ОБМЕН ВЕЩЕСТВ В ОРГАНИЗМЕ СОСТОЯНИЕ БАЛАНСА

Как известно, в процессе жизнедеятельности любой живой организм постоянно обменивается с внешней средой, забирая внутрь необходимые вещества и выделяя тепло и продукты утилизации. Обмен веществ – основная функция организма, обеспечивающая возможность его существования.

Практически всё, что определяет наше самочувствие, наш жизненный тонус, желание двигаться, созидать или наоборот, отдыхать и ничего не делать, сон и бодрствование, здоровье и болезнь, жажда новых впечатлений и стремление к теплу и комфорту, даже любовные переживания и другие сильные чувства и эмоции – всё это напрямую связано с состоянием обмена веществ и теми системами нашего организма, которые управляют этим сложным процессом.

ПОНЯТИЕ ОБМЕН ВЕЩЕСТВ. ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ОБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ

Под обменом веществ обычно понимают комплекс биохимических процессов, обеспечивающих использование органических и неорганических молекул, поступающих с пищей и дыханием, для удовлетворения пластических и энергетических потребностей организма.

В принципе, любые функциональные отклонения и любые заболевания в той или иной степени сопровождаются нарушениями обмена определенных веществ и продуктов жизнедеятельности. Одни подоб­ные нарушения возникают первично, когда, например, организм не может что-то получать в требуемом количестве из внешней среды, ли­бо, когда скорость утилизации и выведения отдельных продуктов химических реакций недостаточна для поддержания баланса. Другие развиваются уже как следствие каких-то сбоев внутри самого органи­з­ма или проникновения внутрь каких-либо травмирующих агентов, на­пример, токсинов или микробов.

Можно сказать, что избыточный липогенез и склонность к полноте – состояние, которое напрямую связано с разбалансированием как минимум двух базовых компонентов обмена: обмен жиров и обмен углеводов. И относится многими специалистами к той категории первичных отклонений, которые, развиваясь при посредничестве некоторых пусковых факторов (зачастую неявных и не всегда понятных), сами по себе являются причиной всех последующих нарушений.

Поэтому не удивительно, что словосочетание «обмен веществ» или «метаболизм» (сходное по смыслу понятие, производное от греческого με­ταβολή - превращение, изменение) – один из наиболее часто встречающихся терминов в популярной похудательной литературе. А само ожирение в общественном сознании давно уже воспринимается как типичное (классическое) нарушение обмена веществ в организме.

В принципе, такой трактовке этиопатогенеза ожирения трудно возразить. Тем более, что в его продвинутой фазе состояние организма действительно демонстрирует явные отклонения показателей метаболиз­ма от аналогичных при нормальном состоянии жировых запасов.

И всё же меня смущает заведомо заданная «первичность» нарушений обмена веществ в понимании причин склонности к полноте, а также неопределённость пусковых механизмов самих этих нарушений. Как я уже говорил, подобное объяснение причинно-следственных связей даёт зелёный свет довольно упрощённым концепциям развития избыточного липогенеза вследствие «переедания» и «заедания проблем», а также некоего природного свойства жировых клеток ловить и перерабатывать в эфиры жирных кислот любую молекулу сахара или жирной кислоты, оказавшуюся поблизости и т.п. А само несоразмерное потребностям организма потребление жиров и углеводов объяснять неправильными психологическими установками и распущенностью в еде.

Мне кажется, что всё, что происходит в организме и, в конце концов, приводит к выраженным обменным нарушениям, значительно сложнее и многообразнее упомянутых интерпретаций. А пресловутая любовь поесть без меры и реальной надобности – лишь показатель уже давно состоявшихся изменений как в характере взаимоотношений организма с внешней средой, так и в алгоритмах его внутренних настроек.

В следующих разделах книги мы подробно обсудим физиологию формирования устойчивых патологических балансов и связанные с этим защитные процессы, требующие повышенного потребления жиров и углеводов для поддержания приемлемого гомеостаза* организма.

* - Гомеостаз – равновесие внутренней среды

Здесь же хочу обратить внимание читателя на крайнюю важность понимания процессов, поддерживающих обмен веществ, и особенно тех механизмов, которые обеспечивают баланс синтеза и распада в клетках.

Уверяю вас, это пригодится в осознании того, что происходит в вашем организме сейчас и в будущем, а также поможет выработать правильную стратегию оздоровления и избежать типичных ошибок. Ведь восприятие переедания в качестве главной причины нарушения обмена жиров даёт специалистам право жёстко вмешиваться в рацион питания, блокировать сложившиеся психологические пищевые настройки, активно регулировать процессы поступления и потребления калорий (снижая энергетику питания и стимулируя расход), подолгу держать пациентов в состоянии пластического и энергетического дисбаланса.

Всё это явно противоречит моим представлениям о физиологии обменных нарушений, а также результатам длительных научных исследований и опыту работы с тучными пациентами. Не думаю, что есть необходимость вступать в дискуссию. Медицина – сложная штука, и случаи в ней разные. Я с уважением отношусь к тем, кто придерживается отличной точки зрения и может при этом добиваться эффективных и стабильных результатов.

Думаю, читатели имеют право сами оценивать обоснованность различных методик и делать собственный выбор. Но тех, кого заинтересовала именно эта книга, попрошу внимательнее отнестись к данному разделу. Особенно к обсуждению темы баланса и тех механизмов, благодаря которым организму удается сохранять паритет обменных процессов практически при любых условиях. В дальнейших главах эта тема получит развитие. Мы вместе обсудим:

• почему изменением физиологических настроек можно эффективно регулировать как общие потребности в еде, так и конкретные пищевые предпочтения, а вот едой пытаться регулировать физиологию организма опасно и, зачастую, малопродуктивно;
• почему в деле борьбы с жировыми запасами важно не забывать о том, что достижение равновесия – это не линейный процесс, а сложный и многоступенчатый алгоритм циклических биохимических преобразований;
• почему необходимо рассматривать многие воздействия, приводящие к снижению общей массы тела, в контексте конкретного момента времени, а не общей перспективы, особенно если они связаны с питанием.

А также:

• обсудим понятия «биохимический процесс» и «физиологический цикл» и научимся объективно оценивать реальные эффекты тех или иных похудательных мероприятий;
• рассмотрим, как осуществляется регулирование и балансирование обмена веществ на всех уровнях (от факторов простого химического взаимодействия до высшей нервной деятельности и поведенческих реакций);
• уточним механизмы природной защиты организма от переедания и недоедания;
• изучим, как формируется патологический баланс, а также поймём, по какой причине организм упорно защищает свои неправильные настройки при, казалось бы, очевидной выгоде возвра­та к норме;
• постараемся разобраться в том, как формируются устойчивые рефлексы и биоритмы, образующие сложный управляющий комплекс под названием «динамический стереотип» (своеобразная биокомпьютерная операционная система), призванный поддерживать физиологическое и биохимическое равновесие в той специфической схеме отношений «организм – внешняя среда», которую мы построили;
• перестанем удивляться тому, что нерациональному образу жиз­ни почти всегда соответствует столь же «кривой» физиологический слепок – динамический стереотип – фактор поддержания баланса и относительного здоровья в неблагоприятных условиях внешней среды;
• осознаем, перед каким непростым выбором был когда-то поставлен наш организм в фактически навязанной ему безальтернативной дилемме: «стройность за счёт здоровья – либо здоровье за счет стройности»;
• усвоим некоторые правила допустимого вмешательства в обмен веществ, не выводящие организм из зоны равновесия;
• научимся разбираться в том, почему, к примеру, активно изгоняя из клетчатки воду и жир (БАДы, аппаратные воздействия либо иные контактные процедуры), мы на самом деле имеем дело не с истинно похудательным эффектом, а всего лишь с временным сокращением объёма жировой ткани, дающим старт развитию балансирующего физиологического цикла;
• освоим важные принципы адаптологии, изучим правильные «коридоры адаптации» и овладеем наукой тонких, грамотных и последовательных перенастроек организма от «баланса полноты» к «балансу стройности».

И многое другое.

Хочу обратить внимание, что, при кажущемся разнообразии, все уже упомянутые здесь, а также некоторые другие важные моменты (проливающие свет на процессы формирования избыточной массы тела и возможные пути ее нормализации), фактически касаются одной и той же темы – обмена веществ и механизмов его балансирования. И как только мы научимся лучше разбираться в этих вопросах, наш организм попадет в компетентные руки, способные спокойно и уверенно возвратить ему стройность и здоровье. Но всё это будет потом. А сейчас приступим к внимательному изучению тех общих положений, без которых не будет смысла идти дальше. Хотя перед этим, пожалуй, позволю себе ещё одно короткое философское отступление.

Ремарка к теме

Термин «обмен веществ» настолько прочно вошёл в нашу жизнь, что мы порой даже не задумываемся, какое загадочное и совершенно удивительное явление живой природы скрывается за этим привычным словосочетанием. Человечество прошло большой путь в изучении того, как природа поддерживает химический баланс сложных биологичес­ких систем.

Открыты законы диффузии и осмоса, гальваники и катализа, механиз­мы влияния исходных и конечных продуктов на скорость и направление обратимых реакций, последовательные взаимозависимые метаболические цепи, роль внешних физических и химических агентов; исследованы сложные физиологические системы активации/блокирования синтеза и распада; уточнены алгоритмы работы внутренних органов и различных тканевых структур по доставке, переработке и утилизации различных веществ, и мн.др.

Но, тем не менее, вряд ли можно с уверенностью сказать, что мы значительно продвинулись в понимании того, что же на самом деле заставляет бесчисленное количество простых и сложных молекул находиться в постоянном организованном движении и взаимодействии, обеспечивая в невероятном по сложности итоге именно то, что мы наблюдаем вокруг себя и чем сами являемся - жизнь целостного организма! Ведь алгоритм сборки белков, синтеза антител или работы печени – несопоставимо более масштабный и сложноорганизованный процесс, чем, например, построение космической техники, фармацевтическое производство или организация снабжения крупного мегаполиса!

Уникальные механизмы поддержания гомеостаза и тонкой настройки потребностей организма к внешним условиям и запросам «хозяина» по-прежнему впечатляют своей немыслимой прогностической способностью и логистикой. А наши способности вмешиваться в этот процесс, нужно признаться, до сих пор скорее основываются на эмпирическом опыте и интуиции, чем на надёжных научных познаниях и предметном понимании того, что реально происходит.

Биологические циклы жизни и развития любой «живой твари» от низших животных до человека – наглядные свидетельства того, что все биохимические преобразования, возникающие в оплодотворённой яйцеклетке, уже заранее встроены в некий перспективный план последовательных преобразований. Ни одна структурная молекула не возникает просто так, для текущих нужд. В растущем организме мы имеем дело с процессами, логика и синергизм которых, бесконечно расширяясь и активно подстраиваясь под меняющиеся условия внешней среды, тем не менее, всегда четко выполняются и сохраняют изначально заданный вектор движения на протяжении месяцев, лет и даже десятилетий.

Многие годы врачебной практики дали мне возможность убедиться в том, что способность грамотно перемещать точки равновесия в устоявшемся обмене веществ, не загоняя при этом организм в зоны нестабильности и стрессовых реакций – пожалуй, главное искусство настоящей похудологии! Именно по этой причине я начал первую главу с данной ключевой темы. И именно поэтому ценю специалис­тов-похудологов не столько за умение изгонять килограммы, ско­лько за способность балансировать обмен.

ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ОБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ

Животные и человек не обладают возможностью строить органические вещества из неорганических. Поэтому обмен веществ с внешней средой они поддерживают тем, что забирают оттуда воду, минеральные вещества, а также готовые органические соединения, синтезированные зелеными растениями.

В процессе целого ряда химических преобразований сложные органические молекулы расщепляются на более простые или полностью распадаются на ряд конечных продуктов – воду, углекислый газ и аммиак. Таким образом организм получает необходимые ему исходные органические компоненты и энергию, которые может использовать для синтеза собственных сложных веществ, двигательной активности и поддержания стабильной температуры тела.

Между организмом и окружающей средой непрерывно происходит взаимообмен веществами и энергией. Ненужные органические и неор­ганические молекулы, а также некоторая часть тепла, вновь выделяются во внешнюю среду и впоследствии усваиваются растениями. Исходя из этого, можно говорить о том, что обмен веществ представляет собой совокупность двух взаимосвязанных и неотделимых друг от друга процессов – пластического и энергетического обмена (Рис.1).

Пластический обмен – это процесс усвоения организмом поступающих из внешней среды веществ, использования содержащихся в них органических и неорганических компонентов для синтеза собственных молекул, необходимых для роста и обновления тканей, а также выведение в окружающее пространство ненужных продуктов жизнедеятельности.

Главная особенность пластического обмена состоит в следующем: ни один вид живых существ не способен без необходимых химических преобразований использовать сложные органические молекулы, заимствованные от другого организма. Большинство крупных биополимеров обладает не только выраженной видовой специфичностью, но и может отличаться у разных представителей одного вида. Поэтому в «готовой форме» для строительства сложных аутентичных органических соединений наш организм способен использовать лишь «первокирпичики», то есть те относительно простые и унифицированные компоненты биополимерных молекул, которые в неизменном виде присутствуют практически во всех растительных и животных клетках.

К подобным базовым компонентам можно отнести аминокислоты белков, жирные кислоты и глицерин в составе триацилглицеролов, простые сахара в составе сложных углеводов и крахмалов, нуклеотиды нуклеиновых кислот, а также предшественников сложных витаминов и коферментов, отдельные «химические функциональные группы», некоторые комплексные соединения и пр.

Поэтому, прежде чем попасть во внутренние среды нашего организма, все органические соединения, поступающие извне, проходят стадию пищеварения, то есть ферментативного расщепления до базовых органических компонентов. В дальнейшем из них будут построены собственные белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты и другие сложные молекулы. Причём все звенья логистической схемы «расщепление – транспорт – ресинтез – встраивание в структуры клеток и тканей – регенерация повреждённых молекул – ферментация и утилизация нежизнеспособных» будут строго контролироваться иммунной системой.

Ремарка к теме

Хотя обмен с внешней средой происходит непрерывно, видимая неизменность нашего тела в течение многих веков вводила в заблуждение не только не искушенных в науке людей, но и некоторых учёных. Ещё совсем недавно многие полагали, что в организме имеются два вида веществ, одни из которых идут на строительство тела и на­долго остаются в его структуре (так называемые структурные молеку­лы, например, белки сухожилий, сложные углеводы клетчатки и хитиновых оболочек насекомых); другие же используются в качестве источника энергии и быстро перерабатываются.

Внедрение в исследования меченых атомов позволило установить, что во всех тканях и клетках обмен веществ происходит непреры­вно: никакой разницы между «строительными» и «энергетически­ми» молекулами не существует. В организме все молекулы равным образом участвуют в обмене веществ. В среднем у человека каждые 80 дней меняется половина всех тканевых белков, практически в течение 2-4 часов обновляются основные ферменты печени, большинство поступивших с пищей углеводов также практически полнос­тью распадается в течение нескольких часов.

Энергетический обмен – это процесс высвобождения и усвоения энергии химических связей органических соединений, поступающих с пищей, для покрытия энергозатрат, связанных с пластическим обменом, работой мышечных волокон, поддержкой электрохимических биопотенциалов, компенсацией потерь тепла во внешнюю среду, а также удалением продуктов распада.

Необходимо обратить внимание на то, что животные организмы, в отличие от растительных, сами не способны усваивать энергию внешних физико-химических реакций (солнечная радиация, тепло геотермальных источников и пр.). Поэтому им приходится непрерывно поддерживать процесс расщепления готовых биоорганических соединений для выполнения различного рода работ: механической (передвижение тела, сердечная деятельность, моторика дыхательной, пищеварительной и мочевыделительной систем и т. д.); гальванической (создание разности потенциалов в тканях, на мембранах и в клетках для обеспечения меж- и внутриклеточного обмена); химической (синтез и расщепление веществ, поддержание кислотно-щелочного равновесия, активация и блокирование катализа и т. п.).

(продолжение следует)