldkörtelhormon för att normalisera sköldkörtelhormonnivåerna i blodet.
fenylketonuri. Denna störning orsakas av en defekt i enzymet som är ansvarigt för att bryta ner aminosyran fenylalanin. Denna aminosyra är nödvändig för normal tillväxt hos spädbarn och barn och för tillverkning av proteiner, men när den ackumuleras i överskott kan den påverka hjärnvävnaden och orsaka mental retardation. Tidig diagnos och kostbegränsningar för att förhindra ackumulering av fenylalanin i kroppen kan förhindra eller minska svårighetsgraden av dessa komplikationer.
typ 1-diabetes. Typ 1-diabetes uppstår när bukspottkörteln inte producerar eller släpper ut tillräckligt med insulin. Symtom på denna sjukdom inkluderar överdriven urinering, att vara mycket törstig och mycket hungrig och gå ner i vikt. På lång sikt kan denna sjukdom leda till njurproblem, smärta orsakad av neuronal skada, blindhet och hjärt-kärlsjukdom. Barn och tonåringar med typ 1-diabetes behöver regelbundna insulininjektioner och blodsockerkontroll för att minska risken för att utveckla hälsoproblem från diabetes.
typ 2-diabetes. Typ 2-diabetes uppstår när kroppen inte svarar på insulin normalt. Symtomen på denna sjukdom liknar de för typ 1-diabetes. Många barn som utvecklar denna typ av diabetes är överviktiga, så denna faktor tros spela en roll i deras lägre insulinreaktivitet. Vissa människor svarar bra på kostförändringar, i kombination med motion och oral medicinering, men det finns fall där insulininjektioner behövs. Att kontrollera dina blodsockernivåer minskar risken för att utveckla samma långsiktiga hälsoproblem som följer med typ 1-diabetes.
Recenserad av: Steven Dowshen, MD
datum granskad: juni 2015