Тұқыммендік пен метаболизм: гендер салмақ пен метаболизмге қалай әсер етеді
I. Метаболизм негіздері және оның компоненттері
Метаболизм немесе метаболизм, бұл өмірді сақтау үшін тірі организмде кездесетін химиялық реакциялардың күрделі кешені. Ол энергияны қабылдау, қайта құру және пайдалану, сондай-ақ жасушалар мен тіндердің құрылысы мен жаңаруымен байланысты барлық процестерді қамтиды. Жеңілдетілген түрде, метаболизмді екі негізгі фазаға бөлуге болады: катаболизм (күрделі молекулалардың ыдырауы энергияны жеңілдету) және анаболизм (энергияны тұтынумен қарапайым молекулаларды синтездеу).
А. Катаболизм: энергияны бөлу және шығару
Катаболизм – бұл қарапайым заттармен көмірсулар, майлар мен ақуыздар сияқты органикалық молекулаларды жою процесі. Бұл процесс ATP (Adenosine Triphosphate) түрінде сақталған энергияның шығарылуымен бірге жүреді және әр түрлі функцияларды орындау үшін ұяшық пайдаланады. Негізгі катаболикалық жолдарда гликолис (глюкоза бөлінуі), май қышқылдарының бета-тотығуы (майларды бөлу), аминқышқылдарының дезамині (ақуыз бөлінуі) жатады. Глюкоза гликолисінде ол пируватқа түсіп, оны ацетил-Коақа айналдырып, содан кейін KREBS цикліне (Tricarbon қышқылы цикліне) қосылады, онда одан әрі тотығу және энергия шығарылады. Майлы қышқылдардың бета-тотығуы ацетил-коа қалыптасуына әкеледі, ол да CREBS цикліне кіреді. Аминқышқылдарының зақымдануы аминдер тобын алып тастайды, ал қалған көміртегі қаңқасын энергия көзі ретінде немесе басқа молекулалардың синтезі үшін пайдалануға болады.
B. Анаболизм: синтез және тіндердің құрылысы
Анаболизм – бұл күрделі органикалық молекулалардың синтездеу процесі. Бұл процесс катаболизм кезінде пайда болған ATP-тен келетін энергия шығындарын қажет етеді. Анаболизм дененің өсуі мен дамуы, тіндердің регенерациясы және әртүрлі биологиялық белсенді заттардың синтезі үшін қажет. Негізгі анаболикалық жолдарда глюконеогенез жатады (көмірсіз предшестволардың глюкоза синтезі), липогенез (май синтезі) және ақуыз синтезі. Глудуогенез Ораза кезеңдері немесе қарқынды физикалық белсенділік кезінде қандағы глюкоза деңгейін сақтау үшін маңызды. Липогенезге энергияның артық мөлшерін майлар түрінде сақтауға мүмкіндік береді. Ақуыздардың синтезі жаңа жасушалар мен тіндерді салу үшін қажет, сонымен қатар ферменттер, гормондар және басқа да маңызды ақуыздар синтезі үшін қажет.
C. метаболизмді реттейтін негізгі гормондар
Метаболизм әр түрлі процестерді, мысалы, тәбетті, энергияны тұтыну, синтез және щылдық сияқты процестерді басқаратын гормондардың күрделі жүйесі арқылы реттеледі. Метаболизмді реттеумен айналысатын негізгі гормондар инсулин, глюка, лептин, гептин, грелин, қалқанша безінің гормондары және кортизолдар жатады.
- Инсулин: Ұйқы безі шығарған бұл гормон глюкозаның жасушалармен сіңуін ынталандырады, бауыр мен бұлшықеттердегі глюкоген түрінде глюкозаны сақтауға көмектеседі, сонымен қатар майлар мен ақуыздардың синтезделуіне көмектеседі. Инсулин тамақтанғаннан кейін қан глюкозасын азайтуға арналған маңызды рөл атқарады.
- Глюкагон: Ұйқы безі шығарған бұл гормон инсулин акциясына қарсы. Ол бауырдағы гликогеннің ыдырауын және глюкозаның қанға шығарылуын, сонымен қатар глюконеогенезді ынталандырады. Глюкагагон ораза кезеңдері немесе төмен глюкоза кезінде қандағы глюкозаның деңгейін жоғарылатады.
- Лептин: Май жасушаларымен шығарылған бұл гормон, миды ағзадағы май қоры туралы анықтайды. Лептиннің жоғары деңгейі тәбетті басады және энергияны тұтынуды ынталандырады, ал лептиннің төмен деңгейі тәбетті ынталандырады және энергияны тұтынуды кетіреді.
- Гррентш: Асқазан шығарған бұл гормон тәбетті ынталандырады және асқазан-ішек жолдарының қозғалғыштығын арттырады. Гррелин деңгейі тамақтанудан бұрын артып, тамақтанудан кейін азаяды.
- Қалқанша безінің гормондары (T3 және T4): Қалқанша безі шығарған бұл гормондар ағзадағы метаболизм жылдамдығын реттейді. Олар оттегінің тұтынылуына, жылу өндіруге және энергияны тұтынуға әсер етеді. Гипотиреоз (қалқанша безінің гормондарының жетіспеуі) метаболизмнің баяулауына және гипертиреоздың (қалқанша безінің асып кетуі) метаболизмді үдеуге әкеледі.
- Кортизол: Бүйрек үсті бездері шығарған бұл гормон стрессті реттеуде маңызды рөл атқарады. Бұл қандағы глюкозаның деңгейін арттырады, ақуыздар мен майлардың ыдырауын ынталандырады және иммундық жүйені басады. Созылмалы стресс және кортизол деңгейінің жоғарылауы салмаққа әкелуі мүмкін, әсіресе іш қуысында.
D. метаболизмге әсер ететін факторлар
Метаболизм деңгейін әр түрлі факторлар әсер етеді, соның ішінде:
- Жасы: Жасы бар, метаболизм әдетте баяулайды, бұл бұлшықет массасының азаюымен және гормонның белсенділігімен байланысты.
- Еден: Ерлерде метаболизм әдетте бұлшықет массасына байланысты әйелдерге қарағанда тезірек болады.
- Бұлшықет массасы: Бұлшықет тіндері майлы тіндерге қарағанда көп энергияны жұмсайды. Бұлшықет массасы бар адамдардың тез метаболизмі бар.
- Генетика: Генетикалық факторлар метаболизм жылдамдығын және салмақ көтерілуіне бейімделуде маңызды рөл атқарады.
- Физикалық белсенділік деңгейі: Тұрақты физикалық жаттығулар бұлшықет массасын арттырады және метаболизмді тездетеді.
- Диета: Ақуыздар және өткір дәмдеуіштер сияқты кейбір тағамдар метаболизмді уақытша тездетуі мүмкін.
- Гормоналды фон: Гипотирероидтық және кушинг синдромы сияқты гормоналды бұзылулар метаболизмге әсер етуі мүмкін.
- Қоршаған орта температурасы: Дене суық ауа-райында дене температурасын ұстауға көбірек қуат жұмсайды.
Ii. Генетика және дене салмағы: негізгі ұғымдар
Генетика дене салмағын анықтауда және семіздікке бейімділігін анықтауда маңызды рөл атқарады. Өмір салты, оның ішінде диета мен физикалық белсенділік деңгейі де маңызды, бірақ генетикалық факторлар тәбетті, метаболизмге, денеде майдың таралуына және әртүрлі диеталарға реакцияға әсер етуі мүмкін.
A. гендер тәбет және қанықтылықпен байланысты
Кейбір гендер тәбетке және қанықтылық сезіміне әсер етеді, тұтынылған тамақ мөлшерін, демек, энергия балансына қосады. Осы гендердегі бұзушылықтар тәбеттің жоғарылауына және артық тамақтану үрдісіне әкелуі мүмкін.
- MC4R ген (Меланокортин 4 рецептор): Бұл ген мелиядағы тәбетті реттеуде басты рөл атқаратын 4-кодты кодтайды. MC4R геніндегі мутациялар моногендік семіздіктің генетикалық себептерінің бірі болып табылады (семіздік бір генде болған семіздік). MC4R-де мутация бар адамдар тәбетті көбейтіп, артық тамақтану үрдісі бар.
- ЛеП (лептин рецепторы): Бұл ген лептинді, майлы жасушалардан шығаратын гормондық рецепторды кодтайды, бұл миды ағзадағы май қоры туралы сигнал береді. LEPR геніндегі мутациялар лептинге төзімділікке әкелуі мүмкін, егер ми лептин сигналына жауап бермесе, бұл тәбеттің жоғарылауына және энергия шығынының азаюына әкеледі.
- POMC (пропаниомеланокортин): Бұл ген тәбетті басатын α-MSH (α-меланоцитимулятор гормоны), соның ішінде α-мш (α-мшек), соның ішінде кодтарды кодтайды. POMC геніндегі мутациялар α-MSH жетіспеушілігіне әкелуі мүмкін, сондықтан тәбетті және семіздіктің жоғарылауына әкелуі мүмкін.
- Ген FTO (май массасы және семіздікпен байланысты): Бұл ген – жалпы халықтың семіздікпен байланысты ең көп таралған гендерінің бірі. FTO гендік нұсқалары май және қант көп мөлшерде өнімдерге тәбет пен артықшылықпен байланысты. Әдетте, FTO гендік нұсқалары бар адамдар, әдетте, калорияны тұтынып, дене массасының индексі жоғары (BMI).
B. метаболизм мен энергияны тұтынуға әсер ететін гендер
Кейбір гендер метаболизм мен энергияны тұтыну жылдамдығына әсер етеді, денеде қанша калориялы және дене белсенділігі жанады. Осы гендердегі бұзушылықтар метаболизмнің баяулауына және май жинау үрдісіне әкелуі мүмкін.
- Ucp ucp (ақуыздар): Бұл гендер Митохондриядағы тотығу фосфорлануын бұзатын ақуыздарды кодтайды, ATP қалыптастыруды және жылу өнімдерін көбейтуді азайтады. УКП гендеріндегі өзгерістер энергияның тиімділігіне және май жинауға бейімділікке әсер етуі мүмкін. Мысалы, қоңыр май тінінде көрсетілген UCP1 генінің кейбір нұсқалары термогенез бен семіздікті қорғаумен байланысты.
- Гены PPP (Peroxisomome Peroxisome Periferator-икемделген рецепторлар): Бұл гендер майлар мен көмірсулардың метаболизмін реттейтін ядролық рецепторларды кодтайды. PPP геніндегі өзгерістер инсулинге сезімталдыққа, холестеринге және метаболикалық синдромды дамытуға әсер етуі мүмкін.
- ADRB гендері (адренергиялық рецепторлар): Бұл гендер адреналин мен нореналин мен Норепинефриннің әсерін, гормондардың әсерін, гормондардың әсерін, гормондардың әсерін, майдың ыдырауын ынталандыратын және энергия шығынын арттыратын адренергиялық рецепторларды кодтайды. ADRB гендеріндегі өзгерістер дененің май мен дене белсенділігіне әсер ету қабілетіне әсер етуі мүмкін.
- Қалқанша безінің жұмысымен байланысты гендер: Қалқанша безінің гормондары метаболизмді реттеуде басты рөл атқарады. Қалқанша безінің гормондарының синтезі, көлік және метаболизмі бар гендердегі өзгерістер метаболизм деңгейіне және семіздікке бейімділікке әсер етуі мүмкін.
C. майдың таралуына әсер ететін генетикалық факторлар
Майдың денеде таралуы, яғни май жинақталған (іш қуысында, жамбас немесе бөкселерде), сонымен қатар генетикалық бақылауда болады. Іштің салмағының (висцеральды май) жинақталуы метаболикалық аурулардың даму қаупімен байланысты, мысалы, 2 типті қант диабеті және жүрек-тамыр аурулары.
- Жыныстық стероидтардың гормондарын реттейтін гендер: Эстрогендер мен тестостерон сияқты жыныстық стероидтардың гормондары майдың таралуына әсер етеді. Әйелдерде эстрогендер жамбас пен бөкселерде май жинауға ықпал етеді, ал ерлерде тестостерон іштегі майдың жиналуына ықпал етеді. Бұл гормондардың деңгейі мен метаболизміне әсер ететін генетикалық факторлар майдың таралуына әсер етуі мүмкін.
- Адипоциттердің саралауын реттейтін гендер (май жасушалары): Адипоциттерді саралауға қатысты гендер, яғни бағаналы жасушаларды май жасушаларына айналдыру процесінде дененің дененің белгілі бір аймақтарында май жинауға әсер етуі мүмкін.
D. Полигенді семіздік және гендердің қоршаған ортамен өзара әрекеттесуі
Семіздіктің көпшілігі полигенді болып табылады, яғни олар көптеген гендердің өзара әрекеттесуіне байланысты, олардың әрқайсысы семіздікке төтеп береді. Сонымен қатар, гендер қоршаған ортамен, оның ішінде диетамен, физикалық белсенділік деңгейімен және басқа да өмір салт факторларымен өзара әрекеттеседі. Бұл дегеніміз, семіздікке генетикалық бейімделу адамның өмір салтына байланысты жақсарта немесе әлсіреуі мүмкін дегенді білдіреді.
- Эпигенетика: ДНҚ метилизациясы және гистон модификациясы сияқты эпигенетикалық өзгерістерді ДНҚ тізбегін өзгертпестен гендердің көрінісін өзгерте алады. Эпигенетикалық өзгерістерді қоршаған орта факторларынан, диеталар мен стресс сияқты және ұрпақтан-ұрпаққа жіберуге болады. Эпигенетикалық механизмдер семіздік пен басқа метаболикалық аурулардың дамуында маңызды рөл атқара алады.
- Генетикалық және экологиялық өзара іс-қимыл: Кейбіреулер семіздікке бейімділігі бар кейбір адамдар салауатты өмір салтын ұстануы мүмкін, егер олар салауатты өмір салтын ұстанбаса, басқалары қалыпты калориялы тұтыну және тұрақты физикалық белсенділікпен салмақ түсіре алады. Бұл семіздікті дамытудағы генетикалық ортаңғы өзара әрекеттестіктің маңыздылығын көрсетеді.
Iii. Метаболикалық жолдар және генетикалық вариациялар
Гендер әртүрлі метаболикалық жолдармен айналысатын ферменттер мен ақуыздармен кодталған. Осы гендердің генетикалық өзгерістері салмақ пен метаболизмге әсер етуі мүмкін осы жолдардың тиімділігі мен жылдамдығына әсер етуі мүмкін.
A. гликолиз және глюконеогенез
Гликолис – глюкозаны пироватқа бөлу процесі, ал глюконеогенез – көмірсамай предшестводан глюкоза синтезі. Гликолиз ферменттерін және глюконеогенезді кодтау генетикалық өзгерістер қандағы глюкоза, инсулин сезімталдығы және 2 типтегі қант диабеті қаупіне әсер етуі мүмкін.
- Gen GCK (Глюкокиназа): Бұл ген глюкокиназа, бауыр мен ұйқы безіндегі глюкозаның фосфорлануы, гликолизді бастайды. GCK геніндегі мутациялар қандағы глюкоза деңгейін реттеуді және модальды дамытудың бұзылуына әкелуі мүмкін (жас қант диабеті) – жас кезінде пайда болатын қант диабетінің сирек кездесетін түрі.
- PCK1 (PhosphoEnolpyruvate Larboxykinase 1): Бұл ген PHOSPHERONEPISUVATKINSYSYKINAXYIKINTAY 1, генерал фосфорлы глюконеогенезі кодтайды. PCK1 геніндегі өзгерістер глюконеогенездің жылдамдығына және қандағы глюкозаның деңгейіне әсер етуі мүмкін.
B. LIPOLIS және липогендер
Липолиз – майларды майлы қышқылдар мен глицеринге бөлу процесі, ал липоэнис ацетил-Коа майларын синтездеу процесі. Липолиз және липогенез ферменттерін кодтайтын генетикалық өзгерістер қан майларының деңгейіне, ағзадағы майдың жинақталуы және жүрек-тамыр аурулары қаупі бар.
- LPL (Липопропротеин липазасы): Бұл ген липопротеинлипаза, липопротеидтерден тұратын липопротеидлипаза, төмен тығыздықтағы липопротеиндер (LDL) және өте төмен тығыздық липопротеиндер (LOPP) және жасушаларға енуге мүмкіндік береді. LPL геніндегі өзгерістер қандағы триглицеридтердің деңгейіне және атеросклерозға әсер етуі мүмкін.
- Ген Fasn (май қышқылының синтазасы): Бұл ген майлы қышқылдардың синтразазын, ацетил-Коа май қышқылдарының синтезін катализдендіреді. Fasn геніндегі өзгерістер липогенездің жылдамдығына және денедегі майдың жиналуына әсер етуі мүмкін.
C. Термогенез және қоңыр майлы тін
Термогенез – ағзадағы жылу өндірісінің процесі. Қоңыр майлы тін – бұл жылу шығаратын калорияларды жанатын мамандандырылған тін. Қоңыр май тінінің термогенезі мен жұмыс істеуіне қатысты генетикалық өзгерістер энергия шығынына әсер етуі мүмкін және семіздікке бейімділік.
- Ucp1 (ақуыз 1): Бұл ген қоңыр май тінінде көрсетілген бөлу ақуызын 1 кодтайды және термиялық өнімдерді ұлғайтады. UCP1 геніндегі өзгерістер қоңыр май тінінің белсенділігі мен дененің калориясын жағу қабілетіне әсер етуі мүмкін.
- Қоңыр май тінінің саралауы мен белсенділігін реттейтін гендер: Зерттеулер генетикалық факторлар қоңыр май тінінің саны мен белсенділігіне әсер ететіндігін көрсетті. Қоңыр май тінінің дамуы мен жұмыс істеуін реттейтін гендердегі өзгерістер энергия шығынына және семіздікке әсер етуі мүмкін.
D. Дәрілік заттар мен нутригеңнің метаболизмі
Генетикалық ауытқулар дәрілік заттар мен қоректік заттардың метаболизміне әсер етуі мүмкін, бұл дәрілік заттардың тиімділігіне және дененің диетаға реакциясына әсер етуі мүмкін. Nutrigenomy – бұл гендер мен қоректік заттардың өзара әрекеттесуін зерттейтін ғылым саласы.
- Цочром ферменттері P450: Бұл гендер көптеген препараттар мен токсиндердің метаболизміне қатысатын ферменттерді кодтайды. Осы гендердің генетикалық ауытқулары дәрілік заттардың метаболизм жылдамдығына әсер етуі мүмкін, бұл әр түрлі тиімділік пен жанама әсерлерге әкелуі мүмкін.
- Витаминдер мен минералдардың гендері: Витаминдер мен минералды рецепторларды кодтайтын генетикалық ауытқулар дененің осы қоректік заттарды сіңіру және пайдалану қабілетіне әсер етуі мүмкін. Бұл белгілі бір дәрумендер мен минералдардың жетіспеушілігіне, тіпті тамақпен жеткілікті мөлшерде тұтынумен де әкелуі мүмкін.
Iv. Генетикалық тестілеу және жекелендірілген диета
Генетикалық тестілеу семіздікке және басқа метаболикалық ауруларға генетикалық бейімділік туралы ақпарат бере алады. Бұл ақпаратты жеке диетаны және адамның жеке қажеттіліктеріне және адамның жеке қажеттіліктеріне және генетикалық сипаттамаларына сәйкес келетін физикалық жаттығулар жоспарын жасау үшін пайдалануға болады.
A. генетикалық тестілеудің артықшылықтары
Генетикалық тестілеу көмектесе алады:
- Семіздікке және басқа метаболикалық ауруларға генетикалық бейімділікті анықтаңыз.
- Тәбет, метаболизм және май таратуға әсер ететін гендерді анықтау.
- Жеке диетаны және физикалық жаттығулар жоспарын жасаңыз.
- Генетикалық сипаттамаларды ескере отырып, дәрілік терапияны оңтайландыру.
- Салауатты өмір салтын қалыптастыруға ынталандыру.
B. генетикалық тексеру шектеулері
Генетикалық тестілеудің кейбір шектеулері бар деп санау өте маңызды:
- Генетикалық тестілеу нәтижелері шешуші емес. Сондай-ақ, өмір семіздік пен басқа да метаболикалық аурулардың дамуында маңызды рөл атқарады.
- Салмақ пен метаболизмге әсер ететін барлық гендер белгілі емес.
- Генетикалық тестілеу нәтижелерін түсіндіру қиын болуы мүмкін.
- Генетикалық тестілеу қымбат болуы мүмкін.
C. Жеке тамақтану және физикалық жаттығулар жоспары
Генетикалық тестілеу нәтижелері бойынша сіз жеке тамақтану және адамның жеке қажеттіліктеріне және адамның жеке қажеттіліктеріне және генетикалық сипаттамаларына сәйкес келетін физикалық жаттығулар жоспарын жасай аласыз.
- Диета: Жеке диета тәбетті көбейтуге, метаболизмді немесе белгілі бір тамақ өнімдеріне төзбеушілікті баяулататын генетикалық бейімділікті ескеруі мүмкін. Мысалы, генетикалық тест адамның тәбеті жоғарылағанын көрсетеді, диетаны қанықтыруға ықпал ететін талшық пен ақуыздың көп мөлшері бар тағамдарға бағытталуы мүмкін.
- Жаттығу: Жеке физикалық жаттығулардың жеке жоспары әр түрлі физикалық белсенділіктің генетикалық бейімділігін ескеруі мүмкін. Мысалы, генетикалық тест адамның күш-қуат жаттығуларына генетикалық бейімділігі бар екенін көрсетеді, жоспарды салмақ жоғалту жаттығуларына бағыттауға болады.
V. генетика және метаболизм саласындағы зерттеулердің болашағы
Генетика және метаболизм саласындағы зерттеулер жалғасуда, ал болашақта біз гендердің салмағы мен метаболизмге қалай әсер ететінін жақсы түсінуге көмектесетін жаңа ашылулар күтеміз.
- Жаңа гендерді анықтау: Зерттеулер семіздікпен және басқа метаболикалық ауруларға байланысты жаңа гендерді анықтауды жалғастыруда.
- Генетикалық орта өзара әрекеттесуді зерттеу: Әр түрлі зерттеулер гендердің қоршаған ортамен, соның ішінде диетамен, физикалық белсенділік деңгейімен және басқа да өмір салты факторларымен қалай өзара әрекеттесуді түсіну үшін қажет.
- Емдеудің жаңа әдістерін жасау: Генетикалық білімге сүйене отырып, гендік терапия және мақсатты дәрі-дәрмектерді қоса алғанда, семіздік пен басқа метаболикалық ауруларды емдеудің жаңа әдістері дамыған.
- Генетикалық тестілеу туралы кеңес: Генетикалық тестілеудің дәл және қол жетімді әдістері жасалынған.
Vi. Қорытынды (мәселенің шарттарына сәйкес жойылды)
Vii. Кіріспе (проблеманың шарттарына сәйкес жойылды)
Viii. Түйіндеме (проблеманың шарттарына сәйкес жойылды)
Ix. Жабылу ескертулері (проблеманың шарттарына сәйкес жойылды)