Przemiana materii, czyli jak przyspieszyć metabolizm — kompendium wiedzy

Metabolizm co to takiego?

Na początku, warto odpowiedzieć na pytanie: co to jest metabolizm? Ludzki organizm składa się z miliardów struktur zwanych komórkami – to one stanowią „cegiełki” budujące wszystkie organy. Skóra, kości, mięśnie, mózg, krew, płuca, żołądek – każda struktura Twojego organizmu zbudowana jest z tych mikroskopijnych elementów [1]. Oczywiście, zależnie od tkanki, którą budują, komórki mogą mieć różne rozmiary, pełnią one także odmienne funkcje – na przykład komórki trzustki muszą być przygotowane do produkcji hormonów oraz enzymów trawiennych, zaś komórki mięśni powinny mieć zdolność kurczenia się i rozszerzania. Komórki mają też zdolność produkcji energii koniecznej, aby procesy, takie jak tworzenie enzymów i hormonów, mogły zachodzić prawidłowo, dlatego nazywane są „małymi elektrowniami” organizmu. 

Warto pamiętać, że do efektywnego wypełniania zadań komórki potrzebują odpowiednich ilości i proporcji składników odżywczych — a zdrowy sposób żywienia jest ważny już na poziomie tych mikroskopijnych struktur. Zdrową (i spersonalizowaną!) dietę konieczną, aby komórki, tkanki i organy mogły działać prawidłowo, znajdziesz w naszej ofercie. Zajrzyj i przekonaj się, że zdrowa dieta dostarczająca komórkom wszystkiego, czego potrzebują, może być przyjemna i łatwa w stosowaniu.

No dobrze, a więc jeszcze raz: metabolizm co to takiego? Metabolizm to pochodzące od greckiego słowa „zmiana” określenie, które oznacza zachodzące w ciele każdego z nas reakcje chemiczne niezbędne do życia. Jaka jest opisująca metabolizm definicja? Według słownika języka polskiego metabolizm to “ogół procesów biochemicznych i energetycznych zachodzących w komórkach żywych organizmów”. Podstawowe procesy metaboliczne obejmują przemiany dostarczanych pokarmów na energię oraz białka, tłuszcze, węglowodany oraz kwasy nukleinowe stanowiące budulec organizmu, a także eliminację zbędnych produktów przemiany materii. Procesy te mogą tworzyć tzw. cykl metaboliczny, w którym produkty jednej reakcji są następnie wykorzystywane do kolejnej reakcji, a ostatnia reakcja cyklu prowadzi do odtworzenia związku koniecznego, by cykl rozpoczął się od nowa. Wiesz już, czym jest metabolizm — teraz czas więc odpowiedzieć na pytanie: jakie są rodzaje metabolizmu?

Metabolizm, anabolizm, katabolizm

Mówiąc o metabolizmie, warto rozróżniać dwa podstawowe pojęcia dotyczące jego kierunków – anabolizm i katabolizm. Czym są katabolizm i anabolizm? I jakie są przykłady reakcji tego rodzaju? Tego dowiesz się już za chwilę!

Katabolizm

Na pierwszy ogień — katabolizm. Co to jest katabolizm? Według słownika języka polskiego katabolizm to “procesy przemiany materii polegające na rozkładzie związków organicznych, w wyniku których wyzwala się energia chemiczna oraz ciepło”. Innymi słowy — katabolizm oznacza rozpad różnego rodzaju związków, a jako że w przyrodzie nic nie ginie, to rozpad złożonych związków powoduje uwolnienie skumulowanej energii, np. w postaci ciepła lub wspomnianej wyżej energii chemicznej. Najważniejszym procesem katabolicznym jest oddychanie, w czasie którego utlenianie cukrów prowadzi do powstania dwutlenku węgla i wody z równoczesnym uwalnianiem energii zmagazynowanej w wysokoenergetycznych wiązaniach chemicznych.

Katabolizm przykłady:

• katabolizm tłuszczów – prowadzi do ich rozpadu na glicerol i wolne kwasy tłuszczowe,
• glikoliza – katabolizm cząsteczki, który zachodzi w cytoplazmie i polega na przekształceniu glukozy w kwas pirogronowy z jednoczesną syntezą ATP,
• katabolizm białek do aminokwasów,
• trawienie pokarmów i ich rozpad na mniejsze cząsteczki.

Jak widzisz, katabolizm nie jest z gruntu zły ani dobry — wszystko zależy od sytuacji i tego, jakich cząsteczek dotyczy. I tak katabolizm tłuszczu to proces pożądany, gdy chcemy schudnąć, z kolei katabolizm mięśni (czyli ich rozpad) należy do procesów niepożądanych, a dochodzi do niego np. pod wpływem uwalniania hormonów związanych ze stresem czy chorobach nowotworowych. Wiesz już, co to katabolizm — teraz czas na jego przeciwieństwo, czyli anabolizm!

Anabolizm 

Co to jest anabolizm? Według definicji zawartej w słowniku języka polskiego anabolizm to: “procesy budowy składników ustrojowych w przemianie materii, zachodzące w organizmie żywym”. Ściślej mówiąc, anabolizm obejmuje reakcje prowadzące do syntezy złożonych związków chemicznych z prostszych cząsteczek. Do tego rodzaju procesów potrzebna jest energia — anabolizm powoduje więc wykorzystanie energii (w przeciwieństwie do katabolizmu, w którym energia jest uwalniania). 

Anabolizm przykłady:

• synteza białek z aminokwasów, 
• synteza cukrów z dwutlenku węgla i wody, 
• synteza glikogenu z glukozy,
• synteza kwasów tłuszczowych,
• synteza mięśni (z białek).

Wiesz już, co to anabolizm i katabolizm — masz więc podstawową wiedzę na temat podstawowych procesów metabolicznych. Czas więc na bardziej złożone zagadnienia i przełożenie teorii na praktykę!

Przemiana materii

Przemiana materii co to takiego? Tak naprawdę, pojęcia „metabolizm” i „przemiana materii” mają bardzo zbliżone znaczenie – odnoszą się do niezbędnych dla życia procesów chemicznych, tempa ich zachodzenia i energii, która jest potrzebna do ich przeprowadzenia. Jaka jest różnica? Słowo „metabolizm” stosowane jest zwykle do opisania ogółu procesów chemicznych zachodzących w organizmie, ich rodzajów i mechanizmów, tymczasem „przemiana materii” używana jest zwykle do określenia energii potrzebnej człowiekowi do funkcjonowania w danej jednostce czasu (np. w ciągu dnia). Jakie są rodzaje przemiany materii? 

Podstawowa przemiana materii

Przemiana materii dzieli się na dodatkowe dwa pojęcia – podstawową przemianę materii (PPM) oraz całkowitą przemianę materii (CPM). Co to jest podstawowa przemiana materii? Podstawowa przemiana materii (inaczej: spoczynkowa przemiana materii) oznacza ilość energii potrzebnej człowiekowi znajdującemu się w stanie spoczynku – tzn. pozostającemu w pozycji leżącej, wyspanemu, niejedzącemu niczego od co najmniej 10 godzin, przebywającemu w odpowiedniej temperaturze (tzw. pokojowej) [2]. Nie jest to jednak naturalny stan dla większości z nas, nie uwzględnia on bowiem nawet najprostszych czynności takich jak pójście do toalety czy zjedzenie kanapki, nie mówiąc już o bardziej intensywnej aktywności fizycznej. W związku z tym potrzebne jest nam inne pojęcie — całkowita przemiana materii, która określa całość energii koniecznej do codziennego funkcjonowania — ale o tym za chwilę.

Wiesz już, że podstawowa przemiana materii stanowi jedną ze składowych całkowitej przemiany materii – to, jak duża jest to część, zależy, chociażby od ilości codziennej aktywności fizycznej. Ogólnie rzecz biorąc, podstawowa przemiana materii to 45-75% całkowitej przemiany materii [2]. 

Od czego zależy ilość kalorii konieczna, żeby pokryć dzienne zapotrzebowanie energetyczne danej osoby? Podstawowa przemiana materii zależy m.in. od rozmiarów ciała – a więc naszej masy i wzrostu – im są one większe, tym wyższe zapotrzebowanie energetyczne, organizm musi bowiem utrzymać przy życiu znacznie więcej komórek. Na jej tempo ma wpływ również płeć – zapotrzebowanie energetyczne mężczyzny jest zwykle wyższe niż zapotrzebowanie energetyczne kobiety – nawet przy założeniu, że mają oni taki sam wzrost, masę ciała, a także są w tym samym wieku. Z czego to wynika? Naturalna budowa kobiecego ciała sprawia, że zawiera ono więcej tkanki tłuszczowej niż ciało mężczyzny (podczas gdy u panów znajdziemy więcej komórek mięśniowych) – warto wiedzieć, że komórki tłuszczowe zużywają znacznie mniej energii niż bardzo aktywne komórki mięśni, stąd większe zapotrzebowanie na energię właśnie u mężczyzn [3,4]. 

Niezwykle istotnym czynnikiem regulującym tempo przemiany materii są hormony produkowane przez tarczycę – ich niedobór może prowadzić do spowolnienia metabolizmu, zaś nadmiar – do jego przyspieszenia. W praktyce oznacza to, że osoby z nieleczoną niedoczynnością tarczycy (np. spowodowaną chorobą Hashimoto) będą miały spowolnioną przemianę materii, zaś u osób z nadczynnością tego narządu (np. w przebiegu choroby Gravesa-Basedowa) będzie ona przyspieszona [5]. Innym czynnikiem mającym wpływ na wzrost podstawowej przemiany materii jest też ciąża – przyspieszenie przemiany materii wynika w tej sytuacji z rozrostu niektórych tkanek (oraz, oczywiście rozwoju płodu), dlatego też układając dietę dla kobiety ciężarnej, należy uwzględnić dodatkowe kalorie, konieczne dla prawidłowego przebiegu ciąży [6]. 

Wyniki badań naukowych wskazują, że podstawowa przemiana materii u kobiet w wieku reprodukcyjnym zależy od momentu cyklu i może nieco wzrastać w jego drugiej połowie (czyli tzw. fazie lutealnej) [7]. Do innych czynników mających wpływ na wielkość przemiany materii zaliczyć możemy także klimat (np. u mieszkańców krajów subsaharyjskich przemiana materii jest zwykle niższa niż u mieszkańców krajów północnych) oraz niektóre leki [6].  

A co z zagadnieniem podstawowa materia a odchudzanie? Podstawą redukcji masy ciała jest oczywiście wprowadzenie deficytu kalorycznego w stosunku do całkowitego zapotrzebowania na energię (dlatego w tym celu wykorzystujemy raczej całkowitą przemianą materii). Nie oznacza to jednak, że podstawowa przemiana materii nie ma znaczenia dla procesu odchudzania! Warto pamiętać, że w wyniku zmniejszania się rozmiarów ciała (inaczej: spadku masy ciała) spada również podstawowa przemiana materii — efektem może być spowolnienie procesu odchudzania i konieczność weryfikacji deficytu kalorycznego. O co konkretnie chodzi? Wyobraźmy to sobie na przykładzie! Załóżmy, że naszą pacjentką jest 30-letnia Ola, która na samym początku przygody z dietą ważyła 80 kg przy wzroście 165 cm. Jej podstawowa przemiana materii wynosiła wówczas 1585 kcal (pamiętaj, że wartość ta nie uwzględnia aktywności fizycznej). Po 3 miesiącach diety Ola schudła 10 kg i dziś waży 70 kg. Jej podstawowa przemiana materii spadła i dziś wynosi 1490 kcal, czyli o 100 kcal mniej niż jeszcze 3 miesiące, co ma implikacje dla skuteczności diety, całkowitej przemiany materii i stosowanego deficytu kalorycznego. 

Całkowita przemiana materii

Podstawową przemianę materii mamy z głowy — a całkowita przemiana materii? Największą składową całkowitej przemiany materii jest podstawowa przemiana materii, którą omówiliśmy powyżej, a jej pozostałe dwa elementy to aktywność fizyczna oraz tzw. termogeneza poposiłkowa. Przeciętnie, aktywność fizyczna stanowi ok. 30% całkowitej przemiany materii – oczywiście, u osoby spędzającej większość dnia w pozycji siedzącej ilość dodatkowej energii, którą należy dostarczyć do organizmu, będzie dużo niższa niż u kogoś, kto wyczynowo uprawia sport [2]. Czym jest „termogeneza poposiłkowa”? Pod tym pojęciem kryje się nasilenie procesów metabolicznych związanych z trawieniem pokarmu, do których, jak sama nazwa wskazuje, dochodzi po zjedzenie posiłku. Termogeneza poposiłkowa stanowi zwykle około 10% podstawowej przemiany materii, u osoby której podstawowa przemiana materii to 1500 kcal, termogeneza poposiłkowa będzie wymagała więc wydatku energetycznego wynoszącego ok. 150 kcal [8]. 

Jak już wspomnieliśmy, całkowita przemiana materii to narzędzie niezbędne do wyliczania kaloryczności jadłospisu na redukcję i to od jej wartości należy odjąć założony deficyt kaloryczny. Jak wyliczyć całkowitą przemianę materii? W tym celu można posłużyć się narzędziem, jakim jest całkowita przemiana materii kalkulator — jednak zawsze warto skonsultować otrzymane wyniki z dietetykiem, które pomoże Ci odpowiednio dopasować deficyt. 

Produkty przemiany materii

Warto jeszcze wyjaśnić, czym są „produkty przemiany materii”, przedstawiane często jako szkodliwe związki, których nie jesteśmy w stanie pozbyć się bez odpowiedniej diety „oczyszczającej organizm”. Tak naprawdę, produkty przemiany materii to całkowicie naturalne związki, wytwarzane w wyniku trawienia pokarmów i produkcji energii – zaliczyć możemy do nich, chociażby tworzony w wątrobie mocznik, a także…wodę, która jest produktem procesu oddychania komórkowego. Tak zwana „woda metaboliczna” zdecydowanie nie jest szkodliwym związkiem – jest ona nawet włączana do dziennego zapotrzebowania organizmu na płyny. Jeżeli chodzi o mocznik, to z jego skutecznym pozbyciem się świetnie radzą sobie wątroba oraz nerki. Pamiętaj, że, nawet gdy dochodzi do zaburzenia funkcjonowania tych organów, odpowiednim działaniem będzie zwrócenie się do lekarza, a nie stosowanie niesprawdzonych, a często także niebezpiecznych „detoksów”.  

Jak przyspieszyć metabolizm?

Czy na metabolizm możemy wpływać odpowiednim stylem życia i dietą? Jak przyspieszyć metabolizm? Warto pamiętać, że przemiana materii zależy, w dużej mierze, od składu naszego ciała – osoby z większą zawartością tkanki tłuszczowej i małą ilością tkanki mięśniowej, będą miały wolniejszy metabolizm niż te, u których te proporcje są odwrotne. W związku z tym, w pierwszej kolejności warto wziąć pod uwagę to, co pomaga nam w rozwinięciu i utrzymaniu odpowiedniego poziomu tkanki mięśniowej. Jak przyspieszyć przemianą materii w sposób skuteczny i bezpieczny?

Metabolizm a ilość białka w diecie

Co jeść aby przyspieszyć metabolizm? Makroskładnikiem, który przychodzi Ci do głowy, gdy myślisz o zwiększaniu masy mięśniowej, jest zapewne białko. I to jest dobry trop – choć musisz pamiętać o kilku ważnych zasadach. Białko faktycznie ma pozytywny wpływ na przyspieszenie metabolizmu – po pierwsze, pozwala utrzymać prawidłową masę mięśniową, nawet gdy dieta zawiera obniżoną ilość kalorii w stosunku do zapotrzebowania. Białko charakteryzuje się też najwyższym efektem termicznym pożywienia, co oznacza, że metabolizm białka wiąże się ze zużywaniem dużej ilości energii do trawienia, wchłonięcia, wykorzystania lub zmagazynowania tego makroskładnika. Konsumpcja białka korzystnie wpływa również na przewlekłe odczucie sytości, regulując spożycie kalorii. Właściwa podaż białka zabezpiecza także beztłuszczową masę ciała. Czyli: odpowiednia zawartość białka w diecie redukcyjnej, jest konieczna, aby uniknąć degradacji mięśni i, w efekcie obniżenia tempa metabolizmu [9]. 

W tym miejscu warto jednak również powrócić do pojęcia „termogenezy poposiłkowej” – jak wiesz, oznacza ona wydatek energetyczny związany z trawieniem pokarmów. Co ciekawe, wydatek ten jest zależny od tego, jakie makroskładniki musimy strawić – podczas gdy w przypadku węglowodanów i tłuszczów jest to, odpowiednio 6-8% i 2-3% pozyskiwanej z nich energii, gdy mówimy o białku, termogeneza poposiłkowa to aż…25-30%! Oznacza to, że zjedzenie produktu białkowego o wartości kalorycznej równej, np. 100 kcal, będzie wiązało się z utratą około 30 z nich w procesie termogenezy, podczas gdy w przypadku 100 kcal pochodzących z tłuszczu, będą to jedynie 2-3 kcal. Dzięki temu dieta o odpowiedniej zawartości białka wpływa na zwiększenie termogenezy poposiłkowej, a więc także, na wzrost tempa przemiany materii [9,10]. Pamiętaj, że mimo pozytywnego wpływu białka na metabolizm, dieta powinna zawierać fizjologiczne proporcje podstawowych makroskładników – białek, tłuszczów oraz węglowodanów, idealnym rozwiązaniem na diecie odchudzającej będzie więc taka redukcja podaży kalorii z węglowodanów i tłuszczów, aby masa ciała spadała o około 0,5-1% tygodniowo, przy utrzymaniu poziomu białka na poziomie ok. 1 g/kg masy ciała dziennie.

Metabolizm a aktywność fizyczna

Co jeszcze możesz zrobić, aby rozwinąć tkankę mięśniową? I jak poprawić przemianę materii? Najbardziej intuicyjną odpowiedzią w tej sytuacji będzie oczywiście zwiększenie aktywności fizycznej Przede wszystkim, warto zadbać o to, aby wybrana aktywność angażowała jak najwięcej różnych grup mięśni, co pozwoli na rozwinięcie aktywnej metabolicznie tkanki mięśniowej na jak największym obszarze ciała. Typem ćwiczeń nakierowanym bezpośrednio na zwiększenie masy mięśniowej będą tak zwane treningi siłowe (np. treningi ze sztangą), zaś niezwykle istotną rolę w redukcji tkanki tłuszczowej będą pełnić treningi beztlenowe (np. HIIT). Pamiętaj jednak, że trening wytrzymałościowy (biegi długodystansowe, rower, pływanie) również ma swoje miejsce w aktywności służącej rozwojowi tkanki mięśniowej, wpływa on także pozytywnie na przemiany glukozy oraz kwasów tłuszczowych, jest więc niezwykle istotny we wspomaganiu prawidłowego przebiegu metabolizmu [11]. 

Metabolizm a inne składniki diety

Zastanawiając się, jak przyśpieszyć metabolizm, warto podkreślić, że prawidłowa przemiana materii warunkowana jest odpowiednią ilością witamin i składników mineralnych dostarczanych do organizmu. Na szczególną uwagę zasługują witaminy z grupy B, które mają  kluczowy wpływ na metabolizm białek, tłuszczów i węglowodanów – przykładowo, witamina B1 jest związkiem niezbędnym do prawidłowych przemian glukozy [12]. Warto także zwrócić uwagę na wapń, konieczny do metabolizmu kwasów tłuszczowych, a także odpowiednią podaż składników niezbędnych do prawidłowego funkcjonowania tarczycy – jodu, selenu, cynku oraz żelaza [13].

Jak widzisz, przyśpieszenie metabolizmu jest możliwe przy pomocy sposobów będących elementami zdrowej diety i zdrowego stylu życia. A tabletki na przyspieszenie metabolizmu? Niestety często zawierają one substancje o wątpliwym bezpieczeństwie i skuteczności, nie są więc zalecane w procesie regulacji metabolizmu. 

Metabolizm a nawodnienie

Warto również pamiętać, że picie wody zwiększa ilość wykorzystanych kalorii poprzez zwiększenie indukowanej wodą termogenezy oraz zwiększenia objętości komórek ciała [14,15]. Wykazano również, że nawet niewielkie odwodnienie może prowadzić do spowolnienia procesów metabolicznych [15].

Co pić na diecie poza wodą? Badania potwierdzają, że konsumpcja zielonej herbaty przyspiesza tempo przemiany materii, wpływa również na lipolizę tkanki tłuszczowej i wykorzystanie zgromadzonych pokładów tłuszczów zapasowych, co jest związane z zawartą w zielonej herbacie i kofeiną oraz związkami z grupy katechin [16]. Kawa wywiera podobny wpływ na organizm [17]. Należy jednak pamiętać, że nadmiar zawartej w kawie i herbacie kofeiny w diecie może być niebezpieczny — konieczne jest więc przestrzeganie zaleceń EFSA (Europejski Urząd ds. Bezpieczeństwa Żywności), który ustalił dzienną bezpieczną dawkę kofeiny na poziomie 400 mg (1 espresso to około 80 mg kofeiny) [18].

Jak podkręcić metabolizm po 40?

Czy metabolizm zwalnia z wiekiem? To prawda, czy tylko mit? Zasadniczo, starszy wiek predysponuje do niekorzystnej zmiany proporcji między komórkami tłuszczowymi i mięśniowymi, jak również do „infiltracji” komórek mięśni przez kwasy tłuszczowe, co ma negatywny wpływ na siłę mięśni [19]. Co jednak kluczowe – wcale nie musi tak być! 

Jak podkręcić metabolizm po 40.? A raczej: jak utrzymać go na wysokim poziomie? Najważniejszym czynnikiem, mogącym wspomóc utrzymanie przemiany materii na odpowiednim poziomie, nawet mimo upływu lat, jest aktywność fizyczna. Jej odpowiedni poziom może obniżyć ryzyko wystąpienia utraty masy i siły mięśniowej…aż o 55% [20]! 

Co więcej, wyniki najnowszych badań przeprowadzonych przez naukowców z Duke University rzucają zupełnie nowe światło na problem zmiany metabolizmu wraz z upływającymi latami. Wykazano w nich, że tempo metabolizmu osób dorosłych (między 20. a 60. rokiem życia) utrzymuje się na…takim samym poziomie! Oznacza to, że widoczne zmiany w tempie przemiany materii zauważyć można nie wcześniej niż po 60. roku życia, zaś dopiero u 90-latków, metabolizm jest o około 25% wolniejszy niż u osób w wieku między 20. a 60. rokiem życia [21]. Wydaje się więc, że obserwowane u osób w średnim wieku skłonności do przybierania na wadze nie są, jak dotąd uważano, czymś zaplanowanym przez naturę i nieuniknionym. Z czego więc wynikają? Wszystko wskazuje na to, że obniżenie tempa metabolizmu związane jest, w największym stopniu, z siedzącym trybem życia i brakiem aktywności fizycznej, co prowadzi do zaniku metabolicznie aktywnej tkanki mięśniowej. 

Warto więc pamiętać, że regularna aktywność fizyczna jest najlepszym sposobem na uniknięcie nadmiernego tycia w wieku średnim, pomaga również minimalizować efekty naturalnego spowolnienia przemiany materii wśród osób po 60. roku życia. Oczywiście, wykonywane ćwiczenia powinny być dostosowane do wieku i możliwości danej osoby, nie należy jednak o nich zapominać.

Podsumowując, mimo skłonności do gromadzenia tkanki tłuszczowej i spowolnienia metabolizmu postępujących z wiekiem, upływ czasu nie sprawia, że stajemy się bezradni, nie skazuje nas on również na przybieranie na wadze. Pamiętaj, że najlepszym sposobem na uniknięcie takiego problemu jest utrzymywanie odpowiedniego poziomu aktywności fizycznej, a także spersonalizowana dieta bogata w witaminy, składniki mineralne oraz pełnowartościowe białko — czyli to, co znajdziesz w jadłospisach i planach diety układanych przez naszych wykwalifikowanych dietetyków. Dzięki tym prostym metodom Twoje ciało będzie lepiej przygotowane na naturalne procesy zachodzące z wiekiem.

Piśmiennictwo: