Вот несколько впечатляющих примеров работоспособности обмена веществ:
✓ Каждая клетка включает в себя около 3 тыс. энзимных систем.
✓ Каждую секунду в клетке одновременно происходят от 30 тыс. до 100 тыс. химических реакций.
✓ Каждый час в организме создается 200 млн новых эритроцитов (красных клеток крови).
✓ В течение 90 с в плазме крови образуются миллионы антител.
Каждое антитело состоит приблизительно из 1200 аминокислот. Все биохимические реакции в рамках обмена веществ управляются так называемыми энзимами, без которых невозможно протекание большинства процессов в живых организмах, в том числе борьбы с высокотоксичными кислородными радикалами. Без них не сократится ни одна мышца. Мы бы задохнулись, умерли от жажды и голода, если бы тысячи этих биокатализаторов не «трудились» дни и ночи напролет.
Нам известны около 2,5 тыс. различных энзимов, которые организм сам синтезирует из белков, кроме того, они поступают в него с пищей, прежде всего сырой. По этой причине недостаток белков фатален для нашего организма. Энзимы действуют только при определенных условиях, и решающее значение при этом имеет температура. Холод деактивирует энзимы, а при повышении температуры они снова обретают активность. При замораживании продуктов деятельность энзимов, разрушающих клетки, приостанавливается. Это позволяет хранить продукты питания длительное время.
Высокие температуры опасны для энзимов. Уже часть из них разрушается при 40 оС, а начиная с 70 оС любая их деятельность становится невозможной. Так, при заболеваниях, длительное время сопровождающихся высокой температурой, мы чувствуем себя разбитыми и обессиленными. Это происходит по той причине, что энзимные системы, производящие в организме энергию, выполняют свои функции «из последних сил».
Большую роль играют и другие сопутствующие факторы, и прежде всего, витамины и минералы, которые организм не производит самостоятельно, а получает с пищей. Они, за небольшим исключением, не являясь «строительным материалом» для синтеза энзимов, принимают самое активное участие в обмене веществ. Они выполняют динамическую роль энергетических центров — катализаторов процессов обмена, т. е. управляют процессами, взаимодействиями организма, не являясь при этом силовыми центрами.
Взаимодействие трех систем превращает в нашем организме пищу в энергию тепла тела, силы мышц, в АТФ (соединение аденозинтрифосфата, известное как универсальный источник энергии для всех био — химических процессов) для создания клеток, их обновления и ликвидации. Таким образом, обмен веществ функционирует благодаря наличию трех взаимозависимых систем (см. табл. 1).
На рисунке 2 схематически показан путь прохождения пищи через наш пищеварительный тракт. Кроме того, проиллюстрировано, как во взаимодействии с другими органами еда преобразуется в энергию.
Пища состоит из тех же питательных веществ, что и наш организм, — углеводов, белков, жиров, витаминов и минералов. И обмен веществ представляет собой не что иное, как получение этих веществ в виде еды и превращение их в присущие организму углеводы, белки, жиры и минералы.
Химические составляющие здорового мужчины весом 65 кг приведены в таблице 2. У женщин доля жира вследствие большого содержания воды выше на 10 %.
Таблица 1
Системы обмена веществ
Таблица 2
Химические составляющие здорового мужчины (вес 65 кг)
Все наши системы принимают участие в работе обмена веществ, к которым относятся следующие системы органов:
✓ Сердце посредством кровообращения транспортирует питательные вещества.
✓ Легкие и вся дыхательная система снабжают кровь кислородом, обеспечивая получение энергии путем «сжигания» в клетках сахара и жирных кислот.
✓ Пищеварение измельчает пищу до состояния резорбируемых (растворимых) молекул с переводом:
Рис. 2. Прохождение пищи через пищеварительный тракт
углеводов → в сахар
белков → в аминокислоты
жиров → в жирные кислоты
Гормональная система регулирует функции органов посредством:
✓ Стероидных гормонов, таких как адреналин и кортизол, наряду с другими функциями повышающих при усиленных нагрузках уровень сахара в крови, противодействующих воспалительным процессам.
✓ Пептидных гормонов — инсулина, глюкагона, регулирующих содержание сахара в крови.
✓ Гормонов щитовидной железы, регулирующих скорость и эффективность обмена веществ.
✓ Простагландинов, кроме всего прочего, противодействующих воспалительным процессам.
Нервная система дает органам возбуждающие или тормозящие импульсы, обеспечивая тем самым их функционирование.
✓ Центральная нервная система включает в себя головной и спинной мозг, отвечающие за обработку поступающих раздражений и ответную реакцию на них, за сознание и мыслительные процессы.
✓ Периферическая нервная система служит своего рода «посредником» между центральной нервной системой и всеми частями тела.
✓ Вегетативная, или автономная, нервная система через симпатическую и парасимпатическую системы регулирует функции всех внутренних органов, в том числе и органов, задействованных в пищеварении.
Еда внутри нас
Продукты питания обеспечивают наш организм питательными веществами и водой, тем самым поддерживая его жизнедеятельность и здоровье. Прием пищи можно рассматривать в двух разных аспектах: еда и утоление голода.
Едой эту процедуру можно назвать тогда, когда вид продукта, его качество и атмосфера приема гармонично совпадают, то есть человек ест сознательно, неторопливо, с чувством, толком и расстановкой. Если вид красиво сервированного блюда доставляет ему удовольствие, а организм уже после первого глотка начинает выбрасывать в кровь гормоны счастья, продукты питания становятся источником жизни, а в процессе пищеварения возникают оптимальные возможности для лучшего усвоения пищи.
Процесс утоления голода является необходимой поставкой топлива в желудок, средством поддержания жизнедеятельности в более или менее сносных условиях повседневной жизни. Эмоциональная составляющая в этом процессе часто может быть совсем не положительной. К примеру, во время ставшего сегодня популярным бизнес-ланча обсуждаются деловые вопросы, нередко содержащие темы, вызывающие отрицательные эмоциональные нагрузки, которые соответствующим образом влияют на процессы пищеварения.
Многие служившие в армии, наверное, вспомнят, как во время ночных учений вдруг звучал приказ: «Прекратить тренировку! Принять провиант!» На первом пункте раздачи на тарелку шлепался здоровенный ком макарон, похожий на исполинский пудинг. На втором пункте масса поливалась соусом, в котором плавали несколько кусочков мяса, а на следующем пункте раздачи на тарелку вываливался салат, политый какой-то кисловатой жидкостью. Если такие блюда попытаться съесть при свете дня, то можно достаточно быстро обнаружить живые и неживые инородные тела, которые никакого отношения к подаваемым «лакомствам» не имеют, но всегда присутствуют в них. Назвать такую процедуру едой можно лишь с большой натяжкой.
Едим ли мы или же «принимаем провиант», во многом зависит от нас самих. Тот, кто без основательных причин позволяет убедить себя в том, что ему вредно, а что полезно, вынужден непрерывно размышлять, можно это есть или нет, лишая себя при этом возможности наслаждаться едой, а значит, и жизнью. Таким образом человек вредит сам себе: каждый из нас уникален, поэтому и так называемые «полезные продукты» полезны далеко не каждому, и советы по здоровому питанию всегда должны быть строго индивидуальны.
Давайте подробно рассмотрим, как работает наша пищеварительная система:
Рис. 3. Пищеварительная система человека
Пищеварительная система выполняет четыре основные функции, к которым относятся секреторная, моторная, всасывательная и выделительная.
Чтобы представить себе, какие процессы происходят при приеме и переработке пищи, давайте проследим весь этот сложный процесс путешествия еды по нашему организму во времени.
Предположим, что мы начинаем день с завтрака в 7 утра.
7:00 Пищевая кашица находится в желудке и остается там примерно 1–2 часа.
11:00 Пройдя большую часть тонкой кишки, пища оказывается у входа в толстую кишку.
12:00 В желудок поступает обед. Пищевая кашица завтрака прошла в толстую кишку.
