Почему человек полнеет при регулярном переедании? Биохимия.
Почему человек полнеет при регулярном переедании? Доступная биохимия.
Предлагаю рассмотреть проблему набора веса вплоть до ожирения с биохимической точки зрения.
Как я уже ранее писала, в результате потребления с пищей пищевых нутриентов (питательных веществ: белков, углеводов и жиров) образуется энергия в форме АТФ. Так вот, суммарная энергия, источником которой являются усвоенные организмом нутриенты, называется потребляемой энергией. То есть, чем больше ешь, тем больше энергии получаешь. С другой стороны, наш организм расходует энергию ежесекундно, даже в покое: когда смотрим фильм или просто спим, в это время организм получает необходимый минимум энергии. Это как раз будет основным обменом (базальным метаболизмом). Когда же мы отправляемся на велопрогулку или в тренажерный зал, то во время тренировок энергии расходуется намного больше. Суммарная энергия, которую мы тратим, называется расходуемая энергия. Таким образом, если энергии расходуется меньше, чем потребляется, то остаток энергии резервируется в организме в виде жира.
В организме предусмотрен механизм поддержания определенного уровня жира. Если мы переедаем и жира накапливается много, в мозг посылается сигнал: уменьшить потребление пищи. И напротив, если жира мало, мы испытываем голод и начинаем есть, чтобы восстановить жировые запасы. Более того, белковый гормон инсулин помогает глюкозе, содержащейся в крови, абсорбироваться (всасывание, перемещение) в мышечной или жировой ткани и откладываться в виде гликогена или жира. В результате уровень сахара в крови снижается. Поэтому инсулин применяется при лечении сахарного диабета.
Инсулин оказывает воздействие на гипоталамус (отдел мозга), т.к. мембраны нервных клеток гипоталамуса содержат белок — инсулиновый рецептор. Так инсулин через гипоталамус влияет на потребление еды и на уровень жира в организме. Нервная система гасит аппетит при наличии инсулиновых связей и инсулиновых рецепторов в гипоталамусе.
Также в организме есть еще один белок под названием лептин, который образуется только в жировой ткани. Он «уведомляет» мозг о накоплении избытка жира благодаря лептиновым рецепторам в гипоталамусе — они действуют почти так же, как инсулиновые рецепторы. В результате опять же снижается аппетит. Итак, инсулин и лептин — два важных белка, позволяющих регулировать наше чувство голода.
Ученые провели на мышах опыты, ставящие целью изучить влияние лептина. Выяснилось, что мыши с дефектными генами, отвечающими за образование лептина, такие же толстые, как и мыши, у которых отсутствуют инсулиновые рецепторы.
Если сравнить уровень концентрации лептина в крови худощавого человека и пациента, страдающего ожирением, это значение в том и другом случае будет пропорционально количеству жира в организме. У людей, которые переедают, образуется столько же лептина, сколько и у всех прочих. Лептин подавляет аппетит только у людей, вес которого находится в пределах нормы. У тех, кто страдает ожирением, всё иначе: их организм устойчив к воздействию лептина. Другими словами, развивается лептинорезистентность. Например, лептин при норме 11 нг/мл при переедании и ожирении может достигать цифр до 50, 100, 200, 300 нг/мл и т.д. и таким образом не выполнять свою главную функцию — вовремя подавлять аппетит во время приема пищи и также не подавлять чувство голода в течение всего дня — человек все ест и ест, набирая вес и дальше. В таких случаях главным спасением будет строгое соблюдение объема порций и приема пищи по строгому графику, 5-6 раз в день.
Но это не все вещества, которые позволяют нам поддерживать уровень жира в организме и нормальный аппетит.
Вспомним про жиры и углеводы. Существуют два основных способа отложения жира в организме. Первый способ — жиры (липиды), потребляемые в составе пищевых продуктов, которые непосредственно накапливаются в организме. Второй способ — углеводы, которые преобразовываются в жир.
Рассматривая процесс накопления жира в организме, мы должны разобрать очень важную работу одного фермента под названием липопротеинлипаза. Липиды и триацилглицерин, поступающие в кровь, гидролизуются (расщепляются в водной среде) при помощи этого фермента и образуют жирную кислоту и глицерин, которые затем поступают в жировую ткань. Процесс преобразования липидов в жир включает в себя четыре этапа.
- Триацилглицерин переносится в кровь с помощью липопротеиновочень низкой плотности (ЛПОНП), образуемых в печени, и хиломикронов, абсорбируемых и образуемых в тонком кишечнике.
- На поверхности клеток эндотелия, которыми проложены кровеносные сосуды, присутствует особый фермент — липопротеинлипаза. Когда триацилглицерин по капиллярам переносится в жировую ткань, мышцы и другие ткани, он вступает во взаимодействие с липазой липопротеина и гидролизуется, в результате образуются жирные кислоты и глицерин.
- Эти жирные кислоты и глицерин сохраняются в жировой ткани
- В дальнейшем жирные кислоты и глицерин снова соединяются, образуя триацилглицерин.
В результате всего этого жир постепенно накапливается в организме.
Если же мы в рационе потребляем чрезмерно много углеводов, то в нашем организме они преобразуются в жир, который откладывается в жировой ткани или печени. Если в организм поступает слишком много углеводов, избыток цитрата выводится из митохондрии, поступает в цитозоль и преобразуется в жирную кислоту. Я здесь не буду напоминать схему цикла Кребса, ее вы можете прочитать в предыдущей статье. При избытке углеводов в организме цитрат выводится в цитоплазму, снова расщепляется, образуя ацетил-КоА и формирует вещество под названием малонил-КоА. Поскольку в процесе гликолиза всё ещё обрабатываются углеводы, то малонил-КоА, ацетил-КоА и пальмитиновая кислота продолжают накапливаться, а цитрат не вступает в цикл Кребса. А так как пальмитиновая кислота — это жирная кислота, а малонил-КоА в конечном счете превращается в жирную кислоту, то из этого следует, что стоит строго контролировать потребление столового сахара (сахарозы) в сутки. Сахароза стимулирует синтез жирных кислот в печени и это одна из причин ожирения.
Итак, подведем итоги:
- Если энергии потребляется много, а расходуется мало, то избыток откладывается в виде жира.
- Инсулин и лептин — два важных белка, позволяющих регулировать наше чувство голода.
- В основном жир образуется двумя способами. В первом случае потребляемые липиды (триацилглицерин) непосредственно накапливаются в организме. Во втором случае углеводы преобразуются в жир.
Переходим к следующей статье — Биохимия гормонов. Что нужно знать!
0 комментариев