Энергетический обмен у человека

В организме человека ежедневные общие затраты энергии называются Суммарный обмен (СО), который можно представить как совокупность трех составляющих:

1. Основной обмен (ОО) – это энергия, необходимая для нормального функционирования клеток и органов после получения необходимых для этого веществ, в том числе, в покое (составляет почти 70% от СО).

2. Термический эффект пищи – это затраты энергии, связанные с перевариванием и всасыванием пищи, а также увеличение тонуса симпатической (периферической) нервной системы после приема пищи (около 10% от СО).

3. Затраты энергии, связанные с физической активностью – энергетическая емкость произвольной механической работы (гимнастика и обычная дневная активность), непроизвольная активность (например, эмоциональное напряжение), не‑произвольные мышечные сокращения, а также поддержание позы тела (около 20% от СО).

Ожирение у любого человека возникает тогда, когда потребление энергии превышает ее затраты в течение длительного времени. Очень незначительное, но постоянное избыточное потребление энергии приводит к выраженному накоплению жировой ткани в организме. Так, употребление всего лишь 5% "лишних" калорий может способствовать накоплению около 5 кг жировой ткани в год. Если в течение 30 лет потребление превышает затраты всего на 8 ккал в день, это может привести к увеличению массы тела на 10 кг. Эти цифры отражают средний уровень увеличения веса в течение 30 лет (с 25 до 55 лет) у взрослых.

Если количество углеводов, поглощенных с пищей за один прием, больше того, которое может быть использовано мышцами и запасено в виде гликогена, то избыток углеводов превращается в жиры. Начальная последовательность реакций совпадает при этом с обычным окислительным путем, т. е. глюкоза ^ ацетил‑ КоА ^ жирные кислоты ^ нейтральные жиры – глицериды (триглицериды), депонирующиеся в жировых клетках в разных частях тела, но, прежде всего, в «сальнике» – жировой ткани между петлями кишок.

Когда создается ситуация нехватки углеводов для энергетических потребностей организма, нейтральные жиры выполняют эту функцию, подвергаясь гидролизу (распаду) и жирные кислоты поступают в кровь. Здесь они адсорбируются молекулами плазменных белков (альбуминов и глобулинов) и затем поглощаются клетками самых разных типов для энергетических нужд. Где накапливается и утилизируется жир Триглицериды жировой ткани являются основным резервным топливом в организме. У худощавых взрослых людей имеется до 35 млрд. адипоцитов – клеток жировой ткани, содержащих 0,4–0,6 мг триглицеридов, у людей, страдающих тяжелой формой ожирения, адипоцитов в 4 раза больше (125 млрд.), и каждый содержит вдвое больше жиров (0,8–1,2 мг триглицеридов). Высокая энергетическая плотность и гидрофобные свойства триглицеридов делают их в 5 раз более эффективным топливом на единицу массы, чем гликоген. Триглицериды при окислении выделяют 9,3 ккал/г энергии и упакованы в виде капель масла в жировых клетках, составляя до 85% от общей массы адипоцитов. Для сравнения, при окислении гликогена (животный крахмал) выделяется только 4,1 ккал/г энергии. Гликоген расположен внеклеточно в виде геля, содержащего примерно 2 г воды на каждый грамм гликогена. Таким образом, жировая ткань представляет собой образец эффективного консервирования мобильного топлива и обеспечивает выживание, и способность передвигаться в условиях отсутствия пищи. Фактически, продолжительность жизни в условиях голода зависит от количества жировой ткани в организме. Худой человек умирает примерно через 2 месяца голодания, теряя при этом в весе более 35% (около 25 кг). В то же время тучные люди, подвергавшиеся лечебному голоданию более года, не имели существенных неблагоприятных последствий. Существует свидетельство и более долгого голодания, когда мужчина весом 207 кг, употреблявший не содержавшую калорий жидкость, витамины и минералы, за 382 дня снизил свой вес на 61% (126 кг).

Огромное значение в предрасположенности к тому или иному заболеванию имеет изменчивость генов, ведущая к нарушению функции или количества белка, кодируемого данным геном. В частности, это касается изменчивости генов, вызывающих ожирение.