Обмен веществ: что это такое и как он работает на самом деле

Слово «метаболизм» встречается везде: в рекламе добавок, в советах по похудению, в разговорах о том, почему один человек ест всё подряд и не полнеет, а другой — смотрит на хлеб и набирает вес. Но за этим словом стоит куда более интересная и сложная картина, чем принято думать.

Что такое метаболизм: базовое определение

Метаболизм — это совокупность всех химических реакций, которые непрерывно происходят в клетках организма. Благодаря им тело получает энергию, строит и обновляет ткани, выводит продукты распада и поддерживает постоянство внутренней среды.

Метаболизм принято делить на два взаимосвязанных процесса:

• Катаболизм — расщепление сложных молекул (белков, жиров, углеводов) на более простые с выделением энергии.
• Анаболизм — синтез сложных молекул из простых с затратой энергии: строительство клеток, гормонов, ферментов, мышечных волокон.

Эти два процесса не чередуются, а идут одновременно. Пока одни клетки расщепляют глюкозу, другие синтезируют белок. Никакой паузы в метаболизме нет — он продолжается даже во сне.

Откуда берётся энергия и что такое АТФ

Универсальная «валюта» энергии в клетке — молекула АТФ (аденозинтрифосфат). Именно она переносит энергию туда, где она нужна: к мышцам, нервным клеткам, железам. Образуется АТФ главным образом в митохондриях — клеточных структурах, которые часто называют «энергетическими станциями» клетки.

Для синтеза АТФ клетка использует три основных субстрата:

• Углеводы — самый быстрый источник. Глюкоза расщепляется через гликолиз, а затем в митохондриях — через цикл Кребса.
• Жиры — более медленный, но более энергоёмкий источник. При окислении одной молекулы жирной кислоты АТФ образуется значительно больше, чем при окислении глюкозы.
• Белки — используются как источник энергии в последнюю очередь, когда углеводов и жиров недостаточно. Аминокислоты при этом теряют аминогруппу (она выводится с мочой в виде мочевины) и вступают в цикл Кребса.

Какой субстрат использовать в данный момент, клетка решает в зависимости от состояния организма, гормонального фона и доступности питательных веществ.

Что входит в общий расход энергии

Общий суточный расход энергии складывается из нескольких компонентов, которые физиологи выделяют отдельно.

Основной обмен (базальный метаболизм) — это энергия, которую организм тратит в состоянии полного покоя: на дыхание, сердцебиение, поддержание температуры тела, работу внутренних органов. На него приходится 60–75% от всего суточного расхода. Основной обмен зависит от роста, веса, соотношения мышечной и жировой ткани, возраста, пола и работы щитовидной железы.

Термический эффект пищи — энергия, которую организм тратит на переваривание, всасывание и усвоение питательных веществ. В среднем это около 10% от суточного потребления, но цифра варьируется: белок требует больше энергии для переваривания, чем жир.

Физическая активность — самый переменный компонент. Сюда входят и тренировки, и ходьба, и любое другое произвольное движение. Именно здесь у большинства людей есть реальный рычаг влияния на расход энергии.

NEAT (Non-Exercise Activity Thermogenesis) — термогенез, не связанный с тренировками: непроизвольные движения, ёрзание, позы, жестикуляция. Исследования показывают, что у разных людей NEAT может различаться на несколько сотен килокалорий в день — и это один из факторов, объясняющих разницу в наборе веса.

Почему «быстрый» и «медленный» метаболизм — упрощение

Расхожая идея о том, что у кого-то метаболизм «быстрый», а у кого-то «медленный», отражает реальность лишь частично. Разница в базальном обмене между людьми схожего телосложения и возраста, как правило, невелика — физиологи оценивают её в 5–10%.

Основной обмен сильнее всего определяется составом тела: мышечная ткань в состоянии покоя тратит больше энергии, чем жировая. Поэтому у человека с бо́льшей мышечной массой базальный метаболизм объективно выше — но это следствие состава тела, а не какого-то особого «разгона».

На что действительно влияет метаболизм в широком смысле:

• Работа щитовидной железы (гипо- и гипертиреоз ощутимо меняют расход энергии)
• Уровень половых гормонов
• Возраст (после 30 лет мышечная масса без нагрузки постепенно снижается, что сказывается на основном обмене)
• Длительный дефицит калорий (организм адаптируется, снижая расход — это доказанный физиологический механизм)
• Хронический стресс и нарушения сна

Если вы подозреваете, что дело именно в метаболизме, — это повод обратиться к врачу и сдать анализы, прежде всего на гормоны щитовидной железы. Статья не заменит этого шага.

Как регулируется обмен веществ

Метаболизм управляется сразу несколькими системами — нервной, эндокринной и местными механизмами в самих клетках.

Инсулин и глюкагон — главные регуляторы углеводного и жирового обмена. Инсулин сигнализирует клеткам поглощать глюкозу и запасать энергию; глюкагон — высвобождать запасы. Подробнее о том, как углеводы влияют на уровень сахара в крови, рассказывает статья о гликемическом индексе и гликемической нагрузке.

Гормоны щитовидной железы (T3 и T4) регулируют скорость большинства клеточных реакций. При гипотиреозе общая «скорость» обмена снижается, при гипертиреозе — возрастает.

Кортизол — гормон стресса — влияет на распределение питательных веществ: при хронически высоком уровне он способствует расщеплению мышечного белка и накоплению висцерального жира.

Лептин и грелин — гормоны, сигнализирующие о сытости и голоде. Их баланс связан с качеством сна: исследования показывают, что недосыпание сдвигает соотношение этих гормонов в сторону большего аппетита.

Обмен белков, жиров и углеводов: в чём разница

Каждый макронутриент перерабатывается по-своему, и у каждого есть функции, которые не перекрываются другими.

Белки — единственный макронутриент, для которого организм не создаёт специального «хранилища». Поэтому достаточное потребление белка с едой важно ежедневно, а не от случая к случаю. О том, почему часть аминокислот нельзя синтезировать самостоятельно, читайте в статье о незаменимых аминокислотах.

Что реально влияет на обмен веществ: практический взгляд

Вопрос «как ускорить метаболизм» — один из самых популярных в нутрициологии. Честный ответ: большинство советов из интернета либо не имеют убедительной доказательной базы, либо дают незначительный эффект.

Что подтверждено физиологически:

• Достаточное количество белка поддерживает мышечную массу и создаёт более высокий термический эффект пищи по сравнению с жирами и углеводами.
• Силовые тренировки со временем увеличивают мышечную массу, а значит, и основной обмен.
• Качественный сон поддерживает баланс гормонов, связанных с аппетитом и расходом энергии.
• Избегание хронического дефицита калорий — слишком жёсткие ограничения запускают адаптивный ответ организма, снижающий расход энергии.

Что касается «суперфудов», специй и добавок, якобы «разгоняющих метаболизм», — данные по большинству из них противоречивы или получены в краткосрочных исследованиях с небольшими выборками. Статья о калориях разбирает, почему простой подсчёт работает не для всех и что стоит учитывать дополнительно.

Кому нужен врач, а не статья

Если вы замечаете, что вес быстро меняется без изменений в питании и активности, постоянно мёрзнете или, наоборот, страдаете от жара, чувствуете хроническую усталость или выраженные колебания энергии — это повод обратиться к эндокринологу. При беременности, хронических заболеваниях или приёме лекарств любые изменения в питании стоит обсуждать с врачом.

Метаболизм — не приговор и не магия

Понимание обмена веществ помогает расставить приоритеты: вместо поиска способа «разогнать» метаболизм сосредоточиться на том, что действительно работает — достаточном количестве белка, движении, сне и умеренном дефиците калорий без фанатизма. Это не быстро и не эффектно, но именно так устроена физиология.