Метаболизм — это один из самых важных и одновременно самых непонятных процессов в организме. Люди часто говорят: «У меня медленный обмен веществ» или «Хочу ускорить метаболизм», не совсем понимая, о чём идёт речь. Тем временем именно метаболизм определяет, как мы используем пищу, сколько энергии тратим, как быстро набираем вес или худеем, и даже — насколько быстро стареем.
В этой статье мы подробно и простым языком объясним, что такое метаболизм, как он работает, от чего зависит и как его можно повлиять. Минимум воды — максимум пользы.
Терминология.
Этимология.
Слово «метаболизм» происходит от греческого metabolē, что означает «изменение» или «перемена». В биологию этот термин пришёл через медицину, где он начал означать все химические процессы, происходящие в живом организме.
Определение (научное, клиническое, учебное).
Научное определение: метаболизм — это совокупность всех химических реакций в организме, направленных на поддержание жизни. Он включает:
- получение и преобразование энергии,
- синтез необходимых веществ,
- удаление продуктов распада и токсинов.
Что такое метаболизм простыми словами?
Если упростить до предела, метаболизм — это то, как ваш организм превращает еду и кислород в энергию, строительный материал и тепло. Всё, что вы съели, вдохнули и выпили — включается в обмен веществ. И чем он работает эффективнее, тем лучше вы себя чувствуете.
Базовые понятия метаболизма.
Анаболизм и катаболизм.
Метаболизм делится на два основных направления:
- Катаболизм — процессы распада: расщепление еды на простые вещества и высвобождение энергии.
- Анаболизм — процессы строительства: использование энергии и строительных элементов для восстановления клеток, роста мышц, синтеза гормонов и т. д.
Оба направления работают параллельно и балансируют друг друга. Без катаболизма не будет энергии, без анаболизма — восстановления и роста.
Энергетический обмен (АТФ, калории).
Энергия в теле измеряется в калориях. Она хранится и используется в виде молекул АТФ (аденозинтрифосфат), которые вырабатываются во всех клетках организма. Именно АТФ питает:
- мышечные сокращения,
- работу сердца,
- мозговую активность,
- обмен веществ в клетках.
Чем больше потребности организма — тем выше расход энергии и выше метаболизм.
Базовый уровень обмена веществ (BMR).
BMR (Basal Metabolic Rate) — это количество энергии (калорий), которое ваше тело тратит в состоянии полного покоя, только на поддержание жизни: дыхание, работу органов, регуляцию температуры и т. д.
Условно говоря, даже если вы пролежите в постели весь день, вы всё равно сожжёте 1000–2000 ккал — это и есть ваш базовый метаболизм. Он зависит от:
- веса,
- роста,
- возраста,
- пола,
- количества мышечной массы.
Факторы, влияющие на скорость обмена веществ.
Генетика.
Генетика задаёт базовую эффективность обменных процессов. У кого-то от рождения высокий уровень активности щитовидной железы, больше митохондрий (энергетических станций клетки), и они тратят энергию быстрее. У других — метаболизм изначально медленнее.
Возраст и пол.
С возрастом метаболизм замедляется. Уже после 30 лет скорость BMR начинает постепенно снижаться, особенно если снижается мышечная масса и физическая активность. У мужчин обычно обмен веществ выше — из-за большей мышечной массы и уровня тестостерона.
Гормональный фон.
Гормоны напрямую регулируют обмен веществ. Наиболее важны:
- Тироксин (Т4) и трийодтиронин (Т3) — ускоряют метаболизм;
- Инсулин — регулирует уровень сахара в крови и синтез жиров;
- Кортизол — отвечает за стрессовую адаптацию, но при избытке замедляет обмен и приводит к накоплению жира.
Состав тела: соотношение мышц и жира.
Мышцы тратят больше энергии, чем жировая ткань, даже в покое. Поэтому люди с развитой мускулатурой имеют более высокий метаболизм. Потеря мышц (например, при сидячем образе жизни или старении) — частая причина снижения обмена веществ.
Режим питания и физическая активность.
Питание и движение — два мощнейших регулятора обмена:
- Недоедание или резкие диеты замедляют метаболизм.
- Регулярные приёмы пищи и разнообразное питание — поддерживают стабильный обмен.
- Физическая нагрузка (особенно силовая) стимулирует рост мышц и «разгоняет» обмен.
Даже небольшая ежедневная активность (ходьба, лестницы, домашние дела) — уже повышает общий расход энергии.
Ключевые энергетические пути.
Гликолиз и цикл Кребса.
Гликолиз — это процесс расщепления глюкозы (сахара) до молекул пирувата с выделением небольшого количества энергии (АТФ). Это первая и быстрая ступень энергетического обмена.
Далее пируват поступает в цикл Кребса (цикл лимонной кислоты), где происходит полноценное сжигание углеродов, с выделением углекислого газа и большого количества АТФ. Этот процесс требует кислорода, поэтому он называется аэробным.
Бета-окисление жиров.
Когда в теле недостаточно углеводов (например, при дефиците калорий или на низкоуглеводной диете), организм переходит к сжиганию жиров. Жирные кислоты проходят процесс, называемый бета-окислением, который тоже даёт АТФ, но медленнее, чем углеводы.
Жиры — мощный источник энергии, но они плохо «работают» в условиях высокой нагрузки, где телу нужно топливо быстро.
Синтез белка и глюконеогенез.
Анаболические процессы, такие как синтез белка (восстановление мышц после тренировок), требуют энергии и аминокислот.
В условиях длительного голода или низкоуглеводной диеты организм может включить глюконеогенез — процесс образования глюкозы из белков (в том числе мышечных). Это крайняя мера выживания и при длительном повторении ведёт к потере мышечной массы.
Роль макро- и микронутриентов.
Белки, жиры, углеводы.
Каждый макронутриент играет свою роль:
- Белки — строительный материал для клеток, ферментов и гормонов. Требуют много энергии на переваривание (эффект термогенеза).
- Жиры — основной источник энергии в покое. Важны для работы мозга, гормонального фона и усвоения жирорастворимых витаминов.
- Углеводы — основное «топливо» для мозга и мышц при интенсивной работе. Быстро расщепляются и дают энергию.
*Важно:* не существует плохих нутриентов. Важно их соотношение и качество.
Витамины и минералы.
Микронутриенты не дают энергии, но они участвуют во всех обменных реакциях. Без них метаболизм не может работать нормально. Примеры:
- Йод — необходим для выработки гормонов щитовидной железы.
- Железо — участвует в переносе кислорода и синтезе АТФ.
- Витамины группы B — коферменты в углеводном и жировом обмене.
- Магний — регулирует сотни ферментативных реакций.
Вода и электролиты.
Без воды невозможен ни один метаболический процесс. Она участвует в терморегуляции, транспортировке веществ, удалении шлаков и токсинов. Электролиты (натрий, калий, кальций) поддерживают водно-солевой баланс и проводимость нервных импульсов.
Гормональная регуляция метаболизма.
Щитовидные гормоны.
Тироксин (Т4) и трийодтиронин (Т3), вырабатываемые щитовидной железой, — это главные регуляторы общего обмена веществ. Они ускоряют все обменные процессы, увеличивают потребление кислорода клетками, стимулируют расщепление жиров и синтез белка.
При недостатке этих гормонов (гипотиреозе) обмен резко замедляется — появляются вялость, набор веса, отёки, ощущение холода.
Инсулин и глюкагон.
Инсулин — гормон поджелудочной железы, который:
- понижает уровень сахара в крови,
- помогает клеткам усваивать глюкозу,
- стимулирует накопление жиров и гликогена.
Глюкагон, напротив, активизируется при голоде и запускает распад жиров и высвобождение глюкозы. Вместе они регулируют баланс между накоплением и расходом энергии.
Кортизол, адреналин и стресс.
Кортизол — гормон стресса, который при кратковременном повышении помогает организму адаптироваться. Но при хроническом стрессе он:
- замедляет метаболизм,
- провоцирует накопление жира (особенно в области живота),
- разрушает мышечную ткань.
Адреналин, наоборот, кратковременно ускоряет обмен веществ, мобилизует жиры и углеводы в кровь, стимулирует сердечную и мышечную активность.
Половые гормоны.
Тестостерон и эстроген также влияют на обмен веществ:
- Тестостерон увеличивает синтез белка, мышечную массу и ускоряет обмен.
- Эстроген регулирует жировой обмен, влияет на чувствительность к инсулину.
С возрастом уровень этих гормонов снижается — что частично объясняет замедление метаболизма после 40 лет.