Что такое метаболизм — Здоровая Россия

20 Января 2011

Как энергия откладывается в жир, почему надо больше двигаться, если хочешь похудеть, и чем мужчины кардинально отличаются от женщин?

Слово «метаболизм» употребляют в речи диетологи и спортсмены, фитнес-инструкторы и вечно худеющие. Чаще всего термин употребляется в значении «обмен веществ». Но что это такое на самом деле, знают далеко не все. Попробуем разобраться.

Что это такое?

Метаболизм – это процессы, проходящие в любом живом организме для поддержания его жизни. Метаболизм позволяет телу расти, размножаться, заживлять повреждения и реагировать на окружающую среду. Для этого действительно необходим постоянный обмен веществ. Разделить процессы можно на два потока. Один разрушительный – катаболизм, другой созидательный – анаболизм.

Как похудеть с помощью спорта?

Основные правила тренировок, режим питания и полезные ссылки в специальном материале для тех, кто хочет похудеть.

Разборка на молекулярном уровне…

Любое питательное вещество, попадающее в организм, не может сразу пойти на его нужды. Например, белки из орехов, молока и человеческих мышц – совершенно разные, и друг друга заменить не могут. Однако они состоят из одних и тех же «кирпичиков» — аминокислот. Хотя в каждом из белков их разный набор и соотношение. Чтобы получить стройматериал для, например, бицепса, специальные ферменты разбирают содержащийся в молоке или котлете белок на отдельные аминокислоты, которые уже и идут в дело. Параллельно высвобождается энергия, измеряемая в калориях. Процесс разбора и есть катаболизм. Другой пример катаболизма – расщепление обычного сахара-рафинада на фруктозу и глюкозу.

… и сборочный цех

Организму недостаточно разобрать белки из съеденного на аминокислоты. Из них необходимо собрать новые белки для той же мышцы бицепса.

Мифы и правда о похудении

Можно ли сбросить несколько кило за одну тренировку, полезны ли миостимуляторы, и другие истории для ленивых.

Постройка сложных молекул из более мелких компонентов требует энергозатрат. На нее идут те самые калории, которые организм получил при «разборке». Этот процесс называется анаболизм. Еще пара наглядных примеров работы «сборочного цеха» организма – рост ногтей и заживление трещин в костях.

А откуда берется жир?

Если в процессе расщепления питательных веществ производится энергии больше, чем ее требуется на постройку новых клеток организма, появляется

явный избыток, который надо куда-то деть. Когда организм находится в состоянии покоя, метаболизм протекает в «фоновом» режиме и не требует активного расщепления и синтеза веществ. Но как только тело начинает двигаться, все процессы ускоряются и усиливаются. Возрастает и потребность в энергии и питательных веществах. Но даже у подвижного организма могут оставаться излишки калорий, если их поступает слишком много с пищей. Небольшая часть полученной и нерастраченной энергии складывается в виде углевода гликогена – источника энергии для активной работы мышц. Он запасается в самих мышцах и печени. Остальное накапливается в жировых клетках. Причем для их образования и жизни требуется гораздо меньше энергии, чем для постройки мышц или костей.

Как метаболизм связан с массой тела

Можно сказать, что вес тела — это катаболизм минус анаболизм. Другими словами, разница между количеством поступившей в организм энергии и использованной им. Так, один грамм съеденного жира дает 9 ккал, а то же количества белка или углевода – 4 ккал. Те же 9 ккал организм отложит в 1 грамм жира уже в своем теле, если не сумеет потратить. Несложный пример: съедаете бутерброд и ложитесь на диван. Из хлеба и колбасы организм получил жиры, белки, углеводы и 140 ккал. При этом лежащее тело потратит полученные калории только на расщепление съеденной пищи и немного на поддержание функций дыхания и кровообращения – около 50 ккал в час. Остальные 90 ккал превратятся в 10 г жира и отложатся в жировое депо. Если же любитель бутербродов выйдет на спокойную прогулку, полученные калории организм потратит примерно за час.

«Хороший» и «плохой» метаболизм?

Многие с завистью глядят на хрупкую девушку, регулярно лакомящуюся пирожными и не прибавляющую ни грамма веса. Принято считать, что у таких счастливчиков метаболизм хороший, а у тех, для кого кусочек сахара в чае грозит прибавкой веса – метаболизм плохой. На самом деле результаты исследований показывают, что действительно замедленный метаболизм наблюдается только при ряде заболеваний, например, гипотиреозе – недостатке гормона щитовидной железы. А у большинства людей с лишним весом нет никаких болезней, но наблюдается энергетический дисбаланс. То есть, энергии в организм поступает гораздо больше, чем ее нужно на самом деле, и она складируется про запас.

Статьи расхода калорий

Чтобы расход и получение калорий держать под контролем, стоит помнить основные направления дополнительных энергозатрат. 1. Чем выше масса тела, тем больше калорий ему требуется. Но, как мы знаем, жировой ткани надо совсем мало энергии для жизни, а вот мышечная потребляет достаточно. Поэтому 100-килограммовый культурист потратит больше калорий на ту же работу, что и его 100-килограммовый ровесник с неразвитыми мышцами и высоким процентом жира. 2. Чем старше становится человек, тем выше у него разница между поступлением энергии и ее тратами за счет гормонального дисбаланса и резкого снижения физической активности. 3. В метаболизме мужского организма активно участвует гормон тестостерон.

Это настоящий естественный анаболик, заставляющий организм тратить энергию и ресурсы на выращивание дополнительных мышц. Именно поэтому мышечная масса у мужчин обычно гораздо выше, чем у женщин. А поскольку на поддержание жизнедеятельности мышц требуется гораздо больше энергии, чем для сохранения жира, то мужчина и женщина одного роста и веса тратят неодинаковое количество калорий на одни и те же действия. Проще говоря: мужчины больше тратят энергии, им требуется больше еды, а при желании они гораздо быстрее худеют.

Что надо знать о метаболизме

Вся жизнь организма – это баланс между расщеплением питательных веществ и получением из них энергии и энергозатратах при создании новых молекул и клеток. Если энергии поступает слишком много – она откладывается про запас в виде жировой ткани. Увеличить энергозатраты можно, много двигаясь или вырастив достаточное количество мышечной массы.

1 комментарий •

Чтобы оставить комментарий — необходимо быть авторизованным пользователем

Какие продукты помогают разогнать метаболизм, как разгонать метаболизм.

Пример меню для похудения | 72.ru

Можно ли разогнать свой метаболизм — разбираемся с экспертом

Фото: Ирина Шарова / 72.RU

Поделиться

Некоторые люди могут есть шоколад, булочки, чипсы, но всё равно оставаться стройными и покупать джинсы самого маленького размера. А кому-то приходится считать каждую калорию, ведь лишние килограммы точно не заставят себя ждать, если вы вдруг решите есть столько, сколько захотите. Конечно, на размер нашей талии влияют гормональный фон, возраст, образ жизни, хронические заболевания. Но есть еще один фактор, который мы в силах изменить, — это метаболизм. Диетолог Эди Хорстман рассказала нашим коллегам из «Доктора Питера», от каких привычек зависит метаболизм и какие продукты помогут организму быстрее сжигать калории.

Наш организм постоянно тратит энергию: определенное количество расходуется, даже пока вы читаете этот материал, моргаете и дышите. У кого-то метаболизм ускоренный (это похоже на раскаленную печь — сколько ни кидай дров, они всё равно быстро сгорят), а у кого-то, наоборот, замедленный, поэтому топлива требуется гораздо меньше.

Организм тратит энергию круглосуточно. Привычки, которые влияют на то, как быстро всё «сжигается», перечисляет диетолог Эди Хорстман.

• питание: когда мы едим фрукты, овощи, белок, то организму легче это переработать. Соответственно, наш метаболизм ускоряется. Тяжелая калорийная и жирная пища — это каждый раз небольшое испытание для ЖКТ, ее регулярное употребление может замедлить все процессы;

• уровень сахара в крови: когда в крови много глюкозы, инсулин превращает ее в жировые отложения на теле, которые тоже оказывают влияние на наши обменные процессы;

• физические нагрузки: и речь идет не только о тренировках. Большинство диетологов считает, что ежедневные активные прогулки в течение хотя бы 30 минут гораздо полезнее, чем занятия в зале 2 раза в неделю. Важны интенсивность и регулярность.

• сон: старайтесь спать по 7–8 часов, ложиться до полуночи и рано вставать. Чем лучше вы высыпаетесь, тем реже вы будете испытывать чувство голода в течение дня.

Пищеварительный метаболизм — эта та энергия, которую организм затратил на переваривание пищи. Он расщепляет еду на белки, жиры и углеводы, отделяет нужное от ненужного. Так, углеводы превращаются в сахар, а белки — в аминокислоты. Некоторые продукты могут помочь этому процессу завершиться быстрее — например, клетчатка (цельнозерновые, листовые овощи, семена и свежие фрукты помогают кишечнику продвигать пищу) и пробиотики (молочные продукты, квашеная капуста содержат бактерии, которые способствуют правильному пищеварению).

Наш организм может сжигать жир быстрее — и вы в силах ему помочь. Помимо правильного режима сна, регулярных физических нагрузок, на метаболизм также может повлиять рацион.

Некоторые продукты помогут ускорить обмен веществ. Например, абрикосы полезны как в свежем, так и в сушеном виде, они содержат железо, магний, калий и клетчатку — эти элементы важны для обмена веществ. Авокадо — это источник полезных жиров, белков, антиоксидантов, витамина Е, магния. Также может помочь черника, она нормализует уровень сахара в крови, богата антиоксидантами и клетчаткой. Брокколи вообще умеет «перенастраивать» метаболизм и контролировать уровень «плохого» холестерина в крови». Хорошие новости для любителей остренького — перец чили может ускорять метаболизм, главное — не злоупотреблять. Темная листовая зелень, например шпинат, дуболистный салат и зеленый лук содержат много железа. Низкий уровень этого элемента тормозит обменные процессы в организме. Фасоль и чечевица богаты белками, которые прекрасно насыщают и не перегружают пищеварительную систему. Клубника низкокалорийна и богата витамином С, что также помогает «завести» обменные процессы в организме.

Эти продукты запрещено мыть перед приготовлением, но об этом почти никто не знает.

Нужны косточка и зубочистка: как вырастить авокадо на подоконнике — практические советы для начинающих.

Всему голова? Что будет с организмом, если совсем отказаться от хлеба.

Софья Хромова

ЗОЖДиетаПитаниеЗдоровьеМетаболизм

• ЛАЙК1
• СМЕХ0
• УДИВЛЕНИЕ0
• ГНЕВ2
• ПЕЧАЛЬ0

Увидели опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter

КОММЕНТАРИИ6

Читать все комментарии

Что я смогу, если авторизуюсь?

ПРАВИЛА КОММЕНТИРОВАНИЯ

0 / 1400

Этот сайт защищен reCAPTCHA и Google. Применяются Политика конфиденциальности и Условия использования.

Новости СМИ2

Новости СМИ2

Метаболизм лекарств — StatPearls — Книжная полка NCBI

Стивен Т. Сьюза; Чарльз В. Прейс.

Информация об авторе

Последнее обновление: 21 сентября 2022 г.

Непрерывное обучение

Большинство лекарств подвергаются химическому изменению в различных системах организма с образованием соединений, которые легче выводятся из организма. Эти химические изменения происходят главным образом в печени и известны как биотрансформации. Получение знаний об этих изменениях химической активности имеет решающее значение для использования оптимального фармакологического вмешательства для любого пациента и, таким образом, представляет интерес для любого поставщика медицинских услуг, который регулярно лечит пациентов с помощью лекарств. Это мероприятие охватывает метаболизм лекарств, биотрансформацию и полипрагмазию и подчеркивает роль межпрофессиональной команды в уходе за пациентами, принимающими несколько лекарств.

Цели:

• Определите типы биотрансформации лекарственных средств в организме.

• Опишите проблемы, связанные с введением препарата.

• Обзор фаз метаболизма лекарств.

• Объясните стратегии межпрофессиональной команды по улучшению координации помощи и коммуникации для повышения безопасности лекарств и улучшения результатов.

Доступ к бесплатным вопросам с несколькими вариантами ответов по этой теме.

Введение

Метаболизм лекарств является важнейшим аспектом медицинской практики и фармакологии. Большинство лекарств подвергаются химическому изменению в различных системах организма с образованием соединений, которые легче выводятся из организма. Эти химические изменения происходят главным образом в печени и известны как биотрансформации. Понимание этих изменений химической активности имеет решающее значение для использования оптимального фармакологического вмешательства для любого пациента и, таким образом, представляет интерес для любого поставщика медицинских услуг, который регулярно лечит пациентов лекарствами.

Функция

Биотрансформации происходят по механизмам, классифицируемым как фаза I (модификация), фаза II (конъюгация) и, в некоторых случаях, фаза III (дополнительная модификация и экскреция).

Модификации фазы I изменяют химическую структуру лекарственного средства , обычно путем окисления, восстановления, гидролиза, циклизации/дециклизации и удаления водорода или добавления кислорода. В некоторых случаях этот процесс превращает неактивное пролекарство в метаболически активное лекарство.

Окисление обычно приводит к образованию метаболитов, которые все еще сохраняют часть своей фармакологической активности. Например, обычный анксиолитический препарат диазепам превращается в десметилдиазепам, а затем в оксазепам путем модификации фазы I. Оба этих метаболита производят аналогичные физиологические и психологические эффекты самого диазепама.

Модификации фазы II включают реакции, при которых молекула лекарства связывается с другой молекулой в процессе, называемом конъюгацией. Конъюгация обычно делает соединение фармакологически инертным и растворимым в воде, так что соединение может легко выводиться из организма. Механизмы конъюгации включают метилирование, ацетилирование, сульфатирование, глюкуронирование и конъюгацию с глицином или глутатионом. Эти процессы могут происходить в печени, почках, легких, кишечнике и других системах органов. Примером фазы II метаболизма является то, что оксазепам, активный метаболит диазепама, конъюгируется с молекулой, называемой глюкуронидом, так что он становится физиологически неактивным и выводится из организма без дальнейшей химической модификации. [5]

После фазы II метаболизма может также наступить фаза III, когда конъюгаты и метаболиты могут выводиться из клеток.[6]

Важнейшим фактором метаболизма лекарств является ферментативный катализ этих процессов фазы I и фазы II. Тип и концентрация ферментов печени имеют решающее значение для эффективного метаболизма лекарств. Наиболее важными ферментами для медицинских целей являются моноаминоксидаза и цитохром Р450. Эти два фермента отвечают за метаболизм десятков биогенных и ксенобиотических химических веществ. Моноаминоксидаза, как следует из названия, катализирует переработку моноаминов, таких как серотонин и дофамин. Ингибиторы моноаминоксидазы (ИМАО) используются в качестве антидепрессантов, поскольку они повышают концентрацию серотонина и дофамина в ЦНС. Цитохром Р450 катализирует метаболизм многих психоактивных веществ, включая амфетамины и опиоиды.[7]

Вопросы, вызывающие озабоченность

Метаболизм лекарств может влиять на концентрацию лекарств в плазме. Например, лица, назначающие препараты, должны быть обеспокоены лекарственными взаимодействиями. Например, если рифампин принимается одновременно с иматинибом, концентрации иматиниба в плазме могут быть снижены, поскольку рифампин может индуцировать активность CYP3A4. Таким образом, противораковая активность иматиниба может быть ослаблена.[8]

Клиническое значение

При любом фармакологическом вмешательстве важно учитывать, как и когда конкретное лекарство выводится из организма. В большинстве случаев клиренс препарата происходит по кинетике первого порядка; иными словами, скорость клиренса зависит от концентрации препарата в плазме. То есть скорость выведения пропорциональна концентрации препарата. Скорость этой формы клиренса зависит от рассматриваемого химического вещества и часто представлена ​​периодом полураспада. Это продолжительность времени, за которое 50 % препарата выводится из организма. Например, период полураспада кокаина составляет примерно один час; таким образом, через четыре часа в организме присутствует только около 6,25% начальной дозы.

Однако выведение некоторых препаратов происходит с постоянной скоростью, которая не зависит от концентрации в плазме. Этанол является одним из примеров; выводится с постоянной скоростью около 15 мл/ч независимо от концентрации в кровотоке. Это называется кинетикой нулевого порядка и происходит, когда сайты связывания фермента насыщаются при низких концентрациях. Кинетика представляет интерес для медицины, потому что мониторинг концентрации лекарственного средства часто имеет клиническое значение для многих лекарств. Понимание фармакокинетики, особенно элиминации лекарств, позволяет врачам изменять терапию в соответствии с конкретным пациентом. Целью терапии является достижение равновесной концентрации в плазме крови, при которой метаболизм и выведение препарата происходят с одинаковой скоростью.

Метаболизм — очень изменчивый процесс, на который может влиять ряд факторов. Одним из основных разрушителей метаболизма лекарств является связывание депо, то есть связывание молекул лекарства с неактивными участками в организме, так что лекарство становится недоступным для метаболизма. Это действие может повлиять на продолжительность действия фармакологических средств, чувствительных к депо-связыванию. Одним из ярких примеров является тетрагидроканнабинол (ТГК), основной психоактивный компонент марихуаны. THC хорошо растворяется в липидах и депо связывается с жировой тканью пользователей. Это взаимодействие резко замедляет метаболизм препарата, поэтому метаболиты ТГК можно обнаружить в моче через несколько недель после последнего приема [9].][10]

Другим фактором метаболизма лекарств является индукция ферментов. Ферменты индуцируются повторным использованием одного и того же химического вещества. Организм привыкает к постоянному присутствию рассматриваемого препарата и компенсирует это увеличением выработки фермента, необходимого для метаболизма препарата. Это способствует фармакологической толерантности и является одной из причин, по которой пациентам необходимо постоянно увеличивать дозы определенных лекарств для достижения того же эффекта. Опиоиды являются ярким примером. Пациенты с долгосрочными рецептами на опиоидные анальгетики заметят, что их лекарства со временем становятся менее эффективными. Примечательно, что индукция повысит скорость метаболизма всех лекарств, обработанных с помощью индуцированного фермента; например, хроническое употребление амфетамина вызывает повышение концентрации фермента CYP2D6. Этот фермент также играет важную роль в метаболизме некоторых опиоидов, таких как оксикодон; таким образом, врач, прописывающий оксикодон пациенту, принимающему амфетамины, должен будет дать пациенту более высокую дозу для получения желаемого эффекта.

Напротив, некоторые лекарства оказывают ингибирующее действие на ферменты, делая пациента более чувствительным к другим лекарствам, метаболизируемым под действием этих ферментов. Классическим примером является ингибирование моноаминоксидазы некоторыми антидепрессантами. Эти соединения производят свои психотерапевтические эффекты, блокируя фермент, расщепляющий химические вещества «удовольствия» в мозгу. Однако это может вызвать проблемы, когда пациенты, принимающие ИМАО, принимают препараты, вызывающие аномально высокие концентрации этих нейрохимических веществ. Пациент, принимающий ИМАО и употребляющий кокаин, повышающий концентрацию серотонина, дофамина и норэпинефрина, будет испытывать гораздо более сильное воздействие кокаина. Это взаимодействие может привести к многочисленным физиологическим проблемам, включая тахикардию, гипертонию и серотониновый синдром.[12]

Лекарства, у которых общие элементы метаболических путей, также могут «конкурировать» за одни и те же сайты связывания с ферментами, снижая эффективность их метаболизма. Например, алкоголь и некоторые седативные средства метаболизируются одним и тем же членом семейства цитохромов Р450. Существует лишь ограниченное количество ферментов, способных расщеплять эти химические вещества. Таким образом, если бы пациенту вводили пентобарбитал одновременно с метаболизмом алкоголя, пентобарбитал не был бы полностью метаболизирован, потому что большая часть необходимых ферментов была бы заполнена молекулами алкоголя; это одна из причин того, что алкоголь и другие седативные/снотворные препараты могут иметь синергетический эффект при совместном применении.

Другие вопросы

В зависимости от того, метаболизируется и выводится лекарство через почки или через печень, нарушение в любой из этих систем может значительно изменить дозировку, интервалы между приемами, терапевтический эффект и даже возможность использования конкретного лекарства вообще.

Улучшение результатов медицинского персонала

Метаболизм лекарств является очень важной клинической проблемой для межпрофессиональной медицинской бригады. Клиницисты, медсестры и особенно фармацевты должны работать вместе, чтобы предотвратить клинически значимые лекарственные взаимодействия, которые могут повлиять на здоровье пациентов. В условиях стационара медсестры должны быть внимательны к признакам токсического накопления метаболитов или активных препаратов, особенно в случаях почечной или печеночной недостаточности, чтобы они могли предупредить врача и фармацевта. Во многих случаях лекарства, такие как аминогликозидные антибиотики, варфарин, фторхинолоны и т. д., дозируются и контролируются фармацевтами, которые контролируют уровни лекарств в сыворотке и функцию почек. Это указывает на важность межпрофессионального подхода к дозированию и введению лекарств в свете влияния метаболизма лекарств на пациентов, будь то нарушение метаболизма, лекарственные взаимодействия, ферментативная индукция или другие факторы. Использование межпрофессиональной парадигмы приведет к лучшим терапевтическим результатам с меньшим количеством побочных эффектов. [Уровень 5]

Контрольные вопросы

• Доступ к бесплатным вопросам с несколькими вариантами ответов по этой теме.

• Комментарий к этой статье.

Ссылки

1.

Wilde M, Pichini S, Pacifici R, Tagliabracci A, Busardò FP, Auwärter V, Solimini R. Метаболические пути и эффективность новых аналогов фентанила. Фронт Фармакол. 2019;10:238. [Бесплатная статья PMC: PMC6461066] [PubMed: 31024296]

2.

Рицциери Д. , Пол Б., Канг Ю. Метаболические изменения и потенциал воздействия на метаболические пути при лечении множественной миеломы. J Лечение метастазов рака. 2019;5 [Статья бесплатно PMC: PMC6476731] [PubMed: 31020046]

3.

Паскаль А., Маркези Н., Говони С., Коппола А., Газзарусо С. Роль микробиоты кишечника при ожирении, сахарном диабете и Эффект метформина: новый взгляд на старые болезни. Курр Опин Фармакол. 2019 дек;49:1-5. [В паблике: 31015106]

4.

Аззам А.А.Х., Макдональд Дж., Ламберт Д.Г. Горячие темы опиоидной фармакологии: смешанные и необъективные опиоиды. Бр Джей Анаст. 2019 июнь;122(6):e136-e145. [PubMed: 31010646]

5.

Boyland E, Chasseaud LF. Роль глутатиона и глутатион-S-трансфераз в биосинтезе меркаптуровой кислоты. Adv Enzymol Relat Areas Mol Biol. 1969; 32:173-219. [PubMed: 4892500]

6.

Commandeur JN, Stijntjes GJ, Vermeulen NP. Ферменты и транспортные системы, участвующие в образовании и утилизации S-конъюгатов глутатиона. Роль в механизмах биоактивации и детоксикации ксенобиотиков. Фармакол Ред. 1995 июня; 47(2):271-330. [PubMed: 7568330]

7.

Guengerich FP. Распространенные и необычные реакции цитохрома Р450, связанные с метаболизмом и химической токсичностью. Хим. Рез. Токсикол. 2001 июнь; 14 (6): 611-50. [PubMed: 11409933]

8.

Bolton AE, Peng B, Hubert M, Krebs-Brown A, Capdeville R, Keller U, Seiberling M. Влияние рифампицина на фармакокинетику мезилата иматиниба (Gleevec, STI571) у здоровых субъектов. Рак Chemother Pharmacol. 2004 г., февраль; 53(2):102-6. [В паблике: 14605865]

9.

Colizzi M, Weltens N, McGuire P, Van Oudenhove L, Bhattacharyya S. Описательная психопатология острых эффектов внутривенного введения дельта-9-тетрагидроканнабинола у людей. наук о мозге. 2019 Апр 25;9(4) [PMC бесплатная статья: PMC6523579] [PubMed: 31027219]

10.

Патилея-Врана Г.И., Анощенко О., Унадкат Ю. Д. Печеночные ферменты, связанные с утилизацией (-)-∆ ⁹ -тетрагидроканнабинола (ТГК) и его психоактивного метаболита, 11-ОН-ТГК. Препарат Метаб Распоряжение. 2019март 47(3):249-256. [Бесплатная статья PMC: PMC6374540] [PubMed: 30567877]

11.

Бальдо Б.А. Опиоидные анальгетики и токсичность серотонина (синдром): механизмы, животные модели и связь с клиническими эффектами. Арх Токсикол. 2018 авг; 92 (8): 2457-2473. [PubMed: 29916050]

12.

Котлинска-Лемешек А., Клепстад П., Хауген Д.Ф. Клинически значимые лекарственные взаимодействия с участием лекарств, используемых для контроля симптомов у пациентов с прогрессирующим злокачественным заболеванием: систематический обзор. J Управление симптомами боли. 2019Май;57(5):989-998.e1. [PubMed: 30776538]

Реальная мировая модель для визуализации и совместного создания здоровых городов – природа городов которые появляются, позволяют как жителям, так и проектировщикам задавать вопросы, которые могут привести к улучшению окружающей среды как на местном, так и на региональном уровне.

Как и человеческое тело, города — это живые, постоянно развивающиеся организмы. Подобно тому, как диета, физические упражнения, сон или смех могут рассматриваться как индикаторы нашего личного физического и эмоционального благополучия, способы, которыми товары, вода, пассажиры или еда перемещаются по городской экосистеме, определяют здоровье и устойчивость города в более крупных региональных масштабах. и глобальные природные системы. Чем больше у нас знаний о том, какие ресурсы поступают в нашу систему, как эти ресурсы используются и что происходит с любой продукцией, которая не нужна организму для поддержания себя, тем больше у нас шансов жить сбалансированной и здоровой жизнью.

Хотя разобраться в хитросплетениях метаболизма нашего собственного тела — непростая задача, комплексная оценка чего-то столь сложного, как современный промышленный город со всеми его физическими и культурными микрокосмами, может показаться пугающей. Однако если мы посмотрим на города через метаболическую линзу, как и на наши тела, в фокусе окажется структура, с помощью которой можно успешно моделировать потоки городских систем.

Метаболизм городов, используемый для анализа того, как функционируют городские районы в отношении использования ресурсов и базовой инфраструктуры, помогает нам понять взаимосвязь между деятельностью человека и природной средой.

Прикладной городской метаболизм

Городской метаболизм как концепция не совсем нова. Еще в 19 веке Карл Маркс и Фридрих Энгельс признали, что человеческая деятельность изменяет биофизические процессы, анализируя динамические внутренние отношения между человеком и природой. Лишь более ста лет спустя впервые была официально разработана более целостная оценка анатомии города. В статье 2007 года, озаглавленной «Изменение метаболизма городов», Кристофер Кеннеди и группа инженеров-строителей из Университета Торонто определили городской метаболизм как «сумму технических и социально-экономических процессов, происходящих в городах и приводящих к росту». , производство энергии и ликвидация отходов».

Городской метаболизм формируется и протекает. Графика: Ecocity Builders

С тех пор анализ метаболизма в городах превратился из преимущественно академического упражнения в более практическое приложение. Например, городские метаболические информационные системы (UMIS), прикладная методология, впервые разработанная канадским исследователем, писателем и специалистом по системному проектированию доктором Себастьяном Моффаттом, представляет собой стандартизированную структуру «от источника к приемнику» для лучшего понимания и анализа городских систем по мере их обработки. через искусственную среду во времени и пространстве. Ключом к отслеживанию и визуализации материального потока, составляющего городской метаболизм, являются диаграммы MetaFlow, также известные как диаграммы Санки. В рамках проекта Eco2 Cities 2010 года: экологические города как экономические города Моффат начал разрабатывать схемы для целых городских систем. Стремясь предложить перспективу на уровне земли, исследовательская группа провела тематические исследования в городах по всей Азии, которые помогли бы продемонстрировать текущие потоки в городах и дать представление о том, как эти потоки могут быть лучше замкнуты, чтобы избежать такого большого количества отходов и утечек.

Диаграмма MetaFlow энергосистемы Цзиньцзе, Шанхай показывает несоответствие между текущей системой (слева) и сценарием для продвинутой системы (справа). Источник: Разработка автора (Себастьян Моффат) с приблизительными данными, предоставленными профессором Цзиньшэн Ли, Университет Тонги, Шанхай.

Совсем недавно доктор Филип Мэнсфилд из Graphical Memes создал ряд диаграмм MetaFlow для города Ванкувер, Британская Колумбия, используя данные, предоставленные директором Института устойчивого развития BCIT доктором Дженни Мур. Энергетическая диаграмма, например, показывает очень типичную современную централизованную систему с небольшим количеством электроэнергии из местных источников, небольшим разнообразием энергии и минимальным каскадированием, что означает очень низкую эффективность, рециркуляцию или двойное использование. Большая часть энергии Ванкувера в основном поступает из невозобновляемых источников (кроме гидро) и попадает в воздух после использования для одной цели в одно и то же время.

Ванкувер Британская Колумбия Диаграммы MetaFlow для энергии (слева) и продуктов питания (справа). Предоставлено: д-р Филип Мэнсфилд/Graphical Memes

Ванкуверская диаграмма MetaFlow для продуктов питания показывает гораздо больше каскадов вверху, что указывает на более разнообразные типы продуктов питания, чем на типы энергии, при этом местные фермы поставляют видимую долю различных продуктов. Фрукты и овощи составляют значительную часть общего потока органических материалов. Напротив, раковины в нижней части диаграммы гораздо менее текстурированы: большая часть пищевых отходов Ванкувера (что обычно составляет около 50% всего потока отходов) проходит через перегрузочные станции и мусоросжигательные заводы, прежде чем попасть на свалку или попасть в мусор. воздуха. Можно рассмотреть множество стратегий для зацикливания и каскадирования этих потоков, то есть для создания более связанной пищевой сети в городе. Например, если бы пищевые отходы компостировались в качестве почвы, почву можно было бы использовать на местном уровне для сельского хозяйства или ландшафтного дизайна, чтобы у города было меньше потребности в перевозке материалов грузовиками и приобретении земли для захоронения отходов.

По словам доктора Моффата, эти диаграммы стоят тысячи круговых диаграмм. Но что, если бы мы могли еще глубже изучить метаболизм города, изучив потоки ресурсов через каждый район ? Тот факт, что в настоящее время блок-схемы для большинства городов мира будут выглядеть так же, как в Ванкувере — линейные и централизованные, оставляющие мало места для локализованных и адаптируемых способов более эффективного использования как природных, так и человеческих ресурсов, — показывает, что существует реальная потребность в инструментах, которые позволить сообществам лучше понять свои районы и определить области, где можно применять больше циклов и каскадов, поскольку системы становятся более экологичными.

Совместный городской метаболизм

Введите методологию, позволяющую горожанам планировать свои районы и участвовать в преобразовании своих сообществ в более устойчивые, справедливые и экологически здоровые поселения: Совместный городской метаболизм . Этот подход привлекает повышенное внимание к переходу от подхода «сверху вниз» к подходу «снизу вверх» к учету городской окружающей среды, чтобы собирать данные, недоступные в обычных базах данных, при одновременном продвижении междисциплинарного подхода, при котором имеет место совместное проектирование с обществом , а не для общества , и чтобы оценка не была разовым событием.

Впервые эта модель была опробована в рамках Инициативы Ecocity Builders по глобальным данным Urbinsight в Каире и Касабланке, а совсем недавно эта модель была успешно реализована в Куско, Перу, и Медельине, Колумбия. Эти две презентации, созданные по заказу Управления географов США по инициативе «Вторичные города» (2C) и представленные в блоге и серии видеороликов в рамках Глобальной инициативы ООН по окружающей среде для ресурсоэффективных городов, предлагают реальные примеры того, как инструменты и методы городского метаболизма могут использоваться менеджерами и практиками для перехода своих городов к большей устойчивости и эффективности использования ресурсов. А именно, основываясь на результатах совместных оценок городского метаболизма в Куско и Медельине, городские власти, местные университеты и общественные группы в этих городах теперь работают вместе над разработкой планов устойчивого развития района.

Куско: совместный подход к городскому метаболизму

Ориентирован на мегаполис в городе Куско и его окрестностях на юге Перу. многогранный и многоэтапный подход к городскому экологическому учету с 2016 года. землю, чтобы найти и реализовать целостное решение их проблемы с мусором.

Участники, состоящие из преподавателей, студентов, местных чиновников, архитекторов и планировщиков, впервые познакомились с техническими процессами, процессами взаимодействия с общественностью и планирования, лежащими в основе метода совместного городского метаболизма, во время семинаров EcoCompass, проводимых Ecocity Builders’ on-the- группа наземной реализации. Изучив все тонкости создания динамической картографической платформы, которая визуализирует несколько типов данных, они отправились в поездки по району, прежде чем провести круглый стол с лидерами сообщества, которые изложили изменения, которые они хотели бы видеть в своих районах: лучшее управление отходами, более чистая окружающая среда и более здоровая пища.

Основываясь на этих потребностях, студенческие команды приступили к проведению проверок материалов района. Они собирали данные о потреблении и отходах от жителей, которые участвовали в сортировке твердых отходов, взвешивании материалов по типам и анализе композитов. Затем команда создала подробные изображения архетипов исторических районов, что дает важную информацию о решениях для районов с аналогичными характеристиками и проблемами. Поскольку почти 50% бытовых отходов оказались органическими, команда решила исследовать методы создания модулей для домашнего компостирования, которые они в конечном итоге разработали совместно с членами сообщества и опробовали в четырех сообществах в домах участвующих соседей.

Диаграммы метаболизма района, которые были созданы для визуализации собранных данных, стали предметами для обсуждения, которые помогают сообществу, а также градостроителям принимать обоснованные решения о том, как перенаправить потоки с линейного на круговой. Члены сообщества обнаружили, что для понимания городского метаболизма необходимо понять происхождение потоков ресурсов, их распределение в пределах города и то, как эти ресурсы используются. Эти идеи позволяют людям вносить осознанные изменения в свои уникальные городские условия, которые в настоящее время закрепляются в ДНК города в рамках следующего этапа проекта: создания планов устойчивого развития района.

Медельин: совместное создание более надежных городских систем знаний

В феврале 2013 года Институт городских земель выбрал Медельин как самый инновационный город в мире благодаря его достижениям в области политики, образования и социального развития. Хотя Медельин был назван самым инновационным городом и подает пример городского планирования всему миру, город по-прежнему сталкивается с резким экономическим неравенством. Богатство в основном сосредоточено вокруг центра города и экспоненциально уменьшается в окружающие холмы.

На этапе I Ecocity Builders/2C Medellín местные планировщики, коммунальные службы, ученые и местные некоммерческие организации объединились с членами сообщества Comuna 8, одного из таких уязвимых районов на склоне холма за пределами центра города, состоящего из нескольких малообеспеченных формальные и неформальные районы, чтобы применить методы местного участия к городскому метаболизму. Команда сосредоточила свои усилия на сборе данных и составлении карт на управлении отходами, потоках материалов в домохозяйства и через домохозяйства, а также на взглядах граждан на методы обращения с отходами в их сообществах в нескольких районах в пределах Комуны 8, приоритет, особо отмеченный лидерами сообщества.

После того, как они собрали данные, участники смогли применить свои знания, полученные на семинарах, с помощью приложения метапотока Urbinsight, чтобы преобразовать ввод коллективных данных в блок-схемы городской метаболической информационной системы. Эти визуализации оказались важными не только для исследователей, чтобы упорядочить и интерпретировать данные о масштабах домохозяйств и участков, но и для жителей Комуны 8, чтобы понять и улучшить свой собственный поток отходов, а также для города, чтобы понять потребности его жителей.

Диаграммы метапотоков воды, материалов и энергии для Медельина, любезно предоставлены Ecocity Builders.

Для Этапа II проекта команда определила, что следующим приоритетным типом района должен быть район в центре города со смешанным доходом. Многие районы этого типа расположены в центре города, среди более богатых деловых районов, но муниципалитет часто упускает их из виду. В результате члены сообщества в этих районах часто имеют более низкие заработки, высокий уровень безработицы, сокращение услуг по вывозу мусора, снижение уровня безопасности или медицинских услуг и повышенное загрязнение воздуха.

По рекомендации отдела планирования Universidad EAFIT взял на себя инициативу в качестве основного академического партнера, который предложил Бостон, район, характеризуемый как предполагаемый архетип (смешанные доходы, центр города), в качестве рекомендуемой области исследования. Low Carbon City, международно признанная некоммерческая организация со штаб-квартирой в Медельине, имеющая тесные связи с бостонским сообществом, присоединилась в качестве партнера на базе сообщества.

После сбора данных участники разделились на исследовательские группы на основе категорий материалов, которые оказались наиболее распространенными в потоке отходов: пластик, стекло, металл, бумага, органические, опасные отходы и масла, а также смешанные напрасно тратить. Используя полевые данные, они подготовили отчеты и презентации о действиях, которые граждане могут предпринять для снижения спроса, повышения эффективности, а также повторного использования/перепрофилирования и переработки материалов дома и по соседству, чтобы уменьшить количество отходов в общественных местах.

Во время двух «мапатонов» участники завершили анализ своих аудитов отходов и материалов и геообработали исходные данные для разработки геопространственных слоев для дальнейшего анализа и разработки карт. Затем они работали с командой, чтобы интегрировать муниципальные слои данных с исходными слоями данных района, чтобы создать оригинальные карты, которые они представили членам сообщества. На заключительном мероприятии сообщества каждая группа представила интерактивные совместные образовательные мероприятия, относящиеся к их типу ресурсной темы. Они разработали плакаты и короткие видеоролики, чтобы «рассказать историю» метаболизма в городах и роли горожан в круговороте ресурсов.

Образец материалов, подготовленных общественным партнером Low Carbon City для семинаров по соседству.

С момента своего сотрудничества в 2017 году участники курса и Low Carbon City поддерживают тесную связь с офисом планирования, который анализирует все данные курса, чтобы они были официально признаны муниципалитетом и включены в их портал открытых данных для планирования и анализа. Заинтригованные потенциальным использованием методологии оценки городского метаболизма, специалисты отдела планирования попросили сотрудничать с командой Ecocity Builders/2C в общегородском сборе данных, чтобы завершить все доступные исследования городского метаболизма.

Проект вступил в следующую фазу, во время которой партнеры снова собираются вместе для создания Плана устойчивого соседства. Основанный на первоначальных и текущих оценках городского метаболизма, методах и процессах участия, план должен быть адаптируемым и воспроизводимым и основан на восходящем подходе Ecocity Builders к развитию экогорода, подчеркнутом оценками городских метаболических информационных систем (UMIS) в районе. шкала.

Куда мы хотим пойти и почему?

Более устойчивому и устойчивому городскому будущему можно способствовать, используя методы и подходы городского метаболизма в непрерывном и повторяющемся процессе. Здоровый городской метаболизм, как и здоровая экосистема или организм, работает лучше всего, когда его часто контролируют и постоянно настраивают.

Кроме того, поскольку именно люди стимулируют спрос на ресурсы, формирующие метаболизм города, крайне важно, чтобы горожане имели возможность взвешивать и участвовать значимым образом. Получение такого рода информации из первых рук имеет неоценимое значение не только из-за ранее неизвестных точек данных, которые она предоставляет, но и потому, что личное участие создает новую осведомленность и дает стимул сообществу участвовать в поиске решений существующих проблем.

С картами и диаграммами, созданными гражданами, основанными на реальных условиях и структурированными вокруг целостной структуры, возникающие шаблоны позволяют как жителям, так и проектировщикам задавать вопросы, которые могут привести к улучшению окружающей среды как на местном, так и на региональном уровне.