Українські Національні Новини
інформаційне агентство
Обізнаність громадян єднає країну
Понеділок, 09 грудня 2019 11:58
Блоги: Дмитро Присяжнюк

Біохімія тіла або поговоримо про їжу

Спортблог#1

Биохимия тела или поговорим о еде. Часть 1

Решил не ограничивать тематику своих публикаций на УНН только лишь строительными вопросами, поэтому приглашаю к прочтению моего первого блога на тему спорта, фитнеса, диет, здорового питания и всего, что поможет нам быть энергичными и красивыми.

Итак, первая публикация посвящается такому явлению как энергетический гомеостаз, а проще говоря нашему питанию так, как именно питание имеет ключевую роль (80-90%) в достижении целей диетологии и фитнеса, а именно – похудению и построению фигуры. Другими словами, энергетический гомеостаз – это способность нашего организма сохранять стабильность работы всех органов и тканей, обеспечивая их необходимой энергией («топливом»). Даже в состоянии полного покоя наш организм затрачивает энергию на поддержание базового метаболизма – функционирование всех систем, центральной нервной системы, поддержание температуры тела и тд., - который составляет от 21 до 23 ккал на кг массы тела. То есть, если Ваш вес составляет 80 кг, то Ваш базовый метаболизм будет составлять ориентировочно 1760 ккал. Добавить сюда расход на физическую и умственную деятельность в течении дня мы получим общий энергетический расход нашего организма. При этом, если в процессе потребления пищи мы получаем больше калорий, чем тратим в течении дня – такое питание называется профицитным, в обратном случае – дефицитным. Как раз на принципе дефицитного питания построены все реально действующие диеты на похудение, ведь при нарушении (ограничении) поступления необходимого «топлива» извне, наше тело найдет пути обеспечить энергией клетки для поддержания их функционирования, в том числе и благодаря запуску внутренних процессов получения энергии. Рассмотрим данные процессы подробней.

Для начала разберем некоторые важные понятия. Основными нутриентами, которые способны обеспечивать нас энергией являются:

  1. 1.       Углеводы.

ФУНКЦИИ УГЛЕВОДОВ

  • Энергетическая; 
  • Защитно-механическая – основное вещество трущихся поверхностей суставов, в сосудах, слизистых; 
  • Опорная; 
  • Структурная – в соединительной ткани, оболочке бактериальных клеток; 
  • Гидроосмотическая и ионрегулирующая – удерживают Н2О, Са2+, Mg2+, Na+, в межклеточном веществе и определяют тургор кожи, упругость тканей; 
  • Кофакторная.

КЛАССИФИКАЦИЯ УГЛЕВОДОВ:

Моносахариды

  • глюкоза
  • фруктоза
  • галактоза
  • манноза

Олигосахариды

  • Дисахариды
  • сахароза (обычный сахар, тростниковый или свекловичный)
  • мальтоза
  • изомальтоза
  • лактоза
  • лактулоза

Полисахариды

  • декстрин
  • гликоген
  • крахмал
  • целлюлоза
  • галактоманнаны
  • глюкоманнан

Гликозаминогликаны (Мукополисахариды)

В суточном рационе человека и животных преобладают углеводы. Травоядные получают крахмал, клетчатку, сахарозу. Хищники получают гликоген с мясом.

Главными источниками углеводов из пищи являются: хлеб, картофель, макароны, крупы, сладости. Чистым углеводом является сахар. Мёд, в зависимости от своего происхождения, содержит 70—80 % глюкозы и фруктозы. Энергетическая ценность примерно равна 4 ккал на грамм.

Обмен углеводов в организме человека складывается из нескольких процессов:

  • Гидролиз (расщепление) в желудочно-кишечном тракте полисахаридов и дисахаридов пищи до моносахаридов, с последующим всасыванием из просвета кишки в кровеносное русло.
  • Гликогеногенез (синтез) и гликогенолиз (распад) гликогена в тканях, в основном в печени.
  • Гликолиз — расщепление глюкозы в организме.
  • Взаимопревращение гексоз.
  • Аэробное окисление продукта гликолиза — пирувата (завершающая стадия углеводного обмена).
  • Глюконеогенез — синтез углеводов из жировых кислот.

 

  1. 2.       Белки.

Это высокомолекулярные органические вещества, состоящие из альфа-аминокислот, соединённых в цепочку пептидной связью. В живых организмах аминокислотный состав белков определяется генетическим кодом, при синтезе в большинстве случаев используется 20 стандартных аминокислот.

ФУНКЦИИ БЕЛКОВ.

Белки-ферменты катализируют протекание биохимических реакций и играют важную роль в обмене веществ. Некоторые белки выполняют структурную или механическую функцию, образуя цитоскелет, поддерживающий форму клеток. Также белки играют ключевую роль в сигнальных системах клеток, при иммунном ответе и в клеточном цикле.

Существует несколько КЛАССИФИКАЦИЙ БЕЛКОВ. Среди них наиболее распространены две: 1) По составу белки делятся на простые (протеины) и сложные (протеида). Простые белки состоят только из аминокислот. Сложные белки содержат еще компоненты неаминокислотной природы. 2) Классификация белков по пространственной форме.

Организму требуется 22 вида аминокислот, из них только 13 видов он может синтезировать сам. Остальные же 9 аминокислот, называемых незаменимыми, он должен получать с продуктами питания. Белки, содержащие все 9 незаменимых аминокислот, называются полноценными. Мясо, рыба, куры, яйца, молочные продукты, – вот главные источники полноценных белков. Овощи, крупы, злаковые и особенно бобовые (сухой горох, соя, чечевица, бобы) – отличные источники белков, называемых неполноценными, поскольку в них содержатся многие, но не все аминокислоты, в разных соотношениях.

Предполагается, что в организме взрослого человека ежедневно разрушается до аминокислот 300-400 г белка (протеолиз). В тоже время примерно то же самое количество аминокислот включается во вновь образованные молекулы белков (белковый биосинтез). Высокий оборот белка в организме необходим потому, что многие белки относительно недолговечны.

Аминокислоты не запасаются в организме, при избыточном поступлении аминокислот, содержащийся в них азот превращается в мочевину и в этой форме выделяется с мочой, а углеродный скелет используется в синтезе углеводов, липидов или окисляется с образованием АТФ.

Аденозинтрифосфорная кислота (сокр. АТФ) — универсальный источник энергии для всех биохимических процессов, протекающих в живых системах, в частности для образования ферментов – это и есть та самая «энергия», которая используется организмом при жизнедеятельности.

Энергетическая ценность белков примерно равна 4 ккал на грамм.

 

  1. 3.       Липиды (жиры),

также триглицери́ды, триацилглицериды (сокр. ТАГ) — органические вещества, продукты этерификации карбоновых кислот и трёхатомного спирта глицерина.

В живых организмах выполняют, прежде всего, СТРУКТУРНУЮ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКУЮ ФУНКЦИИ: они являются основным компонентом клеточной мембраны, а в жировых клетках сохраняется энергетический запас организма.

ЖИРОВОЙ ОБМЕН, совокупность процессов превращения нейтральных жиров и их биосинтеза в организме животных и человека.

Жировой обмен включает в себя следующие процессы:

  • Расщепление, переваривание и всасывание липидов в пищеварительном тракте, поступающих вместе с пищей.
  • Транспорт жиров из кишечника с помощью хиломикронов.
  • Обмен триацилглицеролов.
  • Обмен фосфолипидов.
  • Обмен холестерола.
  • Взаимопревращения жирных кислот и кетоновых тел.
  • Липогенез - процесс синтеза жирных кислот, основным источником которого является углеводы.
  • Катаболизм липидов — липолиз - процесс, результатом которого является расщепление жиров
  • Катаболизм жирных кислот.

Энергетическая ценность примерно равна 9 ккал на грамм.

Белки, жиры и углеводы (БЖУ) не являются сами по себе источниками энергии – они как субстраты принимают участие в синтезе АТФ, которая в свою очередь и есть источником нужной нам энергии. Процесс синтеза АТФ из БЖУ называется окислением.

Подавляющее большинство энергии (за счет синтеза АТФ) наш организм получает в основном с углеводов и жиров. Основным элементом среди углеводов является глюкоза, среди липидов – жирные кислоты. Белки принимают менее активное участие в энергетическом обеспечении организма, и основными их элементами для данной функции являются аминокислоты. И при этом, организм устроен так, что в состоянии покоя (без физических нагрузок) для обеспечения себя энергией будет использовать самый доступный на данный момент времени энергетический компонент. К примеру, если мы употребляем в основном углеводы, то организм будет полностью обеспечен энергией за счет глюкозы и гликолиза (окисление глюкозы), при этом окисление жиров и белков происходит в меньшей степени. При этом потребляя больше жиров происходит обеспечение энергией за счет липолиза (окисление жиров), окисление глюкозы остается неизменным, а окисление белков уменьшается. Потребляя больше белков – белки окисляются больше всего, глюкоза – неизменно, а окисление жиров – снижается.

Не буду углубляться в то, как циркадные ритмы влияют на интенсивность окисления субстратов в зависимости от времени суток, поговорим лучше о физической нагрузке и ее влиянии на гомеостаз. Итак, при выполнении слабоинтенсивных упражнений таких как ходьба или легкий бег, наш организм затрачивает энергию, которая вырабатывается в большей степени окислением жиров, в меньшей степени расходуется гликоген в мышцах. При интенсивной же нагрузке (силовой тренинг) на энергетическое обеспечение в первую очередь затрачивается гликоген мышц, а затем уже жиры и белки. При этом, организм устроен так, что в первую очередь после нагрузки будет восстанавливать соответствующий затраченный запас источников энергии: при неинтенсивной нагрузке – жиры (триглицериды в мышцах), при интенсивной нагрузке – гликоген. При чем на синтез гликогена в первые 3-4 часа будут в первую очередь «брошены» жиры (согласно исследованиям до 60%) – этот процесс известен под названием «углеводное окно» - потребление углеводов после тренировки не влияет на смещение процесса окисления жиров в сторону углеводов.

На первый взгляд выглядит отлично. Дает ли это нам возможность спланировать потребление белков, жиров и углеводов в соответствующих пропорциях в зависимости от нагрузки и времени суток для поддержания необходимого процесса окисления (для фигуры – жиров)? Нет, не все так просто. Как показывают исследования – на длительном промежутке времени организм в независимости от вышеуказанных факторов сам регулирует процесс восстановления и окисления субстратов, поэтому манипулирование потреблением углеводов (не количеством!) не приведет к каким-либо выраженным изменениям в композиции тела. Поэтому делаем вывод первый – чего больше едим, того больше используем в качестве энергии, вывод второй - искусственно сместить потребление энергии организмом в сторону сжигания жира при отсутствии дефицита субстратов (БЖУ) – невозможно. Вывод третий – не доказано, что смещение времени потребления углеводов в сутках отражается на физической форме.

Поговорим о гормонах и их роли. В первую очередь об инсулине и глюкагоне – гормонах, которые выделяет поджелудочная железа. Роль первого в организме при потреблении углеводов – утилизация глюкозы при ее избытке в организме инсулинозависимыми тканями (мышцы, печень, сердце, жировая ткань).

Распределение глюкозы в тканях после приема пищи


На рисунке приведен пример для разового потребления углеводной пищи, дающей 90 гр глюкозы, здоровым человеком, у которого рацион без избытка и без дефицита энергии.


Слева на рисунке места запасания глюкозы, справа - окисления с получением энергии в виде АТФ.

Половина от поступающей глюкозы потребляется мышцами для непосредственного окисления и запасания в виде гликогена.

Около 15-18% идет на питание мозга, 9-10% расходуется почками. Пятая часть глюкозы пополняет запасы гликогена в печени и около 2% синтезируется в жир (триглицериды).

Инсулин по своей сути выполняет лишь одну функцию по отношению к глюкозе, однако его роль имеет противоположное значение по отношению к нашей физической форме в зависимости от профицита или дефицита в питании. Итак, при дефиците в питании (в тч употреблении углеводов) – наши запасы гликогена в мышцах и печени заполнены не на 100% поэтому, инсулин будет способствовать окислению глюкозы и синтезу гликогена для возобновления в печени и мышцах (при этом внутренние процессы окисления жиров и синтеза гликогена из жиров будут подавлены). При профиците же в питании, когда запасы гликогена заполнены, инсулин способствует превращению глюкозы в жировые запасы организма.

Секреция инсулина регулируется не только поступлением в кровь глюкозы, но и поступлением в кровь аминокислот (лецин, аргенин, BCAA). При этом инсулином будут активированы мышечные клетки, в которых дефицит гликогена (глюкозы), и как следствие, они будут способствовать использованию глюкозы в крови для восстановления. Однако, если мы имеем недостаток этой самой глюкозы в результате дефицита в питании – поджелудочная выделяет гормон глюкагон для поднятия уровня сахара в крови – глюкагон активирует гормоны: адреналин, норадреналин, гормон роста, кортизол, дофамин, которые в свою очередь способствуют активации процессов – липолиза, гликогеногенеза, глюконеогенеза. Другими словами – мы начинаем сжигать жир для обеспечения себя глюкозой. При этом стоит отметить, что физическая нагрузка стимулирует контринсулярные гормоны и способствует протеканию процессов глюконеогенеза и гликогеногенеза (именно поэтому, даже если Вы пришли в зал истощенным или уставшим, после выполнения нескольких упражнений тело начинает набираться энергии).

Итак, делаем выводы.

Глюкоза — это жизненно важный источник энергии для организма. Нет глюкозы – организм погибает.

Инсулин способствует жиросжиганию и синтезу глюкозы из жиров при дефиците углеводов и поступлении белков в организм посредством активации контринсулярных гормонов. При профицитном питании инсулин способствует накоплению жира.

Физические нагрузки способствуют активации синтеза гликогена и окислению жировых запасов при дефиците глюкозы в организме. Любой силовой тренинг заставляет ваш организм вырабатывать анаболические гормоны, которые запускают реакции роста мышечной ткани и, как следствие, увеличивают расход базового метаболизма. Один выстрел – 2 зайца.

Чем больше мы получаем энергии извне в виде еды (БЖУ), тем больше организм запасает ее в виде жира в случае избытка. Для обратного процесса затрачивать энергии нужно больше, чем потреблять.

Спросите, к чему я написал столько много букв? И при чем здесь еда, о которой было заявлено в названии статьи? Отвечаю. Любая работающая диета на похудение — это манипуляция с едой – ее пропорциями, количеством и составом. Поскольку еда – это набор белков, жиров и углеводов (да-да, именно это и написано на пачке Вашего печенья), то при выборе диеты Вам необходимо понимать базовые процессы, которые происходят в нашем организме (чтобы не было вопросов при использовании «диет по сливанию воды», когда вес вернется обратно с избытком – ведь слив воды с жировых клеток это не одно и тоже с окислением данных клеток для обеспечения Вас энергией). Указанные выше процессы основаны на принципе энергетического гомеостаза организма и не происходят за неделю-две – это результат планомерного и системного подхода в питании и физических нагрузках, который требует подготовки организма к его запуску и поддержанию.

При этом, даже если мы находимся в дефиците в получении энергии извне в виде пищи и имеем достаточный расход в течении суток, чтобы поддерживать планомерные процессы окисления жировой ткани, наш организм достаточно гибкий и способен подстраиваться под внешние условия для сохранения энергетического гомеостаза. Иными словами, наше тело способно адаптироваться к диетам и нагрузкам, вплоть до уменьшения расхода базового метаболизма. Именно поэтому у людей, которые находятся на одной и той же диете длительное время наблюдается остановка уменьшения веса и эффекта от внутренних источников энергии.

Поэтому я и считаю, что знанию базы важно для получения результата.

Подведем итоги.

Наши цели похудеть не совпадают с целями нашего организма обеспечить энергетический гомеостаз.

Для запуска процессов жиросжигания нам необходимо нарушить энергетический гомеостаз. Это достигается манипулированием продуктами питания, то есть диетами, а также с помощью физических нагрузок.

Чем больше дефицита мы создаем во время диеты, тем больше мы худеем и быстрее.

 

П.С. Обруч подарите врагу, пусть он время тратит, а мы будем думать и худеть.

Продолжение следует.

 

 

Загрузка...