Беглый обзор: основы обмена веществ

Пища - это топливо для обмена веществ, чтобы жить и расти. При пищеварении пища разделяется на мельчайшие, простейшие молекулы (глюкозу, аминокислоты, жирные кислоты), чтобы они могли поглотиться кровью и распространиться по всему телу, триллионам клеток, из которых состоят наши органы и ткани. В конечном итоге аминокислоты (из белков) и жирные кислоты (из жиров) метаболизируются в глюкозу, которая объединяется с кислородом и «сжигается», чтобы дать энергию клеткам, так же как машина сжигает бензин, чтобы снабдить энергией двигатель. Обмен веществ - это название целого процесса разделения пищи на мельчайшие частицы и их «сжигание» (окисление) для производства энергии при росте и восстановлении организма.

Что такое «сахарное» топливо и как оно регулируется?

Глюкоза - одна из тех простых молекул, производимых организмом и вырабатываемых при переваривании пищи, которую мы едим. Например, объединенные молекулы глюкозы и фруктозы образуют состав, называемый сахароза, который вам знаком под названием «столовый сахар», легко и быстро превращаемый в глюкозу. Большое «хранилище» глюкозы - это соединение, называемое гликогеном, которое состоит из сотен единиц глюкозы, как длинный поезд, состоящий из ряда отдельных вагонов. Гликоген обеспечивает компактную форму для хранения энергии в печени и мышцах, которая может быть быстро высвобождена, если уровень глюкозы в крови становится слишком низким или у вас неожиданно появляется потребность в большей энергии, например когда вы бежите.

Но существуют и другие сахара, например, такие, как фруктоза, которые производятся организмом или поглощаются из пищи, глюкоза - это простейшее и самое достаточное топливо для всех наших клеток. Глюкоза доставляется в кровь, и речь обычно идет о ней, когда вы слышите термин «сахар в крови». В клетках глюкоза окисляется кислородом, чтобы создать энергию; она является важнейшим топливом, которое использует мозг для существования. Другие клетки организма, такие, как клетки мышц, могут использовать все простые молекулы, перечисленные выше, но мозгу необходим постоянный запас глюкозы для хорошего функционирования. Когда уровень глюкозы слишком низкий, появляются неприятные, а иногда и пугающие симптомы, называемые «гипогликемией»; когда уровень глюкозы очень высокий в течение длительного периода времени, он вызывает сахарный диабет (гипергликемия).

Каковы некоторые из этих симптомов? Например, если уровень глюкозы очень низкий или если он быстро падает после еды, вы можете почувствовать беспокойство, сильное сердцебиение, испарину, тошноту, путаницу в мыслях, раздражительность, затрудненность концентрации, потерю памяти или плаксивость без каких-либо причин. Симптомы появляются от недостатка глюкозы в мозге (нейрогипогликемия) и являются тревожной реакцией мозга на стресс от потенциально опасного недостатка глюкозы. Главный сигнальный центр посылает волны норэпинефрину, одному из гормонов, который заставляет надпочечные железы выбрасывать гормоны стресса. Благодаря этим веществам вы чувствуете себя перевозбужденными, беспокойными, взволнованными, чувствуете тошноту или покрываетесь испариной и т. д. Такое действие является частью реакции подготовки организма к борьбе или бегу, оно вызывает подъем уровня сахара в крови, предоставляя вам необходимую энергию в предстоящем критическом положении.

С другой стороны, если уровень глюкозы слишком высокий в течение долгого времени или если он слишком быстро поднимается после еды, он одурманивает голову, спосбствуя чувству сонливости, вялости, неспособности сидеть с открытыми глазами, вызывая беспорядочный ход мыслей, трудности с запоминанием событий и невозможность сосредоточиться. Также вы можете чувствовать взволнованность и беспокойство из-за подъема уровня глюкозы, вызывающей резкое увеличение содержания серотонина в мозге. Если уровень глюкозы выходит из-под контроля и становится критически низким (гипогликемическая кома) или очень высоким (диабетическая гипергликемическая кома), может произойти повреждение мозга или даже смерть, если не лечить это должным образом.

Как регулируется уровень глюкозы - роль инсулина и глюкагона

Поскольку глюкоза и кислород являются крайне необходимым топливом для функционирования мозга, то нижний предел их содержания достаточно высок Так как при изменении уровня глюкозы, могут быть тяжелые последствия, у организма есть специальные механизмы поддержания нормального уровня этого вещества в крови. Инсулин и глюкагон - два основных регулятора количества глюкозы в крови. Они действуют противоположным образом, поэтому называются противорегуляторными гормонами. Когда эти два гормона действуют нормально, инсулин препятствует слишком высокому подъему уровня глюкозы, а глюкагон препятствует падению уровня глюкозы. Инсулин способствует снижению уровня глюкозы, перемещая глюкозу из крови в мышечные клетки, где она может быть сожжена для незамедлительного обеспечения энергией, или перемещая ее в жировые клетки, где она сохраняется в виде жира, чтобы при необходимости преобразоваться в энергию. Глюкагон имеет противоположное действие - он стимулирует клетки печени и мышц для разрушения отложенного гликогена и способствует быстрому перемещению молекул глюкозы из клетки в кровь, чтобы поднять уровень сахара крови, когда он становится слишком низким. Помимо высокого или низкого уровня глюкозы в крови решающим фактором является темп подъема и падения уровня глюкозы, который также может привести к симптомам, упомянутым выше, и вызывает выброс инсулина и глюкагона.

Однако по мере увеличения веса инсулин и глюкагон не действуют так хорошо, поэтому нашему организму труднее поддерживать безопасный уровень сахара в крови. В этом случае развиваются такие заболевания, как гипогликемия (низкий уровень сахара крови), непереносимость глюкозы (быстрые подъемы и резкие падения), инсулинорезистентность и сахарный диабет. Давайте посмотрим на каждое из них, как они связаны с увеличением веса, развитием в зрелые годы и «психической паузой» у женщин средних лет. Представьте себе каждое из этих заболеваний как цепочку изменений от здорового состояния к диабету. Хотя он может и не проявиться первым в этом ряде.