Дорогой заинтересованный искатель здоровья, мы всесторонне намерены изучать метаболизм (обмен веществ). Зачем? Хотим в рамках теории здоровья понять, как правильно питаться. Но не только это, так как проблема здоровья затрагивает одновременно широкий ряд вопросов философского характера, в том числе и проблему жизни. Поэтому, берём в нашем исследовательском поиске на вооружение все научные достижения, но оставляем за собой право на размышления. Просто посидеть, подумать, как следует, тоже иногда хорошо. Да, друзья, в общем, про метаболизм.
Итак, в первую очередь речь идёт о живых организмах, и любой такой организм есть система, причём саморегулирующаяся система. Где-то мы уже слышали про саморегуляцию. Оно из области экономики. Да, существует модель рыночного саморегулирования. И чего? Эта модель предполагает, что устойчивость системы определяется механизмами саморегуляции. Данный механизм описывает прямые и обратные связи между спросом и предложением. Ну ладно, что касается живой системы, саморегуляция позволяет выжить в различных неизбежно меняющихся условиях существования.
Вообще, саморегуляция - это форма взаимодействия элементов, значит, тут задействуются отношения между элементами системы, связанные с обменом. «Саморегуляция - это взаимодействие, при котором отклонение какого-либо показателя от нормального уровня является причиной возвращения к нормальному уровню за счёт собственных внутренних механизмов организма, действующих автоматически».[1] Колебание относительно точки равновесия, вибрация? Дальше, «эти процессы являются очень важными, т.к. стабилизируют метаболизм, который является динамичным процессом, изменяющимся при выделении или поглощении определённых субстратов».[2] Динамическое равновесие?
Но как происходит саморегуляция и стабилизация метаболизма? Функционально это выглядит примерно так: «отклонение от нормы какого-либо показателя в организме воспринимается соответствующими рецепторами, которые передают информацию в соответствующие нервные центры, последние мобилизуют соответствующие исполнительные механизмы, которые в итоге приводят отклонённый показатель к оптимальному для организма уровню. Таким образом, функциональная система организуется на информации о достигнутом результате».[3] Выходит, регуляция метаболизма (обмена веществ) живой системы и стабилизация, - это информационный процесс, связанный с обменом информации.
Зачем метаболизм организму? Предназначение обмена веществ заключается «в переработке и усвоении различных поступающих из внешней среды соединений и веществ в целях построения всех клеточно-тканевых структур организма и обеспечения их жизненных функций энергией, а также в выделении продуктов обмена во внешнюю среду».[4] Но зачем? Чтобы жить! С другой стороны, организм, как система, обменивается с внешней средой энергией и информацией. Для того чтобы опять жить! Что же нам полезно уяснить для себя по поводу метаболизма? Обмен веществ обеспечивают физиологические процессы и биохимические реакции. Так, питание, передвижение пищи, переваривание, всасывание, транспорт веществ и выделение продуктов обмена, - объединяются в физиологические процессы. Все превращения с помощью кислорода, ферментов, витаминов, электролитов поступающих с пищей веществ, называют биохимическими процессами.
Кроме того, метаболизм - это идущие в общей связке процессы анаболизма (синтеза, ассимиляции) и катаболизма (распада, диссимиляции). Сразу понятно, что динамическое равновесие между этими обозначенными двумя процессами есть, по большому счёту, залог здоровья. Сюда относится и правильное питание. С данной точки зрения, аналогичное равновесие должно наблюдаться и в сфере экономики, между прочим. В широком же смысле, в мироздании действуют, как силы притяжения, так и силы отталкивания, но они могут быть стабилизированы. Это к вопросу саморегуляции и отношений в системе, а также и о вибрации.
Все подробности, которые будут нас интересовать в связи с изучением метаболизма, мы постепенно рассмотрим, шаг за шагом. Однако наряду с проблемой питания мы поднимаем и проблему лечения заболеваний. А пища может быть лекарством! Поэтому вопросы метаболизма нельзя оставить без внимания со стороны фармакологии. Да, как-то глобально и сложно, ну а что делать. Ведь фармакологические агенты - это тоже вещества. Между тем, учебный курс фармакологии начинается с фармакокинетики и фармакодинамики. В случае фармакокинетики речь идёт о всасывании, распределении в организме лекарственных веществ, их депонировании, метаболизме, выведении. Фармакодинамика изучает биологические эффекты, механизмы действия, локализации действия, виды действия лекарственных веществ. Значит, в первую очередь фармакокинетика? На каких этапах лекарственные средства вмешиваются в метаболизм?
Итак, «фармакокинетические процессы: всасывание, распределение, депонирование, биотрансформация и выведение - связаны с проникновением лекарственных веществ через биологические мембраны».[5] Лекарства оказывают воздействие на жизнедеятельность клеток. В целом, при всасывании препараты попадают, как правило, в кровеносную систему, однако существуют разные пути введения лекарственных средств, в том числе и через ЖКТ (желудочно-кишечный тракт). Как и пища, собственно говоря. Часто вещества всасываются за счёт пассивной диффузии, а твёрдые формы лекарств ещё распадаются в кишечнике. Из тонкой кишки вещества поступают в печень, затем попадают в системный кровоток. Печень является как бы барьером на пути к органам и тканям большинства лекарственных веществ. Надо сказать, доходит не все, и доходят не все! Многие вещества просто подвергаются метаболизму ферментами уже в печени и выводятся в просвет кишечника с желчью. Так называемая, биодоступность, у лекарственных соединений и форм различная.
Ну, хорошо, какова участь «прорвавшихся» всё-таки веществ? Они как чужеродные агенты подвергаются биотрансформации (или метаболизму), когда изменяется их химическая структура под действием ферментов. «Основная направленность этого процесса - удаление чужеродных соединений из организма путём превращения неполярных липофильных веществ в полярные гидрофильные соединения».[6] Тогда они быстро выводятся почками. Мы не вникаем сейчас во все детали, это долго и по-научному «нудно», но метаболизм лекарственных веществ в виде их трансформации включает в себя: окисление, восстановление, гидролиз.
И вот, многие липофильные вещества в печени окисляются благодаря специальным микросомальным ферментам. Но окисляет кислород, прежде всего. Хотя бывает, что вследствие воздействия других ферментов вещества подвергаются гидролизу (с присоединением воды), отчего происходит разрыв некоторых связей нежелательных соединений. Таким образом, нюансов процесса метаболизма лекарственных веществ довольно много, их сразу все не опишешь, но суть данного процесса в одном - в трансформации.
Что такое трансформация? Во многом, преобразование, превращение. В энергетическом аспекте это понижение или повышение напряжения тока, когда работает трансформатор. Зачем трансформироваться? Наверное, ответ на этот вопрос находится в слове «адаптация». Как раз процессы адаптации направлены на сохранение гомеостаза. Где гомеостаз - это равновесие. А ко всяческим изменениям нужно как-то приспосабливаться. Питание - это ещё поступление энергии в систему, несоразмерность здесь может обернуться негативными последствиями. Как понять трансформацию в случае одновременной адаптации? Скорее всего, можно здесь говорить снова об обмене и стабилизации положения. Ведь пищу и энергию надо ещё усвоить. Если не усваивается, значит, отбрасывается.
Что ещё? Вопросов остаётся много, рационально что-либо показывать лучше на конкретных примерах, между тем, обратим внимание на то, что «физиология растений изучает превращение веществ, превращение формы, превращение энергии и превращение информации. Обмен веществом, энергией и информацией составляет основу деятельности саморегулирующейся системы, в том числе и растения. Каждая клетка и растение в целом обладают способностью адекватно оценивать параметры внешней и внутренней среды и быстро реагировать на их изменение».[7] Метаболизм - это постоянные превращения, которые есть в природе. Это нужно, по всей видимости, для всеобщего развития.
Кроме того, метаболизм - это обязательно трансформация. «Пищеварение - это сложный процесс трансформации принятой пищи, в результате которого компоненты, сохранив энергетическую и пластическую ценность, должны утратить видовую специфичность и приобрести свойство быть усвоенным организмом и включёнными в его нормальный обмен веществ».[8] Любые формы изменяются, ничего не стоит на месте, поэтому метаболизм - динамический процесс ряда преобразований форм. Зачем это нужно организму? Весьма банально, но для своего роста и развития, адаптации к внешним условиям, для циклического движения вперёд и, в конечно итоге, жизни.
[1] Нормальная физиология : курс лекций / В. И. Кузнецов [и др.] ; под ред. В. И. Кузнецова. – 4-е изд. – Витебск : ВГМУ, 2017. С. 13
[2] Нормальная физиология : курс лекций / В. И. Кузнецов [и др.] ; под ред. В. И. Кузнецова. – 4-е изд. – Витебск : ВГМУ, 2017. С. 13
[3] Нормальная физиология : курс лекций / В. И. Кузнецов [и др.] ; под ред. В. И. Кузнецова. – 4-е изд. – Витебск : ВГМУ, 2017. С. 14
[4] Нормальная физиология : курс лекций / В. И. Кузнецов [и др.] ; под ред. В. И. Кузнецова. – 4-е изд. – Витебск : ВГМУ, 2017. С. 384
[5] Фармакология: учебник / под ред. Р.Н. Аляутдина. – 6-е изд., перераб. и доп. – Москва : ГЭОТАР-Медиа, 2020. С. 42
[6] Фармакология: учебник / под ред. Р.Н. Аляутдина. – 6-е изд., перераб. и доп. – Москва : ГЭОТАР-Медиа, 2020. С. 79
[7] Медведев С.С. Физиология растений: учебник. – СПб.: БХВ-Петербург, 2012. С. 4
[8] Физиология системы пищеварения: учеб. пособие / Сост.: А.Ф. Каюмова, О.В. Самоходова, Г.С. Тупиневич, У.Т. Аллабердин, К.Р. Зиякаева. — Уфа: ФГБОУ ВО БГМУ Минздрава России, 2019. С. 4